(57)【要約】      （修正有）【課題】血圧の継続的な測定を可能にする生体情報測定装置を提供することを目的とする。特に、外耳部での血圧測定を可能にすることを目的とする。【解決手段】被検体の窪みに装着して、支持体の両端を遠ざけるように変形させることによって被検体を該支持体の端部で窪みの内側から押圧する。押圧した部分の脈波を支持体の端部に備わる発光素子及び受光素子で検出し、さらに押圧する圧力を測定することにより血圧の測定ができる。窪みの多い耳介及び外耳道に装着できるので、外耳部に装着して血圧を継続的に測定する生体情報測定装置を提供することが可能になる。【選択図】図１
2006102187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部と他方の端部との距離が伸縮する棒状の支持体と、
該支持体の一方の端部から光を出射する発光素子と、
該発光素子の出射する光が散乱した散乱光を前記一方の端部で受光する受光素子と、を備える生体情報測定装置。
【請求項２】
前記支持体は、湾曲した棒状であることを特徴とする請求項１に記載の生体情報測定装置。
【請求項３】
前記支持体の湾曲するたわみ量が変化することにより、前記一方の端部と前記他方の端部との距離が伸縮することを特徴とする請求項２に記載の生体情報測定装置。
【請求項４】
前記支持体は、前記支持体の長手方向に伸縮する伸縮部を有し、該伸縮部が伸縮することによって前記一方の端部と前記他方の端部との距離が前記支持体の長手方向に伸縮することを特徴とする請求項１又は２に記載の生体情報測定装置。
【請求項５】
前記伸縮部は、前記支持体の中間に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の生体情報測定装置。
【請求項６】
前記伸縮部は、前記支持体の端部に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の生体情報測定装置。
【請求項７】
前記伸縮部は、空気圧で伸縮することを特徴とする請求項４から６に記載のいずれかの生体情報測定装置。
【請求項８】
前記伸縮部は、アクチュエータで伸縮することを特徴とする請求項４から６に記載のいずれかの生体情報測定装置。
【請求項９】
前記支持体は、屈伸する屈伸部を有し、該屈伸部の屈伸によって前記一方の端部と前記他方の端部との距離が伸縮することを特徴とする請求項１又は２に記載の生体情報測定装置。
【請求項１０】
前記屈伸部は、前記支持体の中間に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の生体情報測定装置。
【請求項１１】
前記屈伸部は、空気圧で屈伸することを特徴とする請求項９又は１０に記載の生体情報測定装置。
【請求項１２】
前記屈伸部は、アクチュエータで屈伸することを特徴とする請求項９又は１０に記載の生体情報測定装置。
【請求項１３】
前記発光素子及び前記受光素子は、前記支持体の他方の端部にも設けたことを特徴とする請求項１から１２に記載のいずれかの生体情報測定装置。
【請求項１４】
外耳に固定する固定機構をさらに有することを特徴とする請求項１から１３に記載のいずれかの生体情報測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に照射した光が散乱された散乱光により生体情報を測定する生体情報測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高齢化が進み、成人の生活習慣病への対応が社会的に大きな課題となっている。特に高血圧に関連する疾患の場合、長期の血圧データの収集が非常に重要である点が認識されている。このような観点から、血圧をはじめとした各種の生体情報の計測装置が開発されている。
【０００３】
従来の外耳部で生体情報を測定する技術には、外耳道又は外耳中の他の部位に、挿入され、常時装着する患者モニタ装置がある（例えば、特許文献１参照。）。この装置は、脈拍、脈波、心電、体温、動脈血酸素飽和度、及び血圧などを被検体内へ放射した赤外光、可視光の散乱光の受光量から計算するものである。しかし、この装置は、血圧の具体的な測定方法が明示されていない。
【０００４】
一方、血圧の測定に関しては、血管の脈動波形による血圧測定装置は、他の方式であるカフ振動法や容積補償法などによる血圧測定装置（例えば、非特許文献１参照。）と並んで、有力な血圧の測定方法として認められている。
【０００５】
なお、本願では、耳介の名称は非特許文献２、３、４による。また、耳介の表側とは、耳介の外耳道のある面をいい、耳介の裏側とは耳介の外耳道のない面をいう。
【特許文献１】特開平９−１２２０８３号公報
【非特許文献１】山越  憲一、戸川  達男  ：  「生体センサと計測装置」日本エム・イー学会編／ＭＥ教科書シリーズ  Ａ−１、３９頁〜５２頁
【非特許文献２】Ｓｏｂｏｔｔａ  図説人体解剖学第１巻（監訳者：岡本道雄）、ｐ．１２６、（株）医学書院、１９９６年１０月１日発行
【非特許文献３】Ｓｏｂｏｔｔａ  図説人体解剖学第１巻（監訳者：岡本道雄）、ｐ．１２７、（株）医学書院、１９９６年１０月１日発行
【非特許文献４】からだの地図帳  （監修・解説：高橋長雄）、ｐ．２０、（株）講談社、２００４年１月２９日発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の従来例、特開平９−１２２０８３においては血圧の具体的な測定方法が明示されておらず、血圧は測定できないという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、従来技術における上記の課題を解決し、血圧の継続的な測定を可能にする生体情報測定装置を提供することを目的とする。
【０００８】
特に、外耳部に適した押圧手段で血圧測定を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る生体情報測定装置は、被検体の窪みに装着して、支持体の両端を遠ざけるように変形させることによって該支持体の両端部で被検体の窪みの内側から押圧する。押圧した部分の脈波を検出し、さらに押圧する圧力を測定することにより血圧の測定ができる。窪みの多い耳介及び外耳道に装着できるので、血圧を継続的に測定する生体情報測定装置を提供することが可能になる。
【００１０】
具体的には、本発明に係る生体情報測定装置は、一方の端部と他方の端部との距離が伸縮する棒状の支持体と、該支持体の一方の端部から光を出射する発光素子と、該発光素子の出射する光が散乱した散乱光を前記一方の端部で受光する受光素子と、を備える。
【００１１】
伸縮の調整で押圧する圧力を可変し、端部に備わる発光素子と受光素子で脈波を検出すれば、他に備える圧力センサからの圧力情報を得ることによって血圧を測定することができる。
【００１２】
前記支持体は、湾曲した棒状であることが好ましい。
【００１３】
支持体が湾曲していることにより、装着する窪みの部分に凸部があっても装着できる。耳介の形状は被検体によって様々であるので、その多様さへの対応が可能になる。
【００１４】
前記支持体の湾曲するたわみ量が変化することにより、前記一方の端部と前記他方の端部との距離が伸縮することが好ましい。
【００１５】
湾曲させて被検体を押圧する支持体を用いることで、１つの構造体で支持体を構成することができる。これにより支持体の強度を増すことが可能になる。
【００１６】
前記支持体は、前記支持体の長手方向に伸縮する伸縮部を有し、該伸縮部が伸縮することによって前記一方の端部と前記他方の端部との距離が前記支持体の長手方向に伸縮することが好ましい。
【００１７】
支持体が前記支持体の長手方向に伸縮する伸縮部を有することによって、窪みの内壁を支持体によって押圧することができる。これにより被検体の窪みに装着して血圧測定できる。
【００１８】
前記伸縮部は、前記支持体の中間に配置されていることが好ましい。
【００１９】
前記伸縮部が支持体の中間に配置されていることにより、支持体の両端で生体情報を測定できる。また、端部で測定する生体情報のノイズを減らすことができる。
【００２０】
前記伸縮部は、前記支持体の端部に配置されていることが好ましい。
【００２１】
伸縮部が任意の形状に変形することのできるものである場合、伸縮部を支持体の端部の少なくともいずれかに配置することにより、支持体を伸張したときに被検体を安定して押圧することができる。
【００２２】
前記伸縮部は、空気圧で伸縮することが好ましい。
【００２３】
伸縮部が空気圧で伸縮することにより、過大な圧力が印加されても空気の圧縮により被検体の安全が保たれる。また、伸縮部が空気圧を動力源として伸縮することにより、電気的ノイズを低減することができる。また、空気供給パイプを介して伸縮部の空気圧で被検体の圧力を測定できる。
【００２４】
前記伸縮部は、アクチュエータで伸縮することが好ましい。
【００２５】
伸縮部がアクチュエータで伸縮することによって、空気供給パイプが不要であり、動力源の供給が容易となる。
【００２６】
前記支持体は、屈伸する屈伸部を有し、該屈伸部の屈伸によって前記一方の端部と前記他方の端部との距離が伸縮することが好ましい。
【００２７】
支持体が屈伸する屈伸部を有することによって、凸部のある窪みであっても窪みの内壁を支持体によって押圧することができる。これにより被検体の窪みに装着して血圧測定できる。
【００２８】
前記屈伸部は、前記支持体の中間に配置されていることが好ましい。
【００２９】
前記屈伸部が支持体の中間に配置されていることにより、支持体の両端で生体情報を測定できる。また、端部で測定する生体情報のノイズを減らすことができる。
【００３０】
前記屈伸部は、空気圧で屈伸することが好ましい。
【００３１】
屈伸部が空気圧で屈伸することにより、過大な圧力が印加されても空気の圧縮により被検体の安全が保たれる。屈伸部が空気圧を動力源として屈伸することにより、電気的ノイズを低減することができる。また、空気供給パイプを介して屈伸部の空気圧で被検体の圧力を測定できる。
【００３２】
前記屈伸部は、アクチュエータで屈伸することが好ましい。
【００３３】
屈伸部がアクチュエータで屈伸することにより、空気供給パイプが不要であり、動力源の供給が容易となる。
【００３４】
前記発光素子及び前記受光素子は、前記支持体の他方の端部にも設けてもよい。
【００３５】
支持体の両端に発光素子及び受光素子が備わることで、最適な発光素子、受光素子のペアを選択することができるので、測定精度を向上することができる。
【００３６】
外耳に固定する固定機構をさらに有することが好ましい。
【００３７】
外耳に固定する固定機構によって、着脱しても外耳の同じ部位にある窪みのうちの、さらに同一の部位で測定することが可能になる。さらに、常時装着していても外れ難くすることができるので、血圧測定の精度を向上することが可能になる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、被検体の窪みの内側から押圧して血圧を測定するので、外耳部に装着して血圧を継続的に測定する生体情報測定装置を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。図１は、生体情報測定装置の実施形態の一例を示す模式図である。生体情報測定装置は、一方の端部６１ａと他方の端部６１ｂとの距離が伸縮する棒状の支持体１１と、支持体１１の一方の端部６１ａから光を出射する発光素子４１と、発光素子４１の出射する光が散乱した散乱光を一方の端部６１ａで受光する受光素子４５と、を備える。図１に示した支持体１１は、支持体１１の長手方向Ａ１に伸縮する伸縮部６２と、伸縮部６２の両側に伸縮部６２と接続される支持部２１ａ及び２１ｂを含む。
【００４０】
図１では、支持体１１の端部６１ａと支持体１１の端部６１ｂとが、被検体の窪み１０２の内壁１０１ａと窪み１０２の内壁１０１ｂとに挟まれて装着されている様子を示す。支持体１１は、端部６１ａ及び端部６１ｂを遠ざけるように伸張することによって、端部６１ａ及び端部６１ｂで内壁１０１ａ及び内壁１０１ｂを押圧する圧力を増加する。支持体１１は、端部６１ａ及び端部６１ｂを縮小することによって、端部６１ａ及び端部６１ｂで内壁１０１ａ及び内壁１０１ｂを押圧する圧力を減少する。生体情報測定装置は、支持体１１で押圧した部分１０１ａの脈波を発光素子４１及び受光素子４５を用いて検出し、さらに内壁１０１ａを押圧する圧力を測定することにより、内壁１０１ａから血圧を測定することができる。
【００４１】
なお、発光素子４１及び受光素子４５は、端部６１ａに配置されているが、支持体１１の端部６１ｂにも設けてもよい。支持体１１の両端に発光素子４１及び受光素子４５が備わることで、最適な発光素子、受光素子のペアを選択することができるので、血圧の測定精度を向上することができる。
【００４２】
図１に示した支持体１１は、支持体の第１形態であり、一方の端部６１ａと他方の端部６１ｂとの距離が伸縮する棒状体である。支持体１１の形状、機構は限定するものではない。例えば、支持体１１は、支持体１１の長手方向に伸縮する伸縮部６２を有し、伸縮部６２が伸縮することによって一方の端部６１ａと他方の端部６１ｂとの距離が支持体１１の長手方向Ａ１に伸縮するものでもよい。なお、図１では伸縮部６２は１箇所のみであるが、２箇所以上あってもよい。
【００４３】
伸縮部６２は、空気圧で伸縮するものを含む。空気圧で伸縮するものとしては、空気カフと同様の機構が例示できる。 空気カフは中空体内部の空気圧を増減させて測定部位を押圧する機構を有するものである。 空気カフと同様の機構を用いた場合、中空体内部の空気圧が被検体を押圧している圧力となるので、支持体１１が押圧している被検体の圧力を中空体内部の空気圧を測定することにより測定できる。伸縮部が空気圧で伸縮することにより、過大な圧力が印加されても空気の圧縮により被検体の安全が保たれる。また、伸縮部が空気圧を動力源として伸縮することにより、電気的ノイズを低減することができる。また、空気供給パイプを介して伸縮部の空気圧で被検体の圧力を測定できる。なお、中空体内部を押圧する物質を、空気でない、例えば油やゲルとしてもよい。
【００４４】
また、伸縮部６２は、アクチュエータで伸縮するものであってもよい。アクチュエータとしては、導電性ポリマ、圧電性ポリマ、形状記憶合金、形状記憶ポリマが例示できる。アクチュエータは、印加される電圧によって伸縮量が変化するものであることが好ましい。このようなアクチュエータを用いると、アクチュエータに印加する電圧を大小させることにより、支持体１１が内壁１０１ａ及び１０１ｂを押圧する圧力を制御することができる。アクチュエータを用いた場合、空気供給パイプが不要であり、動力源の供給が容易になる。また、伸縮部６２が伸縮する際の振動を少なくすることが可能になる。
【００４５】
なお、伸縮部６２は、伸縮量によって被検体を押圧する圧力を制御することができるものであることが好ましい。また伸縮部６２の配置される位置は限定しない。例えば、伸縮部６２は、支持体１１の中間に配置されていてもよい。伸縮部６２が支持体１１の中間に配置されると、支持体１１の両方の端部６１ａ及び６１ｂを血圧等の生体情報を測定することに利用できる。また、支持体１１の端部６１ａ又は６１ｂで測定する生体情報のノイズを減らすことができる。また、伸縮部６２は、支持体１１の端部６１ａ又は６１ｂに配置されていてもよい。伸縮部６２が任意の形状に変形することのできるものとすれば、伸縮部６２を支持体１１の端部６１ａ、６１ｂの少なくともいずれかに配置することにより、内壁１０１ａ及び１０１ｂに接触する端部６１ａ又は６１ｂの面積を増やすことができるので、支持体１１は安定して被検体を押圧することができる。
【００４６】
図２は、支持体の第２形態を示す模式図である。図２に示す支持体１２は、屈伸する屈伸部６３を有し、屈伸部６３の方向Ａ２、方向Ａ３への屈伸によって一方の端部６１ａと他方の端部６１ｂとの距離が伸縮する。支持体１２は、支持部２２と、支持部２２を屈伸部６３で屈伸させるアクチュエータ３２ａ、３２ｂを含む。図２は、図１と同様に、支持体１２の端部６１ａと端部６１ｂとが、被検体の窪み１０２の内壁１０１ａと内壁１０１ｂとに挟まれて装着されている様子を示す。支持体１２は、端部６１ａ及び端部６１ｂが方向Ａ２に移動することにより屈曲し、端部６１ａと端部６１ｂとの距離が縮小する。支持体１２は、端部６１ａ及び端部６１ｂが方向Ａ３に移動することにより直線状に近くなり、端部６１ａと端部６１ｂとの距離が伸張する。この結果、端部６１ａと端部６１ｂとの距離が縮小するときに内壁１０１ａ及び１０１ｂを押圧する圧力を減少し、端部６１ａと端部６１ｂとの距離が伸張するときに内壁１０１ａ及び１０１ｂを押圧する圧力を増加することができる。
【００４７】
なお、図２では支持体１２は一部のみが屈伸しているが、支持体１２の湾曲するたわみ量が変化することにより、一方の端部６１ａと他方の端部６１ｂとの距離が伸縮するものでもよい。湾曲させて被検体を押圧する支持体１２を用いることで、１つの構造体で支持体１２を構成することができる。これにより支持体１２の強度を増すことが可能になる。支持体１２の形状、機構は図２に示したものに限定するものではない。
【００４８】
屈伸部６３は、アクチュエータで屈伸するものを含む。アクチュエータとしては、導電性ポリマ、圧電性ポリマ、形状記憶合金、形状記憶ポリマが例示できる。アクチュエータは、印加される電圧によって伸縮量が変化するものであることが好ましい。このようなアクチュエータを用いると、アクチュエータに印加する電圧を大小させることにより、支持体１２が内壁１０１ａ及び１０１ｂを押圧する圧力を制御することができる。アクチュエータを用いた場合、動力源の供給が容易になる。また、屈伸部６３が屈伸する際の振動を少なくすることが可能になる。空気供給パイプが不要であり、動力源の供給が容易である。屈伸部がアクチュエータで屈伸することにより、動力源の供給が容易になる。
【００４９】
また、屈伸部６３は、空気圧で屈伸するものであってもよい。屈伸部６３が空気圧で屈伸するものとしては、方向Ａ２と方向Ａ３とで伸縮量の異なる中空体を用いることができる。例えば、中空体が縮小しているときに屈曲した状態になっており、中空体の内圧を増加させることによって方向Ａ２側の側面が方向Ａ３側の側面よりも多く膨張するものを例示することができる。屈伸部６３が空気圧で屈伸する構造であれば、屈伸部６３を柔軟な構造にすることができるので、内壁１０１ａ又は内壁１０１ｂに過大な圧力が印加された場合でも被検体の安全を確保することができる。屈伸部６３が空気圧を動力源として伸縮することにより、電気的ノイズを低減することができる。また、空気供給パイプを介して屈伸部の空気圧で被検体の圧力を測定できる。
【００５０】
なお、屈伸部６３は、屈伸する量によって被検体を押圧する圧力を制御することができるものであることが好ましい。また、屈伸部６３の配置される位置は限定しない。例えば、屈伸部６３は、支持体１２の中間に配置されていてもよい。屈伸部６３が支持体１２の中間に配置されていることにより、支持体１２の両方の端部６１ａ及び６１ｂで生体情報を測定できる。また、端部６１ａ及び６１ｂで測定する生体情報のノイズを減らすことができる。
【００５１】
なお、図１、図２に示した支持体１１及び１２の形状は限定しない。例えば、支持体１１及び１２は、湾曲していてもよい。支持体が湾曲していることにより、窪み１０２の一部に凸部があっても支持体の端部で被検体を押圧することができる。耳介の形状は被検者によって様々であるので、凸部に対応可能にすることで耳介への装着が容易になる。
【００５２】
なお、前述の図１及び図２に示した支持体１１及び１２の棒状体の形状は、円筒体としてもよい。角をなくすことで、装着した際の感触を良くすることができる。支持体には生体情報を測定する各種検出器が実装されていてもよく、支持体は実装するものに応じて形状にすることができる。また、支持体１１及び１２の材質は限定するものではなく、例えば、金、銀、ステンレス等の金属、樹脂、皮革、木、ゴム、シリコンが例示できる。さらに、被検体に直接触れる可能性があるので、表面が柔軟であることが好ましく、例えば、表面に、繊維や、皮、樹脂、ゴムを配してもよい。
【００５３】
図１の発光素子４１は、光を出射するものであり、出射する光の波長、振幅、位相等の特性は限定しない。例えば、発光素子４１は、被検体の血管によって散乱される特性の光を出射するものでもよい。また、測定部位の血管内部を流動するヘモグロビン等の流動物によって散乱される光を出射するものでもよい。発光素子４１は、例えば端面発光型レーザ又は面発光レーザを用いることができる。端面発光型レーザ又は面発光レーザであることにより、低消費電力な発光素子とすることができる。また、ＬＥＤであってもよい。
【００５４】
受光素子４５は、発光素子４１から出射された光による被検体１０１での散乱光を受光するものである。例えば、シリコンフォトダイオードなどのフォトダイオード、ＣｄＳなどの光電導素子、光電管、ポジションセンサー、ＣＣＤ、ＭＯＳなどによって受光するものを含む。受光する光の波長、振幅、位相等の特性は限定しない。さらに受光素子４５は、脈波を測定できるものであってもよい。
【００５５】
図３は、生体情報測定装置の他形態を示す模式図である。図３に示す生体情報測定装置９１は、前述の図１で説明した生体情報測定装置８１に、外耳１０３に固定する固定機構８２をさらに有している。固定機構８２は、耳介１０３の周囲に固定可能な半円形の環状体の例を示した。固定機構８２は限定するものではなく、例えば、耳介１０３を挟持するものでもよい。このように、前述の図１で説明した生体情報測定装置８１が耳介１０３への固定機構８２をさらに備えることによって、着脱しても外耳１０３の同じ部位にある窪みのうちの、さらに同一の部位で測定することが可能になる。これにより、血圧測定の精度を向上することが可能になる。さらに、常時装着していても外れ難くすることができる。
【００５６】
以上説明したように、本発明に係る生体情報測定装置は、被検体の窪みの内側から押圧して血圧を測定するので、外耳に装着して血圧を測定することができる。したがって、血圧を継続的に測定する生体情報測定装置を提供することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の生体情報測定装置は生体情報を測定する種類により、脈拍、血圧、血流などを連続的に測定する生体情報測定装置として応用できるので、医療目的ばかりでなく健康管理又は美容目的としての用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】生体情報測定装置の実施形態の一例を示す模式図である。
【図２】支持体の第２形態を示す模式図である。
【図３】生体情報測定装置の他形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５９】
１１、１２  支持体
２１ａ、２１ｂ、２２  支持部
６２  伸縮部
３２ａ、３２ｂ  アクチュエータ
４１  発光素子
４５  受光素子
６３  屈伸部
８２  外耳への固定機構
８３、９１  生体情報測定装置
１０１  被検体
１０１ａ、１０１ｂ  窪みの内壁
１０２  被検体の窪み
Ａ１、Ａ２、Ａ３  方向
【図１】
2006102187.tif 000003
【図２】
2006102187.tif 000004
【図３】
2006102187.tif 000005