JPH03165740A - Blood flow detector - Google Patents

Blood flow detector

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JPH03165740A
JPH03165740A JP1305672A JP30567289A JPH03165740A JP H03165740 A JPH03165740 A JP H03165740A JP 1305672 A JP1305672 A JP 1305672A JP 30567289 A JP30567289 A JP 30567289A JP H03165740 A JPH03165740 A JP H03165740A
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pulse wave
blood flow
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wave amplitude
amplitude
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Tomohisa Yoshimi
知久 吉見
Kazuyoshi Suzuki
一義 鈴木
Takeshi Gisoku
毅 義則
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NipponDenso Co Ltd
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

PURPOSE:To precisely detect the amplitude of blood flow pulse waves by removing the effect on the pulse wave amplitude caused by the difference of the organization quantity at the fitted section of an organism via the fitting of a pulse wave detecting means to the organism under a constant-pressure load and the correction of the pulse wave amplitude by the organization quantity signal of a pulse wave amplitude correcting means. CONSTITUTION:A pulse wave detecting means has a clip 100 pinching an ear lobe M, and both clip pieces 100a, 100b hold the ear lobe M via a constant contact force regardless of the thickness with a constant-pressure spring 104 and maintain a constant blood vessel cross section shape. The detected light reception quantity of infrared rays from a light emitting diode 105a by a photo-transistor 105b is changed to effect the pulse wave amplitude when the thickness of the ear lobe M differs, the blood flow quantity change of the ear lobe M is detected by a pulse wave amplitude correcting means via the transmission type photoelectric pulse wave method, a signal corresponding to the organization quantity of the ear lobe M and a signal corresponding to the blood flow change are calculated from the detected pulse wave signal, the signal corresponding to the blood flow change is corrected by the signal corresponding to the organization quantity, and the sense of heat is detected based on the corrected signal. The amplitude of blood flow pulse waves can be precisely detected.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、生体の血流の脈動を検出する血流検出器に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a blood flow detector that detects the pulsation of blood flow in a living body.

(従来の技術) 従来、この種の装置は生体の耳たぶ等に装着されて皮膚
血流量変化を検出するようにするものが−C的であり、
例えば、耳たぶの皮膚に一対の発光、受光素子を接触さ
せ、発光素子から出た光の皮膚血流量による透過率の変
化を受光素子で検知することによって血流の脈動を検出
するようにしている。
(Prior Art) Conventionally, this type of device is attached to the earlobe of a living body to detect changes in skin blood flow.
For example, a pair of light-emitting and light-receiving elements is brought into contact with the skin of the earlobe, and the light-receiving element detects changes in the transmittance of light emitted from the light-emitting element depending on the skin blood flow rate, thereby detecting the pulsation of blood flow. .

この場合、一対の発光、受光素子により構成される脈波
検出手段を皮膚(耳たぶ)に接触させ、その状態を保持
するには、例えば実開昭57−103705号公報、実
開平1−84605号公報に示されるように、クリップ
状に相対させた一対の検出ケース内に相対向するように
発光、受光素子を設け、圧縮スプリング作用によってこ
のクリップ状の検出ケースからなる装着部材により耳た
ぶ等の被装着部を挟むようにしている。
In this case, in order to bring the pulse wave detection means constituted by a pair of light emitting and light receiving elements into contact with the skin (earlobe) and maintain that state, for example, Japanese Utility Model Application Publication No. 57-103705, Japanese Utility Model Application No. 1-84605 As shown in the publication, light-emitting and light-receiving elements are provided in a pair of detection cases facing each other in the shape of a clip, and the mounting member consisting of the detection case in the shape of a clip covers the earlobe etc. by the action of a compression spring. The mounting part is sandwiched between them.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、上述の圧縮スプリングを用いたクリップ
構造のものでは、検出ケースを構成するクリップ片の開
き量が、耳たぶ等の被装着部の厚さによって変化する。
However, in the clip structure using the above-mentioned compression spring, the amount of opening of the clip pieces constituting the detection case changes depending on the thickness of the part to be worn, such as the earlobe.

そして、圧縮スプリングの特性から耳たぶ等の被装着部
の厚さが変わると、検出ケースの挟み込む力が変化し、
脈波検出手段と皮膚との接触圧力も変化する。
Due to the characteristics of the compression spring, if the thickness of the part to be worn, such as the earlobe, changes, the pinching force of the detection case will change.
The contact pressure between the pulse wave detection means and the skin also changes.

ここで、脈波検出手段と皮膚との接触圧力が大きいとす
ると、脈波検出手段の接触位置及びその周辺の血管を圧
迫し、血管断面形状を変化させることになり、正規の脈
流に影響を与え、正しい血流信号を検出し難くなってし
まう。
Here, if the contact pressure between the pulse wave detection means and the skin is large, it will compress the blood vessels at and around the contact position of the pulse wave detection means, changing the cross-sectional shape of the blood vessels, and affecting the normal pulsation flow. This makes it difficult to detect correct blood flow signals.

本発明者らは先に特願平1−108101号において血
流脈波の振幅から生体の温域を検出するものを提案して
いるが、上述の接触圧による血管断面形状の変化は検出
される脈波振幅VPFに影響を及ぼしく第5図参照)、
脈波の振幅量から温域を検出しようとすると接触圧の変
化により大きく誤差を含んでしまうという問題を見出し
た。
The present inventors had previously proposed in Japanese Patent Application No. 1-108101 a method for detecting the temperature range of a living body from the amplitude of blood flow pulse waves, but the above-mentioned change in blood vessel cross-sectional shape due to contact pressure was not detected. (see Figure 5), which affects the pulse wave amplitude VPF.
We found a problem that when trying to detect the temperature range from the amplitude of the pulse wave, a large error is included due to changes in contact pressure.

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、耳たぶ
等の被装着部の厚さに拘らず、血流脈波の振幅を精度よ
く検出することができる血流検出器を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a blood flow detector that can accurately detect the amplitude of blood flow pulse waves regardless of the thickness of the part to be worn such as an earlobe. purpose.

[課題を解決するための手段〕 本発明は上記目的を達成するために、第1図の基本構成
に示す如く、 生体の皮膚に定圧荷重を加えて挟持することにより装着
されて、該生体の心拍に対応した前記被装着部における
皮膚下の血流量の変化を検出し、脈波信号として発生す
る脈波検出手段と、この脈波検出手段からの脈波信号に
基づいて、生体の前記被装着部における組織量に相当す
る組重量信号と、前記血流量の変化に相当する脈波振幅
とを演算し、この脈波振幅を前記組織型信号によって補
正して、この補正された脈波振幅を出力する脈波振幅補
正手段と を備えるという技術的手段を採用する。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention, as shown in the basic configuration of FIG. A pulse wave detection means detects a change in blood flow under the skin in the part to be worn corresponding to a heartbeat, and generates a pulse wave signal, A set weight signal corresponding to the amount of tissue at the attachment part and a pulse wave amplitude corresponding to the change in the blood flow rate are calculated, and this pulse wave amplitude is corrected by the tissue type signal to calculate the corrected pulse wave amplitude. A technical means is adopted in which the pulse wave amplitude correction means outputs the pulse wave amplitude.

〔作用〕[Effect]

上記構成においてその作用を説明する。 The operation of the above configuration will be explained.

生体の皮膚に定圧荷重を加えて挟持することによって装
着された脈波検出手段は、該生体の心拍に対応した前記
被装着部における皮膚下の血流量の変化を検出し、脈波
信号として発生する。
The pulse wave detection means, which is attached to the skin of a living body by applying a constant pressure load and clamping it, detects a change in blood flow under the skin in the attached part corresponding to the heartbeat of the living body, and generates a pulse wave signal. do.

この脈波検出手段からの脈波信号に基づいて、脈波振幅
補正手段は、該生体の前記被装着部における組織量に相
当する組織型信号と、前記血流量の変化に相当する脈波
振幅とを演算し、この脈波振幅を前記組織型信号によっ
て補正し、この補正された脈波振幅を発生する。
Based on the pulse wave signal from the pulse wave detecting means, the pulse wave amplitude correcting means generates a tissue type signal corresponding to the amount of tissue in the attached part of the living body and a pulse wave amplitude corresponding to the change in the blood flow rate. This pulse wave amplitude is corrected by the tissue type signal to generate this corrected pulse wave amplitude.

すなわち、生体の被装着部の組重量の差異によって生じ
る脈波振幅への影響は、脈波検出手段の生体への定圧荷
重による装着および脈波振幅補正手段の組Ia量信号に
よる脈波振幅の補正により除去される。
That is, the influence on the pulse wave amplitude caused by the difference in the assembly weight of the part to which the living body is attached is due to the attachment of the pulse wave detection means to the living body with a constant pressure load and the change in pulse wave amplitude caused by the set Ia amount signal of the pulse wave amplitude correction means. removed by correction.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on embodiments shown in the drawings.

第2図は本発明の血流検出器の第1実施例を適用した温
域センサの電気回路プロ・ンク構成図、第3図はそのク
リップ状の装着部材に構成した脈波検出手段の構造を示
す断面図である。
FIG. 2 is a block diagram of an electric circuit of a temperature range sensor to which the first embodiment of the blood flow detector of the present invention is applied, and FIG. 3 is a structure of a pulse wave detection means constructed on the clip-shaped attachment member. FIG.

第3図において、脈波検出手段は生体の耳たぶMを挟持
する黒色材料からなるクリップ100を備えており、こ
のクリップ100ば、その両クリップ片100a、10
0bの各基端部を外方から把持し定圧スプリング104
に抗して押圧した時軸102を軸として両クリップ10
0a、100bの各先端部を互いに外方へ傾動させて耳
たぶMの挟持を解除する仕組みとなっている。一方、ク
リップ100は、両クリップ片100aS 100bに
対する把持押圧の解除時には定圧スプリング104の作
用により、軸102を軸として両クリップ片100a、
100bの各先端部を互いに内方へ傾動させて耳たぶM
を挟持するようになっている。
In FIG. 3, the pulse wave detection means is equipped with a clip 100 made of a black material that holds the earlobe M of the living body.
0b from the outside and fixed pressure spring 104.
Both clips 10 are rotated around the time axis 102 when pressed against the
The tip portions 0a and 100b are tilted outward from each other to release the earlobe M from being held. On the other hand, when the gripping pressure on the clip pieces 100aS and 100b is released, the clip 100 is moved around the shaft 102 by the action of the constant pressure spring 104.
100b inwardly to each other to remove the earlobe M.
It is designed to hold the

さらに、第3図において、103はクリップ片100b
に定圧スプリング104のスプリングボビン104aを
回転自在に固定するための軸であり、前記軸102に対
してクリップ100の中心側に配置することにより、耳
たぶ保持力を作り出すものである。
Furthermore, in FIG. 3, 103 is a clip piece 100b.
This is a shaft for rotatably fixing the spring bobbin 104a of the constant pressure spring 104 to the shaft 102, and by arranging it toward the center of the clip 100 with respect to the shaft 102, it creates an earlobe holding force.

また、104は、クリップ片100aと100bの開き
度合、すなわち耳たぶの厚さが変化しても、一定の耳た
ぶ保持力(接触圧)が得られる様に構成された定圧スプ
リングである。この定圧スプリング104は、スプリン
グボビン104aに密着渦巻状の薄板(例えば、大阪熱
処理製コブリングを使用)が巻かれており、その先端1
04bをクリップ片100aに固定し、スプリングボビ
ン104aは、軸103に回転自在とすることにより、
耳たぶの厚さに関わらず一定の接触力によって耳たぶを
保持するものである。
Further, 104 is a constant pressure spring configured to provide a constant earlobe holding force (contact pressure) even if the degree of opening of the clip pieces 100a and 100b, that is, the thickness of the earlobe changes. This constant pressure spring 104 has a tightly wound spiral thin plate (for example, a cob ring manufactured by Osaka Heat Treatment Co., Ltd.) wound around a spring bobbin 104a.
04b is fixed to the clip piece 100a, and the spring bobbin 104a is rotatable about the shaft 103.
It holds the earlobe with a constant contact force regardless of the thickness of the earlobe.

次に第3図におイテ、105は、900nw+付近にピ
ーク波長を有す赤外光の発光ダイオード105aとホト
トランジスタ105bで構成される脈波の光学的検出手
段であり、それぞれクリップ片100a及び100bの
内面凹所内に適宜な手段により、同凹所の底壁に平行に
支持されると共に対向して配置されている。
Next, in FIG. 3, reference numeral 105 denotes an optical pulse wave detection means composed of an infrared light emitting diode 105a having a peak wavelength around 900nW+ and a phototransistor 105b, and a clip piece 100a and a phototransistor 105b, respectively. It is supported in the inner surface recess of 100b by suitable means in parallel to the bottom wall of the recess and is disposed opposite to the bottom wall of the recess.

また、106及び107は、黒色のフオーム材により円
板状に形成されたスペーサであり、その中空部内に発光
ダイオード105a、ホトトランジスタ105bを嵌装
させる様にして、それぞれクリップ片100a、100
bの凹所開口端部に固着されている。このスペーサ10
6及び107は、発光ダイオード105a及びホトトラ
ンジスタ105bの開口面よりも凸になっており、クリ
ップ100により耳たぶMを挟持した時、その板厚方向
に収縮して発光ダイオード105a及びホトトランジス
タ105bの開口面を耳たぶMの表面に一様に接触させ
る機能を有している。
In addition, 106 and 107 are spacers formed in a disc shape from a black foam material, and clip pieces 100a and 100 are inserted into the hollow portions of the spacers so that a light emitting diode 105a and a phototransistor 105b are fitted therein.
It is fixed to the opening end of the recess b. This spacer 10
6 and 107 are convex than the opening surfaces of the light emitting diode 105a and the phototransistor 105b, and when the earlobe M is held between the clip 100, they contract in the direction of the plate thickness and the openings of the light emitting diode 105a and the phototransistor 105b are formed. It has a function of bringing the surface into uniform contact with the surface of the earlobe M.

そして、108及び109は、発光ダイオード105a
及びホトトランジスタ105bの端子信号を外部に出力
する接続部を保護するカバーであり、101は、発光ダ
イオード105a及びホトトランジスタ105bからの
信号を出力するリード線である。
And 108 and 109 are light emitting diodes 105a.
and a cover that protects a connection portion for outputting terminal signals of the phototransistor 105b to the outside, and 101 is a lead wire that outputs signals from the light emitting diode 105a and the phototransistor 105b.

上述の様に構成した脈波検出手段において、以下作用を
説明する。
The operation of the pulse wave detecting means configured as described above will be explained below.

発光ダイオード105aがその導通により発光すると、
この発光ダイオード105aからの光は耳たぶM内に入
射して、開耳たぶM内の耳たぶ組織と血液によって吸収
され、残りが透過光量として、ホトトランジスタ105
bで受光されて光電変換され、同ホトトランジスタ10
5bから脈波信号として生じる。その場合、同脈波信号
の振幅■、は、ホトトランジスタ105bの受光量、す
なわち耳たぶM内の血流の変化量に相当する。なお、第
4図にその脈波信号の波形を例示する。
When the light emitting diode 105a emits light due to its conduction,
The light from the light emitting diode 105a enters the earlobe M and is absorbed by the earlobe tissue and blood in the open earlobe M, and the rest is transmitted through the phototransistor 105.
The light is received by the phototransistor 10 and is photoelectrically converted by the phototransistor 10.
5b as a pulse wave signal. In this case, the amplitude {circle around (2)} of the pulse wave signal corresponds to the amount of light received by the phototransistor 105b, that is, the amount of change in blood flow in the earlobe M. Note that FIG. 4 illustrates the waveform of the pulse wave signal.

ここで、耳たぶM内の細動脈血管形状は、クリップ10
0及び定圧スプリング104による耳たぶ接触圧によっ
て、その断面形状が変化する。すなわち、接触圧が無い
場合の血管断面形状はほぼ円形状であるが、接触圧が印
加されると血管断面形状はだ円形状に変化する。この接
触圧による血管断面形状の変化は、前述の第5図に示す
ように、ホトトランジスタ105bから出力される脈波
振幅V□に影響する。ところで、耳たぶの接触圧は、例
えば上述の実開平1−84605号公報に示されている
圧縮スプリングを用いた構造では、挟持片の開き量によ
って変化するため、耳たぶの厚さにより接触圧が変化し
、それに伴い血管断面形状が変化し、その結果脈波振幅
が変化してしまうと言う問題があった。これに対して本
実施例の装着部材構造では、クリップ片100a、10
0bの開き量に関わらず、一定の接触圧が得られるため
、耳たぶの厚さが変化しても、一定の血管断面形状を維
持することができる。
Here, the shape of the arteriole blood vessel in the earlobe M is determined by the clip 10.
0 and the earlobe contact pressure caused by the constant pressure spring 104, the cross-sectional shape changes. That is, the cross-sectional shape of the blood vessel in the absence of contact pressure is approximately circular, but when contact pressure is applied, the cross-sectional shape of the blood vessel changes to an elliptical shape. Changes in the blood vessel cross-sectional shape due to this contact pressure affect the pulse wave amplitude V□ output from the phototransistor 105b, as shown in FIG. 5 described above. By the way, the contact pressure of the earlobe changes depending on the amount of opening of the clamping piece, for example in the structure using a compression spring shown in the above-mentioned Japanese Utility Model Publication No. 1-84605, so the contact pressure changes depending on the thickness of the earlobe. However, there is a problem in that the cross-sectional shape of the blood vessel changes accordingly, and as a result, the pulse wave amplitude changes. On the other hand, in the mounting member structure of this embodiment, the clip pieces 100a, 10
Since a constant contact pressure is obtained regardless of the amount of opening of 0b, a constant cross-sectional shape of the blood vessel can be maintained even if the thickness of the earlobe changes.

しかしながら、上述の様に構成した脈波検出手段からの
脈波信号における脈波振幅には、まだ耳たぶの厚さの違
いによる光学的な誤差が含まれるため、電気的に補正す
る必要がある。すなわち、発光ダイオード105aから
発光された赤外光は、耳たぶMの組織によっても吸収さ
れるため、組織!(ここでは主に耳たぶの厚さ)が違う
とホトトランジスタ105bで検出される受光量が変化
し、脈波振幅にも影響がでる。この耳たぶ厚さの違いに
よる光学的誤差特性を第6図に示す。
However, the pulse wave amplitude in the pulse wave signal from the pulse wave detecting means configured as described above still includes an optical error due to the difference in earlobe thickness, so it is necessary to electrically correct it. That is, since the infrared light emitted from the light emitting diode 105a is also absorbed by the tissue of the earlobe M, the tissue! (Here, mainly the thickness of the earlobe) changes the amount of light received by the phototransistor 105b, which also affects the pulse wave amplitude. FIG. 6 shows the optical error characteristics due to this difference in earlobe thickness.

ここで、組織間信号は、ホトトランジスタ105bで検
出される透過光量から、第2図に示す電気回路プロンク
図による電気処理によって算出した耳たぶの皮膚組織(
血液骨を除く)で吸収された透過量に相当する信号であ
り、耳たぶの厚さに比例する信号である。本実施例では
、耳たぶ厚さ補正手段を、この組織間信号によって耳た
ぶの厚さを求め、同時に検出される脈波振幅を式(1)
に示すように開祖感型信号によって耳たぶの厚さ4 m
mに補正するものとした。
Here, the intertissue signal is the earlobe skin tissue (
This signal corresponds to the amount of permeation absorbed by the ear (excluding blood and bone), and is proportional to the thickness of the earlobe. In this embodiment, the earlobe thickness correction means calculates the thickness of the earlobe using this intertissue signal, and calculates the simultaneously detected pulse wave amplitude using equation (1).
As shown in Figure 2, the thickness of the earlobe is 4 m according to the Kaiso-sensing signal.
It was decided to correct it to m.

CVFP=  VPPX  (K X v4c10.8
 2 )    ・・・  (1)ここで、CV、、は
補正脈波振幅、Vdcは組織間信号、Kはマツティング
定数、0.82は耳たぶ厚さ4 mm時の組織間信号で
ある。
CVFP= VPPX (K X v4c10.8
2) ... (1) Here, CV is the corrected pulse wave amplitude, Vdc is the intertissue signal, K is the matting constant, and 0.82 is the intertissue signal when the earlobe thickness is 4 mm.

次に、第2図の電気回路ブロック図を用いて、脈波振幅
補正手段としての耳たぶ厚さ補正手段及び温感検出手段
を説明する。
Next, the earlobe thickness correction means and the thermal sensation detection means as the pulse wave amplitude correction means will be explained using the electric circuit block diagram shown in FIG.

発光ダイオード105aから耳たぶM内に入射した赤外
光は、耳たぶ組織及び血液によって吸収され、残りの透
過光がホトトランジスタ105bで光電変換され、耳た
ぶM内の血流変化が電圧変化信号すなわち脈波信号とし
て、AC増幅器30及びローパスフィルタ31に入力さ
れる。
The infrared light that enters the earlobe M from the light emitting diode 105a is absorbed by the earlobe tissue and blood, and the remaining transmitted light is photoelectrically converted by the phototransistor 105b, and blood flow changes in the earlobe M are converted into voltage change signals, that is, pulse waves. The signal is input to an AC amplifier 30 and a low-pass filter 31 as a signal.

AC増幅器30では、脈波信号の交流成分すなわち血流
量変化成分のみを増幅し、パルス発生器32及びピーク
ホールド回路33に出力する。パルス発生器32は、脈
波信号の交流成分から心拍に同期した心拍パルス信号を
作成し、cpu3Bに入力する。また、ピークホールド
回路33では、入力された脈波信号の交流成分すなわち
脈波振幅から最大値と最小値をそれぞれピークホールド
し、差動増幅器34に入力する。差動増幅器34では、
入力された脈波振幅の最大値から最小値を減算し、脈波
振幅に対応する直流電圧をA/D変換器37に入力する
The AC amplifier 30 amplifies only the alternating current component of the pulse wave signal, that is, the blood flow rate change component, and outputs it to the pulse generator 32 and peak hold circuit 33. The pulse generator 32 creates a heartbeat pulse signal synchronized with the heartbeat from the alternating current component of the pulse wave signal, and inputs it to the CPU 3B. Further, the peak hold circuit 33 peak-holds the maximum value and the minimum value from the AC component of the input pulse wave signal, that is, the pulse wave amplitude, and inputs them to the differential amplifier 34 . In the differential amplifier 34,
The minimum value of the input pulse wave amplitude is subtracted from the maximum value, and the DC voltage corresponding to the pulse wave amplitude is input to the A/D converter 37.

一方、ローパスフィルタ回路31では、入力された脈波
信号にローパスフィルタ(本実施例では、中心周波数1
&)をかけ、血流変化成分を除去し、差動増幅器35に
入力する。差動増幅器35では、ローパスフィルタ31
からの入力信号と基準値設定回路36からの入力信号を
差動増幅し、前記式(1)に適応可能な組織間信号をA
/D変換器37に入力する。
On the other hand, the low-pass filter circuit 31 applies a low-pass filter (in this embodiment, the center frequency is 1) to the input pulse wave signal.
&) to remove blood flow change components, and input to the differential amplifier 35. In the differential amplifier 35, the low pass filter 31
The input signal from the reference value setting circuit 36 and the input signal from the reference value setting circuit 36 are differentially amplified, and an intertissue signal that can be applied to the above equation (1) is converted to A.
/D converter 37.

A/D変換器37は、cpu3Bからの制御信号によっ
て、脈波振幅に対応する直流電圧及び組織間信号をA/
D変換し、各デジタル信号をcpu3Bに入力する。
The A/D converter 37 converts the DC voltage and interstitial signal corresponding to the pulse wave amplitude into A/D according to the control signal from the CPU 3B.
D conversion is performed and each digital signal is input to CPU3B.

cpu38は第7図の制御フローチャートに従い、補正
脈波振幅CVPF及び温感量の演算を行う。
The CPU 38 calculates the corrected pulse wave amplitude CVPF and the thermal sensation amount according to the control flowchart shown in FIG.

まず、ステップ40で心拍パルス発生回路32から心拍
パルスが発生しているかどうか(本実施例では心拍パル
ス信号の立上りにより判断)判断し、心拍パルスが発生
した場合、ステップ41に進み、A/D変換器37に制
御信号を送出し、脈波振幅と組織間信号のA/D変換を
開始し、それぞれデジタル信号として値をcpu38内
に取り込む。その後、後述するステップ43で取り込み
データ数nが100になるまで、ステップ42でそれぞ
れ平均値を累積的に演算する。ステップ43での取り込
みデータ数nが100になったかどうかの判定は、デー
タ数、すなわち、心拍数を100拍入力したか否かに相
当する。データ数nが100以下の場合には、データ数
nが100になるまでステップ40から43の処理を繰
り返し、データ数nが100になると、ステップ44で
、前記式(])に基づき、前述のステップ42で算出さ
れた脈波振幅およびm感型信号の平均値より補正脈波振
幅CVPPを演算する。次のステップ45では、第8図
に示す脈波振幅と温感の関係から温感量を演算し、ステ
ップ46で温感量(本実施例ではアナログ電圧)を出力
すると共にデータ数カウンタ等をクリアし、ステップ4
0に戻り、同様の処理を繰り返す。
First, in step 40, it is determined whether or not a heartbeat pulse is generated from the heartbeat pulse generation circuit 32 (in this embodiment, it is determined by the rise of the heartbeat pulse signal). If a heartbeat pulse is generated, the process proceeds to step 41, and the A/D A control signal is sent to the converter 37 to start A/D conversion of the pulse wave amplitude and the interstitial signal, and the respective values are taken into the CPU 38 as digital signals. Thereafter, in step 42, the respective average values are calculated cumulatively until the number n of captured data reaches 100 in step 43, which will be described later. The determination in step 43 as to whether or not the number of captured data n has reached 100 corresponds to whether or not the number of data, that is, 100 heartbeats has been input. When the number n of data is 100 or less, the processes from steps 40 to 43 are repeated until the number n of data reaches 100. When the number n of data reaches 100, in step 44, based on the above formula (]), A corrected pulse wave amplitude CVPP is calculated from the pulse wave amplitude calculated in step 42 and the average value of the m-sensitive signal. In the next step 45, the amount of thermal sensation is calculated from the relationship between the pulse wave amplitude and the thermal sensation shown in FIG. Clear and step 4
Return to 0 and repeat the same process.

すなわち、第2図に示すものは、耳たぶの血流量変化を
透過型光電脈波方式によって検出し、その検出された脈
波信号から耳たぶの組織量に相当する信号と、血流変化
に相当する信号とを算出しこの組織量に相当する信号に
よって、もう一方の血流変化に相当する信号のi、u 
m +m誤差を式(1)によって補正し、その補正した
血流変化に相当する信号に基づいて温感を検出するよう
にしている。
In other words, what is shown in Fig. 2 detects changes in blood flow in the earlobe using a transmission photoplethysmography method, and from the detected pulse wave signal, a signal corresponding to the amount of tissue in the earlobe and a signal corresponding to the change in blood flow are generated. By calculating the signal corresponding to the tissue amount, i and u of the other signal corresponding to the blood flow change are calculated.
The m + m error is corrected using equation (1), and a warm sensation is detected based on a signal corresponding to the corrected blood flow change.

なお、第8図は、温域−脈波振幅特性であり、多数の被
検者の各環境温度をそれぞれ種々変化させた時の各被検
者の耳たぶで検出される脈波振幅とその時の温感を°寒
い゛から″暑い°゛まで7ランクに分けて各被検者に申
告させた時の温感申告の関係を示すものである。これに
よれば、多数の被検者の温感に対応して脈波振幅が変化
することが確認できる。ここで、VFP特性は本実施例
の実施前の相関を示し、CV、、特性は本実施例を実施
することによって得られた相関を示している。なお、本
実施例を実施することによって、温感き脈波振幅の相関
係数(指数補間して算出)は、0.914から0.97
2へと向上した。
Figure 8 shows the temperature range-pulse wave amplitude characteristics, and shows the pulse wave amplitude detected in the earlobe of each subject and the pulse wave amplitude at that time when the environmental temperature of each subject was varied in various ways. This shows the relationship between the thermal sensations reported by each subject when they were divided into 7 ranks from ``cold'' to ``hot''. It can be confirmed that the pulse wave amplitude changes in response to the change in pulse wave amplitude.Here, the VFP characteristic shows the correlation before implementation of this example, and the CV, characteristic shows the correlation obtained by implementing this example. By implementing this example, the correlation coefficient of the warm pulse wave amplitude (calculated by exponential interpolation) is increased from 0.914 to 0.97.
Improved to 2.

上記本発明を温感センサに適用したものを車両用空調装
置に実施した一例を第9図のブロック図を用いて説明す
る。
An example of a vehicle air conditioner in which the present invention is applied to a temperature sensor will be described with reference to the block diagram of FIG. 9.

例えば車両乗員の耳たぶに装着して耳たぶ内の細動脈の
血流脈波を第3図に示す脈波検出手段により光学的に検
出し、この脈波検出手段からの脈波信号を、第2図で説
明した耳たぶ厚さ補正手段によりその脈波振幅を補正す
る。すなわち、耳たぶ厚さ補正手段は、光学的に耳たぶ
の脈波を検出する脈波検出手段の光学的な検出誤差を補
正する手段で、人の違いや脈波検出手段の装着部位差に
よって生じる耳たぶ厚さの違いによる検出誤差を補正す
る。そして、この補正された脈波振幅に基づいて、先の
出1ll(特願平1−108101号)に示すように、
温感検出手段によって対応する温感を算出し、この温域
量によって、空調制御手段により乗員の温域を例えば暑
くも寒くもない無窓の状態になるように空調制御するも
のである。
For example, the pulse wave detection means shown in FIG. 3 is attached to the earlobe of a vehicle occupant, and the blood flow pulse wave in the arteriole within the earlobe is optically detected. The pulse wave amplitude is corrected by the earlobe thickness correction means explained in the figure. In other words, the earlobe thickness correction means is a means for correcting the optical detection error of the pulse wave detection means that optically detects the pulse wave of the earlobe. Corrects detection errors due to differences in thickness. Then, based on this corrected pulse wave amplitude, as shown in the previous publication 1ll (Japanese Patent Application No. 1-108101),
A corresponding thermal sensation is calculated by the thermal sensation detection means, and based on this temperature range amount, the air conditioning control means controls the air conditioning so that the temperature range of the occupant is, for example, in a windowless state that is neither hot nor cold.

上記構成の空調制御によれば、運転者あるいは乗員等に
脈波検出手段の被装着部における個体差があっても、精
度よく血流脈波の振幅を検出できるため、脈波の振幅量
から温感を検出しても太きく誤差を生じることもなく、
ひいては良好な空調制御が実現できる。
According to the air conditioning control with the above configuration, even if there are individual differences in the part to which the pulse wave detecting means is attached to the driver or passenger, the amplitude of the blood flow pulse wave can be detected with high accuracy. Even when detecting a warm sensation, there is no large error,
As a result, good air conditioning control can be achieved.

なお、車両用空調装置に限らず、各種の空調装置にも適
用できることは言うまでもない。
Note that it goes without saying that the present invention is applicable not only to vehicle air conditioners but also to various types of air conditioners.

また、上記実施例は脈波振幅から温感を検出する温域セ
ンサに適用するものであったが、生体の各種運動量を検
出するようにしたものにも適用可能である。
Moreover, although the above embodiment was applied to a temperature range sensor that detects a thermal sensation from pulse wave amplitude, it can also be applied to a sensor that detects various amounts of movement of a living body.

また、第3図に示すように、上記実施例では、密着渦巻
状の薄板バネを用いた接触圧一定構造を示したが、これ
に限定されるものではなく、接触圧が一定となる構造で
あれば、例えば、空気袋等を用いるものであっても良い
Further, as shown in FIG. 3, in the above embodiment, a structure in which the contact pressure is constant is shown using a tightly spiral thin plate spring, but the structure is not limited to this, and the structure in which the contact pressure is constant is not limited to this. If so, for example, an air bag or the like may be used.

さらに、上記実施例では発光ダイオード、ホトトランジ
スタからなる光電脈波式心拍センサを採用するものであ
ったが、これに限定されるものではなく、血流量変化を
検出する、例えば、血流のインピーダンス変化を検出す
るインピーダンスプレスチモ法等に採用することもでき
る。
Furthermore, although the above embodiment employs a photoplethysmographic heart rate sensor consisting of a light emitting diode and a phototransistor, the present invention is not limited to this; for example, a blood flow impedance sensor that detects changes in blood flow may be used. It can also be employed in the impedance plethysmography method, etc., which detects changes.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べた様に本発明による血流検出器は、生体の被装
着部の組織量の差異によって生じる脈波振幅への影響を
、脈波検出手段の生体への定圧荷重による装着および脈
波振幅補正手段の組織量信号による脈波振幅の補正によ
り除去するようにしているため、例えば生体の耳たぶ等
に装着する場合、この耳たぶ等の被装着部の厚さに拘わ
らず、血流脈波の振幅を精度よく検出することができる
という優れた効果がある。
As described above, the blood flow detector according to the present invention eliminates the influence on the pulse wave amplitude caused by the difference in the tissue amount of the part to which the living body is attached. Since it is removed by correcting the pulse wave amplitude using the tissue mass signal of the correction means, for example, when it is attached to the earlobe of a living body, the blood flow pulse wave is removed regardless of the thickness of the attached part such as the earlobe. This has an excellent effect in that the amplitude can be detected with high precision.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の基本構成図、第2図は本発明第1実施
例を適用した温域センサの電気回路ブロック図、第3図
は第2図に示すものの脈波検出手段の構造を示す断面図
、第4図は第2図に示す脈波検出手段からの脈波信号波
形図、第5図は脈波検出手段の生体への接触圧の脈波振
幅への影響を示す特性図、第6図は耳たぶ厚さの違いに
よる脈波振幅への光学的誤差特性を示す特性図、第7図
は、第2図中のcpu38の制御フローチャート、第8
図は脈波振幅と温感との相関を示す特性図、第9図は、
第2図に示すものを空調制御に用いた場合のブロック構
成図である。 31・・・ローパスフィルタ回路、33・・・ピークホ
ールド回路、34.35・・・差動増幅器、36・・・
基準値設定回路、37・・・A/D変換器、38・・・
cpu、100・・・クリップ、102・・・軸、10
4・・・定圧スプリング、105a・・・発光ダイオー
ド、105b・・・ホトトランジスタ。
FIG. 1 is a basic configuration diagram of the present invention, FIG. 2 is an electric circuit block diagram of a temperature range sensor to which the first embodiment of the present invention is applied, and FIG. 3 is a structure of the pulse wave detection means shown in FIG. 2. 4 is a pulse wave signal waveform diagram from the pulse wave detecting means shown in FIG. 2, and FIG. 5 is a characteristic diagram showing the influence of the contact pressure of the pulse wave detecting means on the living body on the pulse wave amplitude. , FIG. 6 is a characteristic diagram showing optical error characteristics to pulse wave amplitude due to differences in earlobe thickness, FIG. 7 is a control flowchart of CPU 38 in FIG. 2, and FIG.
The figure is a characteristic diagram showing the correlation between pulse wave amplitude and thermal sensation.
FIG. 3 is a block configuration diagram when the device shown in FIG. 2 is used for air conditioning control. 31...Low pass filter circuit, 33...Peak hold circuit, 34.35...Differential amplifier, 36...
Reference value setting circuit, 37... A/D converter, 38...
cpu, 100...clip, 102...axis, 10
4... constant pressure spring, 105a... light emitting diode, 105b... phototransistor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 生体の皮膚に定圧荷重を加えて挟持することにより装着
されて、該生体の心拍に対応した前記被装着部における
皮膚下の血流量の変化を検出し、脈波信号として発生す
る脈波検出手段と、 この脈波検出手段からの脈波信号に基づいて、生体の前
記被装着部における組織量に相当する組織量信号と、前
記血流量の変化に相当する脈波振幅とを演算し、この脈
波振幅を前記組織量信号によって補正して、この補正さ
れた脈波振幅を出力する脈波振幅補正手段とを備えるこ
とを特徴とする血流検出器。
[Scope of Claims] It is attached to the skin of a living body by applying a constant pressure load and clamping it, and detects changes in blood flow under the skin in the part to be worn corresponding to the heartbeat of the living body, and detects changes in blood flow under the skin in response to the heartbeat of the living body, and detects changes in blood flow under the skin in response to the heartbeat of the living body. A pulse wave detection means that generates a pulse wave signal, and a tissue amount signal corresponding to the tissue amount in the attached part of the living body, and a pulse wave amplitude corresponding to a change in the blood flow amount based on the pulse wave signal from the pulse wave detection means. A blood flow detector comprising pulse wave amplitude correction means for calculating the pulse wave amplitude, correcting the pulse wave amplitude using the tissue mass signal, and outputting the corrected pulse wave amplitude.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009132246A (en) * 2007-11-29 2009-06-18 Denso Corp Air conditioner
JP4954879B2 (en) * 2005-07-11 2012-06-20 パナソニック株式会社 ENVIRONMENT CONTROL DEVICE, ENVIRONMENT CONTROL METHOD, ENVIRONMENT CONTROL PROGRAM, AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM CONTAINING THE ENVIRONMENT CONTROL PROGRAM

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