(57)【要約】【課題】生体情報検出センサーのノイズを低減してＳ／Ｎ比を向上させ、生体情報検出センサーの光電センサーが備える弾性体内を反射して受光素子で受光される光を低減する。【解決手段】生体情報検出センサー１０は、基板１１上に配置される圧力センサー１４と、同基板１１上に配置され、圧力センサー１４に付加圧力を伝える付加圧力検出用弾性体１２と、付加圧力検出用弾性体１２内に設けられる発光素子と受光素子を含む光電センサー１５とを備える構成において、付加圧力検出用弾性体１２は発光素子の発光波長に対する透過率が異なる領域を含む構成とし、基板１１と光電センサー１５との間の領域の透過率を、光電センサー１５と付加圧力検出用弾性体１２の外部接触面１６との間の透過率よりも小さくし、吸収率を高くする。付加圧力検出用弾性体１２の透過率を上記構成とすることによって、生体を通らない光路を通過する光の強度は低減し、生体情報を検出する検出信号に対するノイズ成分が低減する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置される圧力センサーと、
前記基板上に配置され、前記圧力センサーに付加される圧力を伝える付加圧力検出用弾性体と、
前記付加圧力検出用弾性体内に設けられる発光素子と受光素子とを含む光電センサーとを備え、
前記付加圧力検出用弾性体は、前記発光素子の発光波長に対する透過率が異なる領域を含み、前記基板と前記光電センサーとの間の領域の透過率は、前記光電センサーと前記付加圧力検出用弾性体の外部接触面との間の透過率よりも小さいことを特徴とする生体情報検出センサー。
【請求項２】
前記付加圧力検出用弾性体が備える領域は、前記発光素子の発光波長に対する透過率を異にする少なくとも２つの弾性体であり、
前記基板側から前記付加圧力検出用弾性体の外部接触面に向かって順に、前記発光素子の発光波長に対して小さな透過率を有する弾性体、前記光電センサー、及び発前記光素子の発光波長に対して大きな透過率を有する弾性体を層状に配置することを特徴とする請求項１に記載の生体情報検出センサー。
【請求項３】
前記付加圧力検出用弾性体が備える領域は、前記発光素子の発光波長に対する透過率を異にする第１の弾性体と第２の弾性体とであり、
前記発光素子の発光波長に対して大きな透過率を有する第１の弾性体を前記光電センサーよりも外部接触面側に配置し、前記発光素子の発光波長に対して小さな透過率を有する第２の弾性体を前記基板と前記光電センサーとの間に配置することを特徴とする請求項１に記載の生体情報検出センサー。
【請求項４】
前記付加圧力検出用弾性体が備える領域は、前記発光素子の発光波長に対する透過率が前記基板側から前記付加圧力検出用弾性体の外部接触面に向かって漸次又は多段で変化する弾性体であり、
少なくとも前記光電センサーの位置における透過率は、前記付加圧力検出用弾性体の外部接触面における出射光の光強度を、前記光電センサーによる検出に充分な大きさとする透過率であることを特徴とする請求項１に記載の生体情報検出センサー。
【請求項５】
前記付加圧力検出用弾性体は、生体との間で光の入出射を行う前記付加圧力検出用弾性体の外部接触面の位置と、前記発光素子又は前記受光素子との間を結ぶ領域と他の領域との透過率とを異ならせ、前記発光素子と前記受光素子との間を結ぶ領域により光路を形成することを特徴とする請求項１に記載の生体情報検出センサー。
【請求項６】
前記光電センサーは、可撓性基板上に設置し、当該可撓性基板を前記付加圧力検出用弾性体内に設けることによって、前記光電センサーを前記付加圧力検出用弾性体内に保持させることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の生体情報検出センサー。
【請求項７】
前記透過率を異にする弾性体は、ほぼ同一の弾性係数を備えることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１つに記載の生体情報検出センサー。
【請求項８】
前記付加圧力検出用弾性体は、ゲルであることを特徴とする請求項２から請求項７のいずれか１つに記載の生体情報検出センサー。
【請求項９】
被験者の生体と内接する内接部を有し、当該内接部を介して前記生体を固定する固定手段と、
前記固定手段に対して相対的に移動可能であり、前記生体の測定部位を押圧して前記被験者の容積脈波に関する容積脈波情報及び押圧力に関する圧力情報を検出する検出手段と、
前記測定部位に対して前記検出手段を押圧状態とする駆動手段と、
前記検出手段によって検出された前記容積脈波情報及び前記圧力情報に基づいて、前記被験者の血圧値を決定する血圧値決定手段とを備え、
前記検出手段は、前記請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の生体情報検出センサーであることを特徴とする血圧測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の血圧を測定する血圧測定装置、及びこの血圧測定装置に用いる生体情報検出センサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、いわゆる血圧測定装置においては、オシロメトリック法や容積振動法などの測定技術を用いて血圧値の測定がおこなわれている。オシロメトリック法は、例えば、被験者の生体上腕部もしくは手首部に巻いたカフ（全周圧迫帯）で測定部位の血管を圧迫し、動脈圧に依存する血管壁の振動を反映したカフ圧変動の挙動（圧振動波）から、最高血圧（収縮期血圧：ＳＢＰ）及び最低血圧（拡張期血圧：ＤＢＰ）を求めるものである。
【０００３】
一方、光電センサーを用いる容積振動法は、例えば、被験者の指や上腕等の生体部分に巻いたカフの圧を昇圧もしくは減圧した際、血圧によって起こる微少な血管の容積変化をセンサーによる透過率変化として検出する。
【０００４】
光電センサーは、発光素子から照射し生体内を透過した透過光を受光素子で受光する。容積振動法では、受光素子の受光信号の交流成分である容積脈波信号の振幅変化のカフ圧に対する挙動から血圧値を測定するものである。
【０００５】
このような容積振動法を用いる従来の血圧測定装置は、カフを用いる構成（例えば、特許文献１，２，３）の他、カフを用いない構成（例えば、特許文献４）も知られている。
【０００６】
カフを使用するとともに容積振動法を用いて血圧値を測定する従来の血圧測定装置は、カフ圧迫下の動脈運動に関する生体情報に基づいて血圧を測定する。この種の血圧測定装置の１つとして、例えば、現時点から少なくとも４周期前までの光電容積脈波信号波形である生体信号波形を保持する保持手段と、計測開始から計測終了までの間、保持手段に保持された現時点からほぼ４周期前までの生体信号波形と現時点のカフ圧のディジタル値とを同一表示画面上に逐次表示する表示手段とを備え、例えば、血圧値の計測中に生体信号波形とカフ圧とを表示して計測状態の良否を容易に判断することができる構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
また、カフを使用した容積振動法による他の血圧測定装置として、カフと、カフ圧を検出する圧検出器と、カフを加圧するカフ圧コントロール用ポンプと、カフによる身体の加圧部分に異なる２波長の光を照射する発光部と、この発光部から身体に入射された光の透過光量または反射光量を検出する受光部と、この受光部から得られる受光信号中の各波長の直流成分と脈波成分とを分離する復調回路と、復調回路からの検出出力を用いて血圧値を求める処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：中央処理装置）とを有する構成も知られている。
【０００８】
ＣＰＵは、復調回路から検出出力を取り込み、カフ加圧前に測定した酸素飽和度から許容ばらつき範囲を算出するとともに、カフ圧を上昇させていった過程で測定した酸素飽和度がこの許容ばらつき範囲内にあるか否かを判定して、許容ばらつき範囲内にあれば、脈波成分（光電容積脈波信号）の振幅値とカフ圧とから、被験者の血圧値を算出し、許容ばらつき範囲内になければ、その時点で取り込まれた脈波成分を無効とする処理を行う。
【０００９】
これにより、通常の容積振動法では測定が困難であった振動や体動などが伴う測定環境下でも、被験者の血圧値を信頼よく測定することができる（例えば、特許文献２参照。）。
【００１０】
また、カフを使用した容積振動法による別の血圧測定装置として、カフと、カフ圧を検出する圧検出器と、カフを直線的に加圧するか、カフ圧を直線的に降下させるカフ圧コントロール用ポンプと、カフによる身体の加圧部分に光を照射する発光部と、この発光部から身体に入射された光の透過光量または反射光量を検出する受光部と、この受光部から得られる受光信号中の脈波成分を分離する復調回路と、復調回路からの検出出力を用いて血圧値を求める処理を行うＣＰＵとを有する構成も知られている。
【００１１】
ＣＰＵは、復調回路の検出出力に基づき、カフ加圧前に脈波成分が検出されないと判定された場合に、カフ圧コントロール用ポンプに制御信号を送り、カフ圧を上昇させるか、一度上昇したカフ圧を降下させる制御を行い、カフ圧が昇圧されていく過程、または減圧されていく過程での受光信号中の変曲点を検出して、この変曲点におけるカフ圧を微弱血圧状態における被験者の平均血圧値として出力する。
【００１２】
これにより、通常の容積振動法では測定が困難であったショック状態や極端な低血圧状態に置かれた被験者に対しても、微弱血圧状態であるか否かの判定、及び微弱血圧状態にあればその被験者の血圧値を測定することができる構成とされている（例えば、特許文献３参照。）。
【００１３】
また、カフと光電式センサーとの組み合わせにおいて、例えば、カフの円筒内壁に発光素子と受光素子とを互いに近接させて設け、発光素子から出射し指動脈で反射された光を受光素子で受光する構成も提案されている（例えば、特許文献４参照。）。
【００１４】
上記した血圧測定装置は、カフを使用して被験者の生体の測定部位を圧迫し血圧測定を行うため、測定部位に鬱血が発生したり、測定中に痛みを伴ったり、さらには不快感を増長させてしまうおそれがある。また、カフを測定部位に装着する必要があるため、測定作業が煩わしいものとなる場合がある。さらに、カフが必須の構成となるため、小型化を図るには限界があるとともに、部品点数の削減を図りにくいという問題がある。
【００１５】
これに対して、カフを使用せずに容積振動法を用いて血圧値を測定する血圧測定装置が提案されている。この血圧測定装置は、例えば、光電容積脈波センサー及び加圧バッグを先端部に取り付けた加圧体と、加圧バッグ内の圧力を検出する圧力センサーと、光電容積脈波センサーから出力される脈波信号と、圧力センサーから出力される圧力信号とを入力して血圧を計測する制御部とを備える。
【００１６】
これにより、生体の任意の部位を押圧して血圧値を測定でき、測定作業が極めて容易になるとともに、カフによる測定のように測定部位に対する制限を受けることなく測定することができる構成とされている（例えば、特許文献５参照。）。
【００１７】
また、変化する圧力を動脈に付与する間の圧力脈波を検知し、圧力波形データから得られる波形パラメータを用いて血圧を決定する血圧測定装置も提案されている。この血圧測定装置では、可聴または視覚フィードバックによって、被験者に対して可変圧力の付与を誘導や促しを行うことによって、血圧値を得るための力の付与の状況を認識可能とし、被験者による血圧値を測定することができる構成とされている（例えば、特許文献６参照。）。
【００１８】
上記の他、カフを使用することなく生体に圧力を付与する構成として、測定ヘッドを生体に押圧する移動機構の構成（例えば、特許文献７参照）や、押圧手段として流体供給装置や空気袋等を用いる構成（例えば、特許文献８，９参照）、被験者が血圧測定装置本体を生体に押し付ける構成（例えば、特許文献１０参照）等が提案されている。
【００１９】
【特許文献１】特公平７−４１０２８号公報
【特許文献２】特許第２９５８５０３号公報
【特許文献３】特許第２９５８４７１号公報
【特許文献４】特開昭６１−２３８２２５号公報
【特許文献５】特開平６−３１１９７２号公報
【特許文献６】特表２００１−５１４９１６号公報
【特許文献７】特許第３５４７３７９号公報
【特許文献８】実開昭６３−２０１５０９号公報
【特許文献９】実開平２−１０９６０３号公報
【特許文献１０】特公平４−５７３３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上記した容積振動法による血圧測定において、生体に対してカフによる加圧を行わない血圧測定装置は、圧力センサーと光電センサーとを有したセンサーモジュールを備え、このセンサーモジュールを生体情報検出センサーとして生体に押圧し、圧力センサーにより生体への加圧圧力を測定すると共に、光電センサーによって容積脈波を検出し、容積脈波信号の振幅変化のカフ圧に対する挙動から血圧値を測定する。
【００２１】
光電センサーによる容積脈波の検出では、発光素子から出射された光（例えば、近赤外域の光）が受光素子で受光するまでの光路上において、動脈の変動による局所血液量に対応した近赤外域の光吸収量変化を受光素子の受光強度で検出することで行っている。したがって、この光電センサーでは、生体内を通る光のみを検出することが望まれる。しかしながら、光電センサーでは発光素子と受光素子との間には、生体を通らず、光電センサー内で反射を繰り返し受光素子で受光される光も存在する。このような、生体内を通らない光は、光電センサーにとってノイズとなり、正確な生体情報の測定に支障をきたす場合がある。
【００２２】
図１６は、生体情報検出センサーの一構成例である。この生体情報検出センサー２００は、発光素子２１５ａと受光素子２１５ｂとを有する光電センサー、及び圧力センサー２１４を基板２１１上に備え、弾性体２１２で覆う構成としている。生体情報検出センサー２００は、この弾性体２１２を生体２０に押圧することによって生体２０に付加した圧力を弾性体に付加した圧力として圧力センサー２１４で検出する。
【００２３】
また、発光素子２１５ａから出射した光のうちで、弾性体２１２内の光路Ａを通る光は、生体２０に侵入した後、光路Ｂを通って再び弾性体２１２に戻り、弾性体２１２内の光路Ｃを通って受光素子２１５ｂで検出される。光は、この光路Ｂを通過する間に動脈の変動によって局所血液量に対応した近赤外域の光吸収量が変化し、この光吸収量変化に伴った光強度が変化する。生体情報検出センサーは、この光強度の変化を、容積脈波変化として検出する。
【００２４】
発光素子２１５ａから受光素子２１５ｂに至る光路は、前述の光路Ａ，Ｂ，Ｃのように、生体を通過するものの他に、例えば、図１６中の光路ａ，ｂ，ｃのように、生体２０を通過することなく、弾性体２１２の界面での反射を繰り返して受光素子２１５ｂに至るものが存在する。なお、この弾性体２１２の界面としては、弾性体２１２と大気との境界の他に、弾性体２１２と基板２１１との境界がある。
【００２５】
この弾性体２１２内のみを通過する光路は、弾性体２１２の変形に伴って変化し、その光路も変化する。図１６（ａ）は弾性体２１２に圧力を与えていない状態を示し、図１６（ｂ）は弾性体２１２に圧力を与えた状態を示している。
【００２６】
弾性体２１２を生体２０に押圧することによって弾性体２１２が変形すると、弾性体２１２内を通る光路も変化する（Ａ´，Ｃ´，ａ´，ｂ´，ｃ´）。受光素子２１５ｂは、この弾性体２１２の変形による光路の変化を、生体２０内の動脈変動による容積脈波と区別することなく共に変化信号として検出する。受光素子２１５ｂで検出される受光信号の強度変化は、本来検出したい生体情報の変化成分であるのか、外部振動に伴って弾性体２１２が変形したことに起因する変形信号であるのかを区別することは困難である。血圧測定装置や、脈拍測定装置では、生体内の光学情報を取得することが重要であり、生体の他の部分での光路の変化がない方が好ましい。
【００２７】
図１６に示す構成では、弾性体２１２の変形によって、弾性体２１２内のみを通る光路（例えば、ａ，ｂ，ｃ）に限らず、生体２０を通る光路の一部（例えば、Ａ，Ｃ）も光路が変化するため、これらの光路を通過した光による受光信号はノイズとなる。
【００２８】
図１７は、発光素子２１５ａ及び受光素子２１５ｂを基板２１１から離し、弾性体２１２の外側境界面に近づけて配置した構成を示している。図１７（ａ）は弾性体に圧力を与えていない状態を示し、図１７（ｂ）は弾性体に圧力を与えた状態を示している。
【００２９】
この構成によれば、発光素子２１５ａ及び受光素子２１５ｂが生体に近づくため、弾性体２１２が変形した場合であっても、生体を通る光路（Ａ，Ｂ，Ｃ）の光路の変化量を減らすことができる。しかしながら、弾性体２１２の内部で反射を繰り返した後に受光素子２１５ｂに達する光路（例えば、ａ，ｂ，ｃ）については、弾性体の変化に伴って光路が変動することになり（例えば、ａ´，ｂ´，ｃ´で示す破線）、この弾性体２１２内を通る光路を通過した光による受光信号はノイズとなる。
【００３０】
このように、弾性体２１２の変化により光路が変動する光の存在は、生体情報を検出する際のノイズとなるため、Ｓ／Ｎ比（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ：信号とノイズとの比）を向上させるためには、このような光をできる限り除去することが望ましい。
【００３１】
そこで、本発明は従来の問題を解決し、生体情報検出センサーのノイズを低減してＳ／Ｎ比を向上させることを目的とし、より詳細には、生体情報検出センサーの光電センサーが備える弾性体内を反射して受光素子で受光される光を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明の生体情報検出センサーは、発光素子から出射し生体内を透過した透過光を受光素子で受光し、この検出光の光強度変化あるいは透過率変化によって生体の血圧や脈拍等の情報を検出するセンサーである。
【００３３】
この生体情報検出センサーを容積振動法による血圧測定装置に適用することができる。この容積振動法による血圧測定装置では、生体を加圧した際に、血圧によって起こる微少な血管の容積変化を、発光素子から出射し生体内を透過した透過光を受光素子で受光する検出光の光強度変化あるいは透過率変化として検出するものであり、受光素子の受光信号の交流成分である容積脈波信号の振幅変化の付加圧力検出用弾性体の圧力に対する挙動から血圧値を測定する。
【００３４】
発光素子と受光素子とを結ぶ光路において、生体を通らない光路を通る光は生体情報の検出にとってノイズとなる。本発明の生体情報検出センサーは、生体を通らない光路の透過率を、生体を通る光路の透過率よりも小さくすることによって、検出信号のノイズを低減する。
【００３５】
本発明の生体情報検出センサーは、基板上に配置される圧力センサーと、同基板上に配置され、この圧力センサーに付加される圧力を伝える付加圧力検出用弾性体と、付加圧力検出用弾性体内に設けられる発光素子及び受光素子を含む光電センサーとを備える構成において、付加圧力検出用弾性体は、発光素子の発光波長に対する透過率が異なる領域を含む構成とし、基板と光電センサーとの間の領域の透過率を、光電センサーと付加圧力検出用弾性体の外部接触面との間の透過率よりも小さくし、吸収率を高くする。透過率が小さく、吸収率が高い領域を通過した光の強度は、透過率が大きな領域を通過した光の強度よりも低減する。そのため、付加圧力検出用弾性体の透過率を上記のような構成とすることによって、生体を通らない光路を通過する光の強度は低減し、生体情報を検出する検出信号に対するノイズ成分が低減する。
【００３６】
本発明の生体情報検出センサーの一形態は、付加圧力検出用弾性体が備える領域を、発光素子の発光波長に対する透過率を異にする少なくとも２つの弾性体によって構成する形態である。この形態では、基板側から付加圧力検出用弾性体の外部接触面に向かって順に、発光素子の発光波長に対して小さな透過率を有する弾性体、光電センサー、及び発光素子の発光波長に対して大きな透過率を有する弾性体を層状に配置する。
【００３７】
発光素子からの出射光のうち、発光素子の発光波長に対して小さな透過率を有する弾性体へ進む光は、発光素子の発光波長に対して大きな透過率を有する弾性体へ進む光と比較して大きく減衰する。
【００３８】
上記した形態は、光電センサーに対して、基板側に透過率の小さな弾性体を配し、外部接触面側に透過率の大きな弾性体を配する構成とすることによって、外部接触面から生体に進む光、及び生体を通過して戻ってきた光の光強度の低下を抑えると共に、基板側に進む光の強度を低減させてノイズ分を低減させる。
【００３９】
この形態において、発光素子の発光波長に対する透過率を異にする少なくとも２つの弾性体は、発光素子の発光波長に対する透過率を異にする第１の弾性体と第２の弾性体とすることができる。
【００４０】
この第１の弾性体と第２の弾性体とを備える形態では、発光素子の発光波長に対して大きな透過率を有する第１の弾性体を光電センサーよりも外部接触面側に配置し、発光素子の発光波長に対して小さな透過率を有する第２の弾性体を基板と光電センサーとの間に配置する。
【００４１】
発光素子からの出射光のうち、発光素子の発光波長に対して小さな透過率を有する第２の弾性体へ進む光は、発光素子の発光波長に対して大きな透過率を有する第１の弾性体へ進む光と比較して大きく減衰する。
【００４２】
上記した形態は、光電センサーに対して、基板側に透過率の小さな第２の弾性体を配し、外部接触面側に透過率の大きな第１の弾性体を配する構成とすることによって、外部接触面から生体に進む光、及び生体を通過して戻ってきた光の光強度の低下を抑えると共に、基板側に進む光の強度を低減させてノイズ分を低減させる。
【００４３】
また、本発明の生体情報検出センサーの他の形態は、付加圧力検出用弾性体が備える領域を、発光素子の発光波長に対する透過率が基板側から付加圧力検出用弾性体の外部接触面に向かって漸次又は多段で変化する弾性体によって構成する形態である。この形態では、少なくとも光電センサーの位置における透過率を、付加圧力検出用弾性体の外部接触面における出射光の光強度を、光電センサーによる検出に充分な大きさとする。
【００４４】
発光素子からの出射光のうち、発光素子の発光波長に対して小さな透過率の方向へ進む光は、発光素子の発光波長に対して大きな透過率の方向へ進む光と比較して大きく減衰する。
【００４５】
上記した形態は、基板側から付加圧力検出用弾性体の外部接触面に向かって透過率が漸次又は多段で変化する弾性体を配する構成とすることによって、外部接触面から生体に進む光、及び生体を通過して戻ってきた光の光強度の低下を抑えると共に、基板側に進む光の強度を低減させてノイズ分を低減させる。
【００４６】
また、付加圧力検出用弾性体は、透過率が異なる領域によって、光電センサーと生体との間を結ぶ光路を形成することができる。光路は、生体との間で光の入出射を行う付加圧力検出用弾性体の外部接触面の位置と光電センサーの発光素子との間、及び受光素子との間の透過率を、他の領域の透過率よりも大きくすることにより形成することができる。
【００４７】
上記した光電センサーを付加圧力検出用弾性体内に配置する構成において、光電センサーを可撓性基板上に設置し、この可撓性基板を付加圧力検出用弾性体内に設けることによって、光電センサーを付加圧力検出用弾性体内に保持させることができる。
【００４８】
この構成によれば、付加圧力検出用弾性体の物理的な保持力が弱く、付加圧力検出用弾性体内に光電センサーを載置する際に、光電センサーの位置を定めることが難しい場合であっても、可撓性基板を用いることによって付加圧力検出用弾性体との接触面積を増大させて、これによって光電センサーの付加圧力検出用弾性体に対する位置決めを容易とすることができる。
【００４９】
また、本発明の生体情報検出センサーが備える透過率を異にする弾性体の弾性係数をほぼ同一とすることによって、付加圧力検出用弾性体が生体と接触することで生体に付加したと同等の圧力を、基板上に載置した圧力センサーに伝えることができ、圧力センサーは生体に付与した圧力の大きさを検出することができる。
【００５０】
また、本発明の付加圧力検出用弾性体はゲルにより形成することができる。
【００５１】
また、本発明の生体情報検出センサーは、血圧測定装置に適用することができる。血圧装置は、被験者の生体と内接する内接部を有し、この内接部を介して生体を固定する固定手段と、固定手段との間で相対的に移動可能であり、生体の測定部位を押圧して被験者の容積脈波に関する容積脈波情報及び押圧力に関する圧力情報を検出する検出手段と、測定部位に対して検出手段を押圧状態とする駆動手段と、検出手段によって検出された容積脈波情報及び圧力情報に基づいて、被験者の血圧値を決定する血圧値決定手段とを備え、この検出手段として、本発明の生体情報検出センサーを使用する。
【００５２】
また、本発明の血圧測定装置３０は、検出手段を駆動する駆動手段の動作を制御する制御手段を備える。この制御手段は、検出手段によって最適な押圧動作により容積脈波情報及び圧力情報を検出するように、所定の動作パラメータに基づいて駆動手段を制御する。
【００５３】
また、制御手段は、駆動手段を制御して、検出手段によって測定部位に対する押圧動作を複数回行い、各押圧動作で得られる容積脈波情報及び圧力情報に基づいて所定の動作パラメータを算出する。
【００５４】
また、本発明の血圧値決定手段は、検出手段による測定部位への押圧過程及び減圧過程によってそれぞれ得られる容積脈波情報及び圧力情報に基づいて、血圧値を算出する。例えば、最高血圧（Ｐｓ）および平均血圧（Ｐｍ）を算出し、最低血圧（Ｐｄ）は、次の算出式により算出する。
Ｐｄ＝（３×Ｐｍ−Ｐｓ）／２
【００５５】
また、本発明の血圧測定装置は、検出手段によって検出された容積脈波情報から被験者の脈拍数及び脈波振幅値を抽出する抽出手段と、抽出手段によって抽出された脈拍数及び脈波振幅値があらかじめ設定された所定範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、判定手段によって判定された判定結果に基づいて、脈拍数及び脈波振幅値が所定範囲内にあるか否かを警報音、音声、振動及び表示の少なくともいずれかによって報知する報知手段とを備える。
【発明の効果】
【００５６】
本発明の生体情報検出センサーによれば、生体情報検出センサーのノイズを低減してＳ／Ｎ比を向上させることができ、生体情報検出センサーの光電センサーが備える弾性体内を反射して受光素子で受光される光を低減することができる。
【００５７】
本発明の血圧測定装置によれば、カフを用いずに生体の測定部位を機械的に押圧して血圧の測定を行うことができる。また、高い精度の測定結果を容易に得ることができるとともに装置の小型化及び測定時の不快感の軽減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下、本発明の生体情報検出センサー、及び生体情報検出センサーを備える血圧測定装置について図を用いて詳細に説明する。
【００５９】
図１、図３〜図７は本発明の生体情報検出センサーの各形態を説明するための概略断面図及び正面図であり、図２は本発明の生体情報検出センサーの付加圧力検出用弾性体が備える透過率（受光強度）の特性図である。
【００６０】
［第１の形態についての説明：図１］  
はじめに、本発明の生体情報検出センサーの第１の形態について図１を用いて説明する。なお、図１（ａ）は押圧力が小さい状態を示し、図１（ｂ）は押圧力が大きい状態を示している。
【００６１】
本発明の生体情報検出センサー１０は、基板１１上に配置される圧力センサー１４と、同基板１１上に配置され、圧力センサー１４に付加される圧力を伝える付加圧力検出用弾性体１２と、付加圧力検出用弾性体１２内に設けられる光電センサー１５を備える。光電センサー１５は、生体に向けて光を出射する発光素子１５ａと、生体から戻った光を受光する受光素子１５ｂを備える。光電センサー１５は、配線１３によって基板１１に電気的に接続している。基板１１には、図示はしないが、外部と接続し電気的な信号の送受を行うためのコネクタなどが備えられている。
【００６２】
本発明の付加圧力検出用弾性体１２は、生体情報検出センサー１０と生体２０との間で押圧動作が行われたとき、生体２０に付与される付加圧力の反作用によって圧縮され、付加圧力と同じ圧力を基板１１上の圧力センサー１４に伝える。圧力センサー１４は、この圧力を検出することによって、生体２０に付与される付加圧力を測定する。この測定された付加圧力は、押圧力に関する圧力情報として検出される。
【００６３】
付加圧力検出用弾性体１２は、発光素子１５ａの発光波長に対する透過率が異なる領域を含み、基板１１と光電センサー１５との間の領域の透過率を、光電センサー１５と付加圧力検出用弾性体１２の外部接触面１６との間の透過率よりも小さくする。図１に示す第１の形態では、付加圧力検出用弾性体１２は、発光素子１５ａの発光波長に対する透過率が異なる第１の弾性体１２ａと第２の弾性体１２ｂとを備え、第１の弾性体１２ａと第２の弾性体１２ｂとの境界面１２ｃの位置に光電センサー１５を配置する。
【００６４】
ここで、第１の弾性体１２ａは、光電センサー１５と付加圧力検出用弾性体１２の外部接触面１６との間の付加圧力検出用弾性体を構成し、第２の弾性体１２ｂは、基板１１と光電センサー１５との間の付加圧力検出用弾性体を構成する。
【００６５】
発光素子１５ａが発光する光の波長に対する透過率は、第１の弾性体１２ａと第２の弾性体１２ｂとで異ならせ、第２の弾性体１２ｂの透過率は第１の弾性体１２ａの透過率よりも低くなるように設定する。
【００６６】
［弾性体内の透過スペクトルの説明：図２］
図２は、第１の弾性体１２ａと第２の弾性体１２ｂとの波長に対する透過率を表している。第１の弾性体１２ａの透過スペクトルは、発光素子１５ａが発光する波長の光を透過させる特性を有するのに対して、第２の弾性体１２ｂの透過スペクトルは、発光素子１５ａが発光する波長の光を透過させない特性を有する。
【００６７】
発光素子１５ａは、例えば、λ＝７００ｎｍ〜１１００ｎｍの範囲内にピーク波長を有する近赤外域ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）とし、受光素子１５ｂは、この近赤外域ＬＥＤが発光する波長の近赤外光を受光するフォトトランジスタとすることができる。また、このとき、第１の弾性体１２ａは、近赤外域の波長の光を透過する近赤外透過ゲルを用いることができ、また、第２の弾性体１２ｂは、近赤外域の波長の光を吸収する近赤外吸収ゲルを用いることができる。
【００６８】
［弾性体内の光路の説明：図１］
上記した各弾性体の透過率特性によって、図１において、発光素子１５ａから出射された光のうち、一部の光は第１の弾性体１２ａを通過し（図中の矢印Ａ）、外部接触面１６を通過して生体２０内に進み、生体２０内を通過した後（図中の矢印Ｂ）、再び外部接触面１６を通過して第１の弾性体１２ａ内に戻った後（図中の矢印Ｃ）、受光素子１５ｂによって検出される。
【００６９】
このとき、生体２０内に進んだ光は、血圧によって起こる微少な血管の容積変化によって局所血液量に対応した近赤外域の光吸収量が変化し光強度が変化する。
【００７０】
一方、発光素子１５ａから出射された光のうち、他の一部の光は第１の弾性体１２ａを通過し（図中の矢印ａ）、外部接触面１６で反射され、第１の弾性体１２ａと第２の弾性体１２ｂとの境界面１２ｃに入射する（図中の矢印ｂ）。境界面１２ｃに入射し第２の弾性体１２ｂに進んだ光は、第２の弾性体１２ｂが備える低い透過率によって吸収され光強度が低下し、第１の弾性体１２ａに戻る光の光強度は大きく減衰する（図中の矢印ｃ）。したがって、第１の弾性体１２ａ内を通る光は、外部接触面１６等で反射を繰り返す間に境界面１２ｃに入射すると、第２の弾性体１２ｂの透過率特性によって吸収され光強度が低下するため、発光素子１５ａから出射された光のうちで受光素子１２ｂに達する光を、図中のＡ，Ｂ，Ｃで示されるような、生体２０を通過する光路を進む光のみに制限することができる。
【００７１】
これによって、受光素子１５ｂが受光する光は、第１の弾性体１２ａ内で反射を繰り返して達するノイズ成分を排除することができ、生体２０内を通過して得られる生体情報を高いＳ／Ｎ比で検出することができる。
【００７２】
上記した光の通過は、生体を押圧して付与される圧力の大きさにかかわらずほぼ同様に作用する。図１（ｂ）に示すように、発光素子１５ａから出射された光のうち、境界面１２ｃに入射した光は、第２の弾性体１２ｂが備える低い透過率によって吸収され光強度が低下し、第１の弾性体１２ａに戻る光の光強度は大きく減衰する。
【００７３】
第１の弾性体１２ａは、押圧されることで圧縮され、この圧縮によって光路が変化するが、第１の弾性体１２ａは、弾性体１２全体の厚みと比較して薄いため、発光素子１５ａから生体２０を通って受光素子１５ｂに至る光路Ａ，Ｂ，Ｃの光路長の変化量はわずかであり、この光路長の変化に伴う検出光の光強度の変化は小さく抑えることができる。
【００７４】
なお、動脈の血管変動に伴う生体表面の変移量（例えば、血管の真上の皮膚の振動）を血管の容積変化として検出する生体情報検出センサーの場合には、発光素子１５ａに利用する光源として近赤外域に発光特性を有していない光源も選択することができる。
【００７５】
この場合には、血管の容積変化の信号としては、例えば、発光素子１５ａから出射して生体２０と接する外部接触面１６で反射し受光素子１５ｂに至る光路における光量変化が検出対象となり、他の伝達経路にて発光素子１５ａから出射して受光素子１５ｂに至る光路における光量変化はノイズとなる。
【００７６】
したがって、受光素子１５ｂで検出した信号のＳ／Ｎ比向上という観点では、本発明の効力が及ぶ範囲は、発光素子１５ａに使用する光源の種類を選ぶものではない。
【００７７】
［第２〜第６の形態についての説明：図３〜図７］
次に、図３〜図７を用いて本発明の生体情報検出センサーの第２の形態〜第６の形態について説明する。なお、ここでは、すでに説明した第１の形態と共通する部分については説明を省略する。
【００７８】
［第２の形態についての説明：図３］
本発明の第２の形態は、生体情報検出センサー１０が備える光電センサー１５を補助基板１５ｃで支持する構成である。図３において、補助基板１５ｃは、可撓性基板であって、配線１３によって基板１１と接続しており、光電センサー１５は補助基板１５ｃを介して外部との間で電気的に接続している。また、補助基板１５ｃは、例えば、ＦＰＣ（フレキシブルプリント回路）の基板で構成することができる。この場合には、ＦＰＣの基板自体によって配線１３を兼ねることもできる。
【００７９】
付加圧力検出用弾性体１２をゲル材等の物理的な保持力が弱い材料で構成した場合など、付加圧力検出用弾性体１２内に光電センサー１５である発光素子１５ａ及び受光素子１５ｂを載置する際に、これら素子の位置を定めることが難しくなる場合があるが、この構成によれば、補助基板１５ｃを用いることによって、付加圧力検出用弾性体１２との接触面積を増大させることによって、光電センサー１５の付加圧力検出用弾性体１２に対する位置決めを容易とすることができる。
【００８０】
［第３の形態についての説明：図４］
本発明の第３の形態は、生体情報検出センサー１０が備える付加圧力検出用弾性体１２の異なる透過率の領域によって光路を形成する構成である。図４において、付加圧力検出用弾性体１２は、発光素子１５ａが発光する光の波長に対する透過率が高く、吸収率が低い第１の領域１２ａと、透過率が低く、吸収率が高い第２の領域１２ｂと、によって、発光素子１５ａから生体２０を通って受光素子１５ｂに至る光路７０を形成する。
【００８１】
この光路７０は、付加圧力検出用弾性体１２の透過率を調整することで形成することができ、発光素子１５ａから外部接触面１６に至る領域と、外部接触面１６から受光素子１５ｂに至る領域とを含んでいる。
【００８２】
この光路７０の形状は、もちろん図４に示すものに限定はされない。発光素子１５ａから出射した光が生体２０に到達し、受光素子１５ｂに至る経路を有していればよく、発光素子１５ａと受光素子１５ｂとの配置関係などにより自由に選択することができる。
【００８３】
［第４の形態についての説明：図５］
本発明の第４の形態は、生体情報検出センサー１０の付加圧力検出用弾性体１２が備える領域を、発光素子１５ａの発光波長に対する透過率が基板１１側から付加圧力検出用弾性体１２の外部接触面１６に向かって漸次又は多段で変化する弾性体によって構成する形態である。図５はこの第４の形態の一例を示している。
【００８４】
この形態では、少なくとも光電センサー１５の位置における透過率を、付加圧力検出用弾性体１２の外部接触面１６における出射光の光強度を、受光素子１５ｂでの検出に充分な大きさとする透過率とする。
【００８５】
発光素子１５ａからの出射光のうち、発光素子１５ａの発光波長に対して小さな透過率の方向（基板１１側）へ進む光は、発光素子１５ａの発光波長に対して大きな透過率の方向（外部接触面１６）へ進む光と比較して大きく減衰する。
【００８６】
これによって、前述の各形態と同様に、基板１１側に進む光の強度を低減させてノイズ分を低減させることができる。
【００８７】
［第５の形態についての説明：図６］
本発明の第５の形態は、発光素子１５ａからの出射光のうちで基板１１側に進む光を、光電センサー１５を保持する補助基板８１に設けた吸収層８２によって吸収して、生体２０を通る光路以外の光路を通って受光素子１５ｂに至る光を抑制する構成である。
【００８８】
図６において、図６（ａ）は断面図を示し、図６（ｂ）は光電センサー１５の位置における正面図を示している。
【００８９】
光電センサー１５を補助基板（あるいはＦＰＣ基板）８１に取り付けることによって付加圧力検出用弾性体１２内に保持させる。補助基板８１は配線１３によって基板１１と接続している。この補助基板８１には、基板１１と反対側の面（生体２０と対向する面）に、発光素子１５ａが発光する光の波長を吸収する特性を備える吸収層８２を設ける。この吸収層８２は、前述の形態が備える第２の弾性体１２ｂと同様の作用によって、発光素子１５ａからの出射光のうちで基板１１側に進む光を吸収して、生体２０を通る光路以外の光路を通って受光素子１５ｂに至る光を抑制する。
【００９０】
なお、補助基板８１の大きさは、図６に示す例に限定されるものではない。基板１１や付加圧力検出用弾性体１２の形状，大きさに応じて自由に選択することができる。
【００９１】
［第６の形態についての説明：図７］
本発明の第６の形態は、付加圧力検出用弾性体１２内において、発光素子１５ａから受光素子１５ｂに進む光を、発光素子１５ａと受光素子１５ｂとの間に設けた吸収層９１によって吸収して、生体２０を通る光路以外の光路を通って受光素子１５ｂに至る光を抑制する構成である。
【００９２】
図７において、図７（ａ）は断面図を示し、図７（ｂ）は光電センサー１５の位置における正面図を示している。
【００９３】
付加圧力検出用弾性体１２において、発光素子１５ａと受光素子１５ｂとの間に、発光素子１５ａの発光波長に対する透過率が低く吸収率が高い吸収層９１を設け、その他の領域は、すでに説明した形態で示した第１の弾性体１２ａと同様に、発光素子１５ａの発光波長に対する透過率が高い弾性体とする。
【００９４】
吸収層９１は、前述の形態が備える第２の弾性体１２ｂと同様の作用によって、発光素子１５ａからの出射光のうちで基板１１側に進む光を吸収して、生体２０を通る光路以外の光路を通って受光素子１５ｂに至る光を抑制する。
【００９５】
なお、吸収層９１の幅などの大きさは、図７に示す例に限定されるものではない。基板１１や付加圧力検出用弾性体１２の形状や大きさ、発光素子１５ａと受光素子１５ｂとの配置関係などにより自由に選択することができる。
【００９６】
［血圧測定装置の説明：図８〜図１５］
次に、本発明の生体情報検出センサーを備える血圧測定装置について、図８〜図１５を用いて説明する。
【００９７】
図８は血圧測定装置の概略外形形状を示し、図９は血圧測定装置の一部を切り欠いた概略形状を示している。図８，９において、血圧測定装置３０は、上枠３１及び下枠３２で構成される枠体を備え、この上枠３１上には血圧測定時に被験者の腕部を乗せるためのマット３６が設けられる。また、血圧測定装置３０は、中枠３３及び前枠３４で構成されるアーム３５を形成する枠体を備える。この枠体は、血圧測定時に被験者の手首部分等の血圧測定部を乗せると共に、アーム３５の先端内側に設けた光電センサー１０に向かって血圧測定部（手首）を持ち上げるためのリフトマット３７が設けられる。
【００９８】
アーム３５の先端には、リフトマット３７と対向する内側に光電センサー１０が設けられる。また、アーム３５の先端には、リフトマット３７上に載せられた血圧測定部（手首）に対する横方向の位置合わせを行うために、光電センサー１０をアーム３５に対して横方向にスライドさせるスライド機構５１が設けられる。
【００９９】
このスライド機構５１において、ノブ５２と光電センサー１０とは連動しており、ノブ５２を摘んで横方向に動かすことによって、光電センサー１０の位置合わせを行うことができる。また、スライド機構５１は、常時はスライドを止めた状態とし、解除ボタン（解除レバー）５３を作動させたときのみ、スライドさせることができる。
【０１００】
中枠３３及び前枠３４の内部には、リフトマット３７を上下動させるモータ４１、リフト駆動軸４２、リフトテーブル４３、及び駆動回路基板４５等が設けられ、上枠３１と下枠３２との内部に設けられた制御回路基板４４に載置された制御回路からの制御信号に基づいて駆動制御される。
【０１０１】
また、制御回路基板４４には、光電センサー１０の発光素子１５ａの駆動制御、及び受光素子１５ｂで受光した受光強度、及び圧力センサー１４で得た圧力変化に基づいて血圧を求める演算処理を行う回路構成、求めた血圧値を内蔵表示装置６１あるいは外部表示装置６２に表示させる回路構成が設けられている。
【０１０２】
なお、内蔵表示装置６１は、血圧測定装置３０のアーム部３５や各枠部など任意の位置に設けることができる。また、外部表示装置６２と血圧測定装置３０との間は、配線６３で接続する構成に限らず、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（ブルートゥース）やＩｒＤＡ（赤外線データ通信）などの近距離通信によって無線で制御する構成としてもよい。
【０１０３】
また、外部表示装置６２には、血圧測定装置３０の電源のＯＮ／ＯＦＦや、測定開始、測定中止等の各制御を入力する入力手段６４を設ける構成としてもよい。
【０１０４】
図１０は、生体情報検出センサー１０の一構成例であり、図１０（ａ）は断面図であり、図１０（ｂ）は光電センサーの位置の正面図である。なお、この生体情報検出センサーは、前述の第２の形態に相当する構成例である。
【０１０５】
生体情報検出センサー１０は、基板１１上に圧力センサー１４を設けると共に、ポリウレタンフィルム１９で覆われた第１の弾性体１２ａと第２の弾性体１２ｂとを備え、この２つの弾性体によって、押圧を圧力センサー１４に伝える付加圧力検出用弾性体１２を構成する。第１の弾性体１２ａと第２の弾性体１２ｂとの境界面１２ｃの位置には、ＦＰＣ１７に設けられた発光素子１５ａ及び受光素子１５ｂが配置される。
【０１０６】
なお、このＦＰＣ１７は、ＦＰＣ裏打ち板１８によって支持され、付加圧力検出用弾性体１２内における設置位置に安定して保持させている。また、基板１１は、圧力センサー１４、発光素子１５ａ及び受光素子１５ｂを外部と接続するためのコネクタ１１ａを備え、圧力センサー１４の検出信号及び受光素子１５ｂの検出信号を外部に送り、発光素子１５ａに外部から駆動電流を送る。
【０１０７】
血圧測定装置３０は、制御回路からの制御命令によって、モータ４１によってリフト駆動軸４２を駆動してリフトテーブル４３を上下動させ、リフトマット３７上に乗せた手首をアーム３５の対向面に取り付けた生体情報検出センサー１０に向かって上昇させ、手首の測定位置を生体情報検出センサー１０の外部接触面に当接させ、リフトマット３７を上昇させることによって測定部位を押圧する。そして、生体情報検出センサー１０の圧力センサー１４及び光電センサー１５によって検出された容積脈波情報及び圧力情報に基づいて、制御回路が被験者の血圧値を決定する。
【０１０８】
したがって、従来のカフを用いた血圧測定装置と比べて、簡単かつ確実に不快感を伴いにくい血圧測定作業をおこなうことができるとともに、高精度な測定結果を得ることができ、さらには装置の小型化を実現することができる。
【０１０９】
［血圧測定装置の機能的構成の説明］
次に、この血圧測定装置３０の機能的構成について説明する。図１１は、本発明の血圧測定装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。図１１に示すように、血圧測定装置３０は、全体制御部１００と、圧力検出部１１１と、脈波検出部１１２と、駆動部１１３と、アナログ・ディジタル変換部（Ａ／Ｄ）１１４と、ディジタル・アナログ変換部（Ｄ／Ａ）１１５と、報知部１１６と、インタフェース（Ｉ／Ｆ）１１７と、表示部１１８と、操作部１１９とを備えて構成される。また、全体制御部１００は、圧力測定部１０１と、抽出部１０２と、判定部１０３と、駆動制御部１０４と、記憶部１０５と、取得部１０６と、血圧値決定部１０７とを備える。
【０１１０】
全体制御部１００は、血圧測定装置３０全体を統括的に制御する。この全体制御部１００は、例えば、ＣＰＵやＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：超小型処理装置）などによって構成される。この全体制御部１００は、前述の制御回路基板４４に設けることができる。全体制御部１００内の圧力測定部１０１は、後述する圧力検出部１１０によって検出された測定部位に対する押圧力を測定する。抽出部１０２は、後述する脈波検出部１１１によって検出された脈波を含む容積脈波情報から被験者の脈拍数及び脈波振幅値を抽出する。判定部１０３は、抽出部１０２によって抽出された脈拍数及び脈波振幅値が全体制御部１００にあらかじめ設定された所定範囲内にあるか否かを判定する。
【０１１１】
また、全体制御部１００内の駆動制御部１０４は、後述する駆動部１１３の駆動動作を制御する。この駆動制御部１０４は、例えば、上昇下降機構に最適な押圧動作を行い容積脈波情報及び圧力情報を検出するように、所定の動作パラメータに基づいて駆動部１１３を制御する。なお、駆動制御部１０４は、駆動部１１３を制御して、リフト機構によって手首部の測定部位に対する押圧動作を異なる押圧パターンで複数回行い、それぞれ得られる容積脈波情報及び圧力情報に基づいて、上述した所定の動作パラメータを算出するようにしてもよい。これにより、例えば、老若男女を問わず、被験者ごとに異なる測定部位に対する血圧測定作業においても、最適な押圧動作をおこなうことが可能となる。
【０１１２】
なお、所定の動作パラメータは、例えば、後述するインタフェース１１７を介して取得部１０６によって、外部から取得するようにしてもよい。
【０１１３】
記憶部１０５は、後述する血圧値決定部１０７によって決定された血圧値を記憶する。また、記憶部１０５は、全体制御部１００に対して入力される各種情報や、全体制御部１００において生成される各種情報を一時的または恒久的に記憶する。記憶部１０５は、ＥＥＰＲＯＭなどの電気的に書き換えが可能な半導体記憶装置やハードディスクなどの磁気記憶装置を用いることができる。
【０１１４】
取得部１０６は、後述するインタフェース１１７を介して操作部１１９などから全体制御部１００に対して入力される被験者の体格情報などを取得する。
【０１１５】
血圧値決定部１０７は、後述する圧力検出部１１０、脈波検出部１１１などによって検出された検出結果に基づいて、被験者の血圧値を決定する。
【０１１６】
また、血圧値決定部１０７は、測定部位への押圧過程及び減圧過程によってそれぞれ得られる容積脈波情報及び圧力情報に基づいて血圧値を算出する。なお、算出した血圧値を平均化して被験者の血圧値を決定するようにしてもよい。
【０１１７】
血圧値の決定に際しては、押圧過程あるいは減圧過程のいずれでも血圧値を決定することができるので、両過程で得られた血圧値を平均化して最終的な血圧値を決定することにより、高精度の血圧測定を実現することができる。
【０１１８】
圧力検出部１１１は、例えば、被験者の上腕部の測定部位に対する押圧力を検出する。この圧力検出部１１１は、圧力センサー１４によって構成される。脈波検出部１１２は、測定部位の動脈の脈波を検出する。したがって、測定部位が手首部にある場合、手首の脈波を検出する。この脈波検出部１１２は、光電センサー１５によって構成される。
【０１１９】
これら圧力検出部１１１，脈波検出部１１２によって検出された押圧力、及び脈波などの情報は、アナログ・ディジタル変換部１１４に入力され、このアナログ・ディジタル変換部１１４によってアナログ信号からディジタル信号に変換されて、全体制御部１００に入力される。駆動部１１３は、全体制御部１００から出力され、ディジタル・アナログ変換部１１５によってディジタル信号からアナログ信号に変換された駆動制御信号に基づいて駆動する。この駆動部１１３は、上述したモータ４１によって構成される。
【０１２０】
報知部１１６は、血圧値決定部１０７によって決定された血圧値に関する情報や、血圧測定装置３０に関する種々の情報を被験者などに対して報知する。この報知部１１６が報知する情報としては、例えば、判定部１０３によって判定された被験者の脈拍数及び脈波振幅値が所定範囲内にあるか否かの情報が挙げられる。その他、報知部１１６は、血圧測定装置３０による血圧測定が正常におこなわれているか否かなどの情報を報知する。もちろん、血圧を測定している最中であることを示す報知やどのくらいで測定が終了するかという報知を行ってもよい。
【０１２１】
この報知部１１６は、例えば、スピーカや振動装置や表示装置などによって構成し、振動や表示により種々の情報を報知するようにしてもよい。なお、スピーカによって報知部１１６が構成される場合、種々の情報を警報音や音声によって報知する。
【０１２２】
インタフェース１１７は、血圧値決定部１０７によって決定された血圧値に関する情報を、例えば、図示しない印刷装置に対して出力する。また、インタフェース１１７は、全体制御部１００と表示部１１８や操作部１１９との間で各種情報を送受信する。インタフェース１１７による各種情報の送受信は、有線あるいは無線によっておこなわれる。
【０１２３】
表示部１１８は、インタフェース１１７を介して全体制御部１００から出力された各種情報に基づいて、文字や図形などの画像を表示する。この表示部１１８は、ディスプレイによって構成することができる。操作部１１９は、血圧測定装置３０に対する各種情報を被験者などによって入力するために操作される。この操作部１１９は、押しボタン式スイッチやキーボード、その他公知の各種入力装置によって構成される。
【０１２４】
次に、この血圧測定装置３０の血圧測定処理について説明する。図１２は、本発明の血圧測定装置の血圧測定処理の一例を示すフローチャートである。なお、以降において、既に説明した部分と重複する箇所は同一の符号を附して説明を省略する。図１２に示すように、まず、血圧測定装置３０を使用する被験者などによって、例えば、操作部１１９からインタフェース１１７を介して『装置起動』を指示する入力情報が全体制御部１００に入力され、この入力情報を取得部１０６が取得する。そして、全体制御部１００によって、取得した入力情報に基づいて血圧測定装置３０の設定などをリセットして初期化する（ステップＳ１）。
【０１２５】
この場合、被験者は、例えば、上腕部の生体表面を露出した状態で、かつ血圧測定装置３０のマット３６上に上腕部を載置し、手首をリフトマット３７上に載せる。
【０１２６】
次に、被験者などによって、例えば、操作部１１９からインタフェース１１７を介して『測定開始』を指示する入力情報が全体制御部１００に入力され、この入力情報を取得部１０６が取得する。そして、駆動制御部１０４によって、駆動部１１３（モータ４１）を制御して、リフトテーブル４３及びリフトマット３７を上昇させ、手首の測定部位を生体情報検出センサー１０の外部接触面１６に接触させて測定部位を押圧する（ステップＳ２）。
【０１２７】
測定部位を押圧すると、圧力検出部１１１（圧力センサー１４）によって、押圧力が検出されるとともに、脈波検出部１１２（光電センサー１５）によって、手首の橈骨動脈の脈波が検出され、これらの検出結果（検出信号）は、アナログ・ディジタル変換部１１４を介して全体制御部１００に入力される。なお、圧力検出部１１１で検出される押圧力の圧力波形と、脈波検出部１１２によって検出される脈波の容積脈波波形とは、次のようなものとなる。
【０１２８】
図１３は、血圧測定装置３０によって検出される圧力波形を示す波形図である。また、図１４は、血圧測定装置３０によって検出される容積脈波波形を示す波形図である。図１３に示すように、圧力検出部１１１によって検出される押圧力の圧力波形３００は、横軸にあらわす時間（ｓｅｃ）の経過とともに縦軸にあらわす圧力（ｍｍＨｇ）が変化していくことを示している。
【０１２９】
ここでは、駆動部１１３によって駆動されるリフトテーブル４３及びリフトマット３７によって、測定部位が２０秒程度の時間をかけて徐々に押圧された場合に、圧力検出部１１１により検出される圧力波形３００をあらわしている。
【０１３０】
また、図１４に示すように、脈波検出部１１２によって検出される脈波の容積脈波波形３０１は、横軸にあらわす時間（ｓｅｃ）の経過とともに縦軸にあらわす容積脈波強度（Ａ．Ｕ．）、すなわち脈波振幅値が変化していくことを示している。
【０１３１】
ここでは、駆動部１１３によって駆動されるリフトテーブル４３及びリフトマット３７によって、測定部位である手首が２０秒程度の時間をかけて徐々に押圧された場合に、脈波検出部１１２により検出される容積脈波波形３０１を示している。
【０１３２】
ステップＳ２における測定部位に対する押圧動作中に、全体制御部１００は、脈波検出部１１２からの検出信号に基づいて、脈波を検出したか否かを判断する（ステップＳ３）。脈波を検出していないと判断した場合（ステップＳ３：Ｎｏ）は、駆動制御部１０４によって、ステップＳ２における押圧動作を続行する。
【０１３３】
一方、脈波を検出したと判断した場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）は、駆動制御部１０４によって、駆動部１１３を制御して、リフトテーブル４３及びリフトマット３７により測定部位をさらに押圧する（ステップＳ４）。
【０１３４】
このステップＳ４における測定部位に対する押圧動作中に、全体制御部１００は、脈波検出部１１１からの検出信号に基づいて、脈波の脈波振幅値が増大しているか否かを判定する（ステップＳ５）。脈波振幅値が増大していないと判定した場合（ステップＳ５：Ｎｏ）は、駆動制御部１０４によって、ステップＳ４における押圧動作を続行する。一方、脈波振幅値が増大していると判定した場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）は、圧力検出部１１１からの検出信号に基づいて、記憶部１０５によって、脈波振幅値最大時の圧力を平均血圧値（Ｐｍ）として記憶する（ステップＳ６）。
【０１３５】
そして、全体制御部１００は、駆動制御部１０４によって駆動部１１３を制御して、リフトテーブル４３及びリフトマット３７により測定部位をさらに押圧する（ステップＳ７）。
【０１３６】
このステップＳ７における測定部位に対する押圧動作中に、全体制御部１００は、脈波検出部１１２からの検出信号に基づいて、脈波の脈波振幅値が微少になったか否かを判定する（ステップＳ８）。
【０１３７】
脈波振幅値が微少になっていないと判定した場合（ステップＳ８：Ｎｏ）は、駆動制御部１０４によって、ステップＳ７における押圧動作を続行する。一方、脈波振幅値が微少になったと判定した場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）は、圧力検出部１１１からの検出信号に基づいて、記憶部１０５によって、脈波振幅値微少時の圧力を最高血圧値（Ｐｓ）として記憶する（ステップＳ９）。
【０１３８】
そして、全体制御部１００は、記憶部１０５に記憶した平均血圧値（Ｐｍ）及び最高血圧値（Ｐｓ）に基づいて、血圧値決定部１０７によって、最低血圧値（Ｐｄ）を算出する（ステップＳ１０）。
【０１３９】
最低血圧値（Ｐｄ）は、平均血圧値（Ｐｍ）と最高血圧値（Ｐｓ）とから推定することができる。このステップＳ１０における最低血圧値（Ｐｄ）の算出処理は、例えば、血圧値決定部１０７によって、次に表す数式を用いて行われる。
Ｐｄ＝（３×Ｐｍ−Ｐｓ）／２
【０１４０】
ステップＳ１０において最低血圧値（Ｐｄ）を算出すると、全体制御部１００は、駆動制御部１０４によって、駆動部１１３を制御してリフトマット３７を押圧方向と反対方向（開放方向）に移動させ、測定部位に対する押圧動作を終了する（ステップＳ１１）。
【０１４１】
このステップＳ１１の処理の後と、被験者は手首部をリストマット３７から外し、前腕部をマット３６から離脱させる。
【０１４２】
全体制御部１００は、血圧値決定部１０７によって決定された血圧値及び抽出部１０２によって抽出された脈拍数に基づいて、これらの測定結果に関する情報をインタフェース１１７を介して表示部１１８に出力し、表示部１１８によって、測定結果における被験者の最高血圧値（Ｐｓ）、最低血圧値（Ｐｄ）及び脈拍数を表示する（ステップＳ１２）。これにより、本フローチャートによる一連の血圧測定処理を終了する。
【０１４３】
なお、上記ステップＳ１２における表示処理とともに、あるいは表示処理に代えて、例えば、測定結果に関する情報を報知部１１６によって音声出力したり、図示しない印刷装置によって印刷出力したりするようにしてもよい。また、測定部位は、手首や上腕部に限定されるものではない。
【０１４４】
このように、この血圧測定装置３０での血圧測定処理によれば、カフの代わりにリフトマット３７の昇降によって機械的に被験者の測定部位を確実に押圧して血圧値を決定することができるので、不快感を伴いにくい血圧測定作業を簡単におこなうことができるとともに、高精度な測定結果を得ることが可能となる。
【０１４５】
なお、上記ステップＳ２、ステップＳ４及びステップＳ７における測定部位に対する押圧動作は、全体制御部１００の駆動制御部１０４によって、所定の動作パラメータに基づいて駆動部１１３を制御することにより行われるが、その際に圧力検出部１１１によって検出される圧力波形は、つぎのようなものとなる。
【０１４６】
図１５は、所定の動作パラメータに基づいておこなわれる一連の押圧動作により検出される圧力波形の一例を示す波形図である。図１５に示すように、まず、駆動制御部１０４によって、例えば、ｔ０の時点で押圧動作が開始され、ｔ１の時点で生体情報検出センサー１０が測定部位と当接して圧力検出部１１１によって押圧力の増大が検出され、ｔ２の時点まで徐々に検出された押圧力が増大するように駆動部１１３の動作を制御して、リフトマット３７により測定部位をゆっくりと押圧する。このときの押圧力は、例えば、５ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度であり、ｔ１からｔ２までの時間は、２秒程度であるとよい。
【０１４７】
次に、駆動制御部１０４によって、例えば、ｔ２からｔ３までの間に圧力検出部１１１によって急激に押圧力の増大が検出されるように駆動部１１３の動作を制御して、リフトマット３７の上昇により測定部位を急激に押圧する。このときの押圧力は、例えば、４５ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度であり、ｔ２からｔ３までの時間は、１秒程度であるとよい。
【０１４８】
そして、駆動制御部１０４によって、ｔ３の時点から平均血圧値（Ｐｍ）検出時点（脈波振幅値最大時点）ｔ４及び最高血圧値（Ｐｓ）検出時点（脈波振幅値微少時点）ｔ５までの間に、圧力検出部１１１によって検出された押圧力が徐々に増大するように駆動部１３の動作を制御して測定部位をゆっくりと押圧する。このときの押圧力は、例えば、５ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度であり、ｔ３からｔ５までの時間は、２０秒程度であるとよい。
【０１４９】
そして、駆動制御部１０４によって、例えば、ｔ５の時点からｔ６の時点まで徐々に圧力検出部１１１によって検出された押圧力が増大するように駆動部１１３の動作を制御して、リフトマット３７の上昇により測定部位をゆっくりと押圧する。このときの押圧力は、例えば、５ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度であり、ｔ５からｔ６までの時間は、２秒程度であるとよい。
【０１５０】
なお、図１３及び図１４の圧力波形３００及び容積脈波波形３０１を参照して説明した例においては、例えば、測定部位に対する押圧力が７〜８ｍｍＨｇ／ｓｅｃ程度の場合を示している。一般的に、血圧測定における血圧値決定の精度を保証するためには、脈拍周期での圧力変化を小さくした方が好ましいが、例えば、推測アルゴリズムなどの情報を用いて押圧力を大きくすることは可能である。このため、図１３及び図１４に示す例では、血圧測定装置３０によって急激に押圧動作をおこなうことが可能であることを示唆している。
【０１５１】
また、測定部位に生体情報検出センサー１０を押圧して血圧値の測定を行うことができるため、例えば、生体情報検出センサー１０と測定部位との接触面積を小さくし、測定部位における鬱血の発生などを効果的に防止することができる。
【０１５２】
また、生体情報検出センサー１０の付加圧力検出用弾性体は、袋体内にゲル状導圧媒体を充填することで構成することができるので、付加圧力検出用弾性体１２と測定部位との接触圧を圧力測定手段（圧力センサー１４）に対して正確に伝達することができ、圧力測定を正確におこなうことができる。
【０１５３】
また、脈拍数及び脈波振幅値を抽出してこれらが所定範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果を報知部１１６によって報知することができるので、例えば、血圧測定作業が正常におこなわれているか否かなどの情報を被験者に対して報知することができるとともに、被験者の脈拍数を測定することができる。また、このような情報を警報音、音声、振動及び表示などによって報知することができるので、被験者は血圧測定作業が正常におこなわれているか否かなどの情報を容易に確認することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５４】
本発明の生体情報検出センサーは、血圧測定装置の他に、脈拍測定装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】本発明の生体情報検出センサーの第１の形態を説明するための図である。
【図２】本発明の生体情報検出センサーの付加圧力検出用弾性体が備える透過率（受光強度）の特性図である。
【図３】本発明の生体情報検出センサーの第２の形態を説明するための図である。
【図４】本発明の生体情報検出センサーの第３の形態を説明するための図である。
【図５】本発明の生体情報検出センサーの第４の形態を説明するための図である。
【図６】本発明の生体情報検出センサーの第５の形態を説明するための図である。
【図７】本発明の生体情報検出センサーの第６の形態を説明するための図である。
【図８】本発明の血圧測定装置の概略外形形状を示す図である。
【図９】本発明の血圧測定装置の一部を切り欠いた概略形状を示す図である。
【図１０】本発明の生体情報検出センサーの一構成例を説明するための図である。
【図１１】本発明の血圧測定装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の血圧測定装置の血圧測定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】血圧測定装置によって検出される圧力波形を示す波形図である。
【図１４】血圧測定装置によって検出される容積脈波波形を示す波形図である。
【図１５】所定の動作パラメータに基づいておこなわれる一連の押圧動作により検出される圧力波形の一例を示す波形図である。
【図１６】生体情報検出センサーの一構成例を示す図である。
【図１７】生体情報検出センサーの他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１０  生体情報検出センサー
１１  基板
１２  付加圧力検出用弾性体
１２ａ  第１の弾性体
１２ｂ  第２の弾性体
１２ｃ  境界面
１３  配線
１４  圧力センサー
１５  光電センサー
１５ａ  発光素子
１５ｂ  受光素子
１５ｃ  補助基板
１６  外部接触面
１７  ＦＰＣ
１８  ＦＰＣ裏打ち基板
１９  ポリウレタンフィルム
２０  生体
７０  光路
８１  基板
８２  吸収層
９１  吸収層
３０  血圧測定装置
３１  上枠
３２  下枠
３３  中枠
３４  前枠
３５  アーム
３６  マット
３７  リフトマット
４１  モータ
４２  リフト駆動軸
４３  リフトテーブル
４４  制御回路基板
４５  駆動回路基板
５１  スライド機構
５２  ノブ
５３  解除レバー（解除ボタン）
６１  内蔵表示部
６２  外部表示部
６３  配線
６４  入力手段
１００  全体制御部
１０１  圧力測定部
１０２  抽出部
１０３  判定部
１０４  駆動制御部
１０５  記憶部
１０６  取得部
１０７  血圧値決定部
１１１  圧力検出部
１１２  脈波検出部
１１３  駆動部
１１４  アナログ・ディジタル変換部
１１５  ディジタル・アナログ変換部
１１６  報知部
１１７  インタフェース
１１８  表示部
１１９  操作部
【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６】
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【図７】
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【図８】
2007202693.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2007202693.tif 000013
【図１３】
2007202693.tif 000014
【図１４】
2007202693.tif 000015
【図１５】
2007202693.tif 000016
【図１６】
2007202693.tif 000017
【図１７】
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【図５】
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