(57)【要約】【課題】小型で、かつ高精度に血管の脈動波形を計測可能な脈波測定器を提供することを目的とする。【解決手段】脈動波形を測定するための脈波測定器を、人体の外部から人体に光を照射する照射部と、該照射部から照射される光のうち人体から反射される光を受け、その光の量を測定する反射測定部と、反射される光の量の変化から血管の脈動波形を計測する波形計測部とを備えるように構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の外部から人体に光を照射する照射部と、
該照射部から照射される光のうち人体から反射される光を受け、その光の量を測定する反射測定部と、
反射される光の量の変化から血管の脈動波形を計測する波形計測部と
を有する脈波測定器。
【請求項２】
人体の外部から人体に付着させた反射板に光を照射する照射部と、
該照射部から照射される光のうち人体に付着させた該反射板から反射される光を受け、その光の量を測定する反射測定部と、
反射される光の量の変化から血管の脈動波形を計測する波形計測部と
を有する脈波測定器。
【請求項３】
人体の外部から人体に光を照射する照射部と、
該照射部から照射される光のうち人体を透過する光を受け、その光の量を測定する透過測定部と、
透過する光の量の変化から血管の脈動波形を計測する波形計測部と
を有する脈波測定器。
【請求項４】
前記照射部から照射される光の波長は０．７〜０．９８μｍである請求項３に記載の脈波測定器。
【請求項５】
人体の外部から人体の血管に光を照射する照射部と、
該照射部から照射される光のうち血管内の血球から反射される光を受け、その光の量を測定する反射測定部と、
反射する光の量の変化から血管の脈動波形を計測する波形計測部と
を有する脈波測定器。
【請求項６】
人体の外部から人体の血管に光を照射する照射部と、
該照射部から照射される光のうち血管内を透過する光を受け、その光の量を測定する透過測定部と、
透過する光の量の変化から血管の脈動波形を計測する波形計測部と
を有する脈波測定器。
【請求項７】
前記照射部から照射される光の波長は０．７〜０．９８μｍである請求項６に記載の脈波測定器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血管の脈動波形を簡易かつ正確に計測する脈波測定器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高齢化が進み、生活習慣病や成人病との関連の深い血液循環への関心が高まり、高精度な脈動波形の計測が注目されている。脈動波形の計測を行うための従来の技術として例えば特許文献１に記載された脈測定器がある。
【０００３】
図６は上記文献に記載されている脈測定器を示すブロック図である。図６に示すようにこの脈測定器は測定ユニット１１０と表示・記録ユニット１１１とからなる。測定ユニット１１０は送信用圧電基板１００と受信用圧電基板１０１と回路部１０２を有しており、整合樹脂１０５の上に設けられる。また、整合樹脂１０５は密着樹脂１０６の上に設けられ、送信用圧電基板１００と受信用圧電基板１０１はそれぞれ信号線により回路部１０２に接続されている。
【０００４】
また、表示・記録ユニット１１１は、相互に信号線により接続された記録部１０３と表示部１０４により構成されている。測定ユニット１１０の中に設置された回路部１０２は表示・記録ユニット１１１の中に設置された記録部１０３と表示部１０４のそれぞれに信号線により接続されている。
【０００５】
図６において整合樹脂１０５と密着樹脂１０６とは、送信用圧電基板１００から照射される照射超音波１２０を効率良く人体内に入射させるために、送信用圧電基板１００と人体２００との間に空気の層を作ることなく両者を密着させる目的のために設置されている。同時に、整合樹脂１０５と密着樹脂１０６は反射超音波１２１が効率良く受信用圧電基板１０１へ受信されるように受信用圧電基板１０１と人体２００との間に空気の層を作ることなく密着させる役目も持っている。図６に示した脈測定器での測定原理は次の通りである。
【０００６】
送信用圧電基板１００から照射超音波１２０を人体２００へ照射し、人体２００の内部の血管２０１の壁面あるいは血管２０１の内部の血球により反射した反射超音波１２１を受信用圧電基板１０１で受信して電気信号に変換し、回路部１０２において照射超音波１２０と反射超音波１２１の周波数の変化から脈を測定するものである。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３０１０３７号公報（第（２）頁〜第（５）頁、第３図、第５図、第９図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の脈測定器においては、測定ユニット１１０と人体２００との間に空気層が存在すると、照射超音波１２０および反射超音波１２１は大幅に減衰し測定精度の大幅な低下を招くので、測定ユニット１１０は人体２００へ密着させる必要がある。従って、取り付け部分が大型化するとともに、長時間の連続計測や人体の移動中の測定は困難であった。また、照射超音波１２０は例えば光の周波数に比較して周波数が低いため、反射超音波１２１との周波数の差から人体２００の内部の血管の脈動波形を高精度に測定することは困難であった。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するために、小型で、かつ高精度に血管の脈動波形を計測可能な脈波測定器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、人体の外部から人体に光を照射する照射部と、該照射部から照射される光のうち人体から反射される光を受け、その光の量を測定する反射測定部と、反射される光の量の変化から血管の脈動波形を計測する波形計測部とを有する脈波測定器により解決できる。
【００１１】
本発明によれば、周波数が高く収束性と直進性に優れた光を用いるので、小型で、かつ高精度に血管の脈動波形を計測可能な脈波測定器を提供することができる。
【００１２】
また、上記の課題は、人体の外部から人体に付着させた反射板に光を照射する照射部と、該照射部から照射される光のうち人体に付着させた該反射板から反射される光を受け、その光の量を測定する反射測定部と、反射される光の量の変化から血管の脈動波形を計測する波形計測部とを有する脈波測定器によっても解決できる。
【００１３】
本発明によれば、金属板を反射した光を計測することとしたので、より高精度に血管の脈動波形を計測可能な脈波測定器を提供することができる。
【００１４】
また、上記の課題は、人体の外部から人体に光を照射する照射部と、該照射部から照射される光のうち人体を透過する光を受け、その光の量を測定する透過測定部と、透過する光の量の変化から血管の脈動波形を計測する波形計測部とを有する脈波測定器によっても解決できる。
【００１５】
本発明によれば、小型で、かつ高精度に血管の脈動波形を計測可能な脈波測定器を提供することができる。
【００１６】
また、上記の課題は、人体の外部から人体の血管に光を照射する照射部と、該照射部から照射される光のうち血管内の血球から反射される光を受け、その光の量を測定する反射測定部と、反射する光の量の変化から血管の脈動波形を計測する波形計測部とを有する脈波測定器によっても解決できる。
【００１７】
本発明によれば、照射部から照射される光のうち血管内の血球から反射される光を計測することとしたので、より高精度に血管の脈動波形を計測可能な脈波測定器を提供することができる。
【００１８】
また、上記の課題は、人体の外部から人体の血管に光を照射する照射部と、該照射部から照射される光のうち血管内を透過する光を受け、その光の量を測定する透過測定部と、透過する光の量の変化から血管の脈動波形を計測する波形計測部とを有する脈波測定器によっても解決できる。
【００１９】
本発明によれば、より高精度に血管の脈動波形を計測可能な脈波測定器を提供することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１〜第５の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態における脈波測定器３０の構成図である。図１に示すように、脈波測定器３０は照射部１０、反射測定部１１、波形計測部１２、表示・記録部１３により構成され、反射測定部１１は信号線により波形計測部１２と接続され、波形計測部１２は信号線により表示・記録部１３と接続されている。なお、照射部１０としては例えばＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）やＬＤ（ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ：レーザダイオード）を用いることができる。また、照射する光として本実施の形態では可視光（波長０．６μｍ〜１μｍ）を用いることが好ましい。以下、図１を参照して脈波測定器３０の動作について説明する。
【００２２】
脈波測定器３０は照射部１０からレーザー光線などの照射光２０を人体４０へ向けて照射する。照射された照射光２０は人体４０により反射され、反射光２１として反射測定部１１へ到達し、その量が測定される。
【００２３】
人体４０は血管の脈動により膨張と収縮を繰り返しており、反射測定部１１において測定される反射光２１の量は人体４０の膨張と収縮に応じて変化する。すなわち、反射測定部１１において測定される反射光２１の量は、人体４０が膨張し反射測定部１１へ接近する方向へ動いた時は多くなり、逆に人体４０が収縮し反射測定部１１から遠ざかる方向へ動いた時は少なくなる。又は、人体４０の一部が膨張して、反射角度が変化することにより、反射光２１の量も変化する。
【００２４】
反射測定部１１において測定される反射光２１の量の変化は電気信号に変換され波形計測部１２へ伝達される。波形計測部１２においては反射測定部１１から伝達されて来る反射光２１の量に応じて変化する電気信号から雑音等の妨害信号を除去し、血管の脈動波形を計測する。
【００２５】
波形計測部１２で計測された血管の脈動波形は電気信号として表示・記録部１３へ伝達され、表示・記録部１３において血管の脈動波形が表示されるとともに、必要に応じて脈動波形のデータが記録される。
【００２６】
以上に述べた本発明の第１の実施の形態における脈波測定器は、レーザー光線などの非常に周波数が高く、かつ収束性と直進性の良い光を人体に照射し、人体からの反射光の量の変化から人体の微小な膨張と収縮の量を高精度に測定し、それをもとに血管の脈動波形を計測するので、従来の技術に比較して高精度に血管の脈動波形の計測をすることが可能となる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。図２は本発明の第２の実施の形態における脈波測定器３０の構成図である。図２に示すように、脈波測定器３０は照射部１０、反射測定部１１、波形計測部１２、表示・記録部１３により構成され、反射測定部１１は信号線により波形計測部１２と接続され、波形計測部１２は信号線により表示・記録部１３と接続されている。また、脈波測定器３０は付属部品として反射板１５を備えている。なお、照射部１０としては例えばＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）やＬＤ（ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ：レーザダイオード）を用いることができる。また、照射する光としては可視光（波長０．６μｍ〜１μｍ）を用いることが好ましいが、反射板に所望の波長の光を反射する金属コートを施すことにより、任意の波長の光を用いることが可能である。次に第２の実施の形態における脈波測定器３０の動作について説明する。
【００２８】
第２の実施に形態における脈波測定器３０は照射部１０からレーザー光線などの照射光２０を人体４０へ向けて照射する。照射された照射光２０は人体４０の表面に付着させた反射板１５により反射され、反射光２１として反射測定部１１へ到達し、その量が測定される。人体４０は血管の脈動により膨張と収縮を繰り返しており、人体４０の表面に付着させた反射板１５も人体４０の表面と同じ量の位置の変化を繰り返している。従って、反射測定部１１において測定される反射光２１の量は人体４０の膨張と収縮に応じて変化する。すなわち、反射測定部１１において測定される反射光２１の量は、人体４０が膨張し反射測定部１１へ接近した時は多くなり、逆に人体４０が収縮し反射測定部１１から遠ざかる方向へ動いた時は少なくなる。又は、人体４０の一部が膨張して、反射角度が変化することにより、反射光２１の量も変化する。
【００２９】
このように、反射板１５を用いることによって、反射する光の量が多くなるため、雑音の影響が小さくなる。反射測定部１１で測定される反射光２１の量の変化は電気信号に変換され波形計測部１２へ伝達される。波形計測部１２においては反射光２１の量に応じて変化する電気信号から雑音等の妨害信号を除去し、血管の脈動波形を計測する。波形計測部１２で計測された血管の脈動波形は電気信号として表示・記録部１３へ伝達され、表示・記録部１３において血管の脈動波形が表示されるとともに必要に応じて脈動波形のデータが記録される。
【００３０】
以上に述べた第２の実施の形態にける脈波測定器はレーザー光線などの非常に周波数が高く、かつ収束性と直進性の良い光を、人体表面に付着させた光を効率良く反射する反射板へ照射し、人体表面の動きと同一の動きをする反射板からの反射光の変化から、人体の微小な膨張と収縮の量を高精度に測定し、それをもとに血管の脈動波形を計測するものである。従って、従来の技術に比較してより高精度に血管の脈動波形の計測が可能となる。
【００３１】
（第３の実施の形態）
以下、本発明の第３の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。図３は本発明の第３の実施の形態における脈波測定器の構成図である。
【００３２】
図３に示すように、第３の実施の形態における脈波測定器は計測ユニット３１と照射部１０により構成される。計測ユニット３１は透過測定部１４、波形計測部１２、表示・記録部１３により構成され、透過測定部１４は信号線により波形計測部１２と接続され、波形計測部１２は信号線により表示・記録部１３と接続されている。照射部１０と計測ユニット３１は人体４０を挟んで向かい合う状態に、一直線上に設置される。なお、照射部１０としては例えばＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）やＬＤ（ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ：レーザダイオード）を用いることができる。また、照射する光としては、赤血球による吸収の多い波長０．７〜０．９８μｍの光を用いることが好ましい。次に第３の実施の形態における脈波測定器の動作を図３を参照して説明する。
【００３３】
照射部１０からレーザー光線などの照射光２０を人体４０へ向けて照射する。照射された照射光２０は人体４０を透過し、透過光２２として人体４０の外部へ放射される。透過光２２は透過測定部１４へ到達してその量が測定される。人体４０は血管の脈動により膨張と収縮を繰り返しており、透過測定部１４において測定される透過光２２の量は人体４０の膨張と収縮に応じて変化する。すなわち、透過測定部１４において測定される透過光２２の量は人体が膨張した時は光の損失が増大するために少なくなり、逆に収縮した時は光の損失が減少するために多くなる。又は、血管での照射光の反射、吸収が大きいことから、血管の膨張と収縮により透過光２２の量が変化する。
【００３４】
すなわち、透過測定部１４において測定される透過光２２の量は、血管が膨張した時は光の損失が増大するために少なくなり、逆に収縮した時は光の損失が減少するために多くなる。透過測定部１４において測定される透過光２２の量の変化は電気信号に変換されて波形計測部１２へ伝達される。波形計測部１２においては透過光２２の量に応じて変化する電気信号から雑音等の妨害信号を除去し、血管の脈動波形を計測する。波形計測部１２で計測された血管の脈動波形は電気信号として表示・記録部１３へ伝達され、表示・記録部１３において血管の脈動波形が表示されるとともに必要に応じて脈動波形のデータが記録される。
【００３５】
以上に述べた第３の実施の形態の脈波測定器によれば、レーザー光線などの非常に周波数が高く、かつ収束性と直進性の良い光を人体に照射し、人体を透過する透過光の変化により人体の微小な膨張と収縮の量を高精度に測定し、それをもとに血管の脈動波形を計測するので、従来の技術に比較して高精度な血管の脈動波形の計測が可能となる。
【００３６】
（第４の実施の形態）
以下、本発明の第４の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。図４は本発明の第４の実施の形態における脈波測定器の構成図である。
【００３７】
図４に示すように、第４の実施の形態における脈波測定器３０は照射部１０、反射測定部１１、波形計測部１２、表示・記録部１３により構成され、反射測定部１１は信号線により波形計測部１２と接続され、波形計測部１２は信号線により表示・記録部１３と接続されている。なお、照射部１０としては例えばＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）やＬＤ（ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ：レーザダイオード）を用いることができる。また、照射する光としては可視光（波長０．６μｍ〜１μｍ）を用いることが好ましい。以下、第４の実施の形態における脈波測定器３０の動作を図４を参照して説明する。
【００３８】
第４の実施の形態における脈波測定器３０は照射部１０からレーザー光線などの照射光２０を人体４０へ向けて照射する。照射された照射光２０は人体４０の血管４１の内部で脈流する血球４２により反射され、反射光２１として反射測定部１１へ到達し、その量が測定される。人体４０の血管４１の内部の血球４２の流量は血管の脈動により変化している。また、血球４２は血液の他の部分よりも光の反射率が高いので、血管の脈動によって、血管が膨張した時は多くの血球４２が照射光２０を反射することになるので、反射光２１の量は多くなる。また、血管の脈動によって、血管が収縮した時は照射光２０を反射する血球４２の数が少なくなり、反射光２１の量も少なくなる。
【００３９】
従って、血球４２により反射される反射光２１の量は血管の脈動に対応して増減を繰り返す。反射測定部１１において測定される反射光２１の量の変化は電気信号に変換されて波形計測部１２へ伝達される。波形計測部１２においては反射光２１の量に応じて変化する電気信号から雑音等の妨害信号を除去し血管の脈動波形を計測する。波形計測部１２で計測された血管の脈動波形は電気信号として表示・記録部１３へ伝達され、表示・記録部１３において血管の脈動波形が表示されるとともに必要に応じて脈動波形のデータが記録される。
【００４０】
以上に述べた第４の実施の形態における脈波測定器よる測定はレーザー光線などの非常に周波数が高く、かつ収束性と直進性の良い光を人体に照射し、人体内の血球による反射光の変化により人体内の血流の微小な変化を高精度に測定し、それをもとに血管の脈動波形を計測するものであり、従来の技術に比較して高精度に血管の脈動波形の計測が可能となる。
【００４１】
（第５の実施の形態）
以下、本発明の第５の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。図５は本発明の第５の実施の形態における脈波測定器の構成図である。
【００４２】
図５において脈波測定器は計測ユニット３１と照射部１０により構成される。計測ユニット３１は透過測定部１４、波形計測部１２、表示・記録部１３により構成され、透過測定部１４は信号線により波形計測部１２と接続され、波形計測部１２は信号線により表示・記録部１３と接続されている。照射部１０と計測ユニット３１は人体４０を挟んで向かい合う状態で、一直線上に設置される。なお、照射部１０としては例えばＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）やＬＤ（ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ：レーザダイオード）を用いることができる。また、照射する光としては、赤血球による吸収の多い波長０．７〜０．９８μｍの光を用いることが好ましい。次に第５の実施の形態における脈波測定器の動作を説明する。
【００４３】
照射部１０からレーザー光線などの照射光２０を人体４０へ向けて照射する。照射された照射光２０は人体４０の血管４１の内部を透過し、透過光２２として人体４０の外部へ放射される。透過光２２は透過測定部１４へ到達してその量が測定される。人体４０の血管４１の内部の血球４２の流量は血管の脈動により変化している。また、血球４２は血液の他の部分よりも光の反射率が高いので、血管の脈動によって、血管が膨張した時は多くの血球４２が照射光２０を反射することになるので、透過光２２の量は少なくなる。また、血管の脈動によって、血管が収縮した時は照射光２０を反射する血球４２の数が少なくなり、透過光２２の量は多くなる。従って、透過測定部１４において測定される透過光２２の量は血管の脈動に対応して増減を繰り返す。
【００４４】
透過測定部１４において測定される透過光２２の量の変化は電気信号に変換されて波形計測部１２へ伝達される。波形計測部１２においては透過光２２の量に応じて変化する電気信号から雑音等の妨害信号を除去し血管の脈動波形を計測する。波形計測部１２で計測された血管の脈動波形は電気信号として表示・記録部１３へ伝達され、表示・記録部１３において血管の脈動波形が表示されるとともに必要に応じて脈動波形のデータが記録される。
【００４５】
以上に述べた第５の実施の形態の脈波測定器によれば、レーザー光線などの非常に周波数が高く、かつ収束性と直進性の良い光を人体に照射し、人体内の血球を透過する透過光の変化により人体内の血流の微小な変化を高精度に測定し、それをもとに血管の脈動波形を計測するので、従来の技術に比較して非常に高精度な血管の脈動波形の計測が可能となる。
【００４６】
なお、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば光を用いて脈波を計測するので、超音波を用いる従来の方式と比較して格段に分解能が高くなり、超音波では困難であった精密な脈動波形の計測が可能となる。従って、小型で、かつ高精度に血管の脈動波形を計測可能な脈波測定器を提供することができる。
【００４８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態を示す図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態を示す図である。
【図６】従来の脈測定器の構成と動作を示す図である。
【符号の説明】
１０  照射部
１１  反射測定部
１２  波形計測部
１３  表示・記録部
１４  透過測定部
１５  反射板
２０  照射光
２１  反射光
２２  透過光
３０  脈波測定器
３１  計測ユニット
４０  人体
４１  血管
４２  血球
１００  送信用圧電基板
１０１  受信用圧電基板
１０２  回路部
１０３  記録部
１０４  表示部
１０５  整合樹脂
１０６  密着樹脂
１１０  測定ユニット
１１１  表示・記録ユニット
１２０  照射超音波
１２１  反射超音波
２０１  血管
２００  人体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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