JP2000217792A - 生体情報検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非接触で鼓膜の体温を計測すると共に同時に
外耳道の電位と手のひらの電位とから心電波形を採取で
きるので、短時間に正確な体温検出と心電波形採取を行
える。 【解決手段】 鼓膜及びその近傍から直接放射される赤
外線のみを受光する体温放射受光部１７の出力を温度に
演算する体温信号処理手段２３と、プローブ２に構成さ
れた第1の電極１５ａと本体表面の手のひらの接触する
面に構成された第2の電極１５ｂと、これら2つの電極の
電位差から心電波形を検出して処理する心電信号処理手
段２４をもつので、正確な体温計測と心電波形採取を短
時間で実現できるという効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は生体の体温を耳孔内
から放射される赤外線量を検知することにより測定する
と同時に体温以外の心電波形や脈波波形を採取しこれら
の情報を元に被験者の生理状態を算出して表示する生体
情報検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】生体情報として一般に測定されるのは体
温、血圧、心電波形などであり、これらを単独または複
数同時に短時間で簡便に測定するための機器の開発が進
められている。例えば体温であれば水銀血圧計やサーミ
スタを用いた電子体温計で腋下や舌下の温度を測定する
方が一般的であるが、近年はわずか数秒で体温を測定で
きる鼓膜体温計も開発され、病院等の医療機関のほか一
般家庭にも普及しつつある。

【０００３】一般に表面温度を計測する体温計として
は、鼓膜や口腔、肛門など外気に接触しにくい部分の温
度を計測することでほぼ体温を計測できる。特に鼓膜は
体温を制御する視床下部が近いこともあり、体温計測と
して適切な場所として知られている。表面温度は赤外線
量を計測することで赤外線を放射する放射源の温度を知
ることができ、短時間で測定できる。

【０００４】ここでこの種の放射体温計の一般的な構成
を特公平６―６３８５１号公報に示されている例に基づ
き説明する。特公平６―６３８５１号公報に記載の放射
温度計を図７に示す。１は円筒状の導波管でありその内
面と外面は、滑らかで鏡面状となっている。２は着脱可
能な保護カバーであり、３は赤外線センサーである。こ
の動作について説明する。保護カバー２を装着した状態
で外耳道４に挿入されると、鼓膜４とその近辺から放射
された赤外線は導波管１の内面を反射しながら赤外線セ
ンサー３に入射される。導波管１の内外面は、外耳道５
からの熱輻射は赤外線センサー３が受光しないように滑
らかな鏡面状に加工されている。

【０００５】ここで赤外線センサー３の出力は鼓膜５と
赤外線センサー３自身の温度の温度差と相関があるの
で、赤外線センサー３自身の温度を信号処理手段（図示
せず）で計測すれば、鼓膜５の温度が測定できる。

【０００６】また、このような放射温度計に脈波検出機
能を付加し体温と脈波検出を同時に実施できる特徴を持
った脈波検出機能付き体温計も提案されており、例えば
特開平６−２３３７４６号公報で示される方法などが知
られている。これは数秒で体温が測定できるという放射
温度計の特徴を利用して、数秒で測定可能な脈波検出を
同時に実施することにより短時間の内に2つの異なる生
理状態を測定できる効果がある。

【０００７】図８に特開平６−２３３７４６号公報で示
される脈波検出機能付き体温計の構成図を示す。２はプ
ローブであり外耳道内部に挿入可能な外耳道挿入部６と
外耳道挿入部６を支持する支持部７とからなっており、
さらに、外耳道挿入部６はその内側先端に体温計測部
８、その外周に脈波検出部９を持つ構成となっている。
また、プローブ２は本体１０に一体として固定されてい
る。体温計測部８は鼓膜および／または外耳道より放射
される赤外線に基づき検出した赤外線を温度情報として
電気信号へ変換することにより鼓膜温を検出する鼓膜温
センサーで、視床下部近傍の体温に近い温度を示す鼓膜
温を短時間に計測できる。また、脈波検出部９は赤外光
を発光する発光ダイオード（図示せず）と赤外線を検出
するフォトトランジスタ（図示せず）からなり、発光ダ
イオードから発光された赤外線が外耳道内壁により吸収
された状態をフォトトランジスタにより検出し脈波情報
として電気信号に変換するものであるが、これらは外耳
道挿入部６の周囲に構成されているので、外耳道挿入部
６を外耳道に挿入するだけで外耳道内部や外耳道入り口
近傍の測定部位への密着が容易になり、体温計測と同時
に脈波の検出が可能になっている。測定の際はプローブ
２の外耳道挿入部６を外耳道に挿入して測定開始ボタン
１１を押すと体温計測部８により被験者の鼓膜温に応じ
た信号が検出され、脈波検出部９により外耳道壁近辺の
脈波信号が検出され、これらの出力が信号処理部１２に
おいて処理される。なお、信号処理部１２において、こ
の従来例では、検出された脈波信号から脈拍数が算出さ
れ、体温と共に表示部１３に表示している。

【０００８】一方、特開平８−２６６４９２号公報で示
されるような電子体温計に心電波形測定機能を付けた心
拍体温計も提案されている。図９に特開平８−２６６４
９２号公報の心拍計および心拍体温計の外観図を示す。
これは本体１０の先端部に取り付けられた温度センサー
１４と、本体１０の表裏に設けられた一対の電極１５、
および本体１０に設けられた表示部１３からなってお
り、温度センサー１４を腋下に差し込み腕と胸部で挟ん
で固定すると必然的に１対の電極１５のうち、一方は
腕、もう一方は胸部に直に接触することになり、この２
点から通常の心電波形の測定における第２誘導と等価な
波形が得られる。この時同時に温度センサ１４により腋
下の温度も測定され、心電波形の測定と体温測定が同時
に実現できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら特開平８
−２６６４９２号公報で示される心拍体温計では心電波
形を採取できるがサーミスタを利用しているため体温測
定に2分から5分の長い時間が必要となり、正確な心電波
形の採取のためには長時間同じ体勢を取らなければなら
なかった。

【００１０】また、特開平６−２３３７４６号公報で示
される脈波検出機能付き体温計では、体温測定を放射温
度計による鼓膜温を採取しているので短時間で正確な体
温測定が可能であるが光電脈波を検出するので耳孔への
プローブの挿入の仕方や耳孔の大きさなどにより上手く
波形が取れない場合があるほか、波形そのものを再現性
よく採取することが困難なため正確な脈拍測定をおこな
うためには複数の周期の脈波を採取してこれを平均する
などの対策が必要になっていた。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓膜
およびその近傍から放射された赤外線を通過させるプロ
ーブと、前記プローブを通過した赤外線を受光する体温
放射受光部と、前記体温放射受光部の出力を温度に演算
する体温信号処理手段と、前記プローブの外耳道に接す
る位置に構成された第1の電極と、前記プローブ以外の
外面に配置された第2のプローブと、前記第1のプローブ
と第2のプローブの電位差から心電信号を検出する心電
信号処理手段とからなる。

【００１２】上記発明によれば、体温は鼓膜およびその
近傍から直接放射される赤外線を受光する体温放射受光
部からの出力を体温信号処理手段で温度に演算し、これ
と同時にプローブの外耳道に接する位置に構成された第
1の電極による外耳道およびその周辺の電位と、プロー
ブ以外の外面に配置された第2の電極による手のひらの
電位との間の電位差から心電信号を検出するので正確な
体温計測と心電波形採取を短時間で実現できるという効
果がある。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１にかかる生体情
報検出装置は、外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓
膜およびその近傍から放射された赤外線を通過させるプ
ローブと、前記プローブを通過した赤外線を受光する体
温放射受光部と、前記体温放射受光部の出力を温度に演
算する体温信号処理手段と、前記プローブの外耳道に接
する位置に構成された第1の電極と、前記プローブ以外
の外面に配置された第2の電極と、前記第1の電極と第2
の電極の電位差から心電信号を検出する心電信号処理手
段とからなる。

【００１４】そして、体温は鼓膜およびその近傍から直
接放射される赤外線を受光する体温放射受光部からの出
力を体温信号処理手段で温度に演算し、これと同時にプ
ローブの外耳道に接する位置に構成された第1の電極に
よる外耳道およびその周辺の電位と、プローブ以外の外
面に配置された第2の電極による手のひらの電位との間
の電位差から心電信号を検出するので正確な体温計測と
心電波形採取を短時間で実現できるという効果がある。

【００１５】また本発明の請求項２にかかる生体情報検
出装置は、心電信号検出手段は心拍数算出手段を持つ。

【００１６】そして、得られた心電波形から心拍数を算
出するので正確な心拍数を短時間で算出できる。

【００１７】また本発明の請求項３にかかる生体情報検
出装置は、外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓膜お
よびその近傍から放射された赤外線を通過させるプロー
ブと、前記プローブを通過した赤外線を受光する体温放
射受光部と、前記体温放射受光部の出力を温度に演算す
る体温信号処理手段と、前記プローブの外耳道に面する
側に構成された外耳道もしくはその近傍の血流情報を得
る脈波採取手段と、前記脈波採取手段の出力を演算する
脈波信号処理手段と、前記プローブの外耳道に接する位
置に構成された第1の電極と、前記プローブ以外の外面
に配置された第2の電極と、前記第1の電極と第2の電極
と間の電位差から心電信号を検出し処理する心電信号処
理手段とからなる。

【００１８】そして、放射温度計を用いた鼓膜温測定に
よる体温測定と、外耳道周辺の電位と手のひらの電位と
の電位差による心電波形採取と、外耳道壁およびその周
辺の光電脈波採取を同時に行うことができるので効率よ
く生体情報を検出できる。

【００１９】また本発明の請求項４にかかる生体情報検
出装置は、脈波信号処理手段の出力と心電信号処理手段
の出力とから心臓が大動脈に血液を拍出する信号が発せ
られてから外耳道もしくはその近傍に血液や血管を通じ
て伝達される圧力波が到達するまでの時間を計測する脈
波伝搬時間測定手段を持ち、脈波伝搬時間測定手段の出
力から被験者の血圧を算出する血圧値算出手段をもつ。

【００２０】そして、外耳道周辺の電位と手のひらの電
位との電位差による心電波形採取と、外耳道壁およびそ
の周辺の光電脈波採取を同時に行うことにより心臓が大
動脈に血液を拍出する信号が発せられてから外耳道もし
くはその近傍に血液や血管を通じて伝達される圧力波が
到達するまでの時間を計測できるので、被験者の血圧値
と相関のある脈波伝搬速度法による血圧値測定が可能
で、体温、心電波形、脈波、血圧を同時に計測可能な生
体情報検出手段を提供できる。

【００２１】また本発明の請求項５にかかる生体情報検
出装置は、脈波信号処理手段の出力と心電信号処理手段
の出力とから心臓が大動脈に血液を拍出する信号が発せ
られてから外耳道もしくはその近傍に血液や血管を通じ
て伝達される圧力波が到達するまでの時間を計測する脈
波伝搬時間測定手段を持ち、脈波伝搬時間測定手段の出
力から被験者の血管の動脈硬化の進行度合いを算出する
動脈硬化度算出手段をもつ。

【００２２】そして、外耳道周辺の電位と手のひらの電
位との電位差による心電波形採取と、外耳道壁およびそ
の周辺の光電脈波採取を同時に行うことにより心臓が大
動脈に血液を拍出する信号が発せられてから外耳道もし
くはその近傍に血液や血管を通じて伝達される圧力波が
到達するまでの時間を計測できるので、動脈硬化を起こ
しやすい頚動脈を経た脈波伝搬時間の変化を調べること
が可能で動脈硬化の度合いを的確に判断するためのデー
タを提供できる。

【００２３】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の第１の実施例を
図１〜図２を参照しながら説明する。図１は本発明の生
体情報検出装置の外観図、図２は同装置の構成図であ
る。

【００２４】図１及び図２において、２はプローブで体
温測定に際して外耳道に挿入する部分であり、鼓膜に向
かう側の先端方向に細くした形状としていて、先端部１
６は開口しているか、または防塵の目的で赤外線が通過
する材料の膜を有している。さらに、プローブ２の外耳
道やその周辺部の人体に直に接する面には導体からなる
第１の電極であるプローブ電極１５ａが構成されてお
り、プローブ２が装着されている本体１０の表面に構成
された第２の電極である本体電極１５ｂと合わせて心電
波形を採取するための一対の電極を構成している。ま
た、本体１０の内部のプローブ２に面した部分には体温
放射受光部１７が配置され、これは焦電型の赤外受光素
子１８と集光素子１９より成り、赤外受光素子１８には
プローブ２を通過した鼓膜およびその近傍から直接放射
される赤外光が入射するように構成されている。

【００２５】２０はチョッパで少なくとも表面は金属等
赤外光を反射する材料より成り、モータ２１で駆動して
赤外受光素子１８に鼓膜およびその近傍から放射される
赤外線の入光と遮光を断続する。焦電型の赤外受光素子
１８は入射する赤外線量の変化に対して相関を持った電
気的出力を発生する。ここでチョッパ２０の表面は赤外
線を反射する材料であるから、遮光時には赤外受光素子
１８には赤外受光素子１８自身が放射する赤外線が反射
して入射する。したがってチョッパ２０の動作により赤
外受光素子１８には鼓膜およびその近傍から放射される
赤外線と、赤外受光素子１８自身が放射する赤外線が交
互に入射するので、赤外線受光素子１８は鼓膜温度と赤
外受光素子１８自身の温度との温度差に相関を持った電
気的出力を発生することになる。

【００２６】２２は赤外受光素子１８の温度を検出する
温度センサで例えば一般周知のサーミスタである。２３
は体温信号処理手段で、温度センサ２２の出力より赤外
受光素子１８の温度を演算し、赤外受光素子１８の出力
より赤外受光素子１８と鼓膜の温度差を演算し、それら
を加算することで鼓膜の温度を演算することができる。

【００２７】一方、本体１０内にはプローブ電極１５ａ
と本体電極１５ｂの電位差を増幅して心電波形を出力す
る心電信号処理手段２４が設けられており、プローブ２
を外耳道に挿入した時にプローブ電極１５ａにより外耳
道内部または入り口近傍の皮膚表面の電位を検出する一
方、本体を持つた手のひらの一部が本体電極１５ｂに直
に接触して手のひらの電位を検出し、こうして得られた
身体の２点の電位差を増幅して出力することにより心電
波形を採取することが可能になっている。なお、本実施
例ではこの心電波形からＲ波のピークの時間間隔から心
拍数を算出する心拍数算出手段２５を持っており、鋭い
ピークを持つＲ波を用いて一拍毎に正確な心拍数を算出
することができる。

【００２８】以上で得られた体温信号処理手段２３の出
力である体温と、心電信号処理手段２４の出力である心
電波形、さらに、心拍数算出手段２５の出力である心拍
数などの生理情報は、本体に設けられた報知手段である
表示部１３に出力され、表示部１３により被験者や測定
者に報知される。

【００２９】測定時には、使用者は本体１０を持って手
のひらの一部を本体電極１５ｂに接触させてプローブ２
を外耳道に挿入し外耳道壁にプローブ電極１５ａを接触
させ、測定開始ボタン１１を押すと、制御手段２６がモ
ータ２１を駆動させる信号を出力してチョッパ２０が開
閉動作を行い、赤外受光素子１８は赤外受光素子１８自
身の温度と鼓膜およびその近傍の温度の温度差に相関を
持った出力を発生させ、体温信号処理手段２３が赤外受
光素子１８の出力と温度センサ２２の出力から鼓膜およ
びその近傍の温度換算を行う。一方、制御手段２６は同
時に心電信号処理手段２４に対しプローブ電極１５ａか
ら得られる外耳道やその周辺部の皮膚の電位と本体電極
１５ｂから得られる手のひらの電位の電位差を増幅・平
滑化して心電波形を出力させ、この波形を受けて心拍数
算出手段２５が心電波形のＲ波の間隔から心拍数を算出
している。以上で得られた体温と心拍数の数字は本体表
面に配置された表示部１３によりその数字が表示され、
心電信号処理手段２４の出力である心電波形も表示部１
３に複数の点により波形として表示され、被験者や測定
者に報知される。

【００３０】上記のように本実施例の生理情報検出装置
では、鼓膜およびその近傍から直接放射される赤外線を
受光する体温放射受光部１７からの出力を体温信号処理
手段２３で温度に演算すると同時に、プローブ電極１５
ａから得られる外耳道やその周辺部の皮膚の電位と本体
電極１５ｂから得られる手のひらの電位の電位差を増幅
・平滑化して心電波形を検出することができ、さらに、
得られた心電波形から脈拍数を算出できるので、短時間
に正確な複数の生理的な情報を得ることができるという
効果がある。

【００３１】なお、本実施例の生理情報検出装置では表
示に１３で体温、心拍数、心電波形を出力しているが、
必ずしもこれらをすべて検出して報知する必要はなく、
例えば生理指標として極めて一般的な体温と心拍数のみ
被験者に報知する構成でもよい。さらに、被験者には体
温と心拍数のみ報知するが、記憶手段を設けて心電波形
を記憶させ、測定後にパソコン等に接続して記憶手段に
記憶させた情報を取り出して表示させたりする構成でも
よい。

【００３２】また、表示部１３は例えば光電管や液晶等
の視覚的に表示する手段を使用しているが、このような
視覚的な報知だけでなく、音声報知手段を設けて音声で
結果を報知してもよい。この場合、プローブ２を外耳道
に挿入しているので、ここを通じて音声を伝達させるこ
とにより、被験者以外の人に測定結果が聞えない様に構
成できる。

【００３３】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
を図３〜図５を参照しながら説明する。図３は本発明の
生体情報検出装置の外観図、図４は同装置の構成図であ
る。また、図５は心電波形と脈波波形の波形図である。

【００３４】図３及び図４において、本発明の第１の実
施例と異なる点は、プローブ２にさらに脈波採取手段２
７を設け、体温、心電波形、心拍数のほかに脈波波形を
も得られるようにした点と、心電波形と脈波波形の時間
差から脈波伝搬時間を測定する脈波伝搬時間測定手段２
８を設け、ここで得られた脈波伝搬時間から血圧を算出
する血圧値算出手段２９と、動脈硬化度を算出する動脈
硬化度算出手段３０を設けてある点にある。

【００３５】脈波採取手段２７は発光部３１と脈波情報
受光部３２からなる光電脈波計で、プローブ２の外周部
に設けられてプローブ２を外耳道に挿入した時に外耳道
内部または入り口近傍の皮膚表面の心拍の拍動により増
減を繰り返す血流情報を採取できるようになっている。
発光部３１は血液中のヘモグロビンや水分が強い選択性
を持って吸収する500〜1000nmの波長光を含む光を放射
し、脈波情報受光部３２は発光部３１が発光した光の成
分を含む波長の光に反応してその特性を変化させる物質
から構成されている。本実施例では発光部３１は発光ダ
イオード、脈波情報受光部３２は受光量に応じて発生し
た電荷を増幅して出力するフォトトランジスタを用いて
いる。３３は脈波信号処理手段であり、これは脈波採取
手段２７で採取された脈波波形を演算するもので、本実
施例では脈波情報受光部３２の出力信号を増幅し平滑化
する脈波波形出力手段３４と脈波波形出力手段３２の出
力信号を演算して波形の立ち上がり時の時点を算出する
脈波時点算出手段３５から構成されている。

【００３６】図５に心電図（EPG）、脈波波形（PTG）と
を示す。一般に心電波形はＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔの５つの
ピークを持つ波形で構成されており、これが血液の拍出
の一周期に順番に規則正しく出現する。特にＲ波は心臓
が大動脈に対して血液を拍出する際のトリガーとなる信
号であり、一般に大きな鋭いピークをもつので、このピ
ークの出現を用いて心臓の活動の時間的な基準とするこ
とが多い。一方、脈波波形では心臓が大動脈に血液を拍
出した時に急激に立ち上がり、その後はなだらかに減少
していくので、急激な立ち上がりを捉えて時間的な基準
とすることが多く、例えば極小値から振り幅の半分の値
にまで到達した時点を基準に用いる時間と定義するなど
の方法が取られている。本実施例でも脈波伝搬時間測定
手段２８では、心電波形からＲ波のピークを取る時点と
脈波波形の立ち上がりにおける振り幅の半分の高さに到
達した時点との時間差Ｔwを算出して出力している。こ
の時間差Ｔwは心臓の拍出を始めるＲ波の出現から心臓
の拍出による圧力波が末梢まで到達するためにかかる時
間を示し、心臓のＲ波が出現して拍出を開始するまでの
反応時間と圧力波が血管を伝わる速度の関数として表現
でき、さらに圧力波が血管を伝わる速さは血管の硬さの
関数であり、血管の硬さは血管そのものの硬さと血圧値
との関数となる。このうち、反応時間と血管の硬さは個
人により様々に異なるうえその変化も非常にゆっくりし
ているが、血圧は日々変化しており1ヶ月程度の期間内
では脈波伝搬時間の変化はほぼ血圧の変化に起因して発
生するものとなる。例えば既知の血圧値Ｐ0の場合の脈
波伝搬時間Ｔw0が求められている場合、新たに得られた
脈波伝搬時間がＴwのときの血圧値は（１）式で表され
る。

【００３７】Ｐ＝Ｐ0−ａ（Ｔw−Ｔw0）（１） （１）式でａは定数で、複数の被験者から得られた血圧
値と脈波伝搬時間との関係から統計的に求められる値で
ある。一般に血圧が高くなると血管が硬くなるため、脈
波伝搬時間も短くなり、ａは正の値となる。本実施例の
生体情報検出装置では血圧値算出手段２９が上記のよう
な原理で血圧値を算出するために、血圧情報入力手段３
６と血圧情報記憶手段３７と血圧値演算手段３８とから
なり、血圧情報入力手段３６により基準となる血圧値を
入力し、血圧情報記憶手段３７により今後新たに脈波伝
搬時間を検出した時にこの値から血圧値を算出するため
の基準となる血圧情報入力手段３６から入力された血圧
値とその時に計測された脈波伝搬時間とを記憶させ、血
圧値演算手段３８では血圧情報記憶手段３７の情報と新
たに得られた脈波伝搬時間測定手段２８の出力値とから
その時点の被験者の血圧値を決定して表示部１３に出力
している。このとき、血圧情報入力手段３６により基準
となる血圧値の入力とその時点の脈波伝搬時間の測定は
1ヶ月を目安に行えば良い。なお、本実施例では血圧値
入力手段３６としてテンキーを用いており、本体表面に
構成されている。なお、このテンキーは測定開始ボタン
１１を3秒以上押すことにより有効になるように構成さ
れており、通常の測定で誤って押しても測定には何ら影
響はない。

【００３８】また、長期的にＰ0とＴw0を記憶してお
き、その変化を調べることにより血管硬化の進行状態を
知ることができる。血管の硬化が進行すると同じ血圧値
でも血管が硬い分だけ脈波伝搬時間が短くなり、Ｐ0／
Ｔw0が大きくなってくる。このような変化は数か月から
年単位の比較的長いスパンで現れてくるので、約1ヶ月
毎に血圧情報入力手段３６により入力される血圧値とそ
の時に脈波伝搬時間測定手段２８により測定された脈波
伝搬時間を個人毎に記憶しておき、この変化のトレンド
を調べることにより動脈硬化の進行状態を検出できる。
なお、ここで用いる脈波伝搬時間は心臓から発せられた
圧力波が外耳道壁近傍まで到達するまでの時間であり、
この間に圧力波は頚動脈を通過するが、頚動脈は一般に
主要な血管の中でも動脈硬化が発生しやすい場所として
知られており、この部分を通過する脈波伝播の時間を計
測しすることは動脈硬化度を検出しやすくなるため大変
有利である。本実施例の生体情報検出装置では、動脈硬
化度検出手段３０が上記に述べた原理で被験者の動脈硬
化度を検出するため、動脈硬化度記憶手段３９と動脈硬
化度演算手段４０とからなり、動脈硬化度記憶手段３９
では脈波伝搬時間から血圧値を演算するために血圧情報
記憶手段３７に記憶された血圧値とその時の脈波伝搬時
間をその採取した日時と共に順次記憶しておき、動脈硬
化度演算手段４０では動脈硬化度記憶手段に記憶された
血圧値と脈波伝搬速度の変化から動脈硬化度Ｋを算出し
ている。本実施例では、動脈硬化度は最近ｎ回の血圧値
と脈波伝搬時間のデータを用い、横軸に記憶させた時
点、縦軸にＰ0／Ｔw0を取った時の一次回帰直線の傾き
としている。この場合動脈硬化度の値は現時点に対して
Ｐ0／Ｔw0が最近ｎ回の血圧値と脈波伝搬時間の測定デ
ータにおいて平均的にどれだけ変化しているかを示すも
ので、大きな値になるほど動脈硬化が進行中であること
を意味する。したがって、これが大きくなると注意が必
要であり、本実施例では表示手段に動脈硬化度の値を出
力する際に、この値があらかじめ決められた閾値を越え
た場合には表示手段に警告も合わせて表示するようにし
ている。

【００３９】実際に基準血圧を入力する測定する時は、
測定開始ボタン１１を3秒以上押すと制御手段２６が基
準となる血圧値の入力する状態であることを認識し、表
示部１３に「血圧値を入力してください」との表示が現
れる。このときテンキー３６が有効になっているので、
テンキー３６を用いて直前に別の血圧計で測定した血圧
値を、最高血圧値、最低血圧値の順で入力していく。次
に、現時点の脈波伝搬時間を測定するためにプローブ２
を外耳道に挿入し、挿入した耳と同じ側にある手で本体
１０を支持し、本体電極１５ｂに手のひらが触れた状態
で再度測定開始ボタン１１を押すと脈波伝搬時間の採取
が始まり、10秒程度その状態を保ったところで元の状態
の戻す。この時脈波伝搬時間の採取が完了しておれば、
表示部１３に「完了」の文字が表示され、完了してなけ
れば「もう一度」という文字が表示される。この測定完
了の報知は完了した時にアラームを1つ鳴らすなどの音
で知らせても良い。また、この時に表示部１３には動脈
硬化度演算手段３０により動脈硬化度の値も算出される
ので、この値も合わせて表示されるが、この値だけでは
一般の被験者には判断が出来ないので、数値により「問
題なし」「進行中」「要注意」の3段階の表示を行い、
要注意の場合は「要注意」の文字か点滅して表示され
る。

【００４０】次に、一般の測定時には、使用者は本体１
０を持ちプローブ２を耳に挿入し、測定開始ボタン１１
を短く押すと、制御手段２６がモータ２１を駆動させる
信号を出力してチョッパ２０が開閉動作を行い、赤外受
光素子１８は赤外受光素子１８自身の温度と鼓膜および
その近傍の温度の温度差に相関を持った出力を発生さ
せ、体温信号処理手段２３が赤外受光素子１８の出力と
温度センサ２２の出力から鼓膜およびその近傍の温度換
算を行う。一方、制御手段２６は同時に心電信号処理手
段２４がプローブ電極１５ａから得られる外耳道やその
周辺部の皮膚の電位と本体電極１５ｂから得られる手の
ひらの電位の電位差を増幅・平滑化して心電波形を出力
させ、この波形のＲ波の間隔から心拍数算出手段２５に
より心拍数を算出させている。さらに、制御手段２６は
同時に脈波採取手段２７の発光部３１を発光させる信号
を出力し発光部３１から500〜1000nmの波長光を含む光
が外耳道内部またはその近傍の皮膚表面に放射され、脈
波情報受光部３２では、血液量の増減を正確に反映する
反射光の変化に応じた電圧信号に変換することにより外
耳道内部またはその近傍の心臓の拍動による血液量の増
減を電圧信号に変換して取り出し、脈波信号処理手段３
３ではこの信号を脈波波形出力手段３４が増幅や平滑化
を行っている。このようにして得られた心電波形と光電
脈波波形から脈波伝搬時間算出手段２８が脈波伝搬時間
を算出し、この時間から血圧値算出手段２９が血圧情報
記憶手段３７に記憶された基準血圧とその時の脈波伝搬
時間とを用いて血圧値演算手段３８により現時点の血圧
値を算出し、表示部１３では以上のようにして得られた
体温、心拍数、血圧値と脈波波形を表示して、被験者ま
たは測定者に報知している。

【００４１】上記のように本実施例の生体情報検出装置
では、体温と心拍数と血圧値と心電波形を短時間で求め
ることが可能であり、効率よく生体情報を検出できる生
体情報検出装置を提供できる。

【００４２】また、長期間の基準血圧値とその時の脈波
伝搬時間を用いることにより動脈硬化の進行度合いを検
出して、進行が早い場合に警告できるので、被験者の成
人病の予防に役立てることができる。

【００４３】なお、本実施例の生体情報検出装置では脈
波採取手段２７により脈波波形を検出するので、これを
さらに2次微分した加速度脈波波形を求めて循環系の状
態を診断することも可能である。加速度脈波による循環
系の診断について以下に示す。図５の最下段は中段の脈
波波形を２次微分した加速度脈波波形（APG）であり、
この波形には図に示すようにａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの5つ
の極大値と極小値が存在し、これらのパターンにより図
６に示すようなＡからＧまでの7種類の波形パターンに
分類して血液循環系の状態の診断に用いられている。
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの5つの極値の高さをそれぞれｈ
ａ，ｈｂ，ｈｃ，ｈｄ，ｈｅで表すと、Ａはｈｃ＞０か
つｈｂ＜ｈｄとなる場合であり通常若い人に見られる血
液循環が良い状態にあることを示す波形、Ｂはｈｃ＜０
かつｈｂ＜ｈｄとなる場合で加齢によって血液循環が悪
くなる過程の中で見られ、まだ良い状態にある波形、Ｃ
はｈｂ＜ｈｃかつｈｂ≒ｈｄとなる場合であり血液循環
が少し悪くなって左心の負担が大きくなったと考えられ
る時に見られる波形で、スポーツ心臓でもしばしば認め
られる、Ｄはｈｂ≒ｈｃ≒ｈｄとなる場合であり血液循
環が悪い状態にあることを示す波形で、特に注意が必要
であると考えられる波形、Ｅはｈｂ＜ｈｃかつｈｂ＞ｈ
ｄとなる場合であり血液循環が悪い状態にあることを示
す波形で、脳卒中、心筋梗塞、狭心症などの既往症のあ
る者に多く見られる、特に注意が必要であると考えられ
る波形、Ｆはｈｂ≒ｈｃかつｈｂ＞ｈｄ、Ｇはｈｂ＞ｈ
ｃかつｈｂ＞ｈｄとなる場合でありどちらも血液循環が
極端に悪い状態にあることを示す波形で、衰弱してねた
きりになった高齢者などにみられる波形である。このよ
うに加速度脈波の波形を解析することにより容易に循環
系の動作状態の診断行う事ができる。

【００４４】また、本実施例の生体情報検出装置では血
圧値を入力する血圧情報入力手段３６としてテンキーを
用いたが、これは本体１０の表面にスペースが必要とな
るので、十分なスペースを準備できない場合は、2つの
上下ボタンと決定ボタンの3つのボタンを設けて、上下
ボタンで数字を増加または減少させ正しい値が表示され
た時に決定ボタンを押すような構成でも良い。また、通
信機能を設けてパソコンなど別の手段で入力された数値
を無線や有線の通信で受け取るような構成でも良い。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の生体情報検
出装置は以下の効果を有する。

【００４６】本発明の請求項１にかかる生体情報検出装
置によれば、体温は鼓膜およびその近傍から直接放射さ
れる赤外線を受光する体温放射受光部からの出力を体温
信号処理手段で温度に演算し、これと同時にプローブの
外耳道に接する位置に構成された第1の電極による外耳
道およびその周辺の電位と、プローブ以外の外面に配置
された第2の電極による手のひらの電位との差から心電
信号を検出するので正確な体温計測と心電波形採取を短
時間で実現できるという効果がある。

【００４７】本発明の請求項２にかかる生体情報検出装
置によれば、得られた心電波形から心拍数を算出するの
で正確な心拍数を短時間で算出できる。

【００４８】本発明の請求項３にかかる生体情報検出装
置によれば、放射温度計を用いた鼓膜温測定による体温
測定と、外耳道周辺の電位と手のひらの電位との電位差
による心電波形採取と、外耳道壁およびその周辺の光電
脈波採取を同時に行うことができるので効率よく生体情
報を検出できる。

【００４９】本発明の請求項４にかかる生体情報検出装
置によれば、外耳道周辺の電位と手のひらの電位との電
位差による心電波形採取と、外耳道壁およびその周辺の
光電脈波採取を同時に行うことにより心臓が大動脈に血
液を拍出する信号が発せられてから外耳道もしくはその
近傍に血液や血管を通じて伝達される圧力波が到達する
までの時間を計測できるので、被験者の血圧値と相関の
ある脈波伝搬時間を用いた血圧値測定が可能で、体温、
心電波形、脈波、血圧を同時に計測可能な生体情報検出
手段を提供できる。

【００５０】本発明の請求項５にかかる生体情報検出装
置によれば、外耳道周辺の電位と手のひらの電位との電
位差による心電波形採取と、外耳道壁およびその周辺の
光電脈波採取を同時に行うことにより心臓が大動脈に血
液を拍出する信号が発せられてから外耳道もしくはその
近傍に血液や血管を通じて伝達される圧力波が到達する
までの時間を計測できるので、動脈硬化を起こしやすい
頚動脈を経た脈波伝搬時間の変化を調べることが可能で
動脈硬化の度合いを的確に判断するためのデータを提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における生体情報検出装
置の外観図

【図２】同生体情報検出装置のブロック図

【図３】本発明の第２の実施例における生体情報検出装
置の外観図

【図４】同生体情報検出装置のブロック図

【図５】同生体情報検出装置の心電波形算出手段と脈波
採取手段の出力波形図

【図６】同生体情報検出装置の加速度脈波波形のパター
ン図

【図７】第１の従来例における放射体温計の構成図

【図８】第２の従来例における脈波検出機能付き体温計
の構成図

【図９】第３の従来例における心拍体温計の外観図

【符号の説明】

２ プローブ １５ａ プローブ電極（第１の電極） １５ｂ 本体電極（第２の電極） １７ 体温放射受光部 ２３ 体温信号処理手段 ２５ 心拍数算出手段 ２７ 脈波採取手段 ２８ 脈波伝搬時間測定手段 ２９ 血圧値算出手段 ３０ 動脈硬化度算出手段 ３３ 脈波信号処理手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ａ６１Ｂ 5/0402 Ｇ０１Ｊ 5/10

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓膜
   およびその近傍から放射された赤外線を通過させるプロ
   ーブと、前記プローブを通過した赤外線を受光する体温
   放射受光部と、前記体温放射受光部の出力を温度に演算
   する体温信号処理手段と、前記プローブの外耳道に接す
   る位置に構成された第1の電極と、前記プローブ以外の
   外面に配置された第2の電極と、前記第1の電極と第2の
   電極の電位差から心電信号を検出する心電信号処理手段
   とからなる生体情報検出装置。
2. 【請求項２】心電信号検出手段は心拍数算出手段を持つ
   請求項1に記載の生体情報検出装置。
3. 【請求項３】外耳道に挿入され鼓膜に向きを固定し鼓膜
   およびその近傍から放射された赤外線を通過させるプロ
   ーブと、前記プローブを通過した赤外線を受光する体温
   放射受光部と、前記体温放射受光部の出力を温度に演算
   する体温信号処理手段と、前記プローブの外耳道に面す
   る側に構成された外耳道もしくはその近傍の血流情報を
   得る脈波採取手段と、前記脈波採取手段の出力を演算す
   る脈波信号処理手段と、前記プローブの外耳道に接する
   位置に構成された第1の電極と、前記プローブ以外の外
   面に配置された第2の電極と、前記第1の電極と第2の電
   極と間の電位差から心電信号を検出し処理する心電信号
   処理手段とからなる生体情報検出装置。
4. 【請求項４】脈波信号処理手段の出力と心電信号処理手
   段の出力とから心臓が大動脈に血液を拍出する信号が発
   せられてから外耳道もしくはその近傍に血液や血管を通
   じて伝達される圧力波が到達するまでの時間を計測する
   脈波伝搬時間測定手段を持ち、脈波伝搬時間測定手段の
   出力から被験者の血圧を算出する血圧値算出手段をもつ
   請求項３に記載の生体情報検出装置。
5. 【請求項５】脈波信号処理手段の出力と心電信号処理手
   段の出力とから心臓が大動脈に血液を拍出する信号が発
   せられてから外耳道もしくはその近傍に血液や血管を通
   じて伝達される圧力波が到達するまでの時間を計測する
   脈波伝搬時間測定手段を持ち、脈波伝搬時間測定手段の
   出力から被験者の血管の動脈硬化の進行度合いを算出す
   る動脈硬化度算出手段をもつ請求項３に記載の生体情報
   検出装置。