(57)【要約】【課題】本発明は、光電脈波方式を用いて脈波を検出する血圧計において、ノイズを増加させずに脈波の信号強度を増大することのできる血圧計の提供を目的とする。【解決手段】本発明は、発光素子の発光した出射光を受光素子が受光する光電センサが備わり、出射光が生体で散乱された散乱光を受光素子が検出することで脈波を検出する血圧計であって、発光素子の出射する出射光又は生体で散乱された散乱光を光電センサへ反射する反射体を設けることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子の出射光の光軸上に配置される反射体と、
前記発光素子の出射光が散乱された散乱光及び前記反射体の反射する光が散乱された散乱光を受光する受光素子と、を備える血圧計であって、
前記反射体は、前記出射光を前記発光素子の側へ反射することを特徴とする血圧計。
【請求項２】
発光素子と、
前記発光素子の出射光が散乱された散乱光を反射する反射体と、
前記反射体の反射する散乱光を受光する受光素子と、を備える血圧計であって、
前記反射体は、前記散乱光を前記受光素子へ反射することを特徴とする血圧計。
【請求項３】
前記反射体は、前記散乱光を前記受光素子に集光する形状であることを特徴とする請求項２に記載の血圧計。
【請求項４】
前記反射体は、反射する面が窪んだ凹形状であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の血圧計。
【請求項５】
対向して配置され、挟持して押圧する２個のカフをさらに備え、
前記発光素子及び前記受光素子は、前記２個のカフのうちの一方のカフ内に配置されていることを特徴とする請求項１から４に記載のいずれかの血圧計。
【請求項６】
前記反射体は、前記２個のカフのうちの他方のカフ内又はカフ表面に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の血圧計。
【請求項７】
前記反射体は、前記カフの一部を構成することを特徴とする請求項５又は６に記載の血圧計。
【請求項８】
前記発光素子は、波長が０．３５μｍ以上１．５μｍ以下の赤外光を発光することを特徴とする請求項１から７に記載のいずれかの血圧計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子の発光した出射光を受光素子が受光する光電センサが搭載されている血圧計に関する。
【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、長期の血圧値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、血圧を始めとした各種の生体情報の測定装置が開発されている。
【０００３】
日常生活を妨げないで継続的に血圧値を測定する装置として、外耳道又は外耳中の他の部位に装着する患者モニタ装置が提案されている（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、血圧値等の生体情報を、被検体内での散乱光から検出するものである。ただし、この提案では、血圧値の具体的な測定手段については明記されていない。
【０００４】
ここで、耳介の名称は非特許文献１、２、３による。
【特許文献１】特開平９−１２２０８３号公報
【非特許文献１】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２】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３】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】
【０００５】
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。
【０００６】
血圧値を測定する血圧計としては、発光素子の出射した出射光が生体で散乱された散乱光を受光する反射式の光電センサで脈波を検出する光電脈波方式がある。この光電脈波方式は、生体の表面近くの抹消血管の拍動を検出することのできる高感度の方式であるので、外耳での脈波検出に適している。しかし、高感度であるがゆえにノイズの影響を受けやすい。ノイズの影響を減少させるためは脈波の信号強度を大きくすればよいが、発光素子の出射する出射光の光強度を増大すると、それに応じて生体表面又はカフ内面での反射等を原因とするノイズが増加する。
【０００７】
そこで、本発明は、光電脈波方式を用いて脈波を検出する血圧計において、ノイズを増加させずに脈波の信号強度を増大することのできる血圧計の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するものであり、発光素子の発光した出射光を受光素子が受光する光電センサが備わり、出射光が生体で散乱された散乱光を受光素子が検出することで脈波を検出する血圧計であって、発光素子の出射する出射光又は生体で散乱された散乱光を光電センサへ反射する反射体を設けることを特徴とする。
【０００９】
反射体が発光素子の出射した出射光又は散乱光を受光素子へ反射するので、出射光又は散乱光のカフ外部への通過を防ぎ、反射光を用いてさらに散乱させることができる。これにより、発光素子の出射する出射光の光強度を上げることなく受光素子へ入射する散乱光の光強度を増大することができる。よって、ノイズを増加させずに脈波の信号強度を増大することができる。さらに、発光素子の出射する出射光を有効利用することができるので、血圧計の消費電力を低下させることも可能になる。
【００１０】
具体的には、本発明に係る血圧計は、発光素子と、前記発光素子の出射光の光軸上に配置される反射体と、前記発光素子の出射光が散乱された散乱光及び前記反射体の反射する光が散乱された散乱光を受光する受光素子と、を備える血圧計であって、前記反射体は、前記出射光を前記発光素子の側へ反射することを特徴とする。
【００１１】
生体を透過した出射光を反射体が発光素子の側へ反射するので、発光素子の出射した出射光のカフ外部への通過を防ぐことができる。反射体は出射光を発光素子の側に反射するので、受光素子は、発光素子の出射した出射光が生体で散乱された散乱光だけでなく、反射体によって反射された出射光が生体で散乱された散乱光を受光することができる。受光素子が受光する散乱光の受光量を増大することができるので、脈波の信号強度を増大することができる。このように、発光素子の出射する出射光の光強度を上げることなく脈波の信号強度を増大することができるので、ノイズを増加させることなく脈波の信号強度を増大することができる。
【００１２】
また、本発明に係る血圧計は、発光素子と、前記発光素子の出射光が散乱された散乱光を反射する反射体と、前記反射体の反射する散乱光を受光する受光素子と、を備える血圧計であって、前記反射体は、前記散乱光を前記受光素子へ反射することを特徴とする。
【００１３】
生体で散乱された散乱光を反射体が受光素子へ反射するので、生体で散乱された散乱光のカフ外部への通過を防ぐことができる。反射体は散乱光を受光素子へ反射するので、受光素子は、発光素子の出射した出射光が生体で散乱された散乱光だけでなく、生体で散乱された散乱光が反射体によって反射された光を受光することができる。受光素子が受光する散乱光の受光量を増大することができるので、脈波の信号強度を増大することができる。このように、発光素子の出射する出射光の光強度を上げることなく脈波の信号強度を増大することができるので、ノイズを増加させることなく脈波の信号強度を増大することができる。
【００１４】
また、前記反射体は、前記散乱光を前記受光素子に集光する形状であることが好ましい。
【００１５】
反射体が散乱光を受光素子に集光するので、受光素子は、生体で散乱された散乱光が反射体によって反射された光を効率よく受光することができる。
【００１６】
また、前記反射体は、反射する面が窪んだ凹形状であることが好ましい。
【００１７】
反射体の反射する面が窪んだ凹形状であるので、反射光の拡散を防ぎ、更には反射光を集光することができる。これにより、反射体は、発光素子の側へ反射するものであれば、反射光を発光素子の側へ向かって集光することができる。また、反射体は、受光素子に反射するものであれば、反射光を受光素子に集光することができる。
【００１８】
また、対向して配置され、挟持して押圧する２個のカフをさらに備え、前記発光素子及び前記受光素子は、前記２個のカフのうちの一方のカフ内に配置されていることが好ましい。
【００１９】
対向して配置されるカフを備え、その一方に発光素子及び受光素子が配置されているので、カフの一方から脈波を検出する血圧計を構成することができる。
【００２０】
前記反射体は、前記２個のカフのうちの他方のカフ内又はカフ表面に配置されていることが好ましい。
【００２１】
カフの他方に反射体が配置されているので、カフの他方へ通過した出射光又は散乱光を発光素子及び受光素子の配置されている一方のカフへ反射することができる。
【００２２】
前記反射体は、前記カフの一部を構成することが好ましい。
【００２３】
反射体がカフの他方の一部を構成するので、構成部材を減らすことができる。これにより、血圧計を軽量化することができる。
【００２４】
前記発光素子は、波長が０．３５μｍ以上１．５μｍ以下の赤外光を発光することが好ましい。
【００２５】
発光素子が波長が０．３５μｍ以上１．５μｍ以下の赤外光を発光するので、生体内部で散乱させることができる。これにより脈波を検出することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、発光素子の出射する出射光又は生体で散乱された散乱光を光電センサへ反射する反射体を設けるので、ノイズを増加させることなく脈波の信号強度を増大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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。
【００２８】
（実施形態１）
図１は、本実施形態に係る血圧計の第１例を示す模式図である。図１に示す血圧計９１は、発光素子１１と、発光素子１１の出射光１の光軸上に配置される反射体１２と、発光素子１１の出射光１が散乱された散乱光３及び反射体１２の反射した反射光２が散乱された散乱光４を受光する受光素子１３と、を備える。
【００２９】
さらに、血圧計９１は、対向して配置され、挟持して押圧する２個のカフ１４、１５をさらに備えていてもよい。図１では、一方のカフ１４に発光素子１１及び受光素子１３が配置されており、他方のカフ１５に反射体１２が配置されている例を示す。さらに、カフ１４の押圧面３１とカフ１５の押圧面３２とが対向しており、押圧面３１と押圧面３２とが挟持して押圧する。
【００３０】
さらに、血圧計９１は、カフ１４及びカフ１５の押圧する圧力である押圧圧力６１を増減する圧力可変手段５１と、押圧圧力６１を検出する圧力検出手段５２と、受光素子１３の検出する脈波６２と圧力検出手段５２の検出する押圧圧力６１とから血圧値６３を判定する血圧値演算手段５３とを備えていてもよい。
【００３１】
カフ１４、１５は、挟持して押圧するものである。例えば、対向して配置され、カフ１４が方向Ａへ押圧し、カフ１５が方向Ｂへ押圧するものである。カフ１４とカフ１５は、例えば、アームの先端に対向して配置し、アームの開閉により挟持するものとすることができる。アームとしては、例えば、Ｕ字型又はＣ字型のアームを用いることができる。押圧は、例えば、カフ１４又はカフ１５が伸縮して押圧するものを用いることができる。伸縮して押圧する場合、カフ１４又はカフ１５は、例えば、伸縮部材からなる袋体とすることができる。伸縮は、空気圧を増減する空気ポンプを用いてもよいし、アクチュエータを用いてもよい。また、カフ１４及びカフ１５を連結するアームの開閉によって押圧するものを用いることができる。アームの開閉によって押圧する場合、カフ１４及びカフ１５は弾性体とすることができる。開閉は、空気ポンプを用いて開閉するものであってもよいし、印加電圧に応じて変形するアクチュエータを用いて開閉するものであってもよい。伸縮部材又は弾性体としては、例えば、ゴムや樹脂を用いることができる。なお、カフ１４、１５は、生体の一部を挟持して押圧するものが好ましい。生体とは、例えば人体である。生体の一部は、人体の外耳とすることができる。また、犬又は猫などのペットであってもよいし、牛又は豚等の家畜であってもよい。さらに、生体の一部は、人体の耳珠であることが好ましい。このように、対向して配置されるカフ１４、１５を備え、その一方のカフ１４に発光素子１１及び受光素子１３が配置されているので、 受光素子１３は、カフ１４及びカフ１５の押圧した部分の脈波を検出することができる。
【００３２】
カフ１５は、出射光１、散乱光３及び散乱光４を透過する透過窓が押圧面３２に設けられていることが好ましい。これにより、反射体１２がカフ１５の内側に配置される場合に、カフ１５での出射光１、散乱光３及び散乱光４の散乱又は吸収を減少させることができる。透過窓は、出射光１、散乱光３及び散乱光４を透過することが好ましい。出射光１が赤外光である場合、透過窓としては、Ｇｅ、Ｓｉ、ＳｉＯ２、サファイア、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ−Ｌｉｋｅ−Ｃａｒｂｏｎ）を用いることができる。透過窓は、例えば、押圧面３２の一部であってもよいが、押圧面３２の全部であってもよい。例えば、カフ１５に用いられる伸縮部材が出射光１、散乱光３及び散乱光４を透過するものであれば、伸縮部材を透過窓として用いることができる。また、カフ１５全部が透過窓と同一の部材で構成されていてもよい。
【００３３】
発光素子１１は、出射光１を出射するものである。発光素子としては、例えば、ＬＤ（半導体レーザ）又はＬＥＤ（発光ダイオード）を用いることができる。出射光１の波長は、例えば、ヘモグロビンで吸収される波長や、血管壁で散乱される波長とすることができる。
【００３４】
発光素子１１は、波長が０．３５μｍ以上１．５μｍ以下の赤外光を発光することが好ましい。発光素子が波長０．３５μｍ以上１．５μｍ以下の赤外光を発光すれば、生体内部の動脈で散乱させて脈波を検出することができる。動脈での散乱光を受光して脈波を検出することにより、生体の振動の影響の少ない脈波検出ができる。
【００３５】
受光素子１３は、発光素子１１の出射光１が散乱された散乱光３及び反射体１２の反射光２が散乱された散乱光４を受光するものである。受光素子１３としては、例えば、ＰＤ（フォトダイオード）やＰＴ（フォトトランジスタ）を用いることができる。
【００３６】
図２は、本実施形態に係る血圧計の第２例を示す模式図である。図２に示す血圧計９２は、発光素子１１及び受光素子１３がカフ１４の押圧面３１の表面に配置されている。このように、発光素子１１又は受光素子１３がカフ表面に配置されていれば、カフ１４の押圧面３１での出射光１、散乱光３又は散乱光４の散乱又は吸収を防ぐことができるので、受光素子１３に入射する散乱光３又は散乱光４の光強度を増大することができる。
【００３７】
図１に示す反射体１２は、出射光１を発光素子１１の側へ反射するものである。例えば、出射光１を反射する板状の反射板である。反射板としては、鏡面加工した金属板又は鏡を用いることができる。また、出射光１を反射する光反射膜であってもよい。光反射膜としては、出射光１を反射する粒子を含有する光反射塗料を用いることができる。出射光１を反射することのできる材料としては、例えば、出射光１の波長が０．３５μｍ以上１．５μｍ以下の赤外光であれば、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇを用いることができる。発光素子１１の側とは、例えば、発光素子１１の配置されている方向である。また、受光素子１３の配置されている方向であってもよいし、カフ１４の配置されている方向であってもよい。
【００３８】
また、反射体１２は、反射する面３４が窪んだ凹形状であることが好ましい。反射する面３４とは、発光素子１１の側に配置されている面である。反射する面３４が窪んでいれば、反射体１２は、発光素子１１の方向に出射光を反射することができる。これにより、反射体１２は出射光１を生体の内部に効率よく入射させることができるので、生体内で散乱される散乱光４の光量を増大させることができる。
【００３９】
さらに、反射体１２は、発光素子１１の出射光１の光軸上に配置されるものである。出射光１の光軸上とは、発光素子１１が出射光１として広がりのあるビームを出射する場合、出射光１の中心軸上とすることができる。また、出射光１の光軸上とは、カフ１４及びカフ１５が挟持して押圧している状態での出射光１の光軸上である。挟持する対象によって発光素子１１と反射体１２との対向する位置が変動する場合は、反射体１２は、変動の大きさに応じた反射面３４の面積を有することが好ましい。また、発光素子１１と反射体１２とが対向していることが好ましい。反射体１２は、図１に示すように、例えば、カフ１５に搭載することができる。反射体１２の配置はこれに限定されるものではなく、カフ１５とは分離して配置されていてもよい。例えば、カフ１４又はカフ１５から伸びる支持体に取り付けられていてもよい。このように、他方のカフ１５に反射体１２が配置されているので、カフ１４からカフ１５へ通過した出射光１を発光素子１１の側へ反射することができる。なお、反射体１２は、出射光１の散乱された散乱光３を反射してもよい。
【００４０】
図１に示す血圧計９１は、反射体１２が２個のカフ１４、１５のうちの他方のカフ１５の表面に配置されている一例を示す。この場合、反射体１２は押圧面３２の外部表面に配置されることが好ましい。このように、反射体１２は、２個のカフ１４、１５のうちの他方のカフ１５の内側又はカフ１５の表面に配置されていることが好ましい。これにより、カフ１４の側から出射された出射光１をカフ１５の表面で反射することができる。
【００４１】
図３は、本実施形態に係る血圧計の第３例を示す模式図である。図３に示す血圧計９３は、反射体１２がカフ１７の押圧面３２に配置され、カフ１７の一部を構成している一例を示す。この場合、押圧面３２は、反射体１２が出射光１を反射する面３４となる。また、カフ１７は、伸縮部材４１の開口部が反射体１２で密閉されているものであることが好ましい。ここで、伸縮部材４１は、例えば、前述のカフ１４、１５と同様のものを用いることができる。カフ１７は、カフ１５と同様の機能を有する。すなわちカフ１７とカフ１４とが挟持して押圧する。伸縮部材４１と反射体１２とは、接着されていてもよいし、機械的な機構を用いて固定されていてもよい。例えば、ボルト等の固定具を用いた固定である。カフ１７がカフ１７内の空気圧の増減を用いて伸縮するものである場合、カフ１５と反射体１２とは密着していることが好ましい。反射体１２がカフ１７の一部を構成していれば、カフ１７の構成部材を減らすことができる。これにより、血圧計９３は、カフ１７を軽量化することができる。
【００４２】
図４は、本実施形態に係る血圧計の第４例を示す模式図である。図４に示す血圧計９４は、反射体１２が２個のカフ１４、１５のうちの他方のカフ１５の内側に配置されている一例を示す。この場合、反射体１２は、カフ１５の内側の、押圧面３２側に配置されていてもよいし、背面３３側に配置されていてもよい。また、カフ１５は、押圧面３２の少なくとも一部に、出射光１を透過し、反射体１２の反射した反射光２を透過する透過窓を備えることが好ましい。これにより、血圧計９４は、カフ１５での出射光１又は散乱光３の散乱又は吸収を防ぐので、受光素子１３に入射する散乱光３又は散乱光４の光強度を増大することができる。
【００４３】
図５は、本実施形態に係る血圧計の第５例を示す模式図である。図５に示す血圧計９５は、反射体１２がカフ１８の背面３３に配置され、カフ１８の一部を構成している一例を示す。この場合、カフ１８は、伸縮部材４１の開口部が反射体１２で密閉されているものであることが好ましい。ここで、伸縮部材４１は、例えば、前述のカフ１４、１５と同様のものを用いることができる。カフ１８は、カフ１５と同様の機能を有する。すなわちカフ１８とカフ１４とが挟持して押圧する。また、カフ１８とカフ１４とが挟持して押圧する。伸縮部材４１と反射体１２とは、接着されていてもよいし、機械的な機構を用いて固定されていてもよい。カフ１８がカフ１８内の空気圧の増減を用いて伸縮するものである場合、伸縮部材４１と反射体１２とは密着していることが好ましい。また、カフ１８は、押圧面３２の少なくとも一部に、散乱光３を透過し、反射体１２の反射した反射光２を透過する透過窓を備えることが好ましい。反射体１２がカフ１８の一部を構成していれば、カフ１８の構成部材を減らすことができる。これにより、血圧計９５は、カフ１８を軽量化することができる。
【００４４】
圧力可変手段５１は、カフ１４、１５が挟持して押圧する押圧圧力６１を増加又は減少させるものである。例えば、カフ１４、１５が空気カフであれば空気ポンプを用いることができる。また、カフ１４、１５が機械カフであればアクチュエータを用いることができる。
【００４５】
圧力検出手段５２は、カフ１４、１５が被検体の一部を押圧する圧力である押圧圧力６１を検出するものである。例えば、カフ１４、１５に加わる押圧圧力６１の大きさを検出する圧電素子である。カフ１４、１５が空気カフであれば、カフ１４、１５内の気圧を検出する気圧計でもよい。
【００４６】
血圧値演算手段５３は、押圧圧力６１及び脈波６２から血圧値６３を算出するものである。例えば、血圧値演算手段５３は、脈波６２の振幅を判定し、脈波６２の特定の振幅での押圧圧力６１を収縮期血圧値Ｐ１又は拡張期血圧値Ｐ２とし、血圧値６３を算出するものである。
【００４７】
具体的な血圧値演算手段５３の機能について、図６を用いて説明する。図６は、血圧値の測定例を示すグラフであり、（ａ）は圧力の時間推移、（ｂ）は脈波信号振幅の時間推移を示す。図６（ａ）では、心臓の鼓動による被検体の動脈の周期的な動脈内圧６５と、カフが動脈を押圧する押圧圧力６１と、が示されている。図６（ｂ）は、受光素子の検出した脈波６２の信号振幅が示されている。
【００４８】
圧力可変手段は、動脈の血流が停止する程の押圧圧力Ｐ０が圧力検出手段で検出されるまでカフが押圧する押圧圧力を増加させる。圧力検出手段が押圧圧力Ｐ０を検出したときを時間Ｔ０とした。時間Ｔ０では、図６（ｂ）に示すように、受光素子は脈波６２をほとんど検出しない。ここで、押圧圧力Ｐ０は、予め設定された圧力を用いてもよいし、受光素子で脈波が検出されなくなった圧力としてもよい。
【００４９】
圧力可変手段は、時間Ｔ０を境にして、カフが動脈を押圧する押圧圧力６１を徐々に減少させる。受光素子は、時間Ｔ１で図６（ｂ）に示すようなわずかな脈波６２を検出する。このとき、圧力検出手段が検出する押圧圧力６１は、心臓の鼓動により脈動する動脈内圧６５の最高値と等しくなっている。この時間Ｔ１での押圧圧力６１が収縮期血圧値Ｐ１となる。
【００５０】
受光素子で検出される脈波６２の振幅は、時間Ｔ１から徐々に大きくなり、時間Ｔ２で最大となる。この時間Ｔ２での押圧圧力６１が、動脈内圧６５の拡張期血圧値Ｐ２となる。このようにして、血圧値となる収縮期血圧値Ｐ１及び拡張期血圧値Ｐ２を算出することができる。なお、血圧値を算出する方法は上記に限定されるものではなく、例えば、徐々に押圧圧力６１を増加させるものでもよい。
【００５１】
図１に示す血圧計９１の動作の一例について図７を用いて説明する。図７は、実施形態１に係る血圧計の第１例の装着例を示す模式図である。図７は、カフ１４とカフ１５とが生体１０１として耳珠を挟持している様子を示す。カフ１４は方向Ａへ膨張し、カフ１５は方向Ｂへ膨張して、生体１０１を押圧する。発光素子１１は、生体１０１へ出射光１を出射する。カフ１４外に出射された出射光１は、生体１０１内を散乱され、散乱された一部の散乱光３は受光素子１３へ入射する。一方、出射光１の一部は生体１０１を通過し、カフ１５に配置されている反射体１２へ到達する。また、散乱光３の一部も生体１０１を通過し、反射体１２へ到達する。発光素子１１から出射された出射光１の一部は、生体１０１の表面又はカフ１４の内壁面で反射され、反射光６となる。
【００５２】
ここで、カフ１５に反射体１２が配置されており、反射体１２が出射光１をカフ１４の側へ反射するので、反射体１２は生体１０１を通過した出射光１を生体１０１内へ戻すことができる。生体１０１へ反射された反射光２は、さらに生体１０１で散乱され、反射光２によって散乱された散乱光４の一部が受光素子１３へ入射する。このように、カフ１５に反射体１２を設けることによって、受光素子１３は、散乱光３だけでなく、反射光２によって散乱された散乱光４も受光することができる。また、反射体１２へ到達した散乱光３も反射体１２で生体１０１へ反射されるので、受光素子１３は、反射体１２で反射された散乱光３についても受光することができる。これにより、出射光１が生体１０１によって散乱された光を受光素子１３がより多く受光することができるので、血圧計９１は脈波の信号強度を増大することができる。このように、血圧計９１は、カフ１５に光学的な役割をもたせることにより、脈波の信号強度を増大することができる。
【００５３】
脈波の信号強度を増大する方法としては、発光素子１１の出射する出射光１の光量を増加する方法もあるが、出射光１の光量を増加すると生体１０１表面からの反射光６も増加してしまう。反射光６は、生体１０１又はカフ１４の内壁面での反射であり、大きなノイズとなる。本実施形態に係る血圧計９１は、出射光１の光量を増加することなく、反射体１２を用いて脈波の信号強度を増大するので、ノイズを増加させることなく脈波の信号強度のみを増大することができる。このように、血圧計９１は、反射光６を増加させずして生体１０１内で散乱される光を増加することができるので、ノイズを増加させることなく脈波の信号強度を増大することができる。
【００５４】
図１３は、本実施形態における脈波及び押圧圧力の検出例を示すグラフであり、（ａ）は反射板を設けた場合、（ｂ）は反射板を設けない場合を示す。反射板を設けた場合の押圧圧力６１ａと、反射板を設けない場合の押圧圧力６１ｂとで、同一の圧力が印加されている。この圧力変動に対し、（ａ）に示す反射板を設けた場合の脈波６２ａが、（ｂ）に示した脈波６２ｂに比較して、脈波の出現時点が明確であり、かつ、最大振幅が明確になっている。このように、反射板を設けることにより、ノイズを増加させずに脈波振幅を増大することができる。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態に係る血圧計９１、９２、９３、９４、９５は、生体を透過した出射光１を反射体１２が発光素子１１の側へ反射するので、受光素子１３は、発光素子１１の出射した出射光１が生体で散乱された散乱光３だけでなく、反射体１２によって反射された出射光１が生体１０１で散乱された散乱光４を受光することができる。受光素子１３が散乱光３及び散乱光４を受光するので、脈波の信号強度を増大することができる。このように、発光素子１１の出射する出射光１の光強度を上げることなく脈波の信号強度を増大することができるので、ノイズを増加させることなく脈波の信号強度を増大することができる。さらに、発光素子１１から出射された光の光量を有効に活用することができるので、発光素子１１の消費電力を低減することができる。
【００５６】
（実施形態２）
図８は、本実施形態に係る血圧計の第１例を示す模式図である。図８に示す血圧計９６は、前述の実施形態１の反射体１２に代えて、発光素子１１の出射光１が散乱された散乱光３を反射する反射体２１を備える。すなわち、本実施形態に係る血圧計９６は、発光素子１１と、発光素子１１の出射光１が散乱された散乱光３を反射する反射体２１と、反射体２１の反射する散乱光５を受光する受光素子１３と、を備える。
【００５７】
前述の実施形態１と同様に、血圧計９６は、対向して配置され、挟持して押圧する２個のカフ１４、１５をさらに備えていてもよい。また、血圧計９６は、カフ１４及びカフ１５の押圧する圧力である押圧圧力６１を増減する圧力可変手段５１と、押圧圧力６１を検出する圧力検出手段５２と、受光素子１３の検出する脈波６２と圧力検出手段５２の検出する押圧圧力６１とから血圧値６３を判定する血圧値演算手段５３とを備えていてもよい。
【００５８】
受光素子１３は、反射体２１の反射する散乱光５を受光するものである。受光素子としては、前述の実施形態１で説明した受光素子１３と同様のものを用いることができる。
【００５９】
発光素子１１と、カフ１４、１５と、圧力可変手段５１と、圧力検出手段５２と、血圧値演算手段５３とについては、前述の実施形態１と同様のものを用いることができる。なお、発光素子１１は、前述の実施形態１で説明したように、波長が０．３５μｍ以上１．５μｍ以下の赤外光を発光することが好ましい。
【００６０】
反射体２１は、発光素子１１の出射光１が散乱された散乱光３を受光素子１３へ反射するものである。反射体２１としては、前述の実施形態１の反射体１２で説明した反射板又は光反射膜を用いることができる。反射体２１は、図１に示すように、例えば、カフ１５に搭載することができる。反射体２１の配置はこれに限定されるものではなく、カフ１５とは分離して配置されていてもよい。例えば、カフ１４又はカフ１５から伸びる支持体に取り付けられていてもよい。
【００６１】
また、反射体２１は、散乱光３を受光素子１３に集光する形状であることが好ましい。例えば、反射体２１は、反射する面３４が窪んだ凹形状とすることができる。反射する面３４とは、受光素子１３側に配置されている面である。反射する面３４が窪んでいれば、反射体２１は散乱光３を受光素子１３に集光することができる。これにより、受光素子１３は、生体１０１で散乱された散乱光３が反射体２１によって反射された散乱光５を効率よく受光することができる。
【００６２】
図８に示す血圧計９６は、反射体２１が２個のカフ１４、１５のうちの他方のカフ１５の表面に配置されている一例を示す。この場合、反射体２１は押圧面３２の外部表面に配置される。また、押圧面３２が散乱光３を反射する面となる。このように、反射体２１が２個のカフ１４、１５のうちの他方のカフ１５の表面に配置されていれば、カフ１４の側から出射された出射光１をカフ１５の表面で反射することができる。
【００６３】
図９は、本実施形態に係る血圧計の第２例を示す模式図である。図９に示す血圧計９７は、反射体２１がカフ１９の押圧面３２に配置され、カフ１９の一部を構成している一例を示す。この場合、カフ１９は、伸縮部材４１の開口部が反射体２１で密閉されていることが好ましい。ここで、伸縮部材４１は、例えば、前述の実施形態１のカフ１４、１５と同様のものを用いることができる。カフ１９は、前述の実施形態１で説明したカフ１５と同様の機能を有する。すなわち本実施形態において、カフ１９とカフ１４とが挟持して押圧する。伸縮部材４１と反射体２１とは、接着されていてもよいし、機械的な機構を用いて固定されていてもよい。カフ１９がカフ１９内の空気圧の増減を用いて伸縮するものである場合、伸縮部材４１と反射体２１とは密着していることが好ましい。このように、反射体２１がカフ１９の一部を構成していれば、カフ１９の構成部材を減らすことができる。これにより、血圧計９７は、カフ１９を軽量化することができる。
【００６４】
図１０は、本実施形態に係る血圧計の第３例を示す模式図である。図１０に示す血圧計９８は、反射体２１が２個のカフ１４、１５のうちの他方のカフ１５の内側に配置されている一例を示す。この場合、反射体２１は、図８に示す反射体２１と同様のものを用いることができる。また、カフ１５は、押圧面３２の少なくとも一部に、散乱光３を透過し、反射体２１の反射した散乱光５を透過する透過窓を備えることが好ましい。これにより、透過窓が散乱光３又は散乱光５のカフ１５での散乱又は吸収を防ぐので、血圧計９８は、受光素子１３に入射する散乱光３又は散乱光５の光強度を増大することができる。
【００６５】
図１１は、本実施形態に係る血圧計の第４例を示す模式図である。図１１に示す血圧計９９は、反射体２１がカフ２０の背面３３に配置され、カフ２０の一部を構成している一例を示す。この場合、カフ２０は、伸縮部材４１の開口部が反射体２１で密閉されていることが好ましい。ここで、伸縮部材４１は、例えば、前述のカフ１４、１５と同様のものを用いることができる。カフ２０は、前述の実施形態１で説明したカフ１５と同様の機能を有する。すなわち本実施形態において、カフ２０とカフ１４とが挟持して押圧する。伸縮部材４１と反射体２１とは、接着されていてもよいし、機械的な機構を用いて固定されていてもよい。カフ２０がカフ２０内の空気圧の増減を用いて伸縮するものである場合、伸縮部材４１と反射体２１とは密着していることが好ましい。また、カフ２０は、押圧面３２の少なくとも一部に、散乱光３を透過し、反射体２１の反射した散乱光５を透過する透過窓を備えることが好ましい。反射体２１がカフ２０の一部を構成していれば、カフ２０の構成部材を減らすことができる。これにより、血圧計９９は、カフ２０を軽量化することができる。
【００６６】
図８に示す血圧計９６の動作の一例について図１２を用いて説明する。図１２は、本実施形態に係る血圧計の第１例の装着例を示す模式図である。図１２は、カフ１４とカフ１５とが生体１０１として耳珠を挟持している様子を示す。カフ１４は方向Ａへ膨張し、カフ１５は方向Ｂへ膨張して、生体１０１を押圧する。発光素子１１は、生体１０１へ出射光１を出射する。カフ１４外に出射された出射光１は、生体１０１内を散乱され、散乱された一部の散乱光３は受光素子１３へ入射する。一方、散乱光３の一部は生体１０１を通過し、カフ１５に配置されている反射体２１へ到達する。発光素子１１から出射された出射光１の一部は、生体１０１の表面又はカフ１４の内壁面で反射され、反射光６となる。
【００６７】
ここで、カフ１５に反射体２１が配置されており、反射体２１が散乱光３を受光素子１３へ反射するので、反射体２１は生体１０１を通過した散乱光３を生体１０１内へ戻すことができる。生体１０１へ反射された散乱光５は、さらに生体１０１で散乱されながら受光素子１３へ向けて進み、受光素子１３へ入射する。このように、カフ１５に反射体２１を設けることによって、受光素子１３は、散乱光３だけでなく、散乱光３が反射体２１で反射された散乱光５も受光することができる。これにより、出射光１が生体１０１によって散乱された光を受光素子１３がより多く受光することができるので、血圧計９６は脈波の信号強度を増大することができる。このように、血圧計９６は、カフ１５に光学的な役割をもたせることにより、脈波の信号強度を増大することができる。
【００６８】
本実施形態の反射体２１は散乱光３を受光素子１３へ集光することができるので、受光素子１３の受光する散乱光をより多く受光することができる。これにより、さらに脈波の信号強度を増大することができる。本実施形態に係る血圧計９６は、出射光１の光量を増加することなく、反射体２１を用いて脈波の信号強度を増大するので、ノイズを増加させることなく脈波の信号強度を増大することができる。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態に係る血圧計９６、９７、９８、９９は、生体１０１で散乱された散乱光３を反射体２１が受光素子１３へ反射するので、受光素子１３は、発光素子１１の出射した出射光１が生体１０１で散乱された散乱光３だけでなく、散乱光３が反射体２１によって反射された散乱光５を受光することができる。受光素子１３が散乱光３及び散乱光５を受光するので、脈波の信号強度を増大することができる。このように、発光素子１１の出射する出射光１の光強度を上げることなく脈波の信号強度を増大することができるので、ノイズを増加させることなく脈波の信号強度を増大することができる。さらに、発光素子１１から出射された光の光量を有効に活用することができるので、発光素子１１の消費電力を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、散乱光を受光するので、脈拍数検出機能を搭載したエアロバイク等の美容・健康装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施形態１に係る血圧計の第１例を示す模式図である。
【図２】実施形態１に係る血圧計の第２例を示す模式図である。
【図３】実施形態１に係る血圧計の第３例を示す模式図である。
【図４】実施形態１に係る血圧計の第４例を示す模式図である。
【図５】実施形態１に係る血圧計の第５例を示す模式図である。
【図６】血圧値の測定例を示すグラフであり、（ａ）は圧力の時間推移、（ｂ）は脈波信号振幅の時間推移を示す。
【図７】実施形態１に係る血圧計の第１例の装着例を示す模式図である。
【図８】実施形態２に係る血圧計の第１例を示す模式図である。
【図９】実施形態２に係る血圧計の第２例を示す模式図である。
【図１０】実施形態２に係る血圧計の第３例を示す模式図である。
【図１１】実施形態２に係る血圧計の第４例を示す模式図である。
【図１２】実施形態２に係る血圧計の第１例の装着例を示す模式図である。
【図１３】実施形態１における脈波及び押圧圧力の検出例を示すグラフであり、（ａ）は反射板を設けた場合、（ｂ）は反射板を設けない場合を示す。
【符号の説明】
【００７２】
１  発光素子からの出射光
２  反射体からの反射光
３  出射光が散乱された散乱光
４  反射体からの反射光が散乱された散乱光
５  反射体の反射した散乱光
６  生体表面で反射された出射光
１１  発光素子
１２、２１  反射体
１３  受光素子
１４、１５、１７、１８、１９、２０  カフ
３１、３２  押圧面
３３  背面
３４  反射体の反射する面
４１  伸縮部材
５１  圧力可変手段
５２  圧力検出手段
５３  血圧値演算手段
６１  押圧圧力
６２  脈波
６３  血圧値
６５  動脈内圧
９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９  血圧計
１０１  生体
Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２  押圧圧力
Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２  時間
Ａ、Ｂ  押圧方向
【図１】
2007105132.tif 000003
【図２】
2007105132.tif 000004
【図３】
2007105132.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007105132.tif 000007
【図６】
2007105132.tif 000008
【図７】
2007105132.tif 000009
【図８】
2007105132.tif 000010
【図９】
2007105132.tif 000011
【図１０】
2007105132.tif 000012
【図１１】
2007105132.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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