JP2018191725A - Biological information measuring device and control method of biological information measuring device - Google Patents

Biological information measuring device and control method of biological information measuring device Download PDF

Info

Publication number
JP2018191725A
JP2018191725A JP2017095873A JP2017095873A JP2018191725A JP 2018191725 A JP2018191725 A JP 2018191725A JP 2017095873 A JP2017095873 A JP 2017095873A JP 2017095873 A JP2017095873 A JP 2017095873A JP 2018191725 A JP2018191725 A JP 2018191725A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse wave
biological information
electrocardiogram
detection means
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017095873A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
嶋 博 樹 中
Hiroki Nakajima
嶋 博 樹 中
一 也 大久保
Kazuya Okubo
一 也 大久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2017095873A priority Critical patent/JP2018191725A/en
Publication of JP2018191725A publication Critical patent/JP2018191725A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

To estimate biological information more accurately by decreasing distortion in an electrocardiographic waveform and measuring a more accurate pulse wave propagation time.SOLUTION: A biological information measuring device includes: electrocardiogram detection means having an electrode made of a flexible conductive member for detecting an electrocardiographic signal of an electrocardiographic wave of a living body, for outputting the electrocardiographic signal detected by the electrode; pulse wave detection means for detecting a pulse wave signal of a pulse wave generated from a blood vessel in the living body and outputting the detected pulse wave signal; sensor mounting means provided with the electrode of the electrocardiogram detection means on at least a part of it, which is to be mounted on the living body; and a control part for controlling the electrocardiogram detection means and the pulse wave detection means, which includes biological information calculation means for calculating biological information on the living body based on the electrocardiographic signal and the pulse wave signal.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、生体の生体情報を非観血的に測定するための生体情報測定装置及び生体情報測定装置の制御方法に関するものである。   The present invention relates to a biological information measuring apparatus and a biological information measuring apparatus control method for non-invasively measuring biological information of a biological body.

従来、被検者を拘束することなく、被検者が動いたとしても精度の高い心電図を取得できる心電図用電極が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この心電図用電極は、被検者の体表面と常時直接接触するような位置である着衣の肩部に、導電性繊維を織りなして形成された導電生地が縫い込まれている。   Conventionally, there has been proposed an electrocardiogram electrode that can acquire a highly accurate electrocardiogram even when the subject moves without restraining the subject (see, for example, Patent Document 1). In the electrocardiogram electrode, a conductive fabric formed by weaving conductive fibers is sewn into the shoulder portion of the clothes, which is always in direct contact with the body surface of the subject.

また、快適性を保ち、電極を被験者の体表面に容易に設置可能とする生体インタフェースが提案されている(例えば、特許文献2参照)。この生体インタフェースは、導電性高分子と繊維とを複合化した素材からなるパッチ型電極がドレッシング材からなる固定材を備えて構成されており、パッチ型電極と固定材との間に形状記憶性を有するレイヤー部が設けられている。 In addition, a biological interface has been proposed that maintains comfort and allows electrodes to be easily installed on the body surface of a subject (for example, see Patent Document 2). This biological interface is composed of a patch type electrode made of a composite material of a conductive polymer and a fiber, and a fixing material made of a dressing material, and a shape memory property between the patch type electrode and the fixing material. A layer portion is provided.

特開平11−128187号公報JP-A-11-128187 特開2016−87116号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-87116

しかしながら、これらの従来技術は、心電を採取することを主目的としており、心電波形を他のバイタルサインモニタ(例えば血圧計)に利用する際の最適化が十分ではない。   However, these conventional techniques are mainly intended to collect electrocardiograms, and are not sufficiently optimized when the electrocardiographic waveform is used for another vital sign monitor (for example, a sphygmomanometer).

すなわち、心電波形のピークと脈波のピークとの時間差、すなわち脈波伝搬時間を用いて血圧を推定する場合、この時間を精度よく取得するためには、できるだけシャープな鈍りのない波形を取得する必要があるが、従来の心電検出電極では静電容量成分が大きく、波形の鈍りがみられるという問題点が残されている。 That is, when estimating the blood pressure using the time difference between the peak of the electrocardiogram waveform and the peak of the pulse wave, that is, the pulse wave propagation time, in order to obtain this time accurately, obtain a waveform that is as sharp and smooth as possible. However, the conventional electrocardiogram detection electrode has a problem that the capacitance component is large and the waveform is dull.

本発明の目的は、心電波形の鈍りを少なくし、より精度の高い脈波伝搬時間を測定することで、より精度よく生体情報を測定することが可能な生体情報測定装置を提供する。   An object of the present invention is to provide a biological information measuring device capable of measuring biological information with higher accuracy by reducing the dullness of an electrocardiographic waveform and measuring a pulse wave propagation time with higher accuracy.

本発明の一態様に係る実施形態に従った生体情報測定装置は、
生体の生体情報を非観血的に測定するための生体情報測定装置であって、上記生体の心電波の心電信号を検出するための可とう性導電部材からなる電極を有し、上記電極により検出した上記心電信号を出力する心電検出手段と、上記生体内の血管から発生する脈波の脈波信号を検出し、検出した上記脈波信号を出力する脈波検出手段と、少なくとも一部に、上記心電検出手段の上記電極が設けられ、上記生体が着用するためのセンサ着用手段と、上記心電検出手段及び上記脈波検出手段を制御する制御部であって、上記心電信号及び上記脈波信号に基づいて、上記生体の生体情報を算出する生体情報算出手段を有する制御部と、を備えることを特徴とする。
A biological information measuring device according to an embodiment of one aspect of the present invention is provided.
A biological information measuring apparatus for non-invasively measuring biological information of a living body, comprising an electrode made of a flexible conductive member for detecting an electrocardiogram signal of the living body's electrocardiogram, and the electrode An electrocardiogram detection means for outputting the electrocardiogram signal detected by the method, a pulse wave detection means for detecting a pulse wave signal of a pulse wave generated from a blood vessel in the living body, and outputting the detected pulse wave signal; In part, the electrode of the electrocardiogram detection means is provided, a sensor wearing means for the living body to wear, and a controller for controlling the electrocardiogram detection means and the pulse wave detection means, the heart And a control unit having biological information calculation means for calculating biological information of the living body based on the electric signal and the pulse wave signal.

上記生体情報測定装置において、上記可とう性導電部材は、単繊維直径が100nm以上1000nm以下の熱可塑性ポリマーからなるマルチフィラメント糸で構成された織布、編布又は不織布であり、その単繊維の表面又は単繊維と単繊維の間隙に導電性物質が含まれていることを特徴とする。   In the biological information measuring apparatus, the flexible conductive member is a woven fabric, a knitted fabric or a non-woven fabric composed of a multifilament yarn made of a thermoplastic polymer having a single fiber diameter of 100 nm to 1000 nm. A conductive material is contained on the surface or a gap between the single fiber and the single fiber.

上記生体情報測定装置において、上記熱可塑性ポリマーは、ポリエステルであることを特徴とする。   In the biological information measuring apparatus, the thermoplastic polymer is polyester.

上記生体情報測定装置において、上記導電性物質は、導電性高分子であることを特徴とする。   In the biological information measuring apparatus, the conductive substance is a conductive polymer.

上記生体情報測定装置において、上記導電性物質は、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、金属微粒子の少なくとも何れかが含まれた低導電性高分子の導電性樹脂ペースト、又は、導電性を有する樹脂であることを特徴とする。   In the biological information measuring device, the conductive substance is a conductive resin paste of a low-conductivity polymer containing at least one of carbon black, carbon nanotube, and metal fine particles, or a conductive resin. It is characterized by.

上記生体情報測定装置において、上記電極のインピーダンスの静電容量成分は、0.001μFから0.1μFの範囲であることを特徴とする。   In the biological information measuring apparatus, the capacitance component of the impedance of the electrode is in the range of 0.001 μF to 0.1 μF.

上記生体情報測定装置において、上記電極と生体表面との間の接触インピーダンスの静電容量成分は、0.001μFから0.1μFの範囲であることを特徴とする。   In the biological information measuring apparatus, the capacitance component of the contact impedance between the electrode and the biological surface is in the range of 0.001 μF to 0.1 μF.

上記生体情報測定装置において、上記心電検出手段及び上記脈波検出手段は、上記生体の表面に配置されるようになっていることを特徴とする。   In the biological information measuring apparatus, the electrocardiogram detection means and the pulse wave detection means are arranged on the surface of the living body.

上記生体情報測定装置において、上記センサ着用手段は、上記生体に着用される着衣であることを特徴とする。   In the biological information measuring apparatus, the sensor wearing means is a garment worn by the living body.

上記生体情報測定装置において、上記着衣は、リストバンドであることを特徴とする。   In the biological information measuring device, the clothes are wristbands.

上記生体情報測定装置において、上記心電信号及び上記脈波信号を検出して増幅するとともに、増幅した信号をアナログ・デジタル変換して出力する信号検出手段をさらに備え、
上記生体情報算出手段は、上記信号検出手段が出力したデジタル変換後の上記心電信号及び上記脈波信号に基づいて、上記生体の生体情報を算出することを特徴とする。
In the biological information measuring device, the electrocardiogram signal and the pulse wave signal are detected and amplified, and further provided with signal detection means for analog-to-digital conversion and output of the amplified signal,
The biological information calculation means calculates the biological information of the living body based on the electrocardiogram signal and the pulse wave signal after digital conversion output from the signal detection means.

上記生体情報測定装置において、上記心電検出手段が上記心電信号を検出する上記生体の心電検出部位は、生体の手首、掌、指、二の腕、耳及び首のいずれか一つ以上であることを特徴とする。   In the biometric information measuring apparatus, the electrocardiogram detection part of the living body where the electrocardiogram detection means detects the electrocardiogram signal is any one or more of a wrist, a palm, a finger, a second arm, an ear, and a neck of the living body. It is characterized by that.

上記生体情報測定装置において、上記脈波検出手段が脈波信号を検出する上記生体の脈波検出部位は、生体の手首、掌、指、二の腕、耳及び首のいずれか一つ以上であることを特徴とする。   In the biological information measuring apparatus, the pulse wave detection part of the living body where the pulse wave detection means detects a pulse wave signal is any one or more of a wrist, a palm, a finger, a second arm, an ear, and a neck of the living body. It is characterized by.

上記生体情報測定装置において、上記制御部が上記心電検出手段及び上記脈波検出手段を制御するためのプログラムを記憶するとともに、上記生体情報算出手段が算出した上記生体情報の演算結果を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする。   In the biological information measuring apparatus, the control unit stores a program for controlling the electrocardiogram detection unit and the pulse wave detection unit, and stores a calculation result of the biological information calculated by the biological information calculation unit. A storage means is provided.

上記生体情報測定装置において、上記生体情報を外部に出力する生体情報出力手段をさらに備えることを特徴とする。   The biological information measuring device further includes biological information output means for outputting the biological information to the outside.

上記生体情報測定装置において、上記生体情報出力手段は、上記生体情報を画面に表示する表示部を含むことを特徴とする。   In the biological information measuring apparatus, the biological information output means includes a display unit that displays the biological information on a screen.

上記生体情報測定装置において、上記生体情報は、上記生体の血圧値であることを特徴とする。   In the living body information measuring apparatus, the living body information is a blood pressure value of the living body.

上記生体情報測定装置において、上記脈波検出手段は、上記生体の血管に光を照射する発光部と上記照射された上記照射光を血管が反射又は透過した散乱光を検出する光検出部と、を備え、脈波検出手段は、上記照射光と上記反射又は透過した散乱光との関係に基づいて、上記生体の血管の容積変化に伴って変化した上記散乱光の散乱光量に応じた脈波を検出することを特徴とする。   In the biological information measuring apparatus, the pulse wave detecting means includes a light emitting unit that irradiates light on the blood vessels of the living body, a light detection unit that detects scattered light that is reflected or transmitted by the blood vessels on the irradiated light. The pulse wave detection means includes a pulse wave corresponding to the scattered light amount of the scattered light that has changed with the volume change of the blood vessel of the living body based on the relationship between the irradiation light and the reflected or transmitted scattered light. Is detected.

上記生体情報測定装置において、上記生体情報算出手段が算出した上記生体情報を上記生体情報出力手段に伝送する生体情報伝送手段をさらに備えることを特徴とする。   The biological information measuring device further includes biological information transmission means for transmitting the biological information calculated by the biological information calculation means to the biological information output means.

上記生体情報測定装置において、上記心電検出手段及び上記脈波検出手段が検出した上記心電信号及び上記脈波信号の情報を上記制御部に伝送する検出情報伝送手段をさらに備えることを特徴とする。   The biological information measuring apparatus further comprises detection information transmission means for transmitting the electrocardiogram signal detected by the electrocardiogram detection means and the pulse wave detection means and information of the pulse wave signal to the control unit. To do.

上記生体情報測定装置において、上記心電検出手段と上記脈波検出手段とが、一体に構成されていることを特徴とする。   In the biological information measuring apparatus, the electrocardiogram detection unit and the pulse wave detection unit are integrally configured.

上記生体情報測定装置において、上記信号検出手段は、上記心電検出手段及び上記脈波検出手段と一体に構成されていることを特徴とする。   In the biological information measuring apparatus, the signal detection unit is configured integrally with the electrocardiogram detection unit and the pulse wave detection unit.

上記生体情報測定装置において、上記生体情報算出手段は、上記心電検出手段により検出された上記心電信号の心電波の予め定められた第1基準時点を決定し、上記脈波検出手段により検出された上記脈波信号の脈波の予め定められた第2基準時点を決定し、上記第1基準時点に対する上記第2基準時点の時間差から脈波伝搬時間Ttを算出し、上記脈波伝搬時間に基づいて以下の式(1)を用いて上記生体の血圧値BPを算出することを特徴とする。
In the biological information measuring apparatus, the biological information calculating means determines a predetermined first reference time point of an electrocardiogram of the electrocardiographic signal detected by the electrocardiogram detecting means and detects the pulse wave detecting means. Determining a predetermined second reference time point of the pulse wave of the pulse wave signal, calculating a pulse wave propagation time Tt from a time difference between the second reference time point and the first reference time point, and calculating the pulse wave propagation time. Based on the above, the blood pressure value BP t of the living body is calculated using the following equation (1).

なお、上記式(1)において、K、Kは定数である。 In the above formula (1), K 1 and K 2 are constants.

上記生体情報測定装置において、上記生体情報算出手段は、上記脈波伝搬時間から予め定められた遅れ時間を減算することにより上記脈波伝搬時間を補正し、補正した上記脈波伝搬時間に基づいて式(1)を用いて上記生体の血圧値BPを算出することを特徴とする。 In the biological information measuring apparatus, the biological information calculation unit corrects the pulse wave propagation time by subtracting a predetermined delay time from the pulse wave propagation time, and based on the corrected pulse wave propagation time. The blood pressure value BP t of the living body is calculated using Equation (1).

上記生体情報測定装置において、上記遅れ時間は、上記脈波検出手段を構成する回路固有の遅れ時間と、生体固有の遅れ時間との和であることを特徴とする。   In the biological information measuring apparatus, the delay time is a sum of a delay time specific to the circuit constituting the pulse wave detecting means and a delay time specific to the living body.

上記生体情報測定装置において、上記生体情報算出手段は、上記脈波検出手段により検出された脈波の脈波信号を時間で1階微分して得られる波形から上記第2基準時点を決定することを特徴とする。   In the biological information measuring apparatus, the biological information calculation means determines the second reference time point from a waveform obtained by first-order differentiation of the pulse wave signal of the pulse wave detected by the pulse wave detection means with time. It is characterized by.

本発明の一態様に係る実施形態に従った生体情報測定装置の制御方法は、生体の心電波の心電信号を検出するための可とう性導電部材からなる電極を有し、上記電極により検出した上記心電信号を出力する心電検出手段と、上記生体内の血管から発生する脈波の脈波信号を検出し、検出した上記脈波信号を出力する脈波検出手段と、少なくとも一部に、上記心電検出手段の上記電極が設けられ、上記生体が着用するためのセンサ着用手段と、上記心電検出手段及び上記脈波検出手段を制御する制御部とを備えた生体情報測定装置の制御方法であって、上記心電検出手段により、上記可とう性導電部材からなる上記電極により検出した心電信号を検出し、上記脈波検出手段により、脈波信号を検出し、上記制御部の上記生体情報算出手段により、上記心電信号及び上記脈波信号に基づいて、上記生体の生体情報を算出する。   A method for controlling a biological information measuring device according to an embodiment of the present invention includes an electrode made of a flexible conductive member for detecting an electrocardiographic signal of a living body's electrocardiogram, and is detected by the electrode. At least a part of the electrocardiogram detection means for outputting the electrocardiogram signal, the pulse wave detection means for detecting the pulse wave signal of the pulse wave generated from the blood vessel in the living body, and outputting the detected pulse wave signal The biological information measuring device is provided with the electrode of the electrocardiogram detection means, and includes a sensor wearing means for the living body to wear, and a controller for controlling the electrocardiogram detection means and the pulse wave detection means The electrocardiogram detection means detects the electrocardiogram signal detected by the electrode made of the flexible conductive member, the pulse wave detection means detects the pulse wave signal, and the control By the biometric information calculating means Based on the electrocardiographic signal and the pulse wave signal, and calculates the biological information of the living body.

本発明の一態様に係る生体情報測定装置は、心電波を検出する電極として可とう性導電部材を用いることにより、生体との密着性を向上でき、当該電極の面積を小さくし、静電容量が小さい心電検出電極を実現できるため、心電波形の鈍りが小さく、精度の高い脈波伝搬時間を用いて生体情報を測定することができる。   The biological information measuring device according to one embodiment of the present invention can improve adhesion with a living body by using a flexible conductive member as an electrode for detecting an electrocardiogram, reduce the area of the electrode, Therefore, it is possible to measure biological information using a highly accurate pulse wave propagation time.

図1は、第1の実施形態に係る生体情報測定装置100の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the biological information measuring apparatus 100 according to the first embodiment. 図2は、図1に示す生体情報測定装置100のユニットUとセンサ着用手段Cの構成の外観の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of the external appearance of the configuration of the unit U and the sensor wearing means C of the biological information measuring apparatus 100 shown in FIG. 図3は、図1に示す生体情報測定装置100のセンサ着用手段Cの内側の構成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration inside the sensor wearing means C of the biological information measuring apparatus 100 shown in FIG. 図4は、図1に示す生体情報測定装置100のユニットUとセンサ着用手段Cの生体(右手)への着用例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of wearing the living body (right hand) of the unit U and the sensor wearing means C of the biological information measuring apparatus 100 shown in FIG. 図5は、図1に示す生体情報測定装置100のセンサ着用手段Cの生体(左手)への着用例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which the sensor wearing means C of the biological information measuring apparatus 100 shown in FIG. 1 is worn on a living body (left hand). 図6は、図1に示す生体情報測定装置100の心電検出手段EDの外観の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of the appearance of the electrocardiogram detection means ED of the biological information measuring apparatus 100 shown in FIG. 図7は、図1に示す生体情報測定装置100の心電検出手段EDの電極Xの等価回路の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of an equivalent circuit of the electrode X of the electrocardiogram detection means ED of the biological information measuring apparatus 100 shown in FIG. 図8は、心電検出手段EDにより検出される心電波の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of an electrocardiogram detected by the electrocardiogram detection means ED. 図9は、実施形態に係る心電検出手段EDの電極Xの合成抵抗及び合成容量の測定値と、従来のゲル電極の合成抵抗及び合成容量の測定値との一例を示す図であり、同種の電極を対向接触させてインピーダンスメータにて測定した値である。FIG. 9 is a diagram showing an example of the measured values of the combined resistance and combined capacitance of the electrode X of the electrocardiogram detection means ED according to the embodiment and the measured values of the combined resistance and combined capacitance of the conventional gel electrode. This is a value measured by an impedance meter with the electrodes facing each other. 図10は、実施形態に係る心電検出手段EDの電極Xにより検出した心電波S1と、従来のゲル電極により検出した心電波S2の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an electrocardiogram S1 detected by the electrode X of the electrocardiogram detection unit ED according to the embodiment and an electrocardiogram S2 detected by a conventional gel electrode. 図11は、図1に示す生体情報測定装置100の脈波検出手段PDにより脈波を検出する構成の一例を示すモデル図である。FIG. 11 is a model diagram showing an example of a configuration in which a pulse wave is detected by the pulse wave detecting means PD of the biological information measuring apparatus 100 shown in FIG. 図12は、脈波検出手段PDにより検出した脈波の一例を示す波形図である。FIG. 12 is a waveform diagram showing an example of a pulse wave detected by the pulse wave detection means PD. 図13は、生体情報算出手段ICが設定する心電波の第1の基準時点B1及び脈波の第2の基準時点B2と、脈波伝搬時間Ttとの関係の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of the relationship between the first reference time B1 of the cardiac radio wave and the second reference time B2 of the pulse wave set by the biological information calculation means IC and the pulse wave propagation time Tt. 図14は、血圧値と脈波伝搬時間Ttとの関係の一例を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the relationship between the blood pressure value and the pulse wave propagation time Tt. 図15は、第2の実施形態に係る生体情報測定装置100の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram illustrating an example of a configuration of the biological information measuring apparatus 100 according to the second embodiment.

以下、本発明に係る実施形態について図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る生体情報測定装置100の構成の一例を示すブロック図である。また、図2は、図1に示す生体情報測定装置100のユニットUとセンサ着用手段Cの構成の外観の一例を示す図である。また、図3は、図1に示す生体情報測定装置100のセンサ着用手段Cの内側の構成の一例を示す図である。また、図4は、図1に示す生体情報測定装置100のユニットUとセンサ着用手段Cの生体(右手)への着用例を示す図である。また、図5は、図1に示す生体情報測定装置100のセンサ着用手段Cの生体(左手)への着用例を示す図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the biological information measuring apparatus 100 according to the first embodiment. 2 is a diagram showing an example of the external appearance of the configuration of the unit U and the sensor wearing means C of the biological information measuring apparatus 100 shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing an example of a configuration inside the sensor wearing means C of the biological information measuring apparatus 100 shown in FIG. FIG. 4 is a diagram showing an example of wearing the living body (right hand) of the unit U and the sensor wearing means C of the biological information measuring apparatus 100 shown in FIG. Moreover, FIG. 5 is a figure which shows the example of wearing to the biological body (left hand) of the sensor wear means C of the biological information measuring device 100 shown in FIG.

例えば、図1ないし図5に示すように、第1の実施形態に係る生体情報測定装置100は、心電検出手段EDと、脈波検出手段PDと、センサ着用手段Cと、信号検出手段SDと、記憶手段Mと、生体情報伝送手段ITと、生体情報出力手段IOと、制御部CONと、を備える。   For example, as shown in FIGS. 1 to 5, the biological information measuring apparatus 100 according to the first embodiment includes an electrocardiogram detection means ED, a pulse wave detection means PD, a sensor wearing means C, and a signal detection means SD. Storage means M, biological information transmission means IT, biological information output means IO, and control unit CON.

この生体情報測定装置100は、生体の生体情報を非観血的に測定するようになっている。なお、本実施形態においては、信号検出手段SD、記憶手段M、生体情報伝送手段IT及び制御部CONが、ユニットUを構成している。   This biological information measuring apparatus 100 is configured to measure biological information of a living body noninvasively. In the present embodiment, the signal detection means SD, the storage means M, the biological information transmission means IT, and the control unit CON constitute a unit U.

ここで、図1に示す心電検出手段EDは、生体の心電波の心電信号SEを検出するための可とう性導電部材からなる電極Xを有する。この心電検出手段EDは、当該電極Xにより検出した心電信号SEを出力するようになっている。   Here, the electrocardiogram detection means ED shown in FIG. 1 has an electrode X made of a flexible conductive member for detecting an electrocardiogram signal SE of a living body's electrocardiogram. The electrocardiogram detection means ED outputs an electrocardiogram signal SE detected by the electrode X.

この心電検出手段EDが心電信号SEを検出するための生体の心電検出部位は、例えば、生体の手首、掌、指、二の腕、耳及び首のいずれか一つ以上である。   The electrocardiogram detection part of the living body for the electrocardiogram detection means ED to detect the electrocardiogram signal SE is, for example, any one or more of the wrist, palm, finger, second arm, ear, and neck of the living body.

ここで、図6は、図1に示す生体情報測定装置100の心電検出手段EDの外観の一例を示す図である。   Here, FIG. 6 is a diagram showing an example of the appearance of the electrocardiogram detection means ED of the biological information measuring apparatus 100 shown in FIG.

この心電検出手段EDの電極Xを構成する可とう性導電部材は、例えば、単繊維直径が100nm以上1000nm以下の熱可塑性ポリマーからなるマルチフィラメント糸で構成された、例えば、図6に示す様な、織布、編布又は不織布であり、その単繊維の表面又は単繊維と単繊維の間隙に導電性物質が含まれているものである。   The flexible conductive member constituting the electrode X of the electrocardiogram detection means ED is composed of, for example, a multifilament yarn made of a thermoplastic polymer having a single fiber diameter of 100 nm or more and 1000 nm or less. For example, as shown in FIG. Further, a woven fabric, a knitted fabric or a non-woven fabric, and a conductive substance is contained in the surface of the single fiber or in the gap between the single fiber and the single fiber.

上述の導電性物質は、例えば、導電性高分子である。より詳しくは、導電性物質は、導電性を有する物質であれば特に限定しないが、繊維への担持を考え、低導電性高分子にカーボンブラック、CNT、金属微粒子などが含まれた導電性樹脂ペースト、樹脂そのものが導電性を有する導電性高分子が好ましく用いられる。例えば、チオフェン系導電性高分子のPEDOTにポリ4−スチレンサルフォネートPSSをドープしたPEDOT/PSS(信越ポリマー社、SEP LYGIDA(登録商標))が、当該導電性物質に好適に用いられる。   The conductive material described above is, for example, a conductive polymer. More specifically, the conductive material is not particularly limited as long as it is a conductive material. However, in consideration of supporting on a fiber, a conductive resin in which carbon black, CNT, metal fine particles, etc. are contained in a low conductive polymer. A conductive polymer in which the paste and resin itself are conductive is preferably used. For example, PEDOT / PSS (Shin-Etsu Polymer Co., SEP LYGIDA (registered trademark)) obtained by doping PEDOT of a thiophene-based conductive polymer with poly 4-styrene sulfonate PSS is preferably used for the conductive material.

また、上述の繊維である熱可塑性ポリマーは、既知の方法で繊維化できるポリマーであれば特に限定されず、例えば、ポリエステルが好適に用いられる。   Moreover, the thermoplastic polymer which is the above-mentioned fiber will not be specifically limited if it is a polymer which can be fiberized by a known method, For example, polyester is used suitably.

ここで、図7は、図1に示す生体情報測定装置100の心電検出手段EDの電極Xの等価回路の一例を示す図である。また、図8は、心電検出手段EDにより検出される心電波の一例を示す図である。   Here, FIG. 7 is a diagram showing an example of an equivalent circuit of the electrode X of the electrocardiogram detection means ED of the biological information measuring apparatus 100 shown in FIG. FIG. 8 is a diagram showing an example of an electrocardiogram detected by the electrocardiogram detection means ED.

例えば、図7に示すように、心電検出手段EDは、面方向の抵抗Rと、厚み方向の抵抗R及び容量Cと、を有する。心電検出手段EDの電極Xと生体表面HFとの間には、接触抵抗R及び接触容量Cとが存在する。なお、生体Hには体内抵抗R及び体内容量Cが存在するものとする。 For example, as shown in FIG. 7, the electrocardiogram detection means ED has a resistance R S in the plane direction, a resistance R V in the thickness direction, and a capacitance C V. A contact resistance R C and a contact capacitance C C exist between the electrode X of the electrocardiogram detection means ED and the living body surface HF. Note that the biometric H shall be present inside the body resistance R B and the body capacitance C B.

この心電検出手段EDの電極Xのインピーダンスの静電容量成分(容量Cの合成容量)は、0.001μFから0.1μFの範囲である。 Capacitance component of the impedance of the electrode X of the electrocardiographic detecting means ED (combined capacitance of the capacitance C V) is in the range of 0.001μF of 0.1ĩF.

さらに、心電検出手段EDの電極Xと生体表面HFとの間の接触インピーダンスの静電容量成分(Cの合成容量)は、0.001μFから0.1μFの範囲である。 Furthermore, (combined capacitance C C) capacitance component of the contact impedance between the electrode X and the biological surface HF electrocardiographic detecting means ED is in the range of 0.001μF of 0.1ĩF.

このような静電容量を有する心電検出手段EDの電極Xにより、図8に示す心電波が検出されるようになっている。   The electrocardiogram shown in FIG. 8 is detected by the electrode X of the electrocardiogram detection means ED having such a capacitance.

ここで、実施形態に係る心電検出手段EDの電極Xと従来のゲル電極により心電波を検出する特性の違いについて検討する。図9は、実施形態に係る心電検出手段EDの電極Xの合成抵抗及び合成容量の測定値と、従来のゲル電極の合成抵抗及び合成容量の測定値との一例を示す図である。また、図10は、実施形態に係る心電検出手段EDの電極Xにより検出した心電波S1と、従来のゲル電極により検出した心電波S2の一例を示す図である。なお、この図9、図10の例では、心電検出手段EDの可とう性導電部材からなる電極Xは、40mm×40mmの電極部寸法を有するサンプルを採用している。   Here, a difference in characteristics of detecting an electrocardiogram between the electrode X of the electrocardiogram detection means ED according to the embodiment and a conventional gel electrode will be examined. FIG. 9 is a diagram showing an example of the measured values of the combined resistance and combined capacitance of the electrode X of the electrocardiogram detection means ED according to the embodiment, and the measured values of the combined resistance and combined capacitance of the conventional gel electrode. FIG. 10 is a diagram showing an example of an electrocardiogram S1 detected by the electrode X of the electrocardiogram detection means ED according to the embodiment and an electrocardiogram S2 detected by a conventional gel electrode. In the examples of FIGS. 9 and 10, a sample having an electrode part size of 40 mm × 40 mm is adopted as the electrode X made of a flexible conductive member of the electrocardiogram detection means ED.

例えば、図9に示すように、実施形態に係る心電検出手段EDの可とう性導電部材からなる電極Xは、1kHzの周波数で測定した静電容量が0.003μFである。   For example, as shown in FIG. 9, the electrode X made of a flexible conductive member of the electrocardiogram detection unit ED according to the embodiment has a capacitance measured at a frequency of 1 kHz is 0.003 μF.

一方、従来の一般に使用されているゲル電極では、1kHzの周波数で測定した静電容量が0.2μFである。   On the other hand, in the conventionally used gel electrode, the capacitance measured at a frequency of 1 kHz is 0.2 μF.

このように、心電検出手段EDの可とう性導電部材からなる電極Xは、その静電容量を、従来の電極と比較して、非常に小さく設定することが可能になっている。   As described above, the electrode X made of the flexible conductive member of the electrocardiogram detection means ED can be set to have a very small electrostatic capacity as compared with the conventional electrode.

そして、図10に示すように、実施形態に係る心電検出手段EDの電極Xにより検出した心電波S1は、従来のゲル電極により検出した心電波S2よりも、波形のピークが急峻に変化しているのが分かる。   As shown in FIG. 10, the peak of the waveform of the electrocardiogram S1 detected by the electrode X of the electrocardiogram detection means ED according to the embodiment changes more sharply than the electrocardiogram S2 detected by the conventional gel electrode. I understand that.

このように、心電検出手段EDの可とう性導電部材からなる電極Xは、その静電容量を小さくできるため、心電波の波形がシャープになり、第1の基準時点(例えば、R波のピーク)の検出精度を向上することができる。   Thus, since the electrode X made of the flexible conductive member of the electrocardiogram detection means ED can reduce the capacitance, the waveform of the electrocardiogram becomes sharp and the first reference time (for example, the R wave) Peak) detection accuracy can be improved.

また、図1に示す脈波検出手段PDは、生体内の血管から発生する脈波の脈波信号SPを検出し、検出した脈波信号SPを出力するようになっている。   Further, the pulse wave detection means PD shown in FIG. 1 detects a pulse wave signal SP of a pulse wave generated from a blood vessel in a living body, and outputs the detected pulse wave signal SP.

ここで、図11は、図1に示す生体情報測定装置100の脈波検出手段PDにより脈波を検出する構成の一例を示すモデル図である。また、図12は、脈波検出手段PDにより検出した脈波の一例を示す波形図である。   Here, FIG. 11 is a model diagram illustrating an example of a configuration in which a pulse wave is detected by the pulse wave detection unit PD of the biological information measuring apparatus 100 illustrated in FIG. FIG. 12 is a waveform diagram showing an example of a pulse wave detected by the pulse wave detection means PD.

ここでいう「脈波」とは、生体の心臓の拍動に伴う末梢血管系内の血管容積の変化の波形である。そして、例えば、血圧が上昇すると、脈波高値が上昇する。一方、血圧が低下すると、脈波高値が低下する。   The “pulse wave” referred to here is a waveform of a change in blood vessel volume in the peripheral vascular system accompanying the beat of the heart of a living body. For example, when the blood pressure rises, the pulse wave peak value rises. On the other hand, when the blood pressure decreases, the pulse wave peak value decreases.

この脈波検出手段PDは、例えば、図11に示すように、生体の血管に光を照射する発光部(LED素子)PD1と照射された上記光を血管が反射した散乱光を検出する光検出部(フォトダイオード)PD2と、を備える。   For example, as shown in FIG. 11, the pulse wave detection means PD detects a scattered light reflected by the blood vessel by a light emitting unit (LED element) PD1 that irradiates light on the blood vessel of the living body and the irradiated light. Part (photodiode) PD2.

そして、脈波検出手段PDは、発光部(LED素子)PD1が出力する光と生体の血管が反射した散乱光との関係に基づいて、生体の血管の容積変化に伴って変化した散乱光の散乱光量に応じた脈波(図12)を検出するようになっている。   The pulse wave detecting means PD then detects the scattered light that has changed with the volume change of the blood vessel of the living body based on the relationship between the light output from the light emitting unit (LED element) PD1 and the scattered light reflected by the blood vessel of the living body. A pulse wave (FIG. 12) corresponding to the amount of scattered light is detected.

この脈波検出手段PDが脈波信号SPを検出する生体の脈波検出部位は、例えば、生体の手首、掌、指、二の腕、耳及び首のいずれか一つ以上である。   The pulse wave detection part of the living body from which the pulse wave detecting means PD detects the pulse wave signal SP is, for example, any one or more of the wrist, palm, finger, second arm, ear, and neck of the living body.

ここで、例えば、図3に示すように、この脈波検出手段PDと心電検出手段EDとが、センサ着用手段Cに配置される形態で、一体に構成されているようにしてもよい。   Here, for example, as shown in FIG. 3, the pulse wave detection means PD and the electrocardiogram detection means ED may be configured integrally with the sensor wearing means C.

また、センサ着用手段Cは、その少なくとも一部に、心電検出手段EDの電極X及び脈波検出手段PDが設けられている。このセンサ着用手段Cは、生体が着用するためのものであり、例えば、生体に着用される着衣である。   The sensor wearing means C is provided with at least a part of the electrode X of the electrocardiogram detection means ED and the pulse wave detection means PD. This sensor wearing means C is for a living body to wear, and is, for example, clothes worn by a living body.

この着衣は、例えば、図2ないし5に示すように、リストバンドである。そして、例えば、図2に示すように、心電検出手段ED及び脈波検出手段PDは、センサ着用手段Cが生体に着用されることで、生体の表面に配置されるようになっている。   This clothing is, for example, a wristband as shown in FIGS. For example, as shown in FIG. 2, the electrocardiogram detection means ED and the pulse wave detection means PD are arranged on the surface of the living body when the sensor wearing means C is worn on the living body.

また、図1に示す信号検出手段SDは、図示しない検出・増幅回路及びデジタル変換回路を備える。そして、この信号検出手段SDは、心電検出手段ED及び脈波検出手段PDが出力した心電信号SE及び脈波信号SPを検出して増幅するとともに、増幅した信号をアナログ・デジタル変換して出力するようになっている。   The signal detection means SD shown in FIG. 1 includes a detection / amplification circuit and a digital conversion circuit (not shown). The signal detection means SD detects and amplifies the electrocardiogram signal SE and the pulse wave signal SP output from the electrocardiogram detection means ED and the pulse wave detection means PD, and converts the amplified signal from analog to digital. It is designed to output.

なお、この信号検出手段SDは、ユニットUに含まれる形態で、例えば、図4に示すように、心電検出手段ED及び脈波検出手段PDと一体に構成されているようにしてもよい。   The signal detection means SD may be included in the unit U, and may be configured integrally with the electrocardiogram detection means ED and the pulse wave detection means PD, for example, as shown in FIG.

また、図1に示す記憶手段Mは、制御部CONが、生体情報出力手段IO、心電検出手段ED及び脈波検出手段PDを制御するためのプログラムを記憶する。さらに、この記憶手段Mは、生体情報算出手段ICが算出した生体情報の演算結果を記憶するようになっている。   In addition, the storage unit M illustrated in FIG. 1 stores a program for the control unit CON to control the biological information output unit IO, the electrocardiogram detection unit ED, and the pulse wave detection unit PD. Further, the storage means M stores the calculation result of the biological information calculated by the biological information calculation means IC.

この記憶手段Mは、例えば、NAND型フラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。   The storage means M is, for example, a nonvolatile memory such as a NAND flash memory.

また、図1に示す制御部CONは、記憶手段Mに記憶されているプログラムを読み出し、生体情報出力手段IO、心電検出手段ED及び脈波検出手段PDを制御するようになっている。 Further, the control unit CON shown in FIG. 1 reads a program stored in the storage unit M, and controls the biological information output unit IO, the electrocardiogram detection unit ED, and the pulse wave detection unit PD.

この制御部CONは、心電信号SE及び脈波信号SPに基づいて、生体の生体情報を算出する生体情報算出手段ICを有する。   The control unit CON includes a biological information calculation unit IC that calculates biological information of the living body based on the electrocardiogram signal SE and the pulse wave signal SP.

この生体情報算出手段ICは、信号検出手段SDが出力したデジタル変換後の心電信号SE及び脈波信号SPに基づいて、生体の生体情報を算出するようになっている。この生体情報は、例えば、後述のように、例えば、脈波伝搬速度法を用いて算出可能な当該生体の血圧値であるが、心電信号SE及び脈波信号SPに基づいて算出可能な当該生体のその他の情報であってもよい。   This biological information calculation means IC calculates biological information of the living body based on the electrocardiogram signal SE and the pulse wave signal SP after digital conversion output from the signal detection means SD. The biological information is, for example, a blood pressure value of the living body that can be calculated by using, for example, a pulse wave velocity method as described later, but can be calculated based on the electrocardiogram signal SE and the pulse wave signal SP. Other information on the living body may be used.

また、生体情報伝送手段ITは、生体情報算出手段ICが算出した生体情報を生体情報出力手段に伝送するようになっている。   Further, the biological information transmission means IT transmits the biological information calculated by the biological information calculation means IC to the biological information output means.

また、生体情報出力手段IOは、生体情報伝送手段ITから伝送された生体情報を外部に出力するようになっている。   The biometric information output means IO outputs the biometric information transmitted from the biometric information transmission means IT to the outside.

この生体情報出力手段IOは、生体情報を画面に表示する表示部Zを含む。この表示部Zは、例えば、タブレットやパソコンの表示パネルである。   The biological information output means IO includes a display unit Z that displays biological information on the screen. This display part Z is a display panel of a tablet or a personal computer, for example.

ここで、生体情報算出手段ICが、脈波伝搬速度法を用いて、血圧値を算出する一例について説明する。図13は、生体情報算出手段ICが設定する心電波の第1の基準時点B1及び脈波の第2の基準時点B2と、脈波伝搬時間Ttとの関係の一例を示す図である。また、図14は、血圧値と脈波伝搬時間Ttとの関係の一例を示す図である。   Here, an example in which the biological information calculation means IC calculates a blood pressure value using the pulse wave velocity method will be described. FIG. 13 is a diagram showing an example of the relationship between the first reference time B1 of the cardiac radio wave and the second reference time B2 of the pulse wave set by the biological information calculation means IC and the pulse wave propagation time Tt. FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the relationship between the blood pressure value and the pulse wave propagation time Tt.

例えば、生体情報算出手段ICは、心電検出手段EDにより検出された心電信号SEの心電波の予め定められた第1基準時点B1を決定する(図13)。   For example, the biological information calculation means IC determines a predetermined first reference time point B1 of the electrocardiogram of the electrocardiogram signal SE detected by the electrocardiogram detection means ED (FIG. 13).

そして、生体情報算出手段ICは、脈波検出手段PDにより検出された脈波信号SPの脈波の予め定められた第2基準時点B2を決定する(図13)。なお、生体情報算出手段ICは、脈波検出手段PDにより検出された脈波の脈波信号を時間で1階微分して得られる波形から当該第2基準時点B2を決定するようにしてもよい。   Then, the biological information calculation means IC determines a predetermined second reference time point B2 of the pulse wave of the pulse wave signal SP detected by the pulse wave detection means PD (FIG. 13). The biological information calculation unit IC may determine the second reference time point B2 from a waveform obtained by first-order differentiation of the pulse wave signal detected by the pulse wave detection unit PD with time. .

そして、生体情報算出手段ICは、第1基準時点B1に対する第2基準時点B2の時間差から脈波伝搬時間Ttを算出する。   Then, the biological information calculation unit IC calculates the pulse wave propagation time Tt from the time difference between the second reference time point B2 and the first reference time point B1.

この脈波伝搬時間Ttは、例えば、図14に示すように、生体の血圧が上昇すると短縮され、血圧値が下降すると延長される特性を有し、生体の血圧と相関があり、この関係を用いて血圧値を測定(推定)することが可能である。   For example, as shown in FIG. 14, the pulse wave propagation time Tt has a characteristic that it is shortened when the blood pressure of the living body is increased and is extended when the blood pressure value is decreased, and is correlated with the blood pressure of the living body. It is possible to measure (estimate) the blood pressure value by using it.

そして、生体情報算出手段ICは、脈波伝搬時間に基づいて以下の回帰式(1)を用いて生体の血圧値BPを算出する。なお、回帰式(1)において、K、Kは定数である。
Then, the biological information calculation means IC calculates the blood pressure value BP t of the living body using the following regression equation (1) based on the pulse wave propagation time. In the regression equation (1), K 1 and K 2 are constants.

なお、算出する血圧値の精度を高めるために、脈波検出手段PDを構成する回路固有の遅れ時間と生体固有の遅れ時間を考慮して、脈波伝搬時間を実質の脈波伝搬時間に近づくように補正するようにしてもよい。   In order to increase the accuracy of the blood pressure value to be calculated, the pulse wave propagation time approaches the actual pulse wave propagation time in consideration of the delay time specific to the circuit constituting the pulse wave detection means PD and the delay time specific to the living body. You may make it correct | amend.

この場合、補正された脈波伝搬時間Tdは、以下の式(2)で表される。なお、以下の式(2)において、Tは回路固有の遅れ時間であり、Tは生体固有の遅れ時間である。この補正された脈波伝搬時間Tdを回帰式(1)の脈波伝搬時間Ttとすることで、算出する血圧値の精度を高めることができる。 In this case, the corrected pulse wave propagation time Td is expressed by the following equation (2). In the following equation (2), T C is a circuit specific delay time, T B is a biological specific delay time. By using the corrected pulse wave propagation time Td as the pulse wave propagation time Tt in the regression equation (1), the accuracy of the calculated blood pressure value can be increased.


Td=T−Tc−T (2)

ここで、例えば、生体情報算出手段ICは、脈波伝搬時間から予め定められた遅れ時間を減算することにより、当該脈波伝搬時間を補正する。なお、遅れ時間は、脈波検出手段PDを構成する回路固有の遅れ時間Tと、生体固有の遅れ時間Tとの和である。

Td = T t −Tc−T B (2)

Here, for example, the biological information calculation means IC corrects the pulse wave propagation time by subtracting a predetermined delay time from the pulse wave propagation time. Note that the delay time is the sum of the circuit specific delay time T C constituting the pulse wave detection means PD, a biological specific delay time T B.

そして、生体情報算出手段ICは、補正した脈波伝搬時間Tdに基づいて回帰式(1)を用いて上記生体の血圧値BPを算出する。 Then, the biological information calculation means IC calculates the blood pressure value BP t of the living body using the regression equation (1) based on the corrected pulse wave propagation time Td.

次に、以上のような構成を有する生体情報測定装置100により生体情報を測定するための制御方法の一例について説明する。   Next, an example of a control method for measuring biological information by the biological information measuring apparatus 100 having the above configuration will be described.

先ず、生体に生体情報測定装置100のセンサ着用手段Cを着用して、心電検出手段ED及び脈波検出手段PDが生体の表面に配置する(例えば、図4、図5参照)。そして、例えば、ユーザの操作入力により、生体情報測定装置100の制御部CONが起動し制御動作を開始する。   First, the sensor wearing means C of the biological information measuring device 100 is worn on the living body, and the electrocardiogram detecting means ED and the pulse wave detecting means PD are arranged on the surface of the living body (for example, see FIGS. 4 and 5). Then, for example, the control unit CON of the biological information measuring apparatus 100 is activated and starts a control operation by a user operation input.

そして、起動した制御部CONは、心電検出手段EDの電極Xにより、生体の心電波の心電信号SEを検出し、当該電極Xにより検出した心電信号SEを出力させる。   Then, the activated control unit CON detects the electrocardiogram signal SE of the living body's electrocardiogram by the electrode X of the electrocardiogram detection means ED, and outputs the electrocardiogram signal SE detected by the electrode X.

さらに、制御部CONは、脈波検出手段PDにより、生体内の血管から発生する脈波の脈波信号SPを検出し、検出した脈波信号SPを出力させる。   Furthermore, the control part CON detects the pulse wave signal SP of the pulse wave generated from the blood vessel in the living body by the pulse wave detection means PD, and outputs the detected pulse wave signal SP.

そして、制御部CONは、信号検出手段SDにより、心電検出手段ED及び脈波検出手段PDが出力した心電信号SE及び脈波信号SPを検出して増幅するとともに、増幅した信号をアナログ・デジタル変換して出力させる。   Then, the control unit CON detects and amplifies the electrocardiogram signal SE and the pulse wave signal SP output from the electrocardiogram detection means ED and the pulse wave detection means PD by the signal detection means SD. Digitally convert and output.

そして、制御部CONは、生体情報算出手段ICにより、信号検出手段SDが出力したデジタル変換後の心電信号SE及び脈波信号SPに基づいて、生体の生体情報を算出する。   And the control part CON calculates the biological information of a biological body based on the electrocardiogram signal SE and the pulse wave signal SP after the digital conversion which the signal detection means SD output by the biological information calculation means IC.

既述のように、制御部CONは、例えば、生体情報算出手段ICにより、心電検出手段EDにより検出された心電信号SEの心電波の予め定められた第1基準時点B1を決定する(図13)。   As described above, the control unit CON determines, for example, the first reference time point B1 determined in advance of the electrocardiogram of the electrocardiogram signal SE detected by the electrocardiogram detection unit ED by the biological information calculation unit IC ( FIG. 13).

そして、制御部CONは、生体情報算出手段ICにより、脈波検出手段PDにより検出された脈波信号SPの脈波の予め定められた第2基準時点B2を決定する(図13)。   And the control part CON determines predetermined 2nd reference | standard time B2 of the pulse wave of the pulse-wave signal SP detected by the pulse-wave detection means PD by biometric information calculation means IC (FIG. 13).

そして、制御部CONは、生体情報算出手段ICにより、第1基準時点B1に対する第2基準時点B2の時間差から脈波伝搬時間Ttを算出する。   And the control part CON calculates the pulse wave propagation time Tt from the time difference of 2nd reference | standard time B2 with respect to 1st reference | standard time B1 by biometric information calculation means IC.

そして、制御部CONは、生体情報算出手段ICにより、脈波伝搬時間に基づいて既述の回帰式(1)を用いて生体の血圧値BPを算出する。 Then, the control unit CON calculates the blood pressure value BP t of the living body using the regression equation (1) described above based on the pulse wave propagation time by the living body information calculating unit IC.

そして、制御部CONは、生体情報伝送手段ITにより、生体情報算出手段ICが算出した生体情報を生体情報出力手段に伝送する。   Then, the control unit CON transmits the biological information calculated by the biological information calculation unit IC to the biological information output unit by the biological information transmission unit IT.

そして、制御部CONは、生体情報出力手段IOにより、生体情報伝送手段ITから伝送された生体情報を外部に出力する(表示部Zに表示する)。   And the control part CON outputs the biological information transmitted from the biological information transmission means IT to the outside by the biological information output means IO (displays on the display part Z).

ここで、既述のように、心電検出手段EDの可とう性導電部材からなる電極Xは、その静電容量を小さくできるため、心電波の波形がシャープになり、既述の第1の基準時点(例えば、R波のピーク)の検出精度を向上することができる。
すなわち、本実施形態に係る生体情報測定装置100によれば、心電波形の鈍りを少なくし、より精度の高い脈波伝搬時間を測定することで、より精度よく生体情報を測定することができる。
Here, as described above, the electrode X made of the flexible conductive member of the electrocardiogram detection means ED can reduce its electrostatic capacity, so that the waveform of the cardiac radio wave becomes sharp and the first described above. The detection accuracy of the reference time point (for example, the peak of the R wave) can be improved.
That is, according to the biological information measuring apparatus 100 according to the present embodiment, biological information can be measured with higher accuracy by measuring the pulse wave propagation time with higher accuracy by reducing the dullness of the electrocardiographic waveform. .

(第2の実施形態)
既述の第1の実施形態では、本体のユニットUに生体情報を算出する生体情報算出手段ICが配置されている構成の一例について説明した。
(Second Embodiment)
In the above-described first embodiment, an example of a configuration in which the biological information calculation unit IC that calculates biological information is arranged in the unit U of the main body has been described.

しかしながら、本体のユニットUに生体情報を算出する生体情報算出手段ICが配置されていなくても、ユニットUの外に生体情報算出手段ICが配置されていても同様の制御動作を実行することは可能である。   However, even if the biological information calculation means IC for calculating the biological information is not arranged in the unit U of the main body, even if the biological information calculation means IC is arranged outside the unit U, the same control operation is executed. Is possible.

そこで、本第2の実施形態では、ユニットUの外に生体情報算出手段ICが配置されている例について説明する。   Therefore, in the second embodiment, an example in which the biological information calculation unit IC is arranged outside the unit U will be described.

図15は、第2の実施形態に係る生体情報測定装置100の構成の一例を示すブロック図である。また、この図15において、図1の符号と同じ符号は、第1の実施形態と同様の構成を示す。   FIG. 15 is a block diagram illustrating an example of a configuration of the biological information measuring apparatus 100 according to the second embodiment. In FIG. 15, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same configurations as those in the first embodiment.

図15に示すように、第2の実施形態に係る生体の生体情報を非観血的に測定するための生体情報測定装置200は、心電検出手段EDと、脈波検出手段PDと、センサ着用手段Cと、信号検出手段SDと、記憶手段Mと、生体情報出力手段IOと、制御部CONと、を備える。   As shown in FIG. 15, a biological information measuring apparatus 200 for noninvasively measuring biological information of a living body according to the second embodiment includes an electrocardiogram detecting means ED, a pulse wave detecting means PD, and a sensor. A wearing means C, a signal detecting means SD, a storage means M, a biological information output means IO, and a controller CON are provided.

ここで、この信号検出手段SDは、心電検出手段ED及び脈波検出手段PDが出力した心電信号SE及び脈波信号SPを検出して増幅するとともに、増幅した信号をアナログ・デジタル変換して出力するようになっている。   Here, the signal detection means SD detects and amplifies the electrocardiogram signal SE and the pulse wave signal SP output from the electrocardiogram detection means ED and the pulse wave detection means PD, and converts the amplified signal from analog to digital. Output.

そして、検出情報伝送手段ITは、信号検出手段SDが出力した信号(すなわち、心電検出手段ED及び脈波検出手段PDが検出した心電信号SE及び脈波信号SPの情報)を制御部CONに伝送するようになっている。   Then, the detection information transmission means IT outputs the signals output from the signal detection means SD (that is, information on the electrocardiogram signals SE and pulse wave signals SP detected by the electrocardiogram detection means ED and the pulse wave detection means PD) to the control unit CON. To be transmitted to.

そして、制御部CONは、心電信号SE及び脈波信号SPの情報に基づいて、生体情報算出手段ICにより、生体の生体情報を算出して出力する。   And the control part CON calculates and outputs the biological information of a biological body by the biological information calculation means IC based on the information of the electrocardiogram signal SE and the pulse wave signal SP.

そして、生体情報出力手段IOは、生体情報算出手段ICにより算出された生体情報を外部に出力するようになっている。   The biometric information output means IO outputs the biometric information calculated by the biometric information calculation means IC to the outside.

この第2の実施形態に係る生体情報測定装置200のその他の構成は、第1の実施形態の生体情報測定装置100と同様である。   Other configurations of the biological information measuring apparatus 200 according to the second embodiment are the same as those of the biological information measuring apparatus 100 according to the first embodiment.

すなわち、第1の実施形態と同様に、第2の実施形態に係る生体情報測定装置200は、心電波形の鈍りを少なくし、より精度の高い脈波伝搬時間を測定することで、より精度よく生体情報を測定することができる。   That is, as in the first embodiment, the biological information measuring apparatus 200 according to the second embodiment reduces the dullness of the electrocardiogram waveform and measures the pulse wave propagation time with higher accuracy, thereby improving the accuracy. Biological information can be measured well.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

本発明は、波形の鈍りが少ない心電波形の取得、特にその波形から脈波伝搬時間を求めて血圧を推定する血圧計に有用である。   The present invention is useful for obtaining an electrocardiographic waveform with less waveform dullness, particularly for a sphygmomanometer that estimates a blood pressure by obtaining a pulse wave propagation time from the waveform.

100、200 生体情報測定装置
ED 心電検出手段
PD 脈波検出手段
C センサ着用手段
SD 信号検出手段
M 記憶手段
IO 生体情報出力手段
CON 制御部
100, 200 Biological information measuring device ED Electrocardiograph detecting means PD Pulse wave detecting means C Sensor wearing means SD Signal detecting means M Storage means IO Biological information output means CON Control section

Claims (15)

生体の生体情報を非観血的に測定するための生体情報測定装置であって、
前記生体の心電波の心電信号を検出するための可とう性導電部材からなる電極を有し、前記電極により検出した前記心電信号を出力する心電検出手段と、
前記生体内の血管から発生する脈波の脈波信号を検出し、検出した前記脈波信号を出力する脈波検出手段と、
少なくとも一部に、前記心電検出手段の前記電極が設けられ、前記生体が着用するためのセンサ着用手段と、
前記心電検出手段及び前記脈波検出手段を制御する制御部であって、前記心電信号及び前記脈波信号に基づいて、前記生体の生体情報を算出する生体情報算出手段を有する制御部と、を備える、
生体情報測定装置。
A biological information measuring device for non-invasively measuring biological information of a living body,
An electrocardiograph detecting means for outputting an electrocardiogram signal detected by the electrode, comprising an electrode made of a flexible conductive member for detecting an electrocardiogram signal of the electrocardiogram of the living body;
A pulse wave detection means for detecting a pulse wave signal of a pulse wave generated from a blood vessel in the living body, and outputting the detected pulse wave signal;
At least in part, the electrode of the electrocardiogram detection means is provided, and a sensor wearing means for the living body to wear,
A control unit that controls the electrocardiogram detection unit and the pulse wave detection unit, the control unit including biometric information calculation unit that calculates biometric information of the living body based on the electrocardiogram signal and the pulse wave signal; Comprising
Biological information measuring device.
前記可とう性導電部材は、単繊維直径が100nm以上1000nm以下の熱可塑性ポリマーからなるマルチフィラメント糸で構成された織布、編布又は不織布であり、その単繊維の表面又は単繊維と単繊維の間隙に導電性物質が含まれている、請求項1記載の生体情報測定装置。   The flexible conductive member is a woven fabric, a knitted fabric or a non-woven fabric composed of a multifilament yarn made of a thermoplastic polymer having a single fiber diameter of 100 nm to 1000 nm, and the surface of the single fiber or the single fiber and the single fiber The biological information measuring device according to claim 1, wherein a conductive substance is contained in the gap. 前記電極のインピーダンスの静電容量成分は、0.001μFから0.1μFの範囲である、請求項2記載の生体情報測定装置。   The biological information measuring device according to claim 2, wherein a capacitance component of impedance of the electrode is in a range of 0.001 μF to 0.1 μF. 前記電極と生体表面との間の接触インピーダンスの静電容量成分は、0.001μFから0.1μFの範囲である、請求項3記載の生体情報測定装置。   The biological information measuring device according to claim 3, wherein a capacitance component of a contact impedance between the electrode and the biological surface is in a range of 0.001 μF to 0.1 μF. 前記心電信号及び前記脈波信号を検出して増幅するとともに、増幅した信号をアナログ・デジタル変換して出力する信号検出手段をさらに備え、
前記生体情報算出手段は、前記信号検出手段が出力したデジタル変換後の前記心電信号及び前記脈波信号に基づいて、前記生体の生体情報を算出する、請求項2記載の生体情報測定装置。
While detecting and amplifying the electrocardiogram signal and the pulse wave signal, further comprising a signal detection means for outputting the amplified signal by analog-digital conversion,
The biological information measuring apparatus according to claim 2, wherein the biological information calculating unit calculates biological information of the living body based on the electrocardiogram signal and the pulse wave signal after digital conversion output from the signal detecting unit.
前記制御部が前記心電検出手段及び前記脈波検出手段を制御するためのプログラムを記憶するとともに、前記生体情報算出手段が算出した前記生体情報の演算結果を記憶する記憶手段を備える、請求項5記載の生体情報測定装置。   The storage unit stores a program for controlling the electrocardiogram detection unit and the pulse wave detection unit, and stores a calculation result of the biological information calculated by the biological information calculation unit. 5. The biological information measuring device according to 5. 前記生体情報は、前記生体の血圧値である、請求項1〜6のいずれか一項記載の生体情報測定装置。   The biological information measuring device according to any one of claims 1 to 6, wherein the biological information is a blood pressure value of the biological body. 前記脈波検出手段は、
前記生体の血管に光を照射する発光部と
前記血管に照射された前記光を反射又は透過した散乱光を検出する光検出部と、を備え、
脈波検出手段は、
前記光と前記散乱光との関係に基づいて、前記生体の血管の容積変化に伴って変化した前記散乱光の散乱光量に応じた脈波を検出する、請求項7記載の生体情報測定装置。
The pulse wave detecting means includes
A light emitting unit that irradiates light on the blood vessels of the living body, and a light detection unit that detects scattered light reflected or transmitted by the light irradiated on the blood vessels,
The pulse wave detection means
The biological information measuring device according to claim 7, wherein a pulse wave corresponding to a scattered light amount of the scattered light that has changed with a volume change of the blood vessel of the biological body is detected based on a relationship between the light and the scattered light.
前記生体情報算出手段が算出した前記生体情報を前記生体情報出力手段に伝送する生体情報伝送手段をさらに備える、請求項6記載の生体情報測定装置。   The biological information measuring device according to claim 6, further comprising a biological information transmission unit that transmits the biological information calculated by the biological information calculation unit to the biological information output unit. 前記心電検出手段及び前記脈波検出手段が検出した前記心電信号及び前記脈波信号の情報を前記制御部に伝送する検出情報伝送手段をさらに備える、請求項6記載の生体情報測定装置。   The biological information measuring device according to claim 6, further comprising detection information transmission means for transmitting information on the electrocardiogram signal and the pulse wave signal detected by the electrocardiogram detection means and the pulse wave detection means to the control unit. 前記生体情報算出手段は、
前記心電検出手段により検出された前記心電信号の心電波の予め定められた第1基準時点を決定し、
前記脈波検出手段により検出された前記脈波信号の脈波の予め定められた第2基準時点を決定し、
前記第1基準時点に対する前記第2基準時点の時間差から脈波伝搬時間Ttを算出し、
前記脈波伝搬時間に基づいて以下の式(1)を用いて前記生体の血圧値BPを算出する、請求項7記載の生体情報測定装置。
なお、上記式(1)において、K、Kは定数である。
The biological information calculation means includes
Determining a predetermined first reference time point of the electrocardiogram of the electrocardiogram signal detected by the electrocardiogram detection means;
Determining a predetermined second reference time point of the pulse wave of the pulse wave signal detected by the pulse wave detection means;
A pulse wave propagation time Tt is calculated from a time difference between the second reference time and the first reference time,
The biological information measuring device according to claim 7, wherein the blood pressure value BP t of the living body is calculated using the following formula (1) based on the pulse wave propagation time.
In the above formula (1), K 1 and K 2 are constants.
前記生体情報算出手段は、
前記脈波伝搬時間から予め定められた遅れ時間を減算することにより前記脈波伝搬時間を補正し、
補正した前記脈波伝搬時間に基づいて式(1)を用いて前記生体の血圧値BPを算出する、請求項11記載の生体情報測定装置。
The biological information calculation means includes
Correcting the pulse wave propagation time by subtracting a predetermined delay time from the pulse wave propagation time,
The biological information measuring device according to claim 11, wherein the blood pressure value BP t of the living body is calculated using the formula (1) based on the corrected pulse wave propagation time.
前記遅れ時間は、前記脈波検出手段を構成する回路固有の遅れ時間と、生体固有の遅れ時間との和である、請求項12記載の生体情報測定装置。   The biological information measuring apparatus according to claim 12, wherein the delay time is a sum of a delay time specific to a circuit constituting the pulse wave detection unit and a delay time specific to the living body. 前記生体情報算出手段は、前記脈波検出手段により検出された脈波の脈波信号を時間で1階微分して得られる波形から前記第2基準時点を決定する、請求項11記載の生体情報測定装置。   The biological information according to claim 11, wherein the biological information calculation means determines the second reference time point from a waveform obtained by first-order differentiation of the pulse wave signal detected by the pulse wave detection means with time. measuring device. 生体の心電波の心電信号を検出するための可とう性導電部材からなる電極を有し、前記電極により検出した前記心電信号を出力する心電検出手段と、前記生体内の血管から発生する脈波の脈波信号を検出し、検出した前記脈波信号を出力する脈波検出手段と、少なくとも一部に、前記心電検出手段の前記電極が設けられ、前記生体が着用するためのセンサ着用手段と、前記心電検出手段及び前記脈波検出手段を制御する制御部とを備えた生体情報測定装置の制御方法であって、
前記心電検出手段により、前記可とう性導電部材からなる前記電極により検出した心電信号を検出し、
前記脈波検出手段により、脈波信号を検出し、
前記制御部の生体情報算出手段により、前記心電信号及び前記脈波信号に基づいて、前記生体の生体情報を算出する、
生体情報測定装置の制御方法。
An electrocardiogram detecting means having an electrode made of a flexible conductive member for detecting an electrocardiogram signal of an electrocardiogram of a living body and outputting the electrocardiogram signal detected by the electrode; and generated from a blood vessel in the living body A pulse wave detection means for detecting a pulse wave signal of the pulse wave to be output, and outputting the detected pulse wave signal; and at least a part of the electrode of the electrocardiogram detection means is provided for the living body to wear A control method for a biological information measuring device comprising sensor wearing means, and a controller for controlling the electrocardiogram detection means and the pulse wave detection means,
The electrocardiogram detection means detects an electrocardiogram signal detected by the electrode made of the flexible conductive member,
A pulse wave signal is detected by the pulse wave detection means,
Calculating biological information of the living body based on the electrocardiogram signal and the pulse wave signal by the biological information calculating means of the control unit;
Control method of biological information measuring device.
JP2017095873A 2017-05-12 2017-05-12 Biological information measuring device and control method of biological information measuring device Pending JP2018191725A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017095873A JP2018191725A (en) 2017-05-12 2017-05-12 Biological information measuring device and control method of biological information measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017095873A JP2018191725A (en) 2017-05-12 2017-05-12 Biological information measuring device and control method of biological information measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018191725A true JP2018191725A (en) 2018-12-06

Family

ID=64569310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017095873A Pending JP2018191725A (en) 2017-05-12 2017-05-12 Biological information measuring device and control method of biological information measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018191725A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021186942A1 (en) * 2020-03-19 2021-09-23 東レ株式会社 Conductive composition, and conductive film, sensor, biosensor and flexible device including same, as well as conductive fabric, and bioelectrode and wearable device including same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021186942A1 (en) * 2020-03-19 2021-09-23 東レ株式会社 Conductive composition, and conductive film, sensor, biosensor and flexible device including same, as well as conductive fabric, and bioelectrode and wearable device including same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1575424B1 (en) A wearable device for bioelectrical interaction with motion artifact correction means
EP2040616B1 (en) Wearable blood pressure monitoring system
JP6020082B2 (en) Biological signal measuring device, biological signal measuring method, and biological signal measuring program
JP6597790B2 (en) Pulse wave propagation time measurement device and biological state estimation device
KR102335769B1 (en) Apparatus for measuring a body composition and method for measuring a body composition using the same
EP2180091A1 (en) Pressure-sensitive conductive yarn and biological information-measuring garment
WO2018030380A1 (en) Blood pressure state measurement device
US20180078153A1 (en) Wearable blood pressure monitoring system
US20180256048A1 (en) Pulse wave transit time measurement device and living body state estimation device
US10750988B2 (en) Fatigue degree determination device, and fatigue degree determination method
CN109890277A (en) It is obtained using the blood pressure signal of array of pressure sensors
JPWO2018105447A1 (en) Contact state estimation device and biological signal measurement device
JP2014217707A (en) Biological information measuring device and biological information measuring system
CN101778597A (en) Method for measuring body parameters
WO2015165785A1 (en) Low power device for monitoring a vital sign
CN108778110B (en) Crimpable biometric measurement device
JP2016146994A (en) Biological information measurement device
CN110418600A (en) Blood pressure measuring device, method and program
JP2017046927A (en) Neck band type biological information detection device
US20220265158A1 (en) Sphygmomanometer
JP2018191725A (en) Biological information measuring device and control method of biological information measuring device
EP3795069A1 (en) Apparatus and method for estimating bio-information
JP6474299B2 (en) Pulse wave measuring device
US20200138303A1 (en) System and method for cuff-less blood pressure monitoring
KR101763469B1 (en) Matrix for detecting wearable bio-signal