JP2000166880A - Apparatus for detecting displacement of body surface - Google Patents
Apparatus for detecting displacement of body surfaceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、生体の心筋活動に
基づく体表面の変位を検出する体表面変位検出装置に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a body surface displacement detecting device for detecting body surface displacement based on myocardial activity of a living body.
【０００２】[0002]
【従来の技術】生体表面の微小変位を計測することは、
呼吸や心拍動に関する情報を非侵襲的に得るための重要
な手段である。たとえば、心筋活動に基づく胸壁面の振
動や血管拍動の検査は心機図検査として知られており、
従来より基礎および臨床医学分野において利用されてき
た。心機図のなかには、心尖拍動図や各種の脈波（頸動
脈波、頸静脈波、末梢動脈波、指尖脈波など）が含まれ
る。これらと心電図や心音図との同時記録を行ない、そ
の波形分析、時相分析を行なうことにより、心弁膜疾
患、原発性心筋症、虚血性心疾患、心不全、動脈硬化な
どの診断、とくに心機能検査や重症度判定を行なうこと
が可能とされている。また、測定の簡便さから、呼吸や
心拍のモニタリングに利用することも考えられる。2. Description of the Related Art Measuring minute displacement on the surface of a living body is
It is an important means to obtain information on respiration and heartbeat non-invasively. For example, examination of chest wall vibration and vascular pulsation based on myocardial activity is known as a cardiographic examination,
It has been used in basic and clinical medicine fields. The cardiogram includes an apical pulsation chart and various pulse waves (such as a carotid artery wave, a jugular vein wave, a peripheral arterial wave, and a fingertip pulse wave). Simultaneous recording of these with electrocardiograms and phonocardiograms and their waveform analysis and phase analysis are performed to diagnose valvular heart disease, primary cardiomyopathy, ischemic heart disease, heart failure, arteriosclerosis, etc. It is possible to perform tests and determine the severity. In addition, because of the simplicity of measurement, it can be used for monitoring breathing and heart rate.
【０００３】[0003]
【発明が解決すべき課題】上記心機図を測定する心機図
センサとしては、マイクロホン型トランスデューサが一
般に用いられている。しかしながら、心機図を測定する
ためには、比較的狭い所定部位の微小変位を測定する必
要があるため、このマイクロホン型トランスデューサ
は、体表面上の比較的狭い所定の押圧部位に装着される
必要がある。たとえば、頸動脈波を検出する場合は、頸
動脈の上部の体表面にマイクロホン型トランスデューサ
を装着する必要がある。少しずれた部位に装着された場
合、検出される体表面の変位は、目的とする脈波以外の
脈波の影響を大きく受けてしまう。すなわち、目的とす
る脈波成分が小さくなり、逆に、その脈波以外の脈波成
分が大きくなった合成波が検出されてしまう。たとえ
ば、上記頸動脈波を検出する場合に、装着部位が頸静脈
の上部側へ少しずれた場合は、頸静脈波の影響を強く受
けた頸動脈波、すなわち合成波が検出されてしまう。ま
た、心筋活動に基づく胸壁面の振動を測定する場合も、
測定部位によって波形が大きく異なる。そのため、従来
のマイクロホン型トランスデューサを用いて、所定部位
の微小変位を正確に測定することは比較的困難であっ
た。A microphone-type transducer is generally used as a cardiogram sensor for measuring the cardiogram. However, in order to measure a cardiogram, it is necessary to measure a small displacement of a relatively narrow predetermined part, so that the microphone type transducer needs to be mounted on a relatively narrow predetermined pressing part on the body surface. is there. For example, when detecting carotid artery waves, it is necessary to mount a microphone-type transducer on the body surface above the carotid artery. When the body is attached to a slightly displaced portion, the detected displacement of the body surface is greatly affected by a pulse wave other than the target pulse wave. That is, a composite wave in which the target pulse wave component becomes small, and conversely, the pulse wave component other than the pulse wave component becomes large is detected. For example, when the above-mentioned carotid artery wave is detected, if the attachment site is slightly shifted to the upper side of the jugular vein, a carotid artery wave strongly affected by the jugular vein wave, that is, a synthetic wave is detected. Also, when measuring chest wall vibration based on myocardial activity,
The waveform varies greatly depending on the measurement site. For this reason, it has been relatively difficult to accurately measure minute displacement at a predetermined site using a conventional microphone-type transducer.
【０００４】本発明は、以上の事情を背景として為され
たものであり、その目的とするところは、容易に所定部
位の微小変位を測定できる体表面変位検出装置を提供す
ることにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a body surface displacement detecting device capable of easily measuring a minute displacement of a predetermined portion.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための第１の手段】上記目的を達成す
るための第１発明の要旨とするところは、生体の心拍に
同期した周期的な体表面の変位を検出するための体表面
変位検出装置であって、(a)レーザー光を発光するレー
ザー発光素子を備えて、そのレーザー光を前記体表面上
に直線状の照射パターンで照射する照射装置と、(b) そ
の照射装置と前記体表面上に照射されたレーザー光によ
って形成される直線とを含む平面に対して所定距離離隔
した位置に設けられ、その直線状の照射パターンを光検
出素子の２次元平面状の光検出面上に結像させることに
より、その直線状の照射パターンでレーザー光が照射さ
れた体表面の変位を表す信号を出力する受光装置とを、
含むことにある。A first aspect of the present invention to achieve the above object is to provide a body surface displacement for detecting a periodic body surface displacement synchronized with a heartbeat of a living body. A detection device, (a) provided with a laser light emitting element that emits laser light, an irradiation device that irradiates the laser light on the body surface in a linear irradiation pattern, (b) the irradiation device and The linear irradiation pattern is provided at a position separated by a predetermined distance from a plane including a straight line formed by the laser light irradiated on the body surface, and the linear irradiation pattern is formed on the two-dimensional planar light detection surface of the light detection element. And a light-receiving device that outputs a signal representing the displacement of the body surface irradiated with the laser light in the linear irradiation pattern,
To include.
【０００６】[0006]
【第１発明の効果】このようにすれば、照射装置におい
て、レーザー発光素子から発光させられたレーザー光が
体表面上に直線状の照射パターンで照射され、その直線
状の照射パターンが、照射装置と体表面上に照射された
レーザー光によって形成される直線とを含む平面に対し
て所定距離離隔した位置に設けられた受光装置の２次元
平面状の光検出面に結像されることにより、直線状の照
射パターンでレーザー光が照射された体表面の変位を表
す信号が受光装置から出力されるので、厳密に測定部位
を決定しなくても、所定の測定部位を含むように大雑把
に測定範囲を決定することで、その所定部位の微小変位
を測定できる。According to the first aspect of the present invention, in the irradiation device, the laser light emitted from the laser light emitting element is irradiated on the body surface in a linear irradiation pattern, and the linear irradiation pattern is irradiated with the irradiation light. An image is formed on a two-dimensional planar light detection surface of a light receiving device provided at a position separated by a predetermined distance from a plane including the device and a straight line formed by a laser beam irradiated on the body surface. Since a signal representing the displacement of the body surface irradiated with the laser beam in a linear irradiation pattern is output from the light receiving device, the rough measurement is performed so as to include the predetermined measurement site without strictly determining the measurement site. By determining the measurement range, it is possible to measure the minute displacement of the predetermined portion.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための第２の手段】上記目的を達成す
るための第２発明の要旨とするところは、頸動脈波を検
出するために、生体の頸動脈の上部の体表面の変位を検
出する体表面変位検出装置であって、(a) レーザー光を
発光するレーザー発光素子を備えて、前記頸動脈と交差
するように、そのレーザー光を前記体表面上に直線状の
照射パターンで照射する照射装置と、(b) その照射装置
と前記体表面上に照射されたレーザー光によって形成さ
れる直線とを含む平面に対して所定距離離隔した位置に
設けられ、その直線状の照射パターンを光検出素子の２
次元平面状の光検出面上に結像させることにより、その
直線状の照射パターンでレーザー光が照射された体表面
の変位を表す信号を出力する受光装置と、(c) 前記体表
面上に形成された直線と前記頸動脈との間の距離を短く
するために、前記直線の周囲の体表面を押圧する押圧面
を備えた押圧装置とを、含むことにある。A second aspect of the present invention to achieve the above object is to detect a carotid artery wave by detecting a displacement of a body surface above a carotid artery of a living body. A body surface displacement detecting device for detecting, comprising: (a) a laser light emitting element that emits laser light, and the laser light is irradiated on the body surface in a linear irradiation pattern so as to cross the carotid artery. An irradiation device for irradiation, and (b) a linear irradiation pattern provided at a predetermined distance from a plane including the irradiation device and a straight line formed by the laser light irradiated on the body surface, and the linear irradiation pattern Is the photodetector element 2
By forming an image on a three-dimensional planar light detection surface, a light receiving device that outputs a signal representing displacement of the body surface irradiated with laser light in the linear irradiation pattern, and (c) on the body surface In order to shorten the distance between the formed straight line and the carotid artery, a pressing device having a pressing surface for pressing a body surface around the straight line is included.
【０００８】[0008]
【第２発明の効果】このようにすれば、照射装置におい
て、レーザー発光素子から発光させられたレーザー光
が、頸動脈と交差するように、体表面上に直線状の照射
パターンで照射され、その直線状の照射パターンが、照
射装置と体表面上に照射されたレーザー光によって形成
される直線とを含む平面に対して所定距離離隔した位置
に設けられた受光装置の２次元平面状の光検出面に結像
されることにより、直線状の照射パターンでレーザー光
が照射された体表面の変位を表す信号が受光装置から出
力される。加えて、体表面上に形成された直線の周囲
は、押圧装置の押圧面により押圧されて、直線と頸動脈
との間の距離が短くされているので、頸動脈の直上の体
表面の変位は、頸動脈以外の脈波、すなわち、頸静脈の
脈波の影響が少なくなる。従って、厳密に測定部位を決
定しなくても、頸動脈の上部を含むように大雑把に測定
範囲を決定することで、正確に頸動脈波が測定できる。According to the second aspect of the present invention, in the irradiation device, the laser light emitted from the laser light emitting element is irradiated on the body surface in a linear irradiation pattern so as to cross the carotid artery, The two-dimensional planar light of the light receiving device provided at a position separated by a predetermined distance from a plane including the irradiation device and a straight line formed by the laser light irradiated on the body surface, in which the linear irradiation pattern is provided. By forming an image on the detection surface, a signal representing the displacement of the body surface irradiated with the laser light in a linear irradiation pattern is output from the light receiving device. In addition, the circumference of the straight line formed on the body surface is pressed by the pressing surface of the pressing device, and the distance between the straight line and the carotid artery is shortened. The effect of pulse waves other than the carotid artery, that is, the pulse wave of the jugular vein, is reduced. Therefore, even if the measurement site is not strictly determined, the carotid artery wave can be accurately measured by roughly determining the measurement range so as to include the upper part of the carotid artery.
【０００９】[0009]
【発明の他の態様】ここで、好適には、前記照射装置
は、レーザー光を発光する一つのレーザー発光素子と、
そのレーザー発光素子と前記体表面との間に設けられ
て、そのレーザー発光素子から発光されるレーザー光を
偏向して、そのレーザー光を前記体表面上に直線状に照
射させる光偏向素子とを含むものである。このようにす
れば、複数のレーザー発光素子を直線状に備えて、その
複数のレーザー発光素子により体表面上に直線状の照射
パターンを形成する装置に比較して、レーザー発光素子
が一つで済む利点がある。In another embodiment of the present invention, preferably, the irradiation device includes one laser light emitting element that emits laser light;
An optical deflection element provided between the laser light emitting element and the body surface, deflecting laser light emitted from the laser light emitting element, and irradiating the laser light linearly onto the body surface. Including. In this way, compared to an apparatus that includes a plurality of laser light emitting elements in a straight line and forms a linear irradiation pattern on the body surface using the plurality of laser light emitting elements, only one laser light emitting element is used. There is an advantage.
【００１０】また、好適には、前記光偏向素子は、前記
レーザー発光素子から発光されるレーザー光を電気光学
的、或いは音響光学的に偏向することにより、そのレー
ザー光を前記体表面上に直線状に照射させるものであ
る。このようにすれば、レーザー光を偏向せさるための
可動機械部品が不要となり、光偏向素子が小型となる利
点がある。Preferably, the light deflecting element linearly deflects the laser light emitted from the laser light emitting element onto the body surface by deflecting the laser light electro-optically or acousto-optically. Irradiation in a shape. This eliminates the need for a movable mechanical part for deflecting the laser light, and has the advantage of reducing the size of the light deflecting element.
【００１１】また、好適には、前記受光装置は、長手方
向の長さが前記体表面に形成される直線の長さ以上であ
る光検出面を備えて、その直線と平行且つ前記平面から
所定距離離隔した位置に設けられた２次元位置検出用半
導体位置検出器と、その２次元位置検出用半導体位置検
出器と前記直線との間に設けられ、前記体表面からの散
乱光を上記２次元位置検出用半導体位置検出器の光検出
面上に集光させるための凸レンズとを備えたものであ
る。このようにすれば、２次元位置検出用半導体位置検
出器によりレーザー光が照射された範囲の体表面の変位
が測定されるので、ＣＣＤ等の分割型イメージセンサを
用いる場合と異なり、電気的な走査が不要となる利点が
ある。Preferably, the light receiving device includes a light detection surface having a length in a longitudinal direction that is equal to or longer than a length of a straight line formed on the body surface. A two-dimensional position detecting semiconductor position detector provided at a position separated by a distance, and a two-dimensional position detecting semiconductor position detector provided between the two-dimensional position detecting semiconductor position detector and the straight line; A convex lens for condensing light on the light detection surface of the position detection semiconductor position detector. In this way, the displacement of the body surface in the range irradiated with the laser beam is measured by the two-dimensional position detecting semiconductor position detector. There is an advantage that scanning is unnecessary.
【００１２】また、好適には、前記体表面変位検出装置
は、前記受光装置により検出された体表面の変位に基づ
いて、最も大きい変位を示す測定位置の変位を目的部位
の脈動を最もよく表す最適脈波に決定する最適脈波決定
手段をさらに含むものである。このようにすれば、最適
脈波決定手段により、目的部位の脈動を最もよく表す最
適脈波が自動的に決定されることから、その最適脈波を
用いて正確な診断を行なうことができる。[0012] Preferably, the body surface displacement detecting device best represents the displacement of the measurement position showing the largest displacement based on the displacement of the body surface detected by the light receiving device, as the pulsation of the target part. It further includes an optimal pulse wave determining means for determining an optimal pulse wave. According to this configuration, the optimum pulse wave determining means automatically determines the optimum pulse wave that best represents the pulsation of the target portion, so that accurate diagnosis can be performed using the optimum pulse wave.
【００１３】また、好適には、前記体表面変位検出装置
は、前記照射装置および前記受光装置とを備えて前記生
体の所定部位に装着される体表面変位センサをさらに含
むものである。このようにすれば、生体が体動しても、
照射装置および受光装置の測定範囲に対する相対位置が
変化しないので、測定範囲がずれない利点がある。Preferably, the body surface displacement detecting device further includes a body surface displacement sensor provided with the irradiation device and the light receiving device and mounted on a predetermined portion of the living body. In this way, even if the living body moves,
Since the relative positions of the irradiation device and the light receiving device with respect to the measurement range do not change, there is an advantage that the measurement range does not shift.
【００１４】また、好適には、前記押圧装置は、前記押
圧面により開口が形成されるものであり、その押圧装置
の開口面を塞ぎ、前記体表面に密着させられる可撓性膜
がさらに備えられる。このようにすれば、可撓性膜によ
っても頸動脈が押圧され、頸動脈とその直上の体表面と
の間の距離が一層短くされるので、頸動脈の直上の体表
面の変位は、頸静脈の影響が一層少なくなり、一層正確
な頸動脈波を測定することができる。[0014] Preferably, the pressing device has an opening formed by the pressing surface, and further includes a flexible film that closes the opening surface of the pressing device and is brought into close contact with the body surface. Can be In this way, the carotid artery is pressed by the flexible membrane, and the distance between the carotid artery and the body surface immediately above the carotid artery is further shortened. Of the carotid artery wave can be measured more accurately.
【００１５】また、好適には、前記押圧装置は、一方が
開口するハウジングであり、このハウジングの開口周縁
に設けられた平面で前記体表面上の直線の周囲を押圧す
るものである。このようにすれば、押圧面が装着部位の
体表面に沿った曲面である場合に比較して、頸動脈とそ
の直上の体表面との間の距離を短くすることができるの
で、一層正確な頸動脈波を測定することができる。[0015] Preferably, the pressing device is a housing having one opening, and the pressing device presses the periphery of a straight line on the body surface with a flat surface provided on the periphery of the opening of the housing. In this way, the distance between the carotid artery and the body surface immediately above the carotid artery can be shortened, as compared with the case where the pressing surface is a curved surface along the body surface of the wearing site, so that more accurate Carotid artery waves can be measured.
【００１６】[0016]
【発明の好適な実施の形態】以下、本発明の一実施例を
図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明が適用
された体表面変位検出装置１０の構成を説明するブロッ
ク図である。Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a body surface displacement detection device 10 to which the present invention has been applied.
【００１７】図１において、体表面変位センサ１２は、
たとえば、生体の胸部、頸部、前腕部、指尖部等の体表
面に装着されて、その体表面の変位を検出するものであ
り、本実施例では、図示しない装着バンドにより、頸動
脈１４および頸静脈１５の上部の体表面１６に装着され
ている。なお、上記体表面変位センサ１２は、図示しな
い粘着テープにより体表面上に装着されるものであって
もよいし、胸壁面の変位を検出する場合であって、被験
者が仰臥位であり且つ体動が比較的安定していれば、単
に胸壁面に載置されることにより、その体表面上に装着
されてもよい。In FIG. 1, the body surface displacement sensor 12 is
For example, it is attached to the body surface such as the chest, neck, forearm, and fingertip of a living body to detect displacement of the body surface. In this embodiment, the carotid artery 14 And on the body surface 16 above the jugular vein 15. The body surface displacement sensor 12 may be mounted on the body surface with an adhesive tape (not shown), or may be used to detect displacement of the chest wall, and the subject may be in a supine position and If the movement is relatively stable, it may be mounted on the body surface simply by being placed on the chest wall.
【００１８】上記体表面変位センサ１２は、図２の体表
面変位センサ１２の内部の構成を示す斜視図に詳しく示
すように、押圧装置として機能する直方体状のハウジン
グ１８と、そのハウジング１８に収容された状態で設け
られた照射装置１９および受光装置２０とを備えて構成
されている。As shown in detail in the perspective view showing the internal structure of the body surface displacement sensor 12 in FIG. 2, the body surface displacement sensor 12 has a rectangular parallelepiped housing 18 functioning as a pressing device, and is housed in the housing 18. It is provided with an irradiation device 19 and a light receiving device 20 which are provided in a state where they are mounted.
【００１９】上記ハウジング１８は、長方形状の一対の
対向する縦側壁２２と、同じく長方形状の横側壁２４と
が、直角に交差した状態で結合された中空の四角柱状を
形成し、その四角柱の上面に上壁２６が設けられてい
る。ハウジング１８の開口した下面には、上壁２６と平
行となるように、且つハウジング１８の開口を狭める方
向に、一対の平板２７が固設され、ハウジング１８の開
口を狭めている。そして、上記縦側壁２２および横側壁
２４の体表面１６と接する面、および平板２７の体表面
１６と接する面により、体表面１６を押圧する平面状の
押圧面２８が形成されている。また、上記一対の縦側壁
２２の略中間位置には、ハウジング１８の上壁２６と接
するように中間壁２９が備えられている。The housing 18 has a hollow rectangular column shape in which a pair of rectangular vertical side walls 22 facing each other and a rectangular horizontal side wall 24 are connected at right angles to each other. The upper wall 26 is provided on the upper surface of the. A pair of flat plates 27 is fixed on the open lower surface of the housing 18 so as to be parallel to the upper wall 26 and in a direction to narrow the opening of the housing 18, thereby narrowing the opening of the housing 18. A plane pressing surface 28 for pressing the body surface 16 is formed by a surface of the vertical side wall 22 and the side wall 24 that is in contact with the body surface 16 and a surface of the flat plate 27 that is in contact with the body surface 16. An intermediate wall 29 is provided at a substantially intermediate position between the pair of vertical side walls 22 so as to be in contact with the upper wall 26 of the housing 18.
【００２０】前記照射装置１９は、レーザー発光素子３
０および光偏向素子３２から構成されて、レーザー発光
素子３０から発光されたレーザー光を体表面１６上に直
線状の照射パターンで照射し、その直線状の照射パター
ンとレーザー光とを含む平面が体表面１６に対して略垂
直を成すように配置されている。The irradiating device 19 includes a laser light emitting element 3
The laser light emitted from the laser light emitting element 30 is irradiated on the body surface 16 in a linear irradiation pattern, and a plane including the linear irradiation pattern and the laser light is formed. It is arranged to be substantially perpendicular to the body surface 16.
【００２１】すなわち、レーザー発光素子３０は、生体
の皮膚に影響を与えない比較的弱い単一のレーザー光を
発光するものであり、たとえば、ヘリウム−ネオンレー
ザーが用いられ、６３２．８nmの波長、ビーム径１mm、
光出力１mVのレーザー光を発光し、そのレーザー光がハ
ウジング１８の開口面に対して垂直となるように、上記
中間壁２９の上端部中央に固設されている。そして、光
偏向素子３２は、直方体形状を有し、レーザー発光素子
３０よりも体表面１６側、且つそのレーザー発光素子３
０から出力されたレーザー光が長手方向の略中央に入射
され、さらにその長手方向がハウジング１８の開口面と
平行となるように、上記中間壁２９のレーザー発光素子
３０が固設された側の面に固設されている。That is, the laser light emitting element 30 emits a single relatively weak laser light which does not affect the skin of a living body. For example, a helium-neon laser is used, and a wavelength of 632.8 nm is used. Beam diameter 1mm,
A laser beam having an optical output of 1 mV is emitted, and is fixed to the center of the upper end of the intermediate wall 29 so that the laser beam is perpendicular to the opening surface of the housing 18. The light deflecting element 32 has a rectangular parallelepiped shape, and is closer to the body surface 16 than the laser light emitting element 30 and the laser light emitting element 3
The laser light output from the intermediate wall 29 is fixed on the side of the intermediate wall 29 on which the laser light emitting element 30 is fixed so that the laser light output from the laser beam 0 is incident on substantially the center of the longitudinal direction and the longitudinal direction is parallel to the opening surface of the housing 18. It is fixed on the surface.
【００２２】この光偏向素子３２は、たとえば音響光学
光偏向素子であり、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ
Ｏ3 ）、二酸化テルル（ＴｅＯ2 ）、モリブデン酸鉛
（ＰｂＭｏＯ 4 ）等の、電圧を印加すると結晶がひずむ
という圧電性を持つ材料から構成される直方体形状の結
晶体３４と、その結晶体３４の一方の側面に備えられた
圧電トランスデューサ３６と、他方の側面に備えられた
吸収材３８とを備えて構成され、上記レーザー発光素子
３０から出力されたレーザー光を偏向して、そのレーザ
ー光を体表面１６上に照射せさ、体表面１６のハウジン
グ１８で囲まれた部分の略中央に直線４０を形成させ
る。The light deflection element 32 is, for example, an acousto-optic
An optical deflecting element, which is made of lithium niobate (LiNb
OThree), Tellurium dioxide (TeOTwo), Lead molybdate
(PbMoO FourThe crystal is distorted when voltage is applied
Rectangular parallelepiped made of piezoelectric material
And a crystal body 34 provided on one side of the crystal body 34
Piezoelectric transducer 36, provided on the other side
The laser light emitting device
30 deflects the laser light output from the
Irradiating the light onto the body surface 16,
A straight line 40 is formed substantially at the center of the portion surrounded by
You.
【００２３】すなわち、上記圧電トランスデューサ３６
に数十ＭＨｚからＧＨｚ帯の高周波電圧が印加される
と、その周波数で結晶体３４が振動し、弾性波（超音
波）が発生する。そして、その弾性波に伴うひずみによ
り屈折率が変化するので、光偏向素子３２に入射された
レーザー発光素子３０からのレーザー光は、屈折させら
れて体表面１６上に照射される。結晶体３４のひずみは
弾性波に起因して変化することから、結晶体３４の屈折
率は弾性波の周波数に比例する。すなわち、圧電トラン
スデューサ３６に印加される高周波電圧の周波数によ
り、結晶体３４の屈折率が変化させられるので、レーザ
ー発光素子３０から出力されたレーザー光が体表面１６
に直線状に照射されて体表面１６に直線４０が形成され
る。このようにして、体表面１６に対して垂直にレーザ
ー光を照射することで、心拍に同期して体表面１６が変
位しても、体表面１６上の同じ場所に直線４０が形成さ
れる。なお、この直線４０は、圧電トランスデューサ３
６に印加される高周波電圧の周波数を制御することによ
り、前記横側壁２４の幅方向の長さよりも短い長さ（た
とえば３ｃｍ程度）となるようにされる。That is, the piezoelectric transducer 36
When a high-frequency voltage in the range of several tens of MHz to GHz is applied to the crystal, the crystal 34 vibrates at that frequency, and an elastic wave (ultrasonic wave) is generated. Since the refractive index changes due to the strain caused by the elastic wave, the laser light from the laser light emitting element 30 incident on the light deflecting element 32 is refracted and irradiated onto the body surface 16. Since the strain of the crystal 34 changes due to the elastic wave, the refractive index of the crystal 34 is proportional to the frequency of the elastic wave. That is, the refractive index of the crystal body 34 is changed by the frequency of the high-frequency voltage applied to the piezoelectric transducer 36, so that the laser light output from the laser light emitting element 30
Is irradiated in a straight line to form a straight line 40 on the body surface 16. By irradiating the laser beam perpendicularly to the body surface 16 in this manner, a straight line 40 is formed at the same place on the body surface 16 even if the body surface 16 is displaced in synchronization with the heartbeat. Note that this straight line 40 is
By controlling the frequency of the high-frequency voltage applied to 6, the length of the side wall 24 is made shorter (for example, about 3 cm) than the length in the width direction.
【００２４】前記受光装置２０は、凸レンズ４２、２次
元位置検出用半導体位置検出器（２次元ＰＳＤ）４３と
を備えて構成されている。その２次元ＰＳＤ４３は、直
線４０と平行となるように、中間壁２９に対して垂直な
２つの縦側壁２２に挟持される状態で、その２つの縦側
壁２２に固設され、さらに、２次元ＰＳＤ４３は、前記
一対の横側壁２４のうちの、中間壁２９のレーザー発光
素子３０が固設されている側の面と対向する横側壁２４
に、２次元ＰＳＤ４３の長手方向の一辺が接触させられ
るように位置させられることにより、照射装置１９と直
線４０とを含む平面から離隔して位置されている。The light receiving device 20 includes a convex lens 42 and a two-dimensional position detecting semiconductor position detector (two-dimensional PSD) 43. The two-dimensional PSD 43 is fixed to the two vertical side walls 22 while being sandwiched between the two vertical side walls 22 perpendicular to the intermediate wall 29 so as to be parallel to the straight line 40. The PSD 43 is a side wall 24 of the pair of side walls 24 facing the surface of the intermediate wall 29 on which the laser light emitting element 30 is fixed.
The two-dimensional PSD 43 is positioned so that one side in the longitudinal direction of the PSD 43 is brought into contact with the two-dimensional PSD 43, so that the two-dimensional PSD 43 is separated from the plane including the irradiation device 19 and the straight line 40.
【００２５】また、上記２次元ＰＳＤ４３は、ハウジン
グ１８の開口面に対して所定の仰角、たとえば３０度、
を成すように傾けられ、ハウジング１８の開口面と対向
する面には、長手方向の長さが直線４０の長さ以上の長
方形状に光検出素子が配置された光検出面４６が備えら
れている。The two-dimensional PSD 43 has a predetermined elevation angle with respect to the opening surface of the housing 18, for example, 30 degrees.
A light detection surface 46 on which a light detection element is arranged in a rectangular shape having a longitudinal length equal to or longer than the length of the straight line 40 is provided on a surface opposed to the opening surface of the housing 18. I have.
【００２６】前記凸レンズ４２は、縦側壁２２に基部が
固定された図示しないレンズマウントに把持されること
により、２次元ＰＳＤ４３と直線４０との間に位置させ
られて、体表面１６上に形成された直線４０を２次元Ｐ
ＳＤ４３の光検出面４６上に結像させる。The convex lens 42 is formed between the two-dimensional PSD 43 and the straight line 40 by being gripped by a lens mount (not shown) having a base fixed to the vertical side wall 22 and formed on the body surface 16. Line 40
An image is formed on the light detection surface 46 of the SD 43.
【００２７】ここで、２次元ＰＳＤ４３の光検出面４６
上に体表面１６の直線４０範囲からの散乱光が受光され
ることによって、その直線状の照射パターンでレーザー
光が照射された体表面１６の変位が検出される原理を説
明する。図３は、図２のＡ−Ａ線断面を示す端面図であ
る。（なお、図３においては、体表面１６の変位が検出
される原理を分かり易くするため、体表面１６の変位が
実際よりも大きく表現されている。）体表面１６にレー
ザー発光素子３０から発光されたレーザー光が照射され
ると、体表面１６には散乱性の光スポット４８が生じ
る。（すなわち、直線４０は光スポット４８の集合であ
る。）散乱されたレーザー光は凸レンズ４２により集光
され、２次元ＰＳＤ４３の光検出面４６上に光点５０と
して結像される。レーザー光方向への体表面１６の変位
は、その光点５０位置を変化させ、２次元ＰＳＤ４３で
は、光点５０の位置と図示しない２次元ＰＳＤ４３の両
端の電極での距離に逆比例した２つの変位電流Ｉ1 、Ｉ
2 が出力される。直線４０の他の位置に生じた光スポッ
ト４８も同様に、凸レンズ４２により集光され、光検出
面４６の長手方向において他の位置に光点５０を結像す
るので、直線４０の変位が検出される。なお、上記２次
元ＰＳＤ４３は、自動的に光検出面４６上の光点５０の
重心位置を検出することから、凸レンズ４２による結像
が不完全であっても問題がない。また、２次元ＰＳＤ４
３は、照射装置１９と直線４０とを含む平面から所定距
離離隔して位置されている、すなわち、照射装置１９と
直線４０とを含む平面上に位置していないので、それぞ
れの測定位置からの変位が正確に検出できる。Here, the light detection surface 46 of the two-dimensional PSD 43
The principle in which the scattered light from the range of the straight line 40 on the body surface 16 is received, and the displacement of the body surface 16 irradiated with the laser beam in the linear irradiation pattern will be described. FIG. 3 is an end view showing a cross section taken along line AA of FIG. (Note that, in FIG. 3, the displacement of the body surface 16 is expressed larger than the actual one in order to make the principle of detecting the displacement of the body surface 16 easier to understand.) The laser light emitting element 30 emits light to the body surface 16 When the irradiated laser light is irradiated, a scattered light spot 48 is generated on the body surface 16. (That is, the straight line 40 is a set of light spots 48.) The scattered laser light is condensed by the convex lens 42 and is imaged as a light spot 50 on the light detection surface 46 of the two-dimensional PSD 43. The displacement of the body surface 16 in the direction of the laser beam changes the position of the light spot 50, and in the two-dimensional PSD 43, two positions inversely proportional to the position of the light spot 50 and the distance between the electrodes at both ends of the two-dimensional PSD 43 (not shown). Displacement currents I 1 , I
2 is output. Similarly, the light spot 48 generated at another position of the straight line 40 is also condensed by the convex lens 42 and forms an image of the light spot 50 at another position in the longitudinal direction of the light detection surface 46, so that the displacement of the straight line 40 is detected. Is done. Since the two-dimensional PSD 43 automatically detects the position of the center of gravity of the light spot 50 on the light detection surface 46, there is no problem even if the image formation by the convex lens 42 is incomplete. In addition, two-dimensional PSD4
3 is located at a predetermined distance from the plane including the irradiation device 19 and the straight line 40, that is, not located on the plane including the irradiation device 19 and the straight line 40, Displacement can be accurately detected.
【００２８】図１に戻って、２次元ＰＳＤ４３から出力
される２つの変位電流Ｉ1 、Ｉ2 は、信号処理回路５２
において、電流電圧変換されて２つの電圧Ｖ1 、Ｖ2 と
され、さらに（Ｖ1 −Ｖ2 ）／（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）に比例す
る電圧値すなわち変位信号Ｓｄとして出力される。Returning to FIG. 1, the two displacement currents I 1 and I 2 outputted from the two-dimensional PSD 43 are
, The current and voltage are converted into two voltages V 1 and V 2, and further outputted as a voltage value proportional to (V 1 −V 2 ) / (V 1 + V 2 ), that is, a displacement signal Sd.
【００２９】上記信号処理回路５２から出力された変位
信号Ｓｄは、バンドパスフィルタ５４により、背景光ノ
イズや回路ドリフトなどの雑音成分が除去されてサンプ
ルホールド回路５６およびＡ／Ｄ変換器５８を介して電
子制御装置６０へ供給される。上記サンプルホールド回
路５６は、入力された変位信号ＳｄをＡ／Ｄ変換器５８
へ出力する際に、前回出力した変位信号Ｓｄにおける変
換作動が終了するまで、次に出力する変位信号Ｓｄを保
持するためのものである。From the displacement signal Sd output from the signal processing circuit 52, noise components such as background light noise and circuit drift are removed by a band-pass filter 54, and the displacement signal Sd passes through a sample-and-hold circuit 56 and an A / D converter 58. To the electronic control unit 60. The sample hold circuit 56 converts the input displacement signal Sd into an A / D converter 58.
When the output is performed, the displacement signal Sd to be output next is held until the conversion operation of the previously output displacement signal Sd is completed.
【００３０】上記電子制御装置６０は、ＣＰＵ６２、Ｒ
ＯＭ６４、ＲＡＭ６６、および図示しないＩ／Ｏポート
等を備えた所謂マイクロコンピュータにて構成されてお
り、ＣＰＵ６２は、ＲＯＭ６４に予め記憶されたプログ
ラムに従ってＲＡＭ６６の記憶機能を利用しつつ信号処
理を実行することにより、変位信号Ｓｄが表す体表面の
変位、すなわち脈波を表示器６８に表示させるととも
に、図示しないＩ／Ｏポートから駆動信号および周波数
制御信号を出力して、駆動回路７０および周波数変換器
７２を制御する。The electronic control unit 60 includes a CPU 62, R
The microcomputer 62 includes a so-called microcomputer including an OM 64, a RAM 66, an I / O port (not shown), and the like. The CPU 62 executes signal processing while utilizing a storage function of the RAM 66 in accordance with a program stored in the ROM 64 in advance. As a result, the displacement of the body surface represented by the displacement signal Sd, that is, the pulse wave is displayed on the display 68, and a drive signal and a frequency control signal are output from an I / O port (not shown), so that the drive circuit 70 and the frequency converter 72 Control.
【００３１】駆動回路７０は、上記電子制御装置６０か
らの駆動信号に従って、レーザー発光素子３０から連続
的にレーザー光を発光させ、周波数変換器７２は、上記
電子制御装置６０からの周波数制御信号に従って、交流
電源７４の電源周波数を変化させて、圧電トランスデュ
ーサ３６に供給する。The drive circuit 70 continuously emits laser light from the laser light emitting element 30 according to the drive signal from the electronic control unit 60, and the frequency converter 72 according to the frequency control signal from the electronic control unit 60. The power supply frequency of the AC power supply 74 is changed and supplied to the piezoelectric transducer 36.
【００３２】図４は、上記体表面変位検出装置１０にお
ける電子制御装置６０の制御機能の要部を説明する機能
ブロック線図である。図４において、発光制御手段８０
は、駆動回路７０に駆動信号を出力して、レーザー発光
素子３０からレーザー光を発光させる。偏向制御手段８
２は、周波数変換器７２に予め定められた周波数制御信
号を出力して、周波数変換器７２において発生させられ
る高周波電圧の周波数を制御する。FIG. 4 is a functional block diagram illustrating a main control function of the electronic control unit 60 in the body surface displacement detecting device 10. As shown in FIG. Referring to FIG.
Outputs a drive signal to the drive circuit 70 to cause the laser light emitting element 30 to emit laser light. Deflection control means 8
2 outputs a predetermined frequency control signal to the frequency converter 72 to control the frequency of the high-frequency voltage generated in the frequency converter 72.
【００３３】全脈波表示手段８４は、電子制御装置６０
に供給される変位信号Ｓｄが表す直線４０の全範囲の変
位、すなわち直線４０の全範囲の脈動を表示器６８に表
示させる。図５は、上記全脈波表示手段８４により表示
器６８に表示される脈波の一例を示す図であり、体表面
変位センサ１２が、図２に示されたように頸動脈１４お
よび頸静脈１５の上部の体表面１６に装着された場合
に、上記全脈波表示手段８４により表示器６８に表示さ
れる脈波を示している。図５には、ａ点およびｂ点の２
つの測定位置を中心として、比較的よく分離された２つ
の脈動が観測される。すなわち、頸動脈１４および頸静
脈１５の脈動に対応する２つの脈動を同時に観測するこ
とができる。The whole pulse wave display means 84 is provided by the electronic control unit 60.
Is displayed on the display 68, showing the displacement of the entire range of the straight line 40 represented by the displacement signal Sd supplied to the display 68, that is, the pulsation of the whole range of the straight line 40. FIG. 5 is a diagram showing an example of a pulse wave displayed on the display 68 by the whole pulse wave display means 84. The body surface displacement sensor 12 detects the carotid artery 14 and the jugular vein as shown in FIG. 15 shows a pulse wave displayed on the display 68 by the all-pulse-wave display means 84 when worn on the body surface 16 on the upper part of the fifteen. FIG. 5 shows two points a and b.
Two relatively well-separated pulsations around one measurement location are observed. That is, two pulsations corresponding to the pulsations of the carotid artery 14 and the jugular vein 15 can be simultaneously observed.
【００３４】図６は、体表面変位センサ１２を図２のＢ
−Ｂ線で切断した断面図であり、全脈波表示手段８４に
おいて図５に示されるように、頸動脈１４の脈動および
頸静脈１５の脈動が比較的よく分離されて観測される理
由を説明するための図である。図６に示されるように、
ハウジング１８の平面状の押圧面２８が体表面１６を押
圧すると、体表面１６上に形成される直線４０と、頸動
脈１４および頸静脈１５との間の距離は短くなる。従っ
て、ａ点での体表面１６の変位は、頸動脈１４の脈動の
影響が相対的に増加し、ｂ点での体表面１６の変位は、
頸静脈１５の脈動の影響が相対的に増加する。なお、直
線４０と平板２７との距離Ｄが短いほど、直線４０と、
頸動脈１４および頸静脈１５との間の距離を短くするこ
とができるが、あまり直線４０と平板２７との距離Ｄが
短いと、直線４０が形成された体表面１６の変位が制限
されてしまうため、直線４０と平板２７との距離Ｄは、
直線４０が形成された体表面１６の変位を制限しない範
囲で、最も短くなる値に実験的に決定される。FIG. 6 shows the body surface displacement sensor 12 as shown in FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line B, which explains the reason why the pulsation of the carotid artery 14 and the pulsation of the jugular vein 15 are observed in a relatively well separated manner as shown in FIG. FIG. As shown in FIG.
When the flat pressing surface 28 of the housing 18 presses the body surface 16, the distance between the straight line 40 formed on the body surface 16 and the carotid artery 14 and the jugular vein 15 decreases. Accordingly, the displacement of the body surface 16 at the point a is relatively affected by the pulsation of the carotid artery 14, and the displacement of the body surface 16 at the point b is
The influence of the pulsation of the jugular vein 15 relatively increases. The shorter the distance D between the straight line 40 and the flat plate 27 is,
Although the distance between the carotid artery 14 and the jugular vein 15 can be shortened, if the distance D between the straight line 40 and the flat plate 27 is too short, the displacement of the body surface 16 on which the straight line 40 is formed is limited. Therefore, the distance D between the straight line 40 and the flat plate 27 is
In a range where the displacement of the body surface 16 on which the straight line 40 is formed is not limited, the shortest value is experimentally determined.
【００３５】最適脈波決定手段８６は、電子制御装置６
０に供給される変位信号Ｓｄに基づいて、最も大きい変
位を示す測定位置の変位を目的部位の脈動を最もよく表
す最適脈波に決定する。たとえば、頸動脈１４の脈動を
観測する場合において、図５に示される変位が検出され
た場合、最も振幅の大きいａ点の変位を表す脈波を最適
脈波（すなわち、本実施例では頸動脈波）に決定する。The optimal pulse wave determining means 86 is provided by the electronic control unit 6
Based on the displacement signal Sd supplied to 0, the displacement of the measurement position showing the largest displacement is determined as the optimal pulse wave that best represents the pulsation of the target site. For example, when the pulsation of the carotid artery 14 is observed, if the displacement shown in FIG. 5 is detected, the pulse wave representing the displacement at the point a having the largest amplitude is set to the optimal pulse wave (that is, the carotid artery in the present embodiment). Wave).
【００３６】最適脈波表示手段８８は、上記最適脈波決
定手段８６において決定された最適脈波を表示器６８に
表示する。図７には、最適脈波表示手段８８において表
示される頸動脈波が示されている。すなわち、図７は、
図５の測定位置ａ点における時間−振幅強度平面の脈波
を表している。The optimum pulse wave display means 88 displays the optimum pulse wave determined by the optimum pulse wave determination means 86 on the display 68. FIG. 7 shows a carotid artery wave displayed on the optimum pulse wave display means 88. That is, FIG.
FIG. 6 shows a pulse wave on a time-amplitude intensity plane at a measurement point a in FIG. 5.
【００３７】図８は、上記電子制御装置６０の制御作動
の一例であって、その要部を説明するフローチャートで
ある。図８において、図示しない初期処理ステップにお
いてタイマの内容がクリアされた後、発光制御手段８０
に対応するステップ（以下、ステップを省略する。）Ｓ
１では、駆動信号の出力が開始される。すなわち、駆動
信号が駆動回路７０に供給されて、その駆動回路７０が
レーザー発光素子３０から連続的にレーザー光を発光さ
せる。FIG. 8 is an example of a control operation of the electronic control unit 60, and is a flow chart for explaining a main part thereof. In FIG. 8, after the contents of the timer are cleared in an initial processing step (not shown), the light emission control means 80
(Steps will be omitted below) S
At 1, output of the drive signal is started. That is, a drive signal is supplied to the drive circuit 70, and the drive circuit 70 causes the laser light emitting element 30 to continuously emit laser light.
【００３８】続く偏向制御手段８２に対応するＳ２で
は、周波数変換器７２において連続的に周波数を変化さ
せるために予め定められた周波数制御信号の出力が開始
される。すなわち、周波数制御信号が周波数変換器７２
に供給されることにより、予め定められた所定周波数範
囲を連続的に変化する高周波電圧が発生され、その高周
波電圧が圧電トランスデューサ３６に印加されることに
より、結晶体３４が振動して、レーザー発光素子３０か
ら発光させられたレーザー光が偏向させられて、体表面
１６に直線状に照射される。すなわち、そのレーザー光
により体表面１６に直線４０が形成される。At S2 corresponding to the deflection control means 82, the frequency converter 72 starts outputting a predetermined frequency control signal for continuously changing the frequency. That is, the frequency control signal is
, A high-frequency voltage that continuously changes in a predetermined frequency range is generated. When the high-frequency voltage is applied to the piezoelectric transducer 36, the crystal body 34 vibrates, and the laser light is emitted. The laser light emitted from the element 30 is deflected and linearly applied to the body surface 16. That is, a straight line 40 is formed on the body surface 16 by the laser light.
【００３９】続いて最適脈波決定手段８６に対応するＳ
３乃至Ｓ６が実行される。まず、Ｓ３では、前記信号処
理回路５２から出力された変位信号Ｓｄが読み込まれ、
続くＳ４では、予め脈拍の数拍分に設定された所定時間
が経過したか否かが判断される。このＳ４の判断が否定
されるうちは、上記Ｓ３以降が繰り返し実行されること
により、変位信号Ｓｄの読み込みが継続される。しか
し、上記Ｓ４の判断が肯定された場合は、Ｓ５以降が実
行される。Subsequently, S corresponding to the optimum pulse wave determining means 86
Steps 3 to S6 are executed. First, in S3, the displacement signal Sd output from the signal processing circuit 52 is read,
In subsequent S4, it is determined whether or not a predetermined time set in advance for several pulse beats has elapsed. While the determination in S4 is denied, the reading of the displacement signal Sd is continued by repeatedly executing S3 and subsequent steps. However, if the determination in S4 is affirmative, S5 and subsequent steps are executed.
【００４０】続くＳ５では、変位が測定されている測定
位置のそれぞれについて、変位信号Ｓｄの最大値と最小
値との差から振幅値が算出される。そして、続くＳ６で
は、Ｓ５において算出された振幅値のうち最大値が測定
された測定位置から得られる脈波を最適脈波に決定す
る。At S5, the amplitude value is calculated from the difference between the maximum value and the minimum value of the displacement signal Sd for each of the measurement positions where the displacement is measured. Then, in S6, the pulse wave obtained from the measurement position where the maximum value is measured among the amplitude values calculated in S5 is determined as the optimum pulse wave.
【００４１】続くＳ７以降では、診断に用いるための脈
波の検出、およびその脈波の表示が行なわれる。すなわ
ち、Ｓ７では、前記Ｓ３と同様に変位信号Ｓｄが読み込
まれ、続く全脈波表示手段８４に対応するＳ８では、Ｓ
７において読み込まれた変位信号Ｓｄが表す体表面１６
の直線４０範囲の変位が、図５に示されるように表示器
６８に表示され、続く最適脈波表示手段８８に対応する
Ｓ９では、Ｓ６において決定された測定位置の脈波が、
図７に示されるように表示器６８に表示される。From S7 onward, detection of a pulse wave used for diagnosis and display of the pulse wave are performed. That is, in S7, the displacement signal Sd is read in the same manner as in S3, and in S8 corresponding to the whole pulse wave display
7, the body surface 16 represented by the displacement signal Sd read in
The displacement in the range of the straight line 40 is displayed on the display 68 as shown in FIG. 5, and in S9 corresponding to the optimal pulse wave display means 88, the pulse wave at the measurement position determined in S6 is
It is displayed on the display 68 as shown in FIG.
【００４２】そして、続くＳ１０では、測定が終了した
か否かが判断される。この測定終了の判断は、たとえ
ば、予め設定された測定時間が経過したか否か、或いは
図示しない停止ボタンが押されること等により測定終了
信号が入力されたか否かに基づいて判断される。このＳ
１０の判断が否定されるうちは、上記Ｓ７以降が繰り返
されることにより、レーザー光が照射された体表面１６
の変位の測定が継続され、Ｓ１０の判断が肯定された場
合は本ルーチンは終了させられる。Then, in subsequent S10, it is determined whether or not the measurement has been completed. The determination of the measurement end is made based on, for example, whether a preset measurement time has elapsed, or whether a measurement end signal has been input by pressing a stop button (not shown) or the like. This S
While the judgment of No. 10 is denied, the above-mentioned S7 and subsequent steps are repeated, so that the body surface 16 irradiated with the laser beam is repeated.
Is continued, and if the determination in S10 is affirmative, this routine is ended.
【００４３】上述のように、本実施例によれば、照射装
置１９において、レーザー発光素子３０から発光させら
れたレーザー光が、頸動脈１５と交差するように、体表
面１６上に直線状の照射パターンで照射され、その直線
状の照射パターンが、照射装置１９と体表面１６上に照
射されたレーザー光によって形成される直線４０とを含
む平面に対して所定距離離隔した位置に設けられた受光
装置２０の２次元平面状の光検出面４６に結像されるこ
とにより、直線４０が形成された体表面１６の変位を表
す信号が受光装置２０から出力される。加えて、体表面
１６上に形成された直線４０の周囲は、ハウジング１８
の押圧面２８により押圧されて、直線４０と頸動脈１４
との間の距離が短くされているので、頸動脈１４の直上
のａ点の変位は、頸動脈１４以外の脈波、すなわち、頸
静脈１５の脈波の影響が少なくなる。従って、厳密に測
定部位を決定しなくても、頸動脈１４の上部を含むよう
に大雑把に測定範囲を決定することで、正確に頸動脈波
が測定できる。As described above, according to the present embodiment, in the irradiation device 19, the laser light emitted from the laser light emitting element 30 is linearly formed on the body surface 16 so as to intersect the carotid artery 15. Irradiation is performed in an irradiation pattern, and the linear irradiation pattern is provided at a position separated by a predetermined distance from a plane including the irradiation device 19 and a straight line 40 formed by the laser light irradiated on the body surface 16. By forming an image on the two-dimensional planar light detection surface 46 of the light receiving device 20, a signal representing the displacement of the body surface 16 on which the straight line 40 is formed is output from the light receiving device 20. In addition, the periphery of the straight line 40 formed on the body surface 16 is
Of the straight line 40 and the carotid artery 14
Is reduced, the displacement of the point a immediately above the carotid artery 14 is less affected by a pulse wave other than the carotid artery 14, that is, a pulse wave of the jugular vein 15. Therefore, the carotid artery wave can be accurately measured by roughly determining the measurement range so as to include the upper part of the carotid artery 14 without strictly determining the measurement site.
【００４４】また、本実施例によれば、前記照射装置１
９は、レーザー光を発光する一つのレーザー発光素子３
０と、そのレーザー発光素子３０と体表面１６との間に
設けられて、そのレーザー発光素子３０から発光される
レーザー光を偏向して、そのレーザー光を前記体表面１
６上に直線状に照射させる光偏向素子３２とを含むもの
であるので、複数のレーザー発光素子を直線状に備え
て、その複数のレーザー発光素子により体表面１６上に
直線状の照射パターンを形成する装置に比較して、レー
ザー発光素子３０が一つで済む利点がある。According to the present embodiment, the irradiation device 1
9 is one laser light emitting element 3 for emitting laser light
0, and is provided between the laser light emitting element 30 and the body surface 16 to deflect the laser light emitted from the laser light emitting element 30 so that the laser light is
6 includes a light deflecting element 32 for linearly irradiating the laser beam onto the body surface 6. Therefore, a plurality of laser light emitting elements are linearly provided, and a linear irradiation pattern is formed on the body surface 16 by the plurality of laser light emitting elements. There is an advantage that only one laser light emitting element 30 is required as compared with the apparatus.
【００４５】また、本実施例によれば、光偏向素子３２
は、レーザー発光素子３０から発光されるレーザー光を
音響光学的に偏向することにより、そのレーザー光を体
表面１６上に直線状に照射させるものであるので、レー
ザー光を偏向せさるための可動機械部品が不要となり、
光偏向素子３２が小型となる利点がある。According to the present embodiment, the light deflection element 32
Since the laser light emitted from the laser light emitting element 30 is acousto-optically deflected to irradiate the laser light linearly on the body surface 16, the movable light for deflecting the laser light is used. No mechanical parts are required,
There is an advantage that the light deflection element 32 can be small.
【００４６】また、本実施例によれば、２次元ＰＳＤ４
３によりレーザー光が照射された範囲の体表面１６の変
位が測定されるので、ＣＣＤ等の分割型イメージセンサ
を用いる場合と異なり、電気的な走査が不要となる利点
がある。According to the present embodiment, the two-dimensional PSD 4
Since the displacement of the body surface 16 in the range irradiated with the laser beam is measured by 3, there is an advantage that electrical scanning is unnecessary unlike the case of using a split type image sensor such as a CCD.
【００４７】また、本実施例によれば、最適脈波決定手
段８６（Ｓ３乃至Ｓ６）により、頸動脈１４の脈動を最
もよく表す最適脈波（頸動脈波）が自動的に決定される
ことから、その最適脈波を用いて正確な診断を行なうこ
とができる。According to the present embodiment, the optimum pulse wave (carotid artery wave) that best represents the pulsation of the carotid artery 14 is automatically determined by the optimum pulse wave determining means 86 (S3 to S6). Therefore, accurate diagnosis can be performed using the optimum pulse wave.
【００４８】また、本実施例によれば、体表面変位検出
装置１０は、照射装置１９および受光装置２０とを備え
て前記生体の所定部位に装着される体表面変位センサ１
２をさらに含むものであることから、生体が体動して
も、照射装置１９および受光装置２０の測定範囲に対す
る相対位置が変化しないので、測定範囲がずれない利点
がある。Further, according to the present embodiment, the body surface displacement detecting device 10 includes the irradiation device 19 and the light receiving device 20, and is mounted on a predetermined portion of the living body.
2, the relative position of the irradiation device 19 and the light receiving device 20 with respect to the measurement range does not change even if the living body moves, so that there is an advantage that the measurement range does not shift.
【００４９】また、本実施例によれば、ハウジング１８
の押圧面２８は平面であることから、押圧面２８が装着
部位の体表面１６に沿った曲面である場合に比較して、
頸動脈１４とその直上の体表面１６との間の距離を短く
することができるので、一層正確な頸動脈波を測定する
ことができる。According to the present embodiment, the housing 18
Since the pressing surface 28 is a flat surface, compared with the case where the pressing surface 28 is a curved surface along the body surface 16 of the wearing site,
Since the distance between the carotid artery 14 and the body surface 16 immediately above the carotid artery can be shortened, a more accurate carotid artery wave can be measured.
【００５０】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。Although the embodiment of the present invention has been described with reference to the drawings, the present invention can be applied to other embodiments.
【００５１】たとえば、前述の実施例では、照射装置１
９は、その照射装置１９から照射された直線４０とその
照射装置４０とを含む平面が体表面１６に対して略垂直
を成すように配置されていたが、上記平面と体表面１６
との間の角度は垂直以外の所定角度でもよい。ただし、
この場合は、体表面１６の変位によりレーザー光が照射
される体表面１６の位置が変化する。そのため、予め定
められた関係に基づいて、受光装置２０から出力された
信号を、体表面の変位のみを表す値に補正する信号補正
手段が設けられる必要がある。For example, in the above-described embodiment, the irradiation device 1
9 is arranged so that a plane including the straight line 40 irradiated from the irradiation device 19 and the irradiation device 40 is substantially perpendicular to the body surface 16.
May be a predetermined angle other than vertical. However,
In this case, the displacement of the body surface 16 changes the position of the body surface 16 to which the laser light is irradiated. Therefore, it is necessary to provide signal correction means for correcting the signal output from the light receiving device 20 to a value representing only the displacement of the body surface based on a predetermined relationship.
【００５２】また、前述の実施例では、光偏向素子３２
は、音響光学的にレーザー発光素子３０から発光された
レーザー光を偏向するものであったが、電気光学的にレ
ーザー光を偏向するものであってもよい。すなわち、ニ
オブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ 3 ）などの電気光学結晶の
プリズム状媒質に電界を印加することによって、結晶の
電子分布を変化させ、そのプリズムの屈折率を変化させ
てレーザー光を偏向するものであってもよい。また、レ
ーザー発光素子３０を高速電磁モーター等を用いて機械
的に直線方向に振動させることによって、体表面１６上
に直線状の照射パターンでレーザー光を照射するもので
あってもよい。In the above-described embodiment, the light deflection element 32
Was acousto-optically emitted from the laser light emitting element 30
The laser beam was deflected, but it was electro-optically
It may deflect laser light. That is,
Lithium Obate (LiNbO) Three) Such as electro-optic crystal
By applying an electric field to the prismatic medium, the crystal
Changing the electron distribution, changing the refractive index of the prism
May be used to deflect the laser light. Also,
User light emitting element 30 using a high-speed electromagnetic motor or the like
By vibrating in a linear direction, the body surface 16
To irradiate the laser beam with a linear irradiation pattern
There may be.
【００５３】また、前述の実施例では、受光装置２０
は、凸レンズ４２と２次元ＰＳＤ４３とから構成されて
いたが、電荷結合素子（ＣＣＤ）を平面状に並べた受光
装置が用いられてもよい。In the above-described embodiment, the light receiving device 20
Is composed of the convex lens 42 and the two-dimensional PSD 43, but a light receiving device having charge-coupled devices (CCD) arranged in a plane may be used.
【００５４】また、前述の実施例では、照射装置１９お
よび受光装置２０とを備えた体表面センサ１２が生体の
所定部位に装着されていたが、照射装置１９および受光
装置２０は体表面センサ１２に備えられず、測定台等に
固定されるものであってもよい。すなわち、照射装置１
９および受光装置２０が生体に装着されず、非接触な状
態で体表面の変位が検出されてもよい。In the above-described embodiment, the body surface sensor 12 having the irradiation device 19 and the light receiving device 20 is mounted on a predetermined part of the living body. May be fixed to a measuring table or the like. That is, the irradiation device 1
The displacement of the body surface may be detected in a non-contact state in which the body 9 and the light receiving device 20 are not attached to the living body.
【００５５】また、前述の実施例の最適脈波決定手段８
６（Ｓ３乃至Ｓ６）では、一度だけ最適脈波が決定され
ていた、すなわち、診断に用いるための測定に先立って
最適脈波が決定されるのみであったが、測定が開始され
てからも所定の周期毎に最適脈波を再決定するものであ
ってもよい。Further, the optimum pulse wave determining means 8 of the above-described embodiment is used.
6 (S3 to S6), the optimal pulse wave was determined only once, that is, only the optimal pulse wave was determined prior to measurement for use in diagnosis, but even after the measurement was started. The optimum pulse wave may be re-determined every predetermined period.
【００５６】また、ハウジング１８に、その開口面を塞
ぎ、体表面１６に密着させられる、たとえばネオプレン
等の合成ゴム性の可撓性膜がさらに備えられてもよい。
このようにすれば、その可撓性膜によっても頸動脈１４
が押圧され、頸動脈１４とその直上の体表面１６（ａ
点）との間の距離が一層短くされるので、頸動脈１４の
直上の体表面１６の変位は、頸静脈１５の影響が一層少
なくなり、一層正確な頸動脈波を測定することができ
る。The housing 18 may be further provided with a flexible film made of synthetic rubber such as neoprene or the like, which closes the opening surface and is brought into close contact with the body surface 16.
In this manner, the carotid artery 14
Is pressed, and the carotid artery 14 and the body surface 16 (a
Since the distance between the carotid artery 14 and the carotid artery 14 is smaller, the displacement of the body surface 16 immediately above the carotid artery 14 is less affected by the jugular vein 15 and the carotid artery wave can be measured more accurately.
【００５７】また、前述の実施例では、ハウジング１８
の押圧面２８は、縦側壁２２および横側壁２４の体表面
１６と接する面、および平板２７の体表面１６と接する
面によって形成された四角形状であり、その押圧面２８
によって直線４０の周囲を囲う体表面１６が押圧されて
いたが、直線４０の周囲の一部分のみが押圧されてもよ
い。たとえば、ハウジング１８に縦側壁２２が備えられ
ず、横側壁２４の体表面１６と接する面、および平板２
７の体表面１６と接する面により押圧面２８が形成され
て、体表面１６の頸動脈１４と交差する方向のみが押圧
されてもよい。In the above-described embodiment, the housing 18
The pressing surface 28 has a rectangular shape formed by the surface of the vertical side wall 22 and the horizontal side wall 24 that is in contact with the body surface 16 and the surface of the flat plate 27 that is in contact with the body surface 16.
Although the body surface 16 surrounding the periphery of the straight line 40 is pressed, only a part of the periphery of the straight line 40 may be pressed. For example, the housing 18 does not include the vertical side wall 22, and the surface of the horizontal side wall 24 that contacts the body surface 16 and the flat plate 2.
The pressing surface 28 may be formed by the surface of the body 7 that contacts the body surface 16, and only the direction of the body surface 16 that intersects the carotid artery 14 may be pressed.
【００５８】その他、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において種々変更が加えられ得るものである。In addition, the present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.
【図１】本発明の一実施例である体表面変位検出装置の
構成を説明するブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a body surface displacement detection device according to an embodiment of the present invention.
【図２】体表面変位センサの内部の構成を示す斜視図で
ある。FIG. 2 is a perspective view showing an internal configuration of a body surface displacement sensor.
【図３】図２のＡ−Ａ線断面を示す端面図である。FIG. 3 is an end view showing a cross section taken along line AA of FIG. 2;
【図４】図１の実施例の体表面変位検出装置における電
子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線
図である。FIG. 4 is a functional block diagram illustrating a main part of a control function of an electronic control device in the body surface displacement detection device of the embodiment of FIG. 1;
【図５】全脈波表示手段により表示器に表示される脈波
の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a pulse wave displayed on a display by a total pulse wave display means.
【図６】体表面変位センサ１２を図２のＢ−Ｂ線で切断
した断面図である。6 is a cross-sectional view of the body surface displacement sensor 12 taken along the line BB in FIG.
【図７】最適脈波表示手段において表示される頸動脈波
を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing carotid artery waves displayed on the optimal pulse wave display means.
【図８】図１の実施例において、体表面変位検出装置の
電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャー
トである。FIG. 8 is a flowchart illustrating a main part of a control operation of an electronic control unit of the body surface displacement detecting device in the embodiment of FIG. 1;
１０：体表面変位検出装置 １４：頸動脈 １９：照射装置 １８：ハウジング（押圧装置） ２０：受光装置 ２８：押圧面 ３０：レーザー発光素子 ４０：直線 10: Body surface displacement detection device 14: Carotid artery 19: Irradiation device 18: Housing (pressing device) 20: Light receiving device 28: Pressing surface 30: Laser emitting element 40: Straight line
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA09 AA51 CC16 FF01 FF44 GG05 HH04 HH13 JJ03 JJ08 JJ16 JJ26 LL53 LL57 LL65 NN02 QQ03 QQ34 SS01 4C017 AA02 AA09 AA14 AB10 AC26 BC11 FF05 4C038 SV01 VA04 VB01 VC01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F065 AA09 AA51 CC16 FF01 FF44 GG05 HH04 HH13 JJ03 JJ08 JJ16 JJ26 LL53 LL57 LL65 NN02 QQ03 QQ34 SS01 4C017 AA02 AA09 AA14 AB10 AC26 BC11 FF05 4C01 SV01
Claims (2)
変位を検出するための体表面変位検出装置であって、 レーザー光を発光するレーザー発光素子を備えて、該レ
ーザー光を前記体表面上に直線状の照射パターンで照射
する照射装置と、 該照射装置と前記体表面上に照射されたレーザー光によ
って形成される直線とを含む平面に対して所定距離離隔
した位置に設けられ、該直線状の照射パターンを光検出
素子の２次元平面状の光検出面上に結像させることによ
り、該直線状の照射パターンでレーザー光が照射された
体表面の変位を表す信号を出力する受光装置とを、含む
ことを特徴とする体表面変位検出装置。1. A body surface displacement detecting device for detecting a periodic displacement of a body surface synchronized with a heartbeat of a living body, comprising: a laser light emitting element that emits laser light; An irradiation device for irradiating the surface with a linear irradiation pattern, provided at a position separated by a predetermined distance from a plane including the irradiation device and a straight line formed by the laser light irradiated on the body surface, By forming an image of the linear irradiation pattern on the two-dimensional planar light detection surface of the photodetector, a signal representing the displacement of the body surface irradiated with the laser light by the linear irradiation pattern is output. A body surface displacement detecting device, comprising: a light receiving device.
脈の上部の体表面の変位を検出する体表面変位検出装置
であって、 レーザー光を発光するレーザー発光素子を備えて、前記
頸動脈と交差するように、該レーザー光を前記体表面上
に直線状の照射パターンで照射する照射装置と、 該照射装置と前記体表面上に照射されたレーザー光によ
って形成される直線とを含む平面に対して所定距離離隔
した位置に設けられ、該直線状の照射パターンを光検出
素子の２次元平面状の光検出面上に結像させることによ
り、該直線状の照射パターンでレーザー光が照射された
体表面の変位を表す信号を出力する受光装置と、 前記体表面上に形成された直線と前記頸動脈との間の距
離を短くするために、前記直線の周囲の体表面を押圧す
る押圧面を備えた押圧装置とを、含むことを特徴とする
体表面変位検出装置。2. A body surface displacement detecting device for detecting a displacement of a body surface above a carotid artery of a living body in order to detect a carotid artery wave, comprising: a laser light emitting element that emits laser light; An irradiation device that irradiates the laser light on the body surface in a linear irradiation pattern so as to intersect the carotid artery; and a straight line formed by the irradiation device and the laser light irradiated on the body surface. A laser beam is provided at a position separated by a predetermined distance from a plane including the laser beam by forming an image of the linear irradiation pattern on a two-dimensional planar light detection surface of the photodetector. A light-receiving device that outputs a signal representing the displacement of the body surface that has been irradiated, In order to shorten the distance between the straight line formed on the body surface and the carotid artery, the body surface around the straight line is Press with a pressing surface to press And a pressure device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10343052A JP2000166880A (en) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | Apparatus for detecting displacement of body surface |
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|---|---|---|---|
| JP10343052A JP2000166880A (en) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | Apparatus for detecting displacement of body surface |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000166880A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008113728A (en) * | 2006-11-01 | 2008-05-22 | Shigehiro Kuroki | Vital reaction recorder and vital reaction registration method |
| JP2010231663A (en) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Taisei Denshi Seisakusho:Kk | Human body abnormality discriminating device |
| CN108135515A (en) * | 2015-10-06 | 2018-06-08 | 皇家飞利浦有限公司 | For obtaining the equipment, system and method for the vital sign relevant information of life entity |
-
1998
- 1998-12-02 JP JP10343052A patent/JP2000166880A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008113728A (en) * | 2006-11-01 | 2008-05-22 | Shigehiro Kuroki | Vital reaction recorder and vital reaction registration method |
| JP2010231663A (en) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Taisei Denshi Seisakusho:Kk | Human body abnormality discriminating device |
| CN108135515A (en) * | 2015-10-06 | 2018-06-08 | 皇家飞利浦有限公司 | For obtaining the equipment, system and method for the vital sign relevant information of life entity |
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