JP2001070266A

JP2001070266A - 生体信号検出装置

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Publication number: JP2001070266A
Application number: JP24902599A
Authority: JP
Inventors: Sadasuke Kimura; 禎祐木村; Shinji Nanba; 晋治難波; Rie Oosaki; 理江大崎; Satoshi Takeuchi; 聡竹内; Haruichi Yamada; 晴一山田; Satoru Kodama; 悟児玉; Masao Hasegawa; 昌雄長谷川; Masahiko Ito; 正彦伊藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-09-02
Filing date: 1999-09-02
Publication date: 2001-03-21
Anticipated expiration: 2019-09-02
Also published as: JP3552090B2

Abstract

(57)【要約】【課題】装着具の非装着時に検出される異常な生体信
号に起因する不具合を解消した生体信号検出装置の提
供。【解決手段】指に装着するための装着具と、発光ダイ
オード２２およびフォトダイオード２３を有するセンサ
２と、センサ２の信号波形を脈波として脈波監視装置Ｂ
に送信する送信回路６とを備える脈波検出装置Ａにおい
て、発光ダイオード２２が発光した場合に得られる信号
波形と発光ダイオード２２が発光しない場合に得られる
信号波形とを比較することにより、装着具が装着状態に
あるか否かを判別する装着検出回路３と、センサ２、送
信回路６、および装着検出回路３の作動を司る作動制御
回路４とを設け、作動制御回路４は、センサ２および装
着検出回路３を作動させて装着具が装着されているか否
かを装着検出回路３に判別させ、装着状態にあると判別
された場合に送信回路６に作動用電力を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、装着具を被検査人
の指、耳、腕、足、胴体、または首などに装着して、生
体信号を検出する生体信号検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、被検査人の生体信号（脈波な
ど）を検査する際に、作動スイッチを自分で操作すると
ともに、装着具内に指などを入れ、センサが検出する生
体信号を生体信号検査装置で検査する生体信号検出装置
が知られている。また、老人や病弱者などの生体信号
（脈波など）を、長期間に亘って検査する場合に用いら
れ、被検査人の腕や足などに装着具を装着してセンサが
検出する生体信号を電波などを介して生体信号検査装置
へ送って検査する生体信号検出装置も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術は、以下に示す課題がある。前者の生体信号検出装置
では、装着具内に指などを入れずに作動スイッチを被検
査人が操作すると、センサが外来ノイズを拾って異常な
信号を出力するので、被検査人に異常が起きたと生体信
号検査装置が誤判断してしまう。

【０００４】後者の生体信号検出装置では、老人や病弱
者などが装着具を外してしまうと、センサが外来ノイズ
を拾って異常な信号を生体信号検査装置に送信するの
で、被検査人に異常が起きたと生体信号検査装置が誤判
断してしまう。また、後者の生体信号検出装置は、構造
上、電池から作動用電力が供給されるので、消費電力の
低減を図る必要がある。

【０００５】本発明の目的は、装着具の非装着時に検出
される異常な生体信号に起因する不具合を解消した生体
信号検出装置の提供にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】（請求項１）人体の生体
信号を検出する場合には、装着具を人体の一部（指、
腕、足、胴体、首など）に装着する。装着状態検出手段
は、装着具の装着・非装着状態を検出する。生体信号検
出手段は、装着具の人体装着面側に配され、人体の生体
信号を検出する。処理変更手段は、装着状態検出手段に
よる検出結果に基づいて、人体の生体信号の検出処理を
変更する。

【０００７】生体信号検出装置は、装着状態検出手段に
よる検出結果に基づいて、処理変更手段が、生体信号検
出手段による人体の生体信号の検出処理を変更する構成
である。このため、装着具の人体への非装着状態時にお
いて、生体信号検出手段から異常な生体信号（＝ノイ
ズ）が出力されない様にすることができ、もしくは、異
常な生体信号に基づいて被装着者の生理状態を誤って判
断することを防止できる。

【０００８】（請求項２）生体信号検出手段は、皮膚を
通して人体内部に光を照射する発光素子と、人体内部か
ら戻る光を受光して受光量に応じた信号を出力する受光
素子とを備える。装着状態検出手段は、発光素子が光を
照射したときに受光素子が出力する信号と、発光素子が
光を照射しないときに受光素子が出力する信号とに基づ
いて、装着具の人体への装着・非装着状態を検出する。

【０００９】生体信号を検出するための生体信号検出手
段を用いて、装着具の装着・非装着状態を装着状態検出
手段が検出する構成であるので、装着状態を検出するた
めの専用のセンサが不要であり、装着具を小さくするこ
とができる。

【００１０】（請求項３）装着状態検出手段は、発光素
子が光を照射したときに受光素子が出力する信号のレベ
ルと、発光素子が光を照射しないときに受光素子が出力
する信号のレベルとを比較（下記に示す）する。そし
て、両者の信号が同等のレベルにあるとき、装着具が非
装着状態にあると検出し、両者の信号のレベルに差が有
る場合には装着具が装着状態にあると検出する。

【００１１】装着具を人体へ装着している場合、発光素
子が発光すると受光素子が人体内部から戻る光を受光
し、発光素子が発光を停止すると戻る光が無くなるので
信号のレベルは略ゼロになる。装着具を人体へ装着して
いない場合、発光素子が周りの光を受光するので、発光
素子を発光させてもさせなくても同じレベルの信号をセ
ンサが出力する。

【００１２】発光素子が光を照射したときに受光素子が
出力する信号のレベルと、発光素子が光を照射しないと
きに受光素子が出力する信号のレベルとを比較して装着
具の装着・非装着状態を検出する構成であるので、装着
状態検出手段の構造が簡単であり、生体信号検出装置を
安価に製造することができる。

【００１３】（請求項４）装着状態検出手段は、発光素
子が光を照射したときに受光素子が出力する信号の直流
成分と、発光素子が光を照射しないときに受光素子が出
力する信号の直流成分とを比較（下記に示す）して、装
着具の人体への装着・非装着状態を検出する。

【００１４】装着具を人体へ装着している場合、発光素
子が発光すると、皮膚での表面反射による光と人体内部
から戻る光とを受光素子が受光し、表面反射による直流
成分に脈動分が重畳された信号波形が得られ、発光素子
が発光を停止すると戻る光が無くなるので直流成分およ
び脈動分が共に無くなり信号波形は略ゼロになる。装着
具を装着していない場合、発光素子が周りの光を受光す
るので、発光素子を発光させてもさせなくても、同レベ
ルの直流成分の信号波形をセンサが出力する。

【００１５】発光素子が光を照射したときに受光素子が
出力する信号の直流成分と、発光素子が光を照射しない
ときに受光素子が出力する信号の直流成分とを比較し
て、装着具の人体への装着・非装着状態を検出する構成
であるので、装着具の人体への装着・非装着状態を高精
度で検出することができる。

【００１６】（請求項５）生体信号検出装置は、装着状
態検出手段によって装着具の人体への非装着状態が検出
されたとき、生体信号検出手段による生体信号の検出を
処理変更手段が中止する構成である。このため、装着具
の人体への非装着状態時において、生体信号検出手段が
生体信号の検出を行わないので、異常な生体信号が出力
されず、この異常な生体信号に起因する不具合（誤診断
など）が生じない。

【００１７】（請求項６）生体信号検出装置は、装着状
態検出手段によって装着具の人体への非装着状態が検出
されると、処理変更手段が生体信号検出手段への作動用
電力の供給を停止する構成である。つまり、装着具の人
体への非装着状態において、生体信号検出手段への作動
用電力が供給されないので無駄な電力消費を抑えること
ができるとともに、異常な生体信号が出力されることも
ない。

【００１８】（請求項７）生体信号検出装置は、生体信
号検出手段による生体信号の検出の中止、もしくは、生
体信号検出手段への作動用電力の供給の停止から所定時
間が経過したときには、生体信号の検出の再開、もしく
は、作動用電力の供給の再開を処理変更手段が行う構成
であるので使い勝手が良い。

【００１９】（請求項８）生体信号検出装置は、生体信
号が伝送されて、この生体信号に基づいて生体の状態を
表すパラメータを演算処理する生体信号処理装置を備
え、装着具の人体への装着・非装着状態に関するデータ
も生体信号処理装置に伝送され、装着具の人体への非装
着状態が検出されている間は、処理変更手段が、生体信
号処理装置における生体信号に基づくパラメータの演算
処理を中止する構成である。

【００２０】つまり、装着具の人体への非装着状態の検
出を行っている間は、生体信号処理装置による、生体信
号に基づくパラメータの演算処理が成されない。このた
め、非装着状態の検出を行っている間に出力される、異
常な生体信号に基づく異常なパラメータが演算処理され
ないので、誤診断を防止することができる。

【００２１】（請求項９）生体信号処理装置は、装着具
の人体への非装着状態に関するデータが伝送されたと
き、その旨を報知する報知手段を備える。このため、報
知手段の報知に基づいて、被検査人が装着具を装着して
いるか否かを、医者や介護人などの生体信号観察者が把
握することができる。

【００２２】（請求項１０）装着状態検出手段は、装着
具の人体への装着の際に、人体によって押圧される押圧
部と、該押圧部が押圧されているか否かを検出する検出
部とを備える。このため、簡単な構成で、装着具の人体
への装着・非装着状態を確実に検出することができる。

【００２３】（請求項１１）装着状態検出手段は、装着
具の人体への装着の際に、人体の体温に反応する感熱素
子を有する。このため、簡単な構成で、装着具の人体へ
の装着・非装着状態を確実に検出することができる。な
お、装着具を棒などに装着した場合には、非装着状態で
あると検出される。

【００２４】（請求項１２）装着状態検出手段は、装着
具が人体に装着されたときに人体を一部として成立する
電気回路を備え、装着具の人体への装着に伴って発生す
る、電気回路における抵抗値、静電容量、電位の何れか
の変化を検出することにより、装着具の人体への装着を
検出する。このため、装着具の人体への装着・非装着状
態を検出することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施例（請求項１、
２、３、４、５、６、７に対応）を図１〜図４に基づい
て説明する。図に示す如く、脈波監視システムＫは、装
着具１と、生体信号検出手段であるセンサ２と、装着状
態検出手段である装着検出回路３と、処理変更手段であ
る作動制御回路４と、増幅回路５と、送信回路６と、タ
イマ回路７とを備える脈波検出装置Ａ、および脈波を監
視する脈波監視装置Ｂにより構成される。

【００２６】装着具１（プラスチック製）は、指輪形の
円筒体であり、被検査人の指１１の基部１１１が嵌まり
容易に抜けない程度の内径を有する（図１参照）。この
装着具１の内側は、光の反射を防止するための表面処理
（黒色に塗色など）が施されている。

【００２７】センサ２は、装着具１内にモールドされた
パッケージ２１内に、発光ダイオード２２とフォトダイ
オード２３とを配設している。パッケージ２１は、指方
向に透光体の窓２２１を有し、黒色のプラスチックで形
成されている。

【００２８】発光ダイオード２２が発光する光が指１１
の皮膚を通して指内部に入り、毛細血管に到達して一部
が吸収され、反射散乱されて指内部から戻るので、その
戻る光を受光可能な位置にフォトダイオード２３を配置
している。

【００２９】装着検出回路３は、装着具１が指１１に嵌
まっているか否かを判別する回路である。この装着検出
回路３は、発光ダイオード２２が発光した場合にフォト
ダイオード２３から得られる信号波形と発光ダイオード
２２が発光しない場合に得られる信号波形とを比較する
（後述する）ことにより、装着具１が指１１に嵌まって
いるか否かを判別する。

【００３０】図３に示す如く、装着具１が指１１に嵌ま
っている場合、発光ダイオード２２が発光すると、皮膚
での表面反射による光（破線で示す）と、毛細血管１２
などに当たって人体内部から戻る光（実線で示す）とを
フォトダイオード２３が受光し｛図３の（ａ）左｝、表
面反射による直流成分に脈動分が重畳された信号波形が
得られる｛図３の（ａ）右｝。そして、発光ダイオード
２２が発光を停止する｛図３の（ｂ）左｝と戻る光が無
くなるので直流成分および脈動分が共に無くなり信号波
形は略ゼロになる｛図３の（ｂ）右｝。

【００３１】また、装着具１が指１１に嵌まっていない
場合、フォトダイオード２３が周りの光を受光する｛図
３の（ｃ、ｄ）左｝ので、発光ダイオード２２が発光し
てもしなくても、同レベルの直流成分の信号波形をセン
サ２が出力する｛図３の（ｃ、ｄ）右｝。

【００３２】装着状態の判定は、（１）の様に行ってい
るが、（２）の様に行っても良く、判定を行う構成が簡
単になる。（１）発光ダイオード２２が発光したときにフォトダイ
オード２３が出力する信号波形の直流成分と、発光ダイ
オード２２が発光しないときにフォトダイオード２３が
出力する信号波形の直流成分とを比較し、両者の信号波
形の直流成分が同等レベル｛図３の（ｃ、ｄ）｝である
とき装着具１が指１１に嵌まっていないと判定し、両者
の信号波形の直流成分に差が有る場合｛図３の（ａ、
ｂ）｝には装着具１が指１１に嵌まっていると判定す
る。

【００３３】（２）発光ダイオード２２が発光したとき
にフォトダイオード２３が出力する信号と、発光ダイオ
ード２２が発光しないときにフォトダイオード２３がが
出力する信号とを比較し、両者が同等レベル｛図３の
（ｃ、ｄ）｝であるとき装着具１が指１１に嵌まってい
ないと判定し、両者に差が有る場合｛図３の（ａ、
ｂ）｝には装着具１が指１１に嵌まっていると判定す
る。

【００３４】作動制御回路４は、センサ２、送信回路
６、および装着検出回路３の作動を司る回路である。こ
の作動制御回路４は、装着具１が指１１に嵌まっている
か否かを装着検出回路３に判別させ、装着状態にあると
装着検出回路３が判別した場合には送信回路６に作動用
電力を供給する。

【００３５】増幅回路５は、オペアンプなどで構成され
ている。この増幅回路５は、電流ー電圧変換回路５１に
より電圧値に変換されたセンサ２の信号波形（脈波）を
増幅する。送信回路６は、発振部、変調部、および電力
増幅部を有する。この送信回路６は、搬送波を、増幅さ
れた信号波形で変調して微弱電波として、離れて設置さ
れた脈波監視回路Ｂへ送信する。タイマ回路７は、脈波
を採取する時刻、または待機時間を記憶させた回路であ
る。このタイマ回路７は、脈波を採取する時刻が到来す
るか、待機時間（数分〜数時間）が終了して採取時間に
なると、装着検出回路３および作動制御回路４へ作動用
電力を供給する。

【００３６】脈波監視装置Ｂは、受信回路８１、解析回
路８２、表示器８３、記録手段８４、および通報回路８
５を備え、病室の隅などに設置されている。受信回路８
１は、送信回路６から送信される変調波から脈波を復調
する回路である。解析回路８２は、復調した脈波を解析
する回路である。この解析回路８２は、脈拍数、脈拍間
隔、脈波の波形などを解析して、不整脈や自律神経の異
常を見つけ出す。表示器８３は、液晶ディスプレイなど
であり、解析回路８２が解析した解析結果を表示する。

【００３７】記録手段８４は、脈波および解析したデー
タを採取時刻とともに記憶媒体に格納する装置である。
通報回路８５は、解析データに著しい異常が認められる
場合、ナースセンターなどへ通報する回路である。

【００３８】つぎに、脈波検出装置Ａを使用して被検査
人の脈波を適宜測定する脈波監視システムＫの作動を、
図４のフローチャートとともに説明する。

【００３９】ステップｓ１で、作動制御回路４が発光ダ
イオード２２に通電して発光ダイオード２２を発光さ
せ、増幅回路５で増幅されたフォトダイオード２３の信
号波形を装着検出回路３が検出する。

【００４０】ステップｓ２で、作動制御回路４が発光ダ
イオード２２への通電を停止して発光ダイオード２２の
発光を停止し、増幅回路５で増幅されたフォトダイオー
ド２３の信号波形を装着検出回路３が検出する。

【００４１】なお、待機状態からステップｓ１への移行
は、測定時刻になる（タイマ回路７が装着検出回路３お
よび作動制御回路４へ作動用電力を供給する）か、テス
トスイッチ１００を先の尖ったもので押すことによって
行われる。

【００４２】ステップｓ３で装着検出回路３が装着の有
無を判別し、装着していると判別される（ＹＥＳ）とス
テップｓ４へ進み、装着していないと判別される（Ｎ
Ｏ）とステップｓ６に進む。装着の有無の判別は、具体
的には、発光ダイオード２２が発光した場合に得られる
信号波形（ステップｓ１で得られる信号波形）のＤＣ成
分と、発光ダイオード２２が発光しない場合に得られる
信号波形（ステップｓ２で得られる信号波形）のＤＣ成
分とを装着検出回路３が比較して行う。

【００４３】ステップｓ４で、作動制御回路４がセンサ
２、増幅回路５、送信回路６に通電を行って、脈波の検
出を行い、検出した脈波を変調波によって脈波監視装置
Ｂに送信する。ステップｓ５で、測定時間（数十秒〜数
分間）が終了したか否か判別し、測定時間が終了した場
合（ＹＥＳ）にはステップｓ６に進み、終了していない
場合（ＮＯ）にはステップｓ４に戻って、脈波の検出と
脈波の伝送とを継続する。ステップｓ６で、タイマ回路
７は、他の回路への電力供給を停止する。その後、タイ
マ回路７が所定の待機時間のカウントを終了すると、再
び、ｓ１からの処理が開始される。

【００４４】つぎに、本実施例の利点を述べる。［ア］脈波検出装置Ａは、装着具１が指１１に嵌まって
いることを装着検出回路３が検出すると、作動制御回路
４が送信回路６に作動用電力を供給して脈波を脈波監視
装置Ｂに送信する構成である。このため、センサ２が外
来ノイズを拾って送信回路６がノイズを脈波監視装置Ｂ
に伝送してしまうという不具合は生じず、装着具１が指
１１に嵌まった状態でセンサ２が検出した脈波が確実に
脈波監視装置Ｂに伝送される。よって、脈波監視装置Ｂ
の誤判断を防止することができる。また、脈波検出時に
脈波検出装置Ａを作動させるための作動スイッチを操作
する必要がないので使い勝手が良い。

【００４５】［イ］脈波を検出するセンサ２が、装着具
１が指１１に嵌まっているか否かを検出するためのセン
サを兼ねている。このため、装着状態を検出するための
専用のセンサが不要であり、脈波検出装置Ａを小さく作
ることができる。

【００４６】［ウ］発光ダイオード２２が発光した場合
に得られるフォトダイオード２３の信号波形の直流成分
と、発光ダイオード２２が発光しない場合に得られるフ
ォトダイオード２３の信号波形の直流成分とを装着検出
回路３が比較して装着状態を検出する構成であるので、
簡単な回路構成で精度良く装着状態を検出することがで
きる。

【００４７】［エ］待機時には、タイマ回路７以外の回
路へ作動用電力の供給をカットしているので、電池交換
を行うことなく、被検査人の脈波を長期間に亘って検査
することができる。なお、上述の第１実施例では、装着
具１の装着・非装着に関わらず、待機時間は一定とした
が、非装着時の待機時間を装着時の待機時間より長くし
ても良い。この場合、それぞれの待機時間をカウントす
る二種類のタイマを設け、装着・非装着に応じて、それ
らのタイマを切り換えて使用する。

【００４８】本発明の第２実施例（請求項１、５、６、
８、９、１０に対応）を図５〜図８に基づいて説明す
る。図５に示す如く、脈波解析システムＬは、装着具で
ある指挿入筒１０と、生体信号検出手段であるセンサ２
および増幅回路５と、装着状態検出手段である挿入検出
手段３０と、処理変更手段の一部を構成する電力供給回
路３７と、送信回路６とを備える脈波検出装置Ｃ、およ
び脈波を解析する脈波解析装置Ｄにより構成される。脈
波検出装置Ｃは、可搬が容易なハウジング内に組み付け
られ、脈波を検査する際に、被検査人が寝ているベット
横のテーブルなどに載置される。

【００４９】指挿入筒１０（プラスチック製）は、脈波
検出装置Ｃの上部に設けられた円筒体であり、被検査人
の指１１の基部１１１が丁度嵌まる内径を有する。この
指挿入筒１０の内側は、光の反射を防止するための表面
処理（黒色に塗色など）が施されている。

【００５０】センサ２は、発光ダイオード２２およびフ
ォトダイオード２３である。発光ダイオード２２が発光
する光が指１１の皮膚を通して指内部に入り、毛細血管
１２に到達して一部が吸収され、反射散乱されて指内部
から戻るので、その戻る光を受光可能な装着具１内面の
底面側にフォトダイオード２３を配置している。

【００５１】増幅回路５は、オペアンプなどで構成され
ている。この増幅回路５は、電流ー電圧変換回路５１に
より電圧値に変換されたフォトダイオード２３の信号波
形（脈波）を増幅する。

【００５２】送信回路６は、発振部、変調部、および電
力増幅部を有する。この送信回路６は、搬送波を、増幅
された信号波形で変調して微弱電波として、離れて設置
された脈波解析装置Ｄへ送信する。

【００５３】挿入検出手段３０は、マイクロコンピュー
タ３１、スイッチ３２、プランジャ３３、バネ３４、プ
ランジャケース３５、および抵抗３６により構成され、
指１１が指挿入筒１０に挿入されているか否かを判別す
る。

【００５４】スイッチ３２は、図６に示す様に、ベース
フィルム３２１、３２２の裏面に電極３２３、３２４を
貼着し、間にスペーサフィルム３２５を配してなる。こ
のスイッチ３２は、後述する円形穴３５１の上方に固定
されている。

【００５５】プランジャ３３は、下面が指１１の上面に
当接し、上下に変位可能に指挿入筒１０の筒状部１３内
に嵌め込まれた球状部３３１（指１１を傷つけないため
の形状）と、バネ３４が嵌まる円柱状部３３２とからな
る。プランジャケース３５は、指挿入筒１０の上部に設
けられ、円柱状部３３２が突出する円形穴３５１をケー
ス上面に設けている。

【００５６】通常は、バネ３４がプランジャ３３を下方
に付勢しているので、プランジャ３３の円柱状部３３２
がスイッチ３２を押圧しないので電極３２３、３２４間
が導通せず、電圧ｖがハイレベルとなる。この場合、マ
イクロコンピュータ３１は、指１１が指挿入筒１０に挿
入されていないと判別する。

【００５７】指１１が指挿入筒１０に挿入されると、プ
ランジャ３３が上方に変移して円柱状部３３２がスイッ
チ３２を押圧するので電極３２３、３２４間が導通状態
となり、電圧ｖがローレベルとなる。この場合、マイク
ロコンピュータ３１は、指１１が指挿入筒１０に挿入さ
れていると判別し、電力供給回路３７へ制御信号を出力
する。

【００５８】電力供給回路３７は、増幅回路５、送信回
路６、および発光ダイオード２２への電力供給を司る回
路である。この電力供給回路３７は、マイクロコンピュ
ータ３１から制御信号が入力されると電力供給を開始す
る。なお、脈波の解析途中に、指１１を指挿入筒１０か
ら出してしまうと、指１１が指挿入筒１０に挿入されて
いないとマイクロコンピュータ３１が判別するので、増
幅回路５、送信回路６、および発光ダイオード２２への
電力供給を電力供給回路３７が断つ。

【００５９】脈波解析装置Ｄは、受信回路８１、解析回
路８２、表示器８３、および記録手段８４を備え、病室
の隅などに設置されている。受信回路８１は、送信回路
６から送信される変調波から脈波を復調する回路であ
る。解析回路８２は、復調した脈波を解析する回路であ
り、処理変更手段の一部を構成する。この解析回路８２
は、脈波に基づいて生体の状態を表すパラメータ（脈拍
数、脈拍間隔、脈波の波形）を演算処理して解析し、不
整脈や自律神経の異常を見つけ出す。なお、脈波が復調
されるまで（指挿入筒１０への指１１の挿入・非挿入の
検出を行っている間）は、脈波に基づくパラメータの演
算処理を解析回路８２が行わない。

【００６０】表示器８３は、液晶ディスプレイなどであ
り、指１１の挿入状態や、解析回路８２が解析した解析
結果を表示する。記録手段８４は、脈波および解析した
データを採取時刻とともに記憶媒体に格納する装置であ
る。

【００６１】つぎに、脈波検出装置Ｃを使用して被検査
人の脈波を解析する脈波解析システムＬの作動を、図７
のフローチャートとともに説明する。

【００６２】（脈波検出装置Ｃ側の作動）ステップＳ１
で、電圧ｖに基づき、マイクロコンピュータ３１は、指
１１が指挿入筒１０に挿入されているか否かを判別し、
挿入されていると判別する（ＹＥＳ）とステップＳ２に
進む。また、挿入されていないと判別する（ＮＯ）とス
テップＳ５に進む。

【００６３】ステップＳ２で、電力供給回路３７は、増
幅回路５、送信回路６、および発光ダイオード２２へ電
力供給を開始する。これにより、脈波検出処理（ステッ
プＳ３）が成され、脈波データ送信処理（ステップＳ
４）が成される。

【００６４】ステップＳ５で、電力供給回路３７は、増
幅回路５、送信回路６、および発光ダイオード２２への
電力供給を停止する。なお、マイクロコンピュータ３１
および電力供給回路３７への電力供給は、常時、行われ
る。また、上述の脈波検出処理および脈波データ送信処
理は、マイクロコンピュータ３１が内蔵するタイマを用
いて、所定間隔（数十秒〜数十分）毎に行われる。

【００６５】（脈波解析装置Ｄ側の作動）ステップＳ６
で、変調波が送られて来ているか否かを判別し、変調波
が送られて来ている場合（ＹＥＳ）にはステップＳ７へ
進み、変調波が送られて来ていない場合（ＮＯ）にはス
テップＳ１１へ進む。

【００６６】ステップＳ７で表示器８３に脈波の波形を
表示し、ステップＳ８に進む。ステップＳ８で、解析回
路８２が脈波の波形を解析し、正常の場合（ＹＥＳ）は
ステップＳ９に進み、異常の場合（ＮＯ）はステップＳ
１０に進む。

【００６７】図８のに示す様に、ステップＳ９で、表
示器８３に、“正常です”（表示２）を表示する。図８
の、に示す様に、ステップＳ１０で、表示器８３
に、“頻脈が出ています”、“除脈が出ています”、
“ノイズが混入しています”などの異常内容（表示３、
４）を表示する。図８のに示す様に、ステップＳ１１
で、表示器８３に、“指が挿入されていません”（表示
１）を表示する。

【００６８】つぎに、本実施例の利点を述べる。［オ］脈波解析システムＬの脈波検出装置Ｃは、指１１
の指挿入筒１０内への挿入をマイクロコンピュータ３１
が検出すると、作動制御回路４が発光ダイオード２２、
増幅回路５、および送信回路６に作動用電力を供給する
構成である。

【００６９】このため、指１１が挿入状態になった後
に、脈波の検出動作と脈波の送信が成されるので、フォ
トダイオード２２が外来ノイズ（周りの光）を拾って送
信回路６がそのノイズを脈波解析装置Ｄに伝送してしま
うという不具合は生じず、指挿入筒１０に指１１を挿入
した状態で検出された脈波を確実に脈波解析装置Ｄに伝
送することができる。

【００７０】よって、脈波解析装置Ｄの誤判断を防止す
ることができる。また、脈波検出時に脈波検出装置Ｃを
作動させるためのスタートスイッチが不要であるので使
い勝手が良い。また、待機時には、発光ダイオード２
２、増幅回路５、および送信回路６に作動用電力が供給
されないので、脈波検出装置Ｃ側の待機電力を減らすこ
とができる。

【００７１】つぎに、本発明の第３実施例（請求項１、
５、６、８、９に対応）を図９に基づいて説明する。図
９に示す如く、脈波解析システムＭは、脈波検出装置Ｅ
と、脈波を解析する脈波解析装置Ｄ（図５のもの）とに
より構成され、下記の点が第２実施例の脈波解析システ
ムＬと異なる。

【００７２】挿入検出手段３００は、マイクロコンピュ
ータ３１、リードスイッチ３０２、磁石３０３、抵抗３
０４、３０５、コンデンサ３０６により構成される。リ
ードスイッチ３０２は、指挿入筒１０の入口から若干奥
の上部内側に配設され、抵抗３０４、３０５の接続点に
一端を接続している。

【００７３】磁石３０３は、リードスイッチ３０２より
入口側の上部内側に取り付けられている。この磁石３０
３は、指１１の指挿入筒１０への挿入によってリードス
イッチ３０２側に回動する。

【００７４】通常は、リードスイッチ３０２の接点がオ
フになっているので、電圧ｖがハイレベルとなる。この
場合、マイクロコンピュータ３１は、指１１が指挿入筒
１０に挿入されていないと判別する。

【００７５】指１１が指挿入筒１０に挿入されると、磁
石３０３がリードスイッチ３０２方向に回動するのでリ
ードスイッチ３０２がオン状態となり、電圧ｖがローレ
ベルとなる。この場合、マイクロコンピュータ３１は、
指１１が指挿入筒１０に挿入されていると判別する。

【００７６】本実施例の脈波検出装置Ｅを用いる脈波解
析システムＭは、上記［オ］に準じた利点を有する。

【００７７】つぎに、本発明の第４実施例（請求項１、
５、６、８、９、１０に対応）を、図１０に基づいて説
明する。図１０に示す如く、脈波解析システムＮは、脈
波検出装置Ｆと、脈波を解析する脈波解析装置Ｄ（図５
のもの）とにより構成され、下記の点が第２実施例の脈
波解析システムＬと異なる。

【００７８】挿入検出手段３００は、マイクロコンピュ
ータ３１、フィルム形スイッチ３０７、抵抗３０４、３
０５、コンデンサ３０６により構成される。フィルム形
スイッチ３０７は、指挿入筒１０の入口から若干奥の上
部内側に配設され、抵抗３０４、３０５の接続点に一端
を接続している。

【００７９】通常は、フィルム形スイッチ３０７の接点
がオフになっているので、電圧ｖがハイレベルとなる。
この場合、マイクロコンピュータ３１は、指１１が指挿
入筒１０に挿入されていないと判別する。

【００８０】指１１が指挿入筒１０に挿入されると、フ
ィルム形スイッチ３０７の接点が圧力によりオン状態と
なり、電圧ｖがローレベルとなる。この場合、マイクロ
コンピュータ３１は、指１１が指挿入筒１０に挿入され
ていると判別する。

【００８１】本実施例の脈波検出装置Ｆを用いる脈波解
析システムＮは、上記［オ］に準じた利点を有する。

【００８２】つぎに、本発明の第５実施例（請求項１、
５、６、７、８、１０に対応）を図１１に基づいて説明
する。図１１に示す如く、脈波解析システムＯは、脈波
検出装置Ｇと、脈波を解析する脈波解析装置Ｄ（図５の
もの）とにより構成され、下記の点が第２実施例の脈波
解析システムＬと異なる。

【００８３】挿入検出手段３００は、マイクロコンピュ
ータ３１、サーミスタ３０８、抵抗３０４、３０５、コ
ンデンサ３０６により構成される。サーミスタ３０８
は、指挿入筒１０の入口から若干奥の上部内側に配設さ
れ、抵抗３０４、３０５の接続点に一端を接続してい
る。

【００８４】通常は、サーミスタ３０８は室温を検出し
ているので、電圧ｖが検出室温に対応したレベルであ
る。この場合、マイクロコンピュータ３１は、指１１が
指挿入筒１０に挿入されていないと判別する。

【００８５】指１１が指挿入筒１０に挿入されると、サ
ーミスタ３０８が体温により温められ、電圧ｖが変化す
る。この場合、マイクロコンピュータ３１は、指１１が
指挿入筒１０に挿入されていると判別する。

【００８６】本実施例の脈波検出装置Ｇを用いる脈波解
析システムＯは、上記［オ］に準じた利点を有する。

【００８７】つぎに、本発明の第６実施例（請求項１、
５、６、８、９、１２に対応）を図１２に基づいて説明
する。図１２に示す如く、脈波解析システムＰは、脈波
検出装置Ｈと、脈波を解析する脈波解析装置Ｄ（図５の
もの）とにより構成され、下記の点が第２実施例の脈波
解析システムＬと異なる。

【００８８】挿入検出手段９は、マイクロコンピュータ
９０、電極９１、９２、抵抗９３、９４、コンデンサ９
５により構成される。電極９１、９２は、指挿入筒１０
の入口から若干奥の中央両内側に配設され、抵抗９３、
９４の接続点に一端を接続している。

【００８９】通常は、電極９１、９２間は無限大の抵抗
値であるので電圧ｖは略電源電圧である。この場合、マ
イクロコンピュータ９０は、指１１が指挿入筒１０に挿
入されていないと判別する。

【００９０】指１１が指挿入筒１０に挿入されると、抵
抗９３、９４の接続点の電圧は、抵抗９３と、電極９
１、９２間の電気抵抗（指の電気抵抗）とによって分圧
されるので電圧ｖは低下する。この場合、マイクロコン
ピュータ３１は、指１１が指挿入筒１０に挿入されてい
ると判別する。

【００９１】本実施例の脈波検出装置Ｈを用いる脈波解
析システムＰは、上記［オ］に準じた利点を有する。

【００９２】つぎに、本発明の第７実施例（請求項１、
５、６、８、９、１２に対応）を図１３に基づいて説明
する。図１３に示す如く、脈波解析システムＱは、脈波
検出装置Ｉと、脈波を解析する解析装置Ｄ（図５のも
の）とにより構成され、下記の点が第２実施例の脈波解
析システムＬと異なる。

【００９３】挿入検出手段９は、マイクロコンピュータ
９０、電極９１、９２、および発振回路９６により構成
される。

【００９４】電極９１、９２は、指挿入筒１０の入口か
ら若干奥の中央両内側に配設されている。発振回路９６
は、コイル（図示せず）と、電極９１、９２のキャパシ
タとにより決まる所定周波数で発振（高周波）する回路
である。

【００９５】指１１を指挿入筒１０に挿入すると、電極
９１、９２間の静電容量が変化するので、発振回路９６
の発振周波数が変化する。これにより、マイクロコンピ
ュータ３１は、指１１が指挿入筒１０に挿入されている
と判別する。

【００９６】本実施例の脈波検出装置Ｉを用いる脈波解
析システムＱは、上記［オ］に準じた利点を有する。

【００９７】つぎに、本発明の第８実施例（請求項１、
５、６、８、９、１２に対応）を図１４に基づいて説明
する。図１４に示す如く、脈波解析システムＲは、脈波
検出装置Ｊと、脈波を解析する解析装置Ｄ（図５のも
の）とにより構成され、下記の点が第２実施例の脈波解
析システムＬと異なる。

【００９８】挿入検出手段９は、マイクロコンピュータ
９０、電極９０１、９０２、９０３、および皮膚電位検
出回路９０４により構成される。

【００９９】電極９０１、９０３は、指挿入筒１０の入
口から若干奥の上部内側に配設されている。電極９０２
は、指挿入筒１０の入口から若干奥の下部内側に配設さ
れている。皮膚電位検出回路９０４は、オペアンプなど
により構成され、電極間の電圧を増幅する。

【０１００】指１１を指挿入筒１０に挿入すると、皮膚
電圧により電極９０１、９０２間に数十ｍＶの電圧が発
生するので、指１１が指挿入筒１０に挿入されていると
マイクロコンピュータ９０が判別する。

【０１０１】本実施例の脈波検出装置Ｊを用いる脈波解
析システムＲは、上記［オ］に準じた利点を有する。

【０１０２】本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施
態様を含む。ａ．生体信号検出装置から生体信号監視装
置への脈波の伝送は、電波、超音波、光などによるワイ
ヤレス伝送以外に、接続線を使用して有線で行っても良
い。

【０１０３】ｂ．伝送手段は、装着具が装着状態に無い
場合、センサからの信号波形を遮断や短絡して生体信号
監視装置への伝送を停止しても良い。

【０１０４】ｃ．装着具は、ゴム製の帯体や筒体であっ
ても良く、また、人体に貼着する形状であっても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る、脈波監視システム
の脈波検出装置の構造を示す説明図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る脈波監視システムの
ブロック図である。

【図３】装着具を指に嵌めている状態と嵌めていない状
態とにおいて、発光ダイオードを発光させた場合とさせ
ない場合とにおいて得られる各信号波形の違いを示す説
明図である。

【図４】本発明の第１実施例に係る、脈波監視システム
の脈波検出装置の作動を示すフローチャートである。

【図５】本発明の第２実施例に係る、脈波解析システム
の、脈波検出装置および解析装置の構造を示す説明図で
ある。

【図６】本発明の第２実施例に係る、脈波解析システム
の脈波検出装置に用いるスイッチ３２の構造を示す断面
図である。

【図７】本発明の第２実施例に係る、脈波解析システム
の脈波検出装置の作動を示すフローチャートである。

【図８】本発明の第２実施例に係る、脈波解析システム
の解析装置の表示の様子を示す説明図である。

【図９】本発明の第３実施例に係る、脈波解析システム
の脈波検出装置の構造を示す説明図である。

【図１０】本発明の第４実施例に係る、脈波解析システ
ムの脈波検出装置の構造を示す説明図である。

【図１１】本発明の第５実施例に係る、脈波解析システ
ムの脈波検出装置の構造を示す説明図である。

【図１２】本発明の第６実施例に係る、脈波解析システ
ムの脈波検出装置の構造を示す説明図である。

【図１３】本発明の第７実施例に係る、脈波解析システ
ムの脈波検出装置の構造を示す説明図である。

【図１４】本発明の第８実施例に係る、脈波解析システ
ムの脈波検出装置の構造を示す説明図である。

【符号の説明】

１装着具２センサ（生体信号検出手段）３装着検出回路（装着状態検出手段）４作動制御回路（処理変更手段）１１指２２発光ダイオード（発光素子）２３フォトダイオード（受光素子）３０挿入検出手段（装着状態検出手段）３２スイッチ（検出部）３３プランジャ（押圧部）３７電力供給回路（処理変更手段）８２解析回路（処理変更手段）８３表示器（報知手段）３０８サーミスタ（感熱素子）Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ脈波検出装置（生体
信号検出装置）Ｂ脈波監視装置（生体信号処理装置）Ｄ脈波解析装置（生体信号処理装置）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大崎理江愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者竹内聡愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者山田晴一愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者児玉悟愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者長谷川昌雄愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者伊藤正彦愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内Ｆターム(参考） 4C017 AA09 AB03 AC28 BD06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】人体の一部に装着される装着具と、該装着具の人体装着面側に配され、前記人体の生体信号
を検出する生体信号検出手段と、前記装着具の前記人体への装着・非装着状態を検出する
装着状態検出手段と、該装着状態検出手段による検出結果に基づいて、前記人
体の生体信号の検出処理を変更する処理変更手段とを備
えることを特徴とする生体信号検出装置。
【請求項２】前記生体信号検出手段は、皮膚を通して
人体内部に光を照射する発光素子と、人体内部から戻る
光を受光して受光量に応じた信号を出力する受光素子と
を備え、前記装着状態検出手段は、前記発光素子が光を照射した
ときに前記受光素子が出力する信号と、前記発光素子が
光を照射しないときに前記受光素子が出力する信号とに
基づいて、前記装着具の前記人体への装着・非装着状態
を検出することを特徴とする請求項１記載の生体信号検
出装置。
【請求項３】前記装着状態検出手段は、前記発光素子
が光を照射したときに前記受光素子が出力する信号と、
前記発光素子が光を照射しないときに前記受光素子が出
力する信号とを比較し、両者が同等レベルであるとき非
装着状態であることを検出し、両者に差が有る場合には
装着状態であることを検出することを特徴とする請求項
２記載の生体信号検出装置。
【請求項４】前記装着状態検出手段は、前記発光素子
が光を照射したときに受光素子が出力する信号の直流成
分と、前記発光素子が光を照射しないときに受光素子が
出力する信号の直流成分とを比較して、前記装着具の前
記人体への装着・非装着状態を検出することを特徴とす
る請求項２または請求項３記載の生体信号検出装置。
【請求項５】前記処理変更手段は、前記装着状態検出
手段によって前記装着具の前記人体への非装着状態が検
出されたとき、前記生体信号検出手段による生体信号の
検出を中止することを特徴とする請求項１乃至請求項４
の何れかに記載の生体信号検出装置。
【請求項６】前記処理変更手段は、前記装着状態検出
手段によって前記装着具の前記人体への非装着状態が検
出されたとき、前記生体信号検出手段への作動用電力の
供給を停止することを特徴とする請求項１乃至請求項４
の何れかに記載の生体信号検出装置。
【請求項７】前記処理変更手段は、前記生体信号検出
手段による生体信号の検出の中止、もしくは、前記生体
信号検出手段への作動用電力の供給の停止から所定時間
が経過したときには、前記生体信号の検出の再開、もしくは、作動用電力の供
給の再開を行うことを特徴とする請求項５または請求項
６記載の生体信号検出装置。
【請求項８】前記生体信号が伝送されて、この生体信
号に基づいて生体の状態を表すパラメータを演算処理す
る生体信号処理装置を備え、前記装着具の前記人体への装着・非装着状態に関するデ
ータも前記生体信号処理装置に伝送され、前記装着具の
人体への非装着状態が検出されている間は、前記処理変
更手段が、前記生体信号処理装置における前記生体信号
に基づく前記パラメータの演算処理を中止することを特
徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の生体信
号検出装置。
【請求項９】前記生体信号処理装置は、前記装着具の
前記人体への非装着状態に関するデータが伝送されたと
き、その旨を報知する報知手段を備えることを特徴とす
る請求項８記載の生体信号検出装置。
【請求項１０】前記装着状態検出手段は、前記装着具
の前記人体への装着の際に、人体によって押圧される押
圧部と、該押圧部が押圧されているか否かを検出する検
出部とを備えることを特徴とする請求項１記載の生体信
号検出装置。
【請求項１１】前記装着状態検出手段は、前記装着具
の前記人体への装着の際に、人体の体温に反応する感熱
素子を有することを特徴とする請求項１記載の生体信号
検出装置。
【請求項１２】前記装着状態検出手段は、前記装着具
が前記人体に装着されたときに前記人体を一部として成
立する電気回路を備え、前記装着具の人体への装着に伴
って発生する、前記電気回路の抵抗値、静電容量、電位
の何れかの変化を検出することにより、前記装着具の前
記人体への装着を検出することを特徴とする請求項１記
載の生体信号検出装置。