(57)【要約】  生体センサは、本体部と、測定部とを備える。本体部は、第１装着部及び第２装着部によって被検者の耳輪部分を挟むように構成される。測定部は、被検者の経皮的動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）及び血流量の少なくとも一方を測定する。
2020100677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１装着部及び第２装着部によって被検者の耳輪部分を挟むように構成される本体部と、
被検者の経皮的動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）及び血流量の少なくとも一方を測定する測定部と、
を備える生体センサ。
【請求項２】
前記本体部は、前記第１装着部と前記第２装着部とを結合する結合部を備える、請求項１に記載の生体センサ。
【請求項３】
前記結合部は、前記第１装着部と前記第２装着部とを互いに対して変位可能に結合する、請求項２に記載の生体センサ。
【請求項４】
前記本体部は、前記第１装着部、前記第２装着部、及び前記結合部の少なくともいずれかの弾性によって、前記被検者の耳輪部分を挟むように構成される、請求項２又は３に記載の生体センサ。
【請求項５】
前記測定部は、前記第１装着部及び前記第２装着部の少なくとも一方に配置される、請求項１から４のいずれかに記載の生体センサ。
【請求項６】
前記測定部は、発光部及び受光部を備えている、請求項１から５のいずれかに記載の生体センサ。
【請求項７】
前記発光部は前記第１装着部及び前記第２装着部の一方に配置され、前記受光部は前記第１装着部及び前記第２装着部の他方に配置される、請求項６に記載の生体センサ。
【請求項８】
前記発光部及び前記受光部の双方は、前記第１装着部及び前記第２装着部の一方に配置される、請求項６に記載の生体センサ。
【請求項９】
前記発光部は、第１光源及び第２光源を備えている、請求項６から８のいずれかに記載の生体センサ。
【請求項１０】
前記第１装着部の端部は前記被検者の外耳道に挿入され、
前記第１装着部は、前記第１装着部の前記端部から音を出力する音出力部を備える、請求項１から９のいずれかに記載の生体センサ。
【請求項１１】
前記第１装着部の端部は前記被検者の外耳道の入口手前に位置付けられ、
前記第１装着部は、前記第１装着部の前記端部から音を出力する音出力部を備える、請求項１から９のいずれかに記載の生体センサ。
【請求項１２】
前記音出力部は、空気振動及び骨伝導の少なくとも一方によって音を伝達する、請求項１０又は１１に記載の生体センサ。
【請求項１３】
前記測定部が測定した前記被検者の経皮的動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）及び血流量の少なくとも一方に基づく情報を、前記音出力部から音及び音声の少なくとも一方として出力する、請求項１０から１２のいずれかに記載の生体センサ。
【請求項１４】
前記測定部が測定した前記被検者の経皮的動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）及び血流量の少なくとも一方の情報に所定の処理を行う制御部を備える、請求項１から１３のいずれかに記載の生体センサ。
【請求項１５】
外部の端末機器に有線又は無線で接続する通信部を備える、請求項１から１４のいずれかに記載の生体センサ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１８年１１月１５日に日本国に特許出願された特願２０１８−２１４８０７の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、生体センサに関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、人体に装着して生体情報を測定する測定装置が知られている。例えば特許文献１には、耳に装着して生体情報を検出し、検出した生体情報に基づいて血流状態値を算出する耳装着型装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９２５８１号公報
【発明の概要】
【０００５】
一実施形態に係る生体センサは、本体部と、測定部と、を備える。
前記本体部は、第１装着部及び第２装着部によって被検者の耳輪部分を挟むように構成される。
前記測定部は、被検者の経皮的動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）及び血流量の少なくとも一方を測定する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一実施形態に係る生体センサの外観を示す斜視図である。
【図２】一実施形態に係る生体センサの外観を示す上面図である。
【図３】一実施形態に係る生体センサの外観を示す側面図である。
【図４】一実施形態に係る生体センサの外観を示す側面図である。
【図５】一実施形態に係る生体センサを被検者に装着した状態の一例を示す図である。
【図６】被検者の耳を示す図である。
【図７】一実施形態に係る生体センサの機能を説明する図である。
【図８】一実施形態の変形例に係る生体センサの機能を説明する図である。
【図９】一実施形態に係る生体センサの内部構造を概略的に示す図である。
【図１０】一実施形態の変形例に係る生体センサの内部構造を概略的に示す図である。
【図１１】他の実施形態に係る生体センサの内部構造を概略的に示す図である。
【図１２】他の実施形態の変形例に係る生体センサの内部構造を概略的に示す図である。
【図１３】一実施形態に係る生体センサ及び測定装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図１４】一実施形態に係る生体センサが実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１５】他の実施形態に係る生体センサの概略構成を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
被検者の生体情報を測定する際に、被検者に課される心身の負担を軽減しつつ、安定して生体情報を測定できれば、測定機器の利便性を向上することができる。本開示の目的は、利便性を向上可能な生体センサを提供することにある。本開示によれば、利便性を向上可能な生体センサを提供することができる。以下、一実施形態に係る生体センサについて、図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
一実施形態に係る生体センサは、被検者の生体情報を測定する際に、被検者の耳に装着される。一実施形態に係る生体センサは、被検者の耳に装着された状態で、被検者の生体情報を測定する。ここで、生体情報は、生体に関する任意の情報であり、例えば、酸素飽和度、経皮的動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）、体温、脈拍数、呼吸数、ＰＩ（Perfusion Index）値、血流量、及び血圧等を含んでよい。また、生体情報は、例えば生体の心身のリラックス度合いを示唆するリラックス度などを含んでもよい。生体センサ１は、測定した生体情報に基づき、被検者の状態を推定してよい。被検者の状態は、被検者の生体に生じる任意の状態であり、例えば、高山病になる可能性を含む。
【０００９】
図１は、一実施形態に係る生体センサの外観を示す斜視図である。図２は、図１に示す生体センサの外観を上方から見た図である。すなわち、図２は、図１に示す生体センサを、Ｙ軸の負方向に向かって見た状態を示す図である。図３及び図４は、図１に示す生体センサの外観を側方から見た図である。すなわち、図３は、図１に示す生体センサを、Ｚ軸の正方向に向かって見た状態を示す図である。また、図４は、図１に示す生体センサを、Ｚ軸の負方向に向かって見た状態を示す図である。図１乃至図４において、図に示すＹ軸の正方向を、適宜、「上」方向とも記す。
【００１０】
図１乃至図４に示すように、一実施形態に係る生体センサ１は、本体部１０を備えている。本体部１０は、図１乃至図４に示すように、第１装着部１０ａと、第２装着部１０ｂと、結合部１０ｃと、を備えている。
【００１１】
第１装着部１０ａは、図に示すＸ軸方向にほぼ平行に延在する細長形状の部分である。第２装着部１０ｂは、図に示すＸ軸方向にほぼ平行に延在する細長形状の部分である。図１乃至図４において、第１装着部１０ａは第２装着部１０ｂよりも長く構成した例を示してあるが、これらの長さは適宜変更してもよい。また、結合部１０ｃは、図１乃至図４に示すように、第１装着部１０ａと第２装着部１０ｂとを結合している。
【００１２】
本体部１０において、第１装着部１０ａ、第２装着部１０ｂ、及び結合部１０ｃは、一体形成されてもよい。一方、本体部１０において、第１装着部１０ａ、第２装着部１０ｂ、及び結合部１０ｃの少なくともいずれかは、他の部材とは別に形成されてもよい。第１装着部１０ａ、第２装着部１０ｂ、及び結合部１０ｃの少なくともいずれかが他の部材と別に形成された場合、それらの部材は例えば接着剤などの適切な材料を用いて結合させてもよい。
【００１３】
生体センサ１の本体部１０は、後述のように、被検者の生体情報を測定する際に、被検者の耳に装着される。そこで、生体センサ１の本体部１０が被検者の耳に装着された状態において、被検者に課される心身の負担を軽減するように、第１装着部１０ａ、第２装着部１０ｂ、及び結合部１０ｃの少なくともいずれかは、柔軟性のある素材で構成されてもよい。例えば、第１装着部１０ａ、第２装着部１０ｂ、及び結合部１０ｃの少なくともいずれかは、シリコンゴム又はウレタンなどの柔らかい素材で構成されてもよい。一方、第１装着部１０ａ、第２装着部１０ｂ、及び結合部１０ｃの少なくともいずれかは、芯となる部分はプラスチック又は金属などの硬質の材料で構成され、表面部分はシリコンゴム又はウレタンなどの柔らかい素材で構成されてもよい。生体センサ１の本体部１０は、被検者の耳に装着された状態において、被検者に課される心身の負担を必要以上の増大させないような各種の材料で構成されてよい。
【００１４】
図１乃至図４に示すように、第１装着部１０ａの結合部１０ｃに結合されている側とは反対側の端部に、音が出力される孔である音出力孔１２が形成されてもよい。後述するように、第１装着部１０ａは、音出力部を内蔵してもよい。第１装着部１０ａは、音出力部を内蔵することにより、主として図に示すＸ軸の正方向に音又は音声などを出力することができる。
【００１５】
図１、図３、及び図４に示すように、生体センサ１は、ケーブル１４を備えてもよい。この場合、ケーブル１４は、生体センサ１を例えば後述の測定装置１００のような外部機器に接続してもよい。また、ケーブル１４は、生体センサ１の本体部と着脱可能に構成されてもよい。図２において、ケーブル１４は、図示を省略してある。また、図３及び図４に示すように、本体部１０の第２装着部１０ｂは、ケーブル接続部１６を備えてもよい。この場合、ケーブル１４は、ケーブル接続部１６に接続されてよい。また、この場合も、ケーブル１４は、ケーブル接続部１６に着脱可能に構成されてもよい。図１、図３、及び図４において、ケーブル１４は、第２装着部１０ｂに接続される例を示してある。しかしながら、ケーブル１４は、例えば第１装着部１０ａ又は結合部１０ｃなど、本体部１０における任意の箇所に接続されてもよい。
【００１６】
図５は、生体センサ１が被検者の耳（左耳）に装着された状態を示す図である。また、参考までに、図６に、一般的な人間の耳（左耳）における各部の名称を記す。
【００１７】
図５に示すように、生体センサ１は、被検者の耳に装着することができる。この場合、本体部１０のうち第１装着部１０ａを、外耳（耳殻）の表側、すなわち外耳において外耳道を有する側に装着させてよい。また、本体部１０のうち第２装着部１０ｂを、外耳（耳殻）の裏側、すなわち外耳において外耳道を有さない側に装着させてよい。より詳細には、生体センサ１の本体部１０を被検者の耳に装着する際、第１装着部１０ａ及び第２装着部１０ｂが、被検者の耳輪部分を挟むようにしてよい。このように、第１装着部１０ａ及び第２装着部１０ｂによって被検者の耳輪部分が適度な圧力で挟まれることにより、生体センサ１の本体部１０は、被検者の耳輪部分の位置に安定して維持される。
【００１８】
図５は、左耳用の生体センサ１を被検者の左耳に装着した例を示している。しかしながら、一実施形態において、生体センサ１を右耳用に構成することにより、右耳用の生体センサ１を被検者の右耳に装着してもよい。この場合、右耳用に構成される生体センサ１と、左耳用に構成された生体センサ１とは、左右対称（図１乃至図４に示すＺ軸方向について対称）になるようにしてよい。
【００１９】
このように、一実施形態に係る生体センサ１において、本体部１０は、第１装着部１０ａ及び第２装着部１０ｂによって被検者の耳輪部分を挟むように構成される。このため、一実施形態に係る生体センサ１によれば、被検者の生体情報を測定する際に、被検者に課される心身の負担を軽減しつつ、安定して生体情報を測定することができる。したがって、一実施形態に係る生体センサによれば、利便性を向上させることができる。
【００２０】
図１乃至図５において、第１装着部１０ａ及び第２装着部１０ｂは、Ｘ軸方向にほぼ直線状に延在する部材として示してある。しかしながら、第１装着部１０ａ及び第２装着部１０ｂの少なくとも一方は、適度に湾曲させた部材としてもよい。例えば、第１装着部１０ａは、被検者の耳に装着される際に、舟状窩のくぼみの形状に沿うように湾曲させてもよい。また、第１装着部１０ａは、被検者の耳に装着される際に、対耳輪の隆起の形状に沿うように湾曲させてもよい。さらに、第１装着部１０ａは、被検者の耳に装着される際に、耳甲介のくぼみの形状に沿うように湾曲させてもよい。また、第２装着部１０ｂも、被検者の耳に装着される際に、外耳（耳殻）の裏側の形状に沿うように湾曲させてもよい。さらに、第１装着部１０ａ及び第２装着部１０ｂの少なくとも一方が塑性（可塑性）を有するように構成してもよい。この場合、第１装着部１０ａ及び第２装着部１０ｂの少なくとも一方は、被検者の耳の形状に合わせて変形させることができる。
【００２１】
また、図５に示すように、生体センサ１の本体部１０が被検者の耳に装着された際に、第１装着部１０ａの端部（音出力孔１２）が被検者の外耳道の入口手前に位置付けられるように構成してもよい。すなわち、第１装着部１０ａは、生体センサ１が被検者の耳に装着された際、音出力孔１２が被検者の外耳道に挿入されないように構成してもよい。この場合、被検者の外耳道は、音出力孔１２によって塞がれない。このようにすれば、被検者は、音出力孔１２から出力される音又は音声に耳を傾けつつも、周囲環境の音も聞くことができる。したがって、被検者は、生体センサ１を使用して生体情報を測定している間であっても、周囲における状況を相当程度認識することができる。
【００２２】
一方、図５に示す実施形態の変形例として、生体センサ１の本体部１０が被検者の耳に装着された際に、第１装着部１０ａの端部（音出力孔１２）が被検者の外耳道に挿入されるように構成してもよい。すなわち、第１装着部１０ａは、生体センサ１が被検者の耳に装着された際、音出力孔１２が被検者の外耳道に挿入されるように構成してもよい。例えば、第１装着部１０ａは、図５に示す状態よりも長手方向のサイズを大きく（長く）してもよい。また、この場合、被検者の外耳道は、音出力孔１２によって塞がれるように構成してもよい。このようにすれば、被検者は、音出力孔１２から出力される音又は音声に耳を傾けることができ、かつ、周囲環境の音を遮断することができる。したがって、被検者は、生体センサ１を使用して生体情報を測定している間、没入感を高めることができる。また、被検者は、生体センサ１を使用して生体情報を測定している間、音出力孔１２から出力される音又は音声を、より鮮明に聞くことができる。
【００２３】
次に、生体センサ１を被検者の耳に装着するための機構について説明する。
【００２４】
生体センサ１の本体部１０は、まず、被検者の耳に装着できる必要があり、さらに、被検者の耳に装着された後は、被検者の耳輪部分を適度な力で挟むことも必要である。このような構成を実現するために、一実施形態に係る生体センサ１は、例えば、本体部１０の少なくとも一部分が弾性を有するように構成してもよい。
【００２５】
例えば、図７に示すように、本体部１０のうち結合部１０ｃが弾性を有してもよい。この弾性は、第１装着部１０ａと第２装着部１０ｂとが互いに近接するような弾性力を付与するとしてもよい。この場合、被検者又は検査者などは、第１装着部１０ａと第２装着部１０ｂとを互いに開くようにして、本体部１０を全体的に（図７の矢印Ａの方向に）広げることができる。図７は、生体センサ１の本体部１０において、第１装着部１０ａと第２装着部１０ｂとが互いに開かれた状態を示す図である。このように、第１装着部１０ａと第２装着部１０ｂとが互いに開かれた状態において、被検者又は検査者などは、第１装着部１０ａ及び第２装着部１０ｂを被検者の耳輪部分に対して容易に位置決めすることができる。第１装着部１０ａ及び第２装着部１０ｂを被検者の耳輪部分に対して位置決めしたら、被検者又は検査者などは、第１装着部１０ａと第２装着部１０ｂとを開いていた力を徐々に弱めることができる。そして、被検者又は検査者などが第１装着部１０ａと第２装着部１０ｂとを開いていた力を解除すると、第１装着部１０ａ及び第２装着部１０ｂは、結合部１０ｃの弾性力によって被検者の耳輪部分を適度な力で挟むようになる。
【００２６】
このように、一実施形態に係る生体センサ１において、結合部１０ｃは、第１装着部１０ａと第２装着部１０ｂとを互いに対して変位可能に結合してもよい。また、一実施形態に係る生体センサ１において、本体部１０は、第１装着部１０ａ、第２装着部１０ｂ、及び結合部１０ｃの少なくともいずれかの弾性によって、被検者の耳輪部分を挟むように構成されてもよい。
【００２７】
また、図８に示すように、結合部１０ｃは、回動可能な機構を有してもよい。この結合部１０ｃは、第１装着部１０ａと第２装着部１０ｂとが互いに近接する方向の力を付与するとしてもよい。図８に示す結合部１０ｃの回動可能な機構は、所定以上の力を加えると回動させることができるが、所定未満の力を加えても固定されたまま回動しないように構成してよい。この場合、被検者又は検査者などは、第１装着部１０ａと第２装着部１０ｂとに所定以上の力を加えて結合部１０ｃを回動させることにより、本体部１０を全体的に（図８の矢印Ａの方向に）広げることができる。図８は、生体センサ１の本体部１０において、第１装着部１０ａと第２装着部１０ｂとが互いに開かれた状態を示す図である。このように、第１装着部１０ａと第２装着部１０ｂとが互いに開かれた状態において、被検者又は検査者などは、第１装着部１０ａ及び第２装着部１０ｂを被検者の耳輪部分に対して容易に位置決めすることができる。第１装着部１０ａ及び第２装着部１０ｂを被検者の耳輪部分に対して位置決めしたら、被検者又は検査者などは、第１装着部１０ａと第２装着部１０ｂとに再び所定以上の力を加えて結合部１０ｃを回動させて、本体部１０を全体的に閉じることができる。そして、被検者又は検査者などが第１装着部１０ａと第２装着部１０ｂとを閉じる力を解除すると、第１装着部１０ａ及び第２装着部１０ｂは、結合部１０ｃの弾性力によって被検者の耳輪部分を適度な力で挟むようになる。
【００２８】
次に、生体センサ１の測定部について説明する。
【００２９】
生体センサ１は、被検者の経皮的動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）及び血流量の少なくとも一方を測定することができる。このため、生体センサ１は、被検者の経皮的動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）及び血流量の少なくとも一方を測定する測定部を備えている。
【００３０】
図９は、一実施形態に係る生体センサ１の測定部の構成を例示する図である。
【００３１】
図９に示すように、一実施形態に係る生体センサ１は、第１光源２１と、第２光源２２と、受光部２３とを備えてよい。図９は、第１光源２１、第２光源２２、及び受光部２３が、いずれも本体部１０に内蔵されている状態を示している。このため、第１光源２１、第２光源２２、及び受光部２３は、図９において破線により示してある。以下、第１光源２１及び第２光源２２を、適宜、発光部（２１，２２）のようにも記す。また、以下、第１光源２１、第２光源２２、及び受光部２３を、適宜、測定部２０とも記す。
【００３２】
第１光源２１及び第２光源２２は、血液中に含まれる所定の成分を検出可能な波長のレーザ光を測定光として射出してよい。第１光源２１及び第２光源２２は、例えばそれぞれＬＤ（レーザダイオード：Laser Diode）により構成されてよい。本実施形態で利用されるレーザ光源として、例えば、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）を用いてもよいが、その他、分布帰還型レーザ（ＤＦＢ：Distributed Feedback）、ファブリペロー型レーザ（ＦＰ：Fabry-Perot)を用いてもよい。一実施形態において、第１光源２１及び第２光源２２の少なくとも一方は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード：Light Emitting Diode）などにより構成されてもよい。
【００３３】
第１光源２１及び第２光源２２は、それぞれ異なる波長のレーザ光を射出する。第１光源２１は、第１波長のレーザ光（以下「第１レーザ光」とも称する）を射出する。第１波長は、酸素と結合したヘモグロビン（以下「酸素化ヘモグロビン」とも称する）の吸光度と、酸素と結合していないヘモグロビン（以下「還元ヘモグロビン」とも称する）の吸光度との差分が大きい波長である。第１波長は、例えば６００ｎｍから７００ｎｍの波長であり、第１レーザ光は、いわゆる赤色光である。本実施形態では、第１波長が６６０ｎｍであるとして以下説明する。第２光源２２は、第２波長のレーザ光（以下「第２レーザ光」とも称する）を射出する。第２波長は、第１波長と異なる波長である。第２波長は、第１の波長と比べて、酸素化へモグロビンの吸光度と還元ヘモグロビンの吸光度との差分が小さい波長である。第２波長は、例えば８００ｎｍから１０００ｎｍの波長であり、第２レーザ光は、いわゆる近赤外光である。本実施形態では、第２波長が８５０ｎｍであるとして以下説明する。
【００３４】
受光部２３は、生体測定出力として、被検部位に照射された測定光の、被検部位から散乱される散乱光（検出光）を受光する。受光部２３は、例えばＰＤ（フォトダイオード：Photo Diode）により構成されてよい。一実施形態において、受光部２３は、赤色光及び近赤外光の両方の波長を検知できるＰＤにより構成されてもよい。生体センサ１は、受光部２３において受光した散乱光の光電変換信号を、例えばケーブル１４を介して外部機器に送信してよい。
【００３５】
図９に示すように、第１光源２１及び第２光源２２の発光面は、第２装着部１０ｂから露出するように配置される。これにより、第１光源２１及び第２光源２２は、被検者の耳輪部分に適切に光を照射することができる。また、図９に示すように、受光部３２の受光面は、第１装着部１０ａから露出するように配置される。これにより、受光部３２は、第１光源２１及び第２光源２２の少なくとも一方から照射された光のうち、被検者の耳輪部分を透過した光を適切に受光することができる。
【００３６】
図９に示す生体センサ１の本体部１０において、第１光源２１及び第２光源２２すなわち発光部（２１，２２）は第２装着部１０ｂ側に配置されている。また、図９に示す生体センサ１の本体部１０において、受光部２３は第１装着部１０ａ側に配置されている。このような配置により、生体センサ１の測定部２０は透過型の測定部を構成する。すなわち、生体センサ１の測定部２０において、発光部（２１，２２）から照射された光の少なくとも一部は、被検者の耳輪部分を透過して、受光部２３において受光される。したがって、生体センサ１の測定部２０は、被検者の耳輪部分に装着された状態で、被検者の経皮的動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）及び血流量の少なくとも一方を測定することができる。
【００３７】
また、図９に示すように、第１装着部１０ａの端部に形成された音出力孔１２の内部には、音出力部３０を内蔵させてもよい。ここで、音出力部３０は、空気振動及び骨伝導の少なくとも一方によって、音又は音声を伝えることができる任意の部材で構成してよい。例えば、音出力部３０は、ダイナミックレシーバ、骨伝導レシーバ、又はスマートソニックレシーバなど、種々の部材によって構成してよい。
【００３８】
音出力部３０は、例えば被検者が生体センサ１を耳輪部分に装着させて生体情報を測定している最中に、被検者に任意の音楽又はインストラクションのアナウンスなどを聞かせることができる。また、音出力部３０は、生体センサ１によって測定された生体情報の結果に基づく情報を、音又は音声によって出力してもよい。例えば、音出力部３０は、生体センサ１による生体情報の測定結果を、音声アナウンスとして被検者に聞かせてもよい。また、例えば、音出力部３０は、生体センサ１による生体情報の測定結果を、所定の警告音又は注意喚起する音楽などとして被検者に聞かせてもよい。
【００３９】
このように、一実施形態に係る生体センサ１において、第１装着部１０ａは、第１装着部１０ａの端部（音出力孔１２）から音を出力する音出力部３０を備えてもよい。この場合、音出力部３０は、空気振動及び骨伝導の少なくとも一方によって音を伝達してもよい。
【００４０】
図１０は、図９に示した生体センサ１の変形例に係る生体センサの測定部の構成を例示する図である。
【００４１】
図１０に示すように、一実施形態に係る生体センサ１’は、図９に示した生体センサ１において、発光部（２１，２２）と、受光部２３との位置を逆にしたものである。すなわち、図１０に示す生体センサ１’の本体部１０において、第１光源２１及び第２光源２２すなわち発光部（２１，２２）は第１装着部１０ａ側に配置されている。また、図１０に示す生体センサ１’の本体部１０において、受光部２３は第２装着部１０ｂ側に配置されている。それ以外の構成は、図９に示した生体センサ１と同様としてよい。したがって、生体センサ１’の測定部２０も、被検者の耳輪部分に装着された状態で、被検者の経皮的動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）及び血流量の少なくとも一方を測定することができる。図１０に示す生体センサ１’において、受光部２３は、外耳（耳殻）の表側に配置される。このため、図１０に示す生体センサ１’において、受光部２３は、太陽光などの光、すなわち発光部（２１，２２）から照射された光以外の光を受光しにくくなる。したがって、図１０に示す生体センサ１’は、よりノイズの少ない測定を行い得る。
【００４２】
図９及び図１０に示した生体センサ１及び１’のように、発光部（２１，２２）は第１装着部１０ａ及び第２装着部１０ｂの一方に配置され、受光部２３は第１装着部１０ａ及び第２装着部１０ｂの他方に配置されてもよい。
【００４３】
図１１は、図９に示した生体センサ１の他の変形例に係る生体センサの測定部の構成を例示する図である。
【００４４】
図１１に示す生体センサ２の本体部１０において、第１光源２１及び第２光源２２すなわち発光部（２１，２２）、並びに受光部２３は、第２装着部１０ｂ側に配置されている。それ以外の構成は、図９又は図１０に示した生体センサ１又は１’と同様としてよい。このような配置により、生体センサ２の測定部２０は反射型の測定部を構成する。すなわち、生体センサ２の測定部２０において、発光部（２１，２２）から照射された光の少なくとも一部は、被検者の耳輪部分の生体において反射して、受光部２３において受光される。したがって、生体センサ２の測定部２０は、被検者の耳輪部分に装着された状態で、被検者の経皮的動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ2）及び血流量の少なくとも一方を測定することができる。この場合、測定部２０は、ＳｐＯ２及び血流量を同時に測定してもよい。
【００４５】
図１２は、図１１に示した生体センサ２の変形例に係る生体センサの測定部の構成を例示する図である。
【００４６】
図１２に示すように、一実施形態に係る生体センサ２’は、図１１に示した生体センサ２において、測定部２０の位置を逆にしたものである。すなわち、図１２に示す生体センサ２’の本体部１０において、第１光源２１及び第２光源２２すなわち発光部（２１，２２）並びに受光部は、第２装着部１０ｂ側ではなく、第１装着部１０ａ側に配置されている。それ以外の構成は、図１１に示した生体センサ２と同様としてよい。したがって、生体センサ２’の測定部２０も、被検者の耳輪部分に装着された状態で、被検者の経皮的動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）及び血流量の少なくとも一方を測定することができる。図１２に示す生体センサ２’において、受光部２３は、外耳（耳殻）の表側に配置される。このため、図１２に示す生体センサ２’において、受光部２３は、太陽光などの光、すなわち発光部（２１，２２）から照射された光以外の光を受光しにくくなる。したがって、図１２に示す生体センサ２’は、よりノイズの少ない測定を行い得る。
【００４７】
図１１及び図１２に示した生体センサ２及び２’のように、発光部（２１，２２）及び受光部２３の双方は、第１装着部１０ａ及び第２装着部１０ｂの一方に配置されてもよい。
【００４８】
このように、一実施形態に係る生体センサ１は、測定部２０を備える。また、一実施形態に係る生体センサ１において、測定部２０は、被検者の経皮的動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）及び血流量の少なくとも一方を測定する。また、一実施形態に係る生体センサ１において、測定部２０は、発光部（２１，２２）及び受光部２３を備えてもよい。また、発光部（２１，２２）は、第１光源２１及び第２光源２２を備えてもよい。このため、一実施形態に係る生体センサ１によれば、被検者の生体情報を測定する際に、安定して被検者の生体情報を測定することができる。したがって、一実施形態に係る生体センサによれば、利便性を向上させることができる。
【００４９】
また、図９乃至図１２に示したように、一実施形態に係る生体センサ１，１’，２，２’において、測定部２０は、第１装着部１０ａ及び第２装着部１０ｂの少なくとも一方に配置されてもよい。
【００５０】
次に、生体センサ１に接続される外部機器である測定装置について説明する。
【００５１】
図１３は、図９に示した生体センサ１、及び生体センサ１に接続される測定装置１００の概略構成を示す機能ブロック図である。
【００５２】
図１３に示すように、生体センサ１は、第１光源２１と、第２光源２２と、受光部２３と、音出力部３０とを備えている。これらの機能部については、既に説明したため、より詳細な説明は省略する。
【００５３】
図１３に示すように、生体センサ１は、外部機器である測定装置１００に接続されてよい。この場合、生体センサ１は、測定装置１００に、ケーブル１４を介して接続されてもよい。生体センサ１は、図１３に示される測定装置１００の全て、若しくは少なくとも一部を生体センサ１の内部に一体的に有するとしてもよい。
【００５４】
図１３に示すように、測定装置１００は、制御部１０１と、記憶部１０３と、通信部１０５と、入力部１０７と、表示部１０９とを備えてよい。測定装置１００は、生体センサ１に接続可能な任意の外部機器としてよい。例えば、測定装置１００は、生体センサ１に接続されるための専用端末としてよい。また、測定装置１００は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ノートパソコン、又は汎用のパソコンなど、既存の任意の電子機器としてもよい。この場合、これらの電子機器には、生体センサ１によって被験者の生体情報を測定したり、測定した生体情報に基づいて被検者の状態を推定したりするためのアプリケーションソフトウェアを起動させてもよい。生体センサ１は、内部のバッテリ又は外部電源から電力が供給されるとしてもよい。
【００５５】
制御部１０１は、生体センサ１及び測定装置１００の少なくとも一方の各機能ブロックをはじめとして、生体センサ１及び測定装置１００の少なくとも一方の全体を制御及び管理する。制御部１０１は、例えば少なくとも１つのプロセッサを含んで構成されてよい。制御部１０１は、制御手順を規定したプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等の少なくとも１つのプロセッサを含んで構成され、その機能を実現する。このようなプログラムは、例えば記憶部１０３、又は測定装置１００に接続された外部の記憶媒体等に格納されてよい。
【００５６】
種々の実施形態によれば、少なくとも１つのプロセッサは、単一の集積回路（ＩＣ）として、又は複数の通信可能に接続された集積回路ＩＣ及び／又はディスクリート回路（discrete circuits）として実行されてもよい。少なくとも１つのプロセッサは、種々の既知の技術に従って構成されることが可能である。
【００５７】
一実施形態において、プロセッサは、例えば、関連するメモリに記憶された指示を実行することによって１以上のデータ計算手続又は処理を実行するように構成された１以上の回路又はユニットを含む。他の実施形態において、プロセッサは、１以上のデータ計算手続き又は処理を実行するように構成されたファームウェア（例えば、ディスクリートロジックコンポーネント）であってもよい。
【００５８】
種々の実施形態によれば、プロセッサは、１以上のプロセッサ、コントローラ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号処理装置、プログラマブルロジックデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ、又はこれらのデバイス若しくは構成の任意の組み合わせ、又は他の既知のデバイス若しくは構成の組み合わせを含み、以下に説明される制御部１０１としての機能を実行してもよい。
【００５９】
制御部１０１は、例えば、生体情報の測定処理を制御する。例えば、制御部１０１は、生体センサ１による被検者のＳｐＯ２の測定処理を制御する。制御部１０１は、測定した情報に基づいて、被検者の状態を推定してよい。本実施形態では、例えば、制御部１０１は、測定した被検者のＳｐＯ２に基づいて、被検者が高山病（高度障害ともいう）になる可能性を推定してもよい。高山病は、ＳｐＯ２が低下することにより発症しやすくなる。
【００６０】
制御部１０１は、測定した生体情報及び／又は推定した高山病になる可能性に関する情報を、音出力部３０を制御することにより、音出力部３０を介して被検者に報知してよい。また、制御部１０１は、このような情報を、表示部１０９を制御することにより、表示部１０９を介して被検者に報知してよい。これにより、被検者は、報知された情報を知ることができる。例えば、被検者は、高山病になる可能性が高い旨の報知を受けた場合、高山病を防止する対策を事前に講じることができる。
【００６１】
記憶部１０３は、半導体メモリ又は磁気メモリ等で構成されることができる。記憶部１０３は、各種情報又は測定装置１００を動作させるためのプログラム等を記憶する。記憶部１０３は、ワークメモリとしても機能してもよい。記憶部１０３は、例えば、制御部１０１が算出した被検者の体温及びＳｐＯ２を、履歴情報として記憶してよい。記憶部１０３は、制御部１０１が推定した高山病になる可能性に関する情報を、記憶してもよい。
【００６２】
一実施形態において、記憶部１０３は、音出力部１６０が出力する音の情報を記憶してもよい。ここで、記憶部１０３が記憶する音の情報とは、例えばＭＰ３（MPEG-1 Audio Layer-3）ファイル又はＷＡＶファイルのような、任意の形式の音声ファイルであってよい。一実施形態において、記憶部１０３は、測定装置１００を使用している被検者の状態に応じて、各種の音の情報を記憶してもよい。
【００６３】
通信部１０５は、例えば生体センサ１又は外部サーバのような外部機器と有線通信又は無線通信を行うことにより、各種データの送受信を行う。通信部３０４は、無線、有線、又は無線と有線との組合せによるネットワークを用いて情報の送受信を行うことができる。通信部１０５は、例えばBluetooth（登録商標）、赤外線、ＮＦＣ、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ若しくはその他任意の通信媒体又はこれらの任意の組み合わせにより通信を行うことができる。
【００６４】
通信部１０５は、例えば、健康状態を管理するために被検者の生体情報を記憶する外部装置と通信を行ってもよい。この場合、通信部１０５は、生体センサ１が測定した結果、及び／又は測定装置１００が推定した健康状態を、当該外部装置に送信してもよい。また、測定装置１００が生体センサ１とケーブル１４を介して接続される場合、通信部１０５は、例えばケーブル１４を接続するインタフェースとしてもよい。
【００６５】
入力部１０７は、キーボード等の物理キーを含んで構成されてよいし、タッチパネルを含んで構成されてよい。入力部１０７は、これらに限られず、種々の入力デバイスを含んで構成されてよい。一実施形態において、測定装置１００は、入力部１０７に対する操作者の操作入力に基づいて、生体センサ１が被検者の生体情報を測定することに関する制御を開始してもよい。
【００６６】
表示部１０９は、文字又は画像等で情報を報知する。表示部１０９は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro-Luminescence Display）、又は無機ＥＬディスプレイ（ＩＥＬＤ：Inorganic Electro-Luminescence Display）等の表示デバイスとしてもよい。一実施形態において、表示部１０９は、生体センサ１が測定した被検者の生体情報、及び／又は当該生体情報に基づく各種情報を表示してもよい。これにより、被検者又は検査者は、被検者の生体情報、及び／又は当該生体情報に基づく各種情報を認識することができる。一実施形態において、表示部１０９は、音出力部３０から出力する情報を、文字又は画像等の情報として表示してもよい。
【００６７】
図１４は、測定装置１００が実行する動作を示すフローチャートである。測定装置１００は、例えば、被検者が測定装置１００に接続された生体センサ１を耳に装着して、測定処理を実行させるための入力操作を入力部１０７に対して行ったとき、図１４に示す動作を開始してよい。
【００６８】
図１４に示す処理が開始すると、測定装置１００の制御部１０１は、生体情報を測定する（ステップＳ１）。具体的には、測定装置１００は、生体センサ１の測定部２０により被検者の耳輪部分における生体情報を測定する。ここで、生体センサ１の測定部２０が測定する生体情報は、例えば被検者のＳｐＯ２としてよい。生体センサ１の測定部２０によって測定されたＳｐＯ２に関する情報は、測定装置１００の制御部１０１に送信される。一実施形態に係る測定装置１００は、ステップＳ１において、生体センサ１の測定部２０による測定の結果を、例えば記憶部１０３に記憶してもよい。
【００６９】
測定装置１００の制御部１０１は、測定された生体情報に基づき、被検者の状態を推定する（ステップＳ２）。具体的には、制御部１０１は、例えば、被検者のＳｐＯ２に基づき、被検者が高山病になる可能性を推定してよい。
【００７０】
ステップＳ２において、一実施形態に係る測定装置１００の制御部１０１は、生体センサ１の測定部２０が測定した情報に基づいて、被検者の状態を推定してもよい。例えば、制御部１０１は、被検者のＳｐＯ２がいずれも所定の閾値を超えるなど所定の条件を満たしたら、被検者が高山病になる可能性が高いと推定してもよい。また、例えば、制御部１０１は、被検者のＳｐＯ２が所定の範囲内にある場合、被検者が所定の健康状態にあると推定してもよい。
【００７１】
制御部１０１は、音出力部３０に制御信号を送信することにより、音出力部３０を介して被検者に情報を報知する（ステップＳ３）。例えば、制御部１０１は、被検者に所定の音又は音声を聞かせることにより、情報を報知してよい。
【００７２】
測定装置１００は、ステップＳ１乃至ステップＳ３を定期的、不定期的、又は継続的に、繰り返し実行してもよい。これにより、測定装置１００は、被検者の生体情報及び被検者の状態の履歴を連続的に取得することができる。
【００７３】
測定装置１００は、ステップＳ３において、音出力部３０以外の他の手段により、情報を報知してもよい。例えば、測定装置１００は、表示部１０９に情報を表示することにより、情報を報知してもよい。また、測定装置１００は、被検者が認識可能な、他の任意の手段により情報を報知してもよい。
【００７４】
このように、一実施形態に係る生体センサ１は、測定部２０が測定した被検者の経皮的動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）及び血流量の少なくとも一方に基づく情報を、音出力部３０から音及び音声の少なくとも一方として出力してもよい。
【００７５】
次に、他の実施形態に係る生体センサについて説明する。
【００７６】
図１３において説明した生体センサ１は、被検者の生体情報を測定する機能と、被検者の耳に音又は音声を出力する機能とを有するものとして説明した。すなわち、図１３において説明した生体センサ１は生体情報を処理する機能を備えず、生体センサ１に接続された測定装置１００が生体情報を処理するものとして説明した。
【００７７】
しかしながら、他の実施形態に係る生体センサは、例えば生体情報を処理する機能を自ら備えてもよい。以下、このような実施形態について説明する。
【００７８】
図１５は、他の実施形態に係る生体センサの概略構成を示す機能ブロック図である。図１５に示すように、他の実施形態に係る生体センサ３は、第１光源２１と、第２光源２２と、受光部２３と、音出力部３０と、温度検出部４０と、制御部５０と、通信部６０とを備えている。第１光源２１、第２光源２２、受光部２３、及び音出力部３０については、既に説明したため、より詳細な説明は省略する。
【００７９】
生体センサ３は、図１５に示すように、温度検出部４０を備えてもよい。温度検出部４０は、例えばサーミスタなど、接触する部位の温度を検出することができる任意の温度センサとしてよい。温度検出部４０は、本体部１０において、被検者の体温を検出可能な任意の位置に配置されてよい。例えば、温度検出部４０は、第１装着部１０ａ及び第２装着部１０ｂの少なくとも一方において、測定部２０の近傍に配置されてもよい。このように配置することで、温度検出部４０は、被検者の耳輪部分における温度、すなわち被検者の体温を検出することができる。
【００８０】
生体センサ３は、温度検出部４０が検出する被検者の体温の情報を、例えば音出力部３０から音又は音声として出力してもよい。また、生体センサ３は、被検者の状態を推定する際に、温度検出部４０が検出する被検者の体温を考慮してもよい。
【００８１】
制御部５０は、図１３に示した測定装置１００の制御部１０１と同様の機能を実行する機能部としてよい。生体センサ３は、このような制御部５０を、本体部１０の任意の箇所に内蔵してもよい。例えば、本体部１０の第２装着部１０ｂを、第１装着部１０ａよりも大きなサイズで形成して、小型の制御部５０を内蔵してもよい。
【００８２】
このように、一実施形態に係る生体センサ３は、測定部２０が測定した被検者の経皮的動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）及び血流量の少なくとも一方の情報に所定の処理を行う制御部５０を備えてもよい。生体センサ３は、制御部５０を備えることにより、図１３に示した測定装置１００のような外部機器に接続することなく、測定部２０が測定する被検者の生体情報に基づいて被検者の状態を推定することができる。すなわち、生体センサ３は、外部機器に接続することなく、単独で完結した機能を実行することができる。また、一実施形態に係る生体センサ３は、測定部２０が測定した被検者の経皮的動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）及び血流量の少なくとも一方に基づく情報を、音出力部３０から音及び音声の少なくとも一方として出力してもよい。
【００８３】
通信部６０は、図１３に示した測定装置１００の通信部１０５と同様の機能を実行する機能部としてよい。一実施形態に係る生体センサ３は、生体センサ１が測定した結果、及び／又は制御部５０が推定した健康状態を、例えば外部サーバのような外部機器に送信してもよい。このように、一実施形態に係る生体センサ３は、外部の端末機器に有線又は無線で接続する通信部６０を備えてもよい。また、生体センサ１が外部機器とケーブル１４を介して接続される場合、通信部６０は、例えばケーブル１４を接続するインタフェースとしてもよい。
【００８４】
以上説明したように、一実施形態に係る生体センサによれば、被検者の生体情報を測定する際に、被検者に課される心身の負担を軽減しつつ、安定して生体情報を測定することができる。したがって、一実施形態に係る生体センサによれば、利便性を向上させることができる。
【００８５】
一実施形態に係る生体センサは、被検者の耳に装着されることで、耳たぶに光を照射して被験者の生体情報を測定する場合とほぼ同等の光度によって測定を行うことができる。したがって、一実施形態に係る生体センサによれば、例えば被験者の指先などに光を照射して測定する場合に比べて少ない光度で測定することができる。このため、一実施形態に係る生体センサによれば、従来の一般的な測定機器よりも、低消費電力を実現することができる。
【００８６】
また、一実施形態に係る生体センサは、被検者に無理な姿勢又は体勢を強いることなく、被検者の自然な状態において、被検者に違和感を与えずに、生体情報の測定を可能にする。したがって、一実施形態に係る生体センサは、被検者の疲労感などの負担を最小限にすることができる。また、一実施形態に係る生体センサはウェアラブルに構成されているため、例えば被験者が運動中などのように動いていても使用することができる。また、一実施形態に係る生体センサによれば、被検者の耳輪部分に安定して位置付けられるため、被検者の生体情報の測定も安定させることができる。
【００８７】
本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部又は各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部又はステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。本開示に係る実施形態について装置を中心に説明してきたが、本開示に係る実施形態は装置の各構成部が実行するステップを含む方法としても実現し得るものである。本開示に係る実施形態は装置が備えるプロセッサにより実行される方法、プログラム、又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものである。本開示の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば、本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形又は修正は、本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部に含まれる機能などは、論理的に矛盾しないように再配置可能である。複数の機能部等は、１つに組み合わせられたり、分割されたりしてよい。上述した本開示に係る各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施され得る。つまり、本開示の内容は、当業者であれば、本開示に基づき種々の変形および修正を行うことができる。したがって、これらの変形及び修正は本開示の範囲に含まれる。例えば、各実施形態において、各機能部、各手段、各ステップなどは、論理的に矛盾しないように他の実施形態に追加し、若しくは、他の実施形態の各機能部、各手段、各ステップなどと置き換えることが可能である。また、各実施形態において、複数の各機能部、各手段、各ステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本開示の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。
【符号の説明】
【００８８】
１，１’，２，２’  生体センサ
１０  本体部
１０ａ  第１装着部
１０ｂ  第２装着部
１０ｃ  結合部
１２  音出力孔
１４  ケーブル
１６  ケーブル接続部
２１  第１光源
２２  第２光源
２３  受光部
３０  音出力部
４０  温度検出部
５０  制御部
６０  通信部
１００  測定装置
１０１  制御部
１０３  記憶部
１０５  通信部
１０７  入力部
１０９  表示部
【図１】
2020100677.tif 000003
【図２】
2020100677.tif 000004
【図３】
2020100677.tif 000005
【図４】
2020100677.tif 000006
【図５】
2020100677.tif 000007
【図６】
2020100677.tif 000008
【図７】
2020100677.tif 000009
【図８】
2020100677.tif 000010
【図９】
2020100677.tif 000011
【図１０】
2020100677.tif 000012
【図１１】
2020100677.tif 000013
【図１２】
2020100677.tif 000014
【図１３】
2020100677.tif 000015
【図１４】
2020100677.tif 000016
【図１５】
2020100677.tif 000017
【国際調査報告】
2020100677.tif 000018
2020100677.tif 000019
2020100677.tif 000020
2020100677.tif 000021