JP2003210425A

JP2003210425A - 循環動態測定装置

Info

Publication number: JP2003210425A
Application number: JP2002016674A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Muramatsu; 博之村松; Masataka Araogi; 正隆新荻; Norihiko Nakamura; 敬彦中村; Minao Yamamoto; 三七男山本; Takashi Nakamura; 隆仲村
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2003-07-29
Anticipated expiration: 2022-01-25
Also published as: JP3816400B2

Abstract

(57)【要約】【課題】循環動態測定において、血液を採血しないで
非侵襲で測定でき、また接触圧力が循環動態測定に影響
を及ぼすことのない測定装置を提供すること。【解決手段】循環動態を測定すると同時に接触圧力を
測定する手段、またはセンサを一定の圧力で押し当てる
押圧手段を用いることによって、接触圧力の影響を補正
する手段を循環動態測定装置に付加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生体中を循環する
体液および循環器を構成する組織の測定装置にかかわ
り、特に血液の状態を把握し健康の評価、疾患の診断、
薬品の効果の評価等を行う技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、生体の健康の評価、疾患の診断、
生体への薬品の影響の把握等を行うために、血液の情報
を利用するいろいろな方法が行われている。例えば医療
的には、生体から血液を採集し、その血液を成分分析装
置にかけて血液中に含まれるいろいろな血液成分の割合
から循環動態を求めて健康状態を評価するといった方法
等がある。ここで循環動態とは、循環器内部を移動し生
体の組織や細胞に酸素と栄養を与え、炭酸ガスと老廃物
を運びさる血液やリンパ液が時間とともに継続して変動
している状態のことを示し、例えば流速度や流量変化、
流動性、脈波動などがこれに当たる。しかしながら、こ
の方法では採血するときに針を生体内に刺す必要がある
ので、一般家庭のような医療機関から離れた場所にいる
ときに循環動態を測定し健康状態を評価したい場合や、
生体に常時装着して循環動態を測定し健康状態を常時評
価したいときのために、非侵襲的に生体表面から波動を
入力し、生体を流れる体液、特に血液に反射させて動き
や位置から血液状態を解析して循環動態を測定して健康
状態を評価する装置が開発されている。

【０００３】医療的に健康評価を行う従来例としては、
専門雑誌「食品研究成果情報，NO.11 1999年発行」に菊
池佑二氏が「毛細血管モデルを用いた全血流動性の測
定」というタイトルで発表した方法、すなわち被検者か
ら血液を採取し、リソグラフィックな手法で製作された
マイクロチャネルアレイを用いて、定圧下の血流の通過
時間から血液レオロジーを計測する方法が知られてい
る。この方法を用いることにより、循環動態として血液
レオロジーを計測することができ、この値により健康状
態を評価することができる。

【０００４】また、家庭等で非侵襲的に健康評価を行う
従来例としては、生体の皮膚面から光等の波動を送信し
て反射してくる光を受信し、血管を流れる血液の流量を
検出する形態がある。これは、検出された血流量を微分
することにより循環動態の1つである加速度脈波を求
め、健康状態を評価する。従来の循環動態測定装置の信
号処理部６００の内部構成と、信号処理部６００と循環
センサ部３０１の接続状態を示すブロック図を図１９に
示す。図示するように、信号処理部６００は、駆動部６
０１、受信部６０２、信号演算部６０３、出力部６０４
によって概略構成されている。駆動部６０１は循環セン
サ３０１に設置された発光素子１０３を点灯させ、光を
血管に向けて入射するための駆動エネルギーを送信す
る。受信部６０２は循環センサ３０１に設置された受光
素子１０４が光を受信した時に発生する信号を受信す
る。信号演算部６０３は、内部に備えた記憶領域（図示
省略）に記憶されている処理プログラムを実行すること
によって、循環動態の測定に関する各種処理を実行し、
その処理結果を出力部６０４に出力する。そして、信号
演算部６０３は受信信号レベルを血流量に変換し、その
値を２回微分することにより循環動態として加速度脈波
を求めている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マイク
ロチャネルアレイを用いた血液レオロジー測定法では、
どうしても被検者から血液を採取するために、注射針を
用いて肘部に針を刺し、採血を行わなければならず、医
療機関等に行く必要がある。

【０００６】また、従来例に示したような生体表面から
波動（光）を入力し、生体を流れる体液に反射させて動
きや位置から血液状態を解析し、循環動態を求めて健康
状態を評価する場合においても、循環動態の測定の際に
は外乱光の遮断、皮膚表面での波動の反射を抑制させる
ために生体（皮膚）表面に循環センサを接触させて測定
することが望ましい。

【０００７】ここで、循環センサを生体に接触させる
際、生体は弾性体であるため、循環センサを生体に押し
当てると、１．皮膚が変形するために血管と循環センサの位置関係
がずれてしまい、測定の再現性、精度が低下してしま
う。２．血管が循環センサとの接触圧力によって変形、ある
いは閉塞してしまい、測定が不可能になる、あるいは測
定の再現性、精度が低下してしまう。３．生体表面は被測定者によって曲面の形状が異なり、
所定の接触圧力に達しない場合、循環センサと生体との
間に隙間が生じ、測定が不可能になる、あるいは感度が
低下してしまう。

【０００８】という問題点があった。

【０００９】対策として循環センサ部を生体の形状にフ
ィットする形状としたり、生体と循環センサとの保持部
として、伸縮性のあるゴムバンドなどを用いることが考
えられるが、測定する人によって、測定部位の形状は異
なり、測定者ごとに例えばバンドの長さを調節するなど
の手順が必要となり、また、測定者の体格も日々変化す
ることを考慮すると、再現性は乏しかった。

【００１０】そこで、本発明が解決しようとする課題は
非侵襲的に生体表面から波動を入力し、生体を流れる体
液に反射させて体液の動きや位置から血液状態を解析し
循環動態を求めて健康状態を評価する際に、循環センサ
と生体との接触圧力を調節、あるいは補正することによ
り、測定者ごと、あるいは測定ごとの測定誤差、測定ば
らつきを抑えた循環動態測定装置を提供することであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の循環動
態測定装置においては、生体表面から生体内部に波動を
送受信して生体内部の循環動態を検出する測定装置にお
いて、循環動態を検出する循環センサ手段と生体との接
触圧力を検出する接触圧力検出手段を有する構成とし
た。

【００１２】また、生体と循環センサ手段との接触を検
出する接触検出手段を有する構成とした。

【００１３】また、一定の圧力で循環センサ手段を生体
に押し当てるために、生体表面から生体内部に波動を送
受信して生体内部の循環動態を検出する測定装置におい
て、循環センサ手段を生体に押し当てる循環センサ押圧
手段を有する構成とした。

【００１４】さらに生体に循環センサ手段を固定する固
定部を有し、固定部と循環センサとの間に循環センサ押
圧手段を有し、固定部と循環センサ手段との位置関係を
検出する位置測定部を有する構成とした。

【００１５】接触感知部、あるいは接触圧力検出手段を
有し、循環センサと、循環センサ押圧手段によって、測
定時のスイッチを構成したり、接触圧力測定手段によっ
て測定された接触圧力によって、循環動態を補正するこ
とも可能であり、接触圧力測定手段によって測定された
接触圧力が所定の圧力以上となった場合に測定を開始す
る構成として、測定精度を向上させることもできる。

【００１６】また、循環センサ押圧手段は、循環センサ
において、循環センサと生体が接触する面の反対面に弾
性体を設ける構成とした。

【００１７】生体を固定する固定部を有し、循環センサ
手段は、固定部に対して可動であり、使用時に循環セン
サ手段が生体と接触する構成や、接触感知部によって接
触を感知した後に循環センサ手段が循環動態の測定を開
始したり、前記接触感知部によって接触を感知していな
い状態では循環センサ手段が循環動態の測定を行わない
こととすることで測定精度を向上させる。

【００１８】また、弾性体を所定量変形したのちに測定
を開始する構成とした。詳細は以下の発明の実施の形態
で説明する。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の循環動態測定装置の測定
原理は、脈拍の拍動時にあらわれる循環成分、例えば血
液の流れる速度の時間変化の形から循環動態を求めるも
のである。そして、本発明の循環動態測定装置は、皮膚
面から波動を送受信して生体内の循環動態を非侵襲的に
検出する手段と、測定部位の接触圧力を検出する手段ま
たは循環センサ手段を一定圧力で生体に押し当てる手
段、もしくは両方の手段を基本構成とするものである。
循環動態、例えば血液を測定する際、生体は弾性体であ
るため、循環センサ手段を押し当てて測定する際、その
接触圧力によっては、押し当て方が不十分であったり、
過剰に押し当てたり、また一定に押し当てない場合に
は、血管と循環センサ手段との位置関係が崩れてしまう
ため、安定してデータを測定することが困難となる。

【００２０】皮膚面から体内に向けて放射される定周波
数の波動信号は体内物質に反射されて返ってくる。この
反射波動信号を受信してその中に含まれている体液情報
を検出するのであるが、反射物質は血管内の血流に特定
されるものではない。血管内の血流であれば速度成分を
持って移動しているのでその反射波は波動の周波数がド
ップラ効果によってシフトされるが、骨や血管といった
速度成分を持たない静止物質の場合には定周波数のまま
反射されて返ってくる。また、速度成分をもつ物質とし
ては、着目している血管内の血液に限らず多様な方向を
向いている毛細管内の血液やリンパ液など多種多様な物
質が存在し、それらからの反射波が受信波には重畳され
ている。発信側の周波数と同じ成分は静止物質からの反
射であるから、これは容易に除去できる。また、体内物
質に反射して返ってくる場合、反射波動の周波数がドッ
プラシフトするばかりではなく、反射物の波動の吸収度
合いによって反射強度も変化する。この反射強度変化を
生体内を流れる体液の容積変化として検出し、循環動態
を取得することも可能である。さらに容積変化成分を微
分して例えば加速度脈波成分として循環動態を取得する
ことも可能である。また、体内物質に反射して返ってく
る時間の遅れを検出することにより、生体内部の構造、
例えば血管径や血管厚の変化を検出することもできる。
これらの形状変化成分もまた、循環動態の一部として考
えることができる。これら循環動態から生体の健康状態
を評価することが本測定装置の最終目的となる。

【００２１】また、本発明において、検出したい物理量
は着目している体液の流速等であるが、循環器内の流れ
の平均流速は一般に最も周波数成分としてレベルの高い
信号が対応することで、その成分を抽出する。なお、流
速検出に用いる波動には超音波が使用されるのが一般的
であるが、レーザ等他の波動を用いることも可能であ
る。また、容積変化を検出する場合に用いる波動にはレ
ーザーやダイオード等の光が使用されるのが一般的であ
る。

【００２２】以下、添付図面を参照して、本発明の実施
の形態に係る循環動態測定装置について説明する。本実
施の形態においては、血流速度と血液レオロジー（微小
な流路での血液の流れにくさ）に相関があることに着目
し、血液レオロジーを測定することとしているが、血流
速度自体を測定したり、血管径などの他の循環動態を測
定する際にも適用可能である。（実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態にかかわ
る循環動態測定装置の実施の形態外観上の構成を示す図
である。図１に示すように、循環動態測定装置は、指輪
部１、信号処理部２の２つに分けられて構成されてい
る。

【００２３】図２は、図１上のＡ−Ａ’断面を図示した
ものである。図２に示すように、指輪部１の内側に循環
センサ１０１が存在する。本実施の形態では超音波を使
用することとした。図２に示すＢ方向からみた指輪内部
の透過図を図３に示す。循環センサ１０１には、超音波
入射部３と超音波検出部４が指６の腹の部分に取りつけ
られている。

【００２４】循環センサ１０１の中に指６と循環センサ
１０１の接触圧力を測定する感圧部２０１が配置されて
いる。本実施の形態では超音波入射部３、超音波検出部
４、感圧部２０１ともに圧電素子（ＰＺＴ）を用いた。
超音波入射部３、超音波検出部４、感圧部２０１に必要
とされる特性（共振周波数、圧電定数、電気機械結合係
数）などは異なるため、異なる材質・共振周波数のＰＺ
Ｔを使用することとしたが、使用する共振周波数によっ
ては超音波入射部３、あるいは超音波検出部４を利用し
て接触圧力を測定することも可能である。

【００２５】そして、指６の中にある動脈５は指６の腹
部の両脇を通って指先に伸びているので、この動脈の血
液の流れを計測するために、超音波入射部３と超音波検
出部４は動脈の近傍で、正確に超音波が入射できるよう
に図２に示すように指６の腹の中心から左にずれた部分
に取りつけられている。これによって、確実に動脈から
の反射を捕らえることができ、血流の測定精度があが
る。実施の形態１では左にずれて取りつけているが、右
側の動脈の近傍で、右にずれて取りつけても効果は同じ
である。

【００２６】後述するが、血流速度と血液レオロジー
（血管内の血液の流れにくさ）には相関があるため、血
流を測定することで血液レオロジーの評価が可能とな
る。

【００２７】なお、超音波は生体内部に侵入しても強度
を低く設定すれば無害であり、また光などと比較する
と、皮膚の色や、外乱光の影響を受けにくいため、循環
動態測定装置に適している。

【００２８】外乱光を遮断する保持の仕方などの構造を
工夫することで、光などを利用したセンサを使用するこ
とも可能である。

【００２９】実施の形態1の循環動態測定装置は、例え
ば指輪部１を指６に装着し、信号処理部２を腕に携帯す
ることにより、常時携帯が可能である。また、例えば信
号処理部２も指輪部１と同様に指６に装着してもよい。
信号処理部２と、指輪部１に設置された超音波入射部３
と超音波検出部４は、導線により接続されており、この
導線を介して信号処理部２から駆動用電圧信号が超音波
入射部３に入力され、超音波検出部４では計測された電
圧信号が信号処理部２に入力される。

【００３０】実施の形態１の循環動態測定装置の信号処
理部２の内部構成と、信号処理部２と循環センサ部１０
１、及び感圧部２０１の接続状態を示すブロック図を図
６に示す。図示するように、信号処理部２は、駆動部５
０１、受信部５０２、信号演算部５０３、出力部５０
４、圧力受信部５０５によって概略構成されている。

【００３１】実施の形態１の駆動部５０１は循環センサ
１０１に設置されたＰＺＴ１０２を振動させ、超音波を
血管５に向けて入射するための駆動電圧を送信する。受
信部５０２は循環センサ１０１に設置されたＰＺＴ１０
２が超音波を受信した時に発生する電圧を受信する。

【００３２】また、感圧部２０１が測定した圧力は電圧
にトランスデュートされ、その電圧を圧力受信部５０５
が受信する。信号演算部５０３は、内部に備えた記憶領
域（図示省略）に記憶されている処理プログラムを実行
することによって、循環動態の測定に関する各種処理を
実行し、その処理結果を出力部５０４に出力する。ま
た、信号演算部５０３は、ＰＺＴ１０２から発せられた
超音波の周波数と、圧力受信部５０５で受信された超音
波の周波数を比較する事により、血流のドップラ効果を
算出する。そして、周波数の変化より血管５を流れる血
流速度を算出し、その速度の時間変化を求める。

【００３３】また、この血流速度を算出するときに、循
環センサ１０１が生体表面に接している部分の圧力を、
感圧部２０１が検知し、この圧力を用いて血流速度を補
正する。循環センサ１０１と生体との接触圧力によっ
て、血管が変形したり、血管と循環センサ１０１の接触
面積が変化したり、また血管と循環センサ１０１との位
置関係が崩れる場合があるため、感圧部２０１による補
正を行ったほうが、より正確に血流速度を求めることが
できる。そして、この補正を行うときに感圧部２０１が
循環センサ内部にあるため、より循環センサに近い圧力
データを検出することができる。したがって、精度の高
い圧力補正を実現できる。また、所定の圧力に到達した
際に血流速度の測定を開始することも可能である。

【００３４】脈拍の拍動時にあらわれる血流速度の時間
変化の形が、血液のレオロジーと相関関係があり、この
脈拍拍動時にあらわれる血流速度変化から循環動態とし
て血液レオロジーを求めている。例えば、血流変化が大
きければ、血液の粘度が低い状態であるといえる。

【００３５】次に、実施の形態１の循環動態測定方法に
ついて説明する。本実施の形態では循環動態として血液
のレオロジーを求めた。図７に血流速度の脈拍拍動に伴
う時間変化のグラフを示した。血液レオロジーの特徴成
分として、最大血流速度Ｖｘがあげられる。この最大血
流速度Ｖｘが血液レオロジーと相関関係にある。血液レ
オロジーを表す指標をＴｎとすると、Ｔｎは最大血流速
度Ｖｘと圧力補正係数Ｃ１の積で表される(式１)。

【００３６】Ｔｎ＝Ｃ１×Ｖｘ式１実施の形態１において、循環センサ１０１内部に設置し
た感圧部２０１によって検知された圧力を用いて補正係
数Ｃ１を算出したところ、圧力補正を行わない場合と比
較して血液レオロジーの測定精度が約２０％向上した。

【００３７】図４に循環センサ１０１と圧力センサ２０
２を別個に設けた場合の説明図を示す。循環センサ１０
１と生体との接触圧力を測定し、得られた循環動態を補
正する場合、循環センサ１０１のなるべく近くに圧力測
定部を設けたほうが良いが、循環センサ１０１の特性に
影響を及ぼす場合もあるため、図４のように圧力センサ
２０２を循環センサ１０１とは別に設けることも可能で
ある。この場合、指輪部１の材質が生体と同じかあるい
はそれ以下の弾性率を持つ場合、循環センサ１０１を指
６に押し当てると、指輪部１が変形してしまい、循環セ
ンサ１０１の接触圧力と圧力センサ２０２での接触圧力
とは大きく異なることとなってしまう。そのため、指輪
部１の材質は生体より弾性変形し難いことが望まれる。

【００３８】図５は圧力センサ２０２を循環センサ１０
１の背面に設けた説明図である。循環センサ１０１と指
６との接触圧力を測定するためには、循環センサ１０１
の圧力を正確に圧力センサ２０２に伝達させる必要があ
る。そのためには図５のように圧力センサ２０２を循環
センサ１０１の背面に配置することが最適である。

【００３９】また、本実施の形態では図７の血流速度の
測定データを使用して血液レオロジーを導出したが、脈
拍ごとに図７の血流速度波形を測定し、図７の最高血流
速度に達する時間差を測定し、その逆数を計算すること
で脈拍数を測定することも可能である。（実施の形態２）図８は、本発明の実施の形態に使用す
る循環動態測定装置の実施の形態の外観上の構成を示す
図である。図８に示すように、循環動態測定装置は、マ
ウス形状をしている。

【００４０】図９は実施の形態１について、図８上のＡ
−Ａ’断面を図示したものである。図９に示すように、
マウス型循環動態測定装置１１の上部に循環センサ１０
１が存在する。循環センサ１０１の底部（指６と接触す
る面の背面）には押圧手段６０が配置される。本実施の
形態では押圧手段６０としてバネを使用した。図１０は
Ｂ−Ｂ’断面を図示したものである。８０は押えであ
り、指６と循環センサ１０１とが離れないようにするた
めに設けてある。循環センサ１０１には、超音波入射部
３と超音波検出部４が指先８の腹の部分に当るように、
取りつけられている。そして、指先８の中にある動脈５
は指先８の腹部を通っているので、この動脈の血液の流
れを計測するために、超音波入射部３と超音波検出部４
は（毛細動脈を含む）動脈の近傍で、正確に超音波が入
射できるように図９に示すように指先８の腹の中心部分
に取りつけられている。また、図１０は、図８上のＢ−
Ｂ’断面を図示したものである。図１０に示すように、
指先８の腹の中心部が循環センサ１０１にくるようにく
ぼみをつけている。

【００４１】測定する人によって、循環動態測定装置の
循環センサ１０１に指先８を押し当てる圧力が異なる。
この場合、押し当て力が不十分で、循環センサ１０１と
指との間に空隙が生じてしまうことがある。超音波は空
気層で大きく減衰してしまうため、空隙が生じると循環
動態の測定が極めて困難なものとなる。また逆に押し当
てすぎても指先８の血管が圧迫され、血流状態が変化し
てしまうため正確な循環動態を測定することが困難なも
のとなる。この場合、本実施の形態のように、押圧手段
６０を設けることによって、どのように指を置いても、
ほぼ一定の圧力で循環センサ１０１を指に押し当てるこ
とが可能となる。

【００４２】本実施の形態では、指先に循環センサを接
触させて循環動態を測定する実施の形態を示したが、循
環センサ１０１を実施の形態１と同じく指の動脈付近に
配置したり、手首にとりつけて橈骨動脈を測定すること
も可能である。

【００４３】循環センサ１０１と生体の接触圧力とし
て、例えば循環動態として血流速度を測定した場合、４
０ｇｆ／ｃｍ２以上であれば、循環センサ１０１と生体
とを適正に接触させることが可能であり、また３００ｇ
ｆ／ｃｍ２以上となると、逆に押え８０で押えた場合、
痛みを感じたり、また、血管が圧迫され、血流が阻害さ
れてしまった。そのため押圧手段６０に使用するバネの
押圧力は４０ｇｆ／ｃｍ２から３００ｇｆ／ｃｍ２が適
している。

【００４４】例えば、循環センサ１０１が生体と接する
面の面積が３２[ｍｍ２]、バネ定数が０．３[Ｎ／ｍｍ]
のバネを使用する場合、指を０．５[ｍｍ]から３．１
[ｍｍ]の範囲で一定の押し込み量で押し当てられるよう
に設計すれば、所望の押圧力でセンサに押し当てること
が可能となる。

【００４５】逆に押し込み量を０．５[ｍｍ]に設定した
場合、バネ定数は０．３[Ｎ／ｍｍ]から１．８[Ｎ／ｍ
ｍ]のバネを使用することができる。

【００４６】なお、当然循環センサ１０１の自重を考慮
する必要があるが、本実施の形態では十分軽いものとし
て取り扱った。（実施の形態３）図１１、図１２は実施の形態２におけ
る図１０の変形例を示した説明図である。

【００４７】循環動態測定装置１１は循環センサ１０１
と空気袋９０とから構成される。その他の構成は実施の
形態２と同じである。非使用時には図１１のように循環
センサ１０１は循環動態測定装置１１より上方には突出
していない。使用時には図１２のように指先８を循環動
態測定装置１１におき、指を押し当てる。この際、図１
２に示すように、空気袋９０によって所定の圧力で循環
センサ１０１を指先８に押し当てることができる。これ
によって毎回所定の圧力で循環動態を測定することが可
能となる。

【００４８】この空気袋９０に加圧した空気を送り、こ
の圧力によって循環センサ１０１の押圧力を調整する。

【００４９】また循環センサ１０１の下部にバネを設
け、使用していない状態では、バネが縮んだ状態で保持
しておき、使用時にバネが伸びるような構造にすること
も可能である。（実施の形態４）図１３は実施の形態２における図１０
の変形例を示した説明図である。図１３に示す循環動態
測定装置１１は循環センサ１０１及び押圧手段６０、接
触センサ７０によって構成される。

【００５０】押圧手段６０としては実施の形態２と同じ
く、バネを使用している。この場合、バネの強度は、指
６の押し当て量とともに変化するため、所定量押し当て
たときの循環動態を測定することが望ましい。

【００５１】そのため、接触センサ７０を循環動態測定
装置１１に配置し、循環センサ１０１と接触センサ７０
が接触したときに測定を開始する構成とすると、血流速
度などの循環動態の測定精度を向上させることが可能と
なる。

【００５２】図１４は、接触センサ７０の代わりに位置
センサ７１を配置した例である。このように押圧手段６
０であるバネが縮みきった状態になってから測定を開始
するのではなく、所定量、バネが縮んだ状態で測定する
ような構成とすることも可能である。

【００５３】循環センサ１０１と接触センサ７０との接
触を感知した後、循環センサ１０１によって循環動態の
測定を開始することで、毎回所定の接触圧力が印加され
ている状態で循環動態の測定が可能となる。

【００５４】さらに、接触センサ７０が循環センサ１０
１との接触を感知していない状態では循環センサ１０１
による測定を行わないこととすると、消費電力を低下さ
せることができる。

【００５５】以上の構成をまとめて、循環センサ１０１
と押圧手段６０、接触センサ７０によって循環動態測定
装置１１の測定時のスイッチとすることも可能である。（実施の形態５）図１５は実施の形態２における図１０
の変形例を示した説明図である。図１５に示す循環動態
測定装置１１は循環センサ１０１及び圧力吸収部６１に
よって構成される。

【００５６】指先などを循環センサ１０１に押し当てて
も、圧力吸収部６１があることにより、血管などに過剰
に圧力がかかり、血管が圧迫されて血流が阻害され、正
確な循環動態を測定できなくなることを防ぐことができ
る。

【００５７】圧力吸収部６１の材質としては、生体に接
触することを考慮して、生体との適合性に優れたシリコ
ンゴム等を使用することができる。また、圧力吸収部６
１の材質は柔らかいほど良い。

【００５８】図１６は圧力吸収部６２を循環センサ１０
１の背面に設けた構成を示す説明図である。このような
構成としても上記効果を達成することができる。（実施の形態６）図１７、図１８は実施の形態２におけ
る図１０の変形例を示した説明図である。図１７は使用
前、図１８が使用時の状態を示している。図１７に示す
循環動態測定装置１１は循環センサ１０１、押圧制御部
６３及び接触検出部６４によって構成される。

【００５９】押圧制御部６３は、シリコンゴム等の弾性
体によって構成され、循環センサ１０１は図１７に示す
ように押圧制御部６３より生体に対して突出しない構造
となっている。使用時に指先８を押圧制御部６３に押し
当てることで、図１８に示すように押圧制御部６３が変
形し、指先８と循環センサ１０１が接触する。

【００６０】このような構成とすることで、指先８の押
圧力が所定量以上になることを防ぐことが可能となる。
また、所定量以上は生体と循環センサ１０１が接触しな
い構造になっている場合は、接触圧力ではなく、接触の
み検出できれば十分である。そのため、循環センサ１０
１には接触検出部６４が設けてある。接触検出部６４
は、循環センサ１０１において生体と接触する面の数点
に電気的なインピーダンスを測定可能なセンサとし、接
触時のインピーダンスの変化を利用して指先８と循環セ
ンサとの接触を測定する。

【００６１】また、循環センサとして、圧電素子である
ＰＺＴを使用する場合であれば、接触によるＰＺＴのイ
ンピーダンスの変化を利用して接触を測定することも可
能であり、この場合には、本実施の形態のように接触検
出部６４を循環センサの構成部分で代用することも可能
である。

【００６２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、圧力セ
ンサによって生体と循環センサとの接触圧力を補正す
る、あるいは所定の強度で圧力センサと生体を接触させ
ることによって接触圧力を一定にすることで、過剰に圧
力が加わるのを防ぎつつ、一定の接触圧力で循環動態を
測定することが可能となるため、循環動態の測定精度を
向上させ、循環器系の疾患の予防効果を向上させるとい
う効果がある。

【００６３】また、接触圧力検出手段や接触検出手段を
利用して測定時のスイッチとすることで、上記測定精度
の向上とともに、消費電力の低減という効果がある。

【００６４】また、循環センサ手段によって接触圧力の
検出、接触の検出を行うことによって、上記測定精度の
向上とともに、構造の容易化、ひいては製造コスト、低
小型化という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかわる循環動態測定装
置の外観上の構成図である。

【図２】本発明の実施の形態にかかわる、図１上のＡ−
Ａ’断面を示す断面図である。

【図３】本発明の実施の形態にかかわる、図２に示すＢ
方向からみた指輪内部の透過図である。

【図４】本発明の実施の形態にかかわる、図２に示すＢ
方向からみた指輪内部の透過図である。

【図５】本発明の実施の形態にかかわる、図２に示すＢ
方向からみた指輪内部の透過図である。

【図６】本発明の実施の形態にかかわる、信号処理部の
内部構成と循環センサとの接続状態を示すブロック図で
ある。

【図７】本発明の循環動態測定装置が計測する血流速度
の脈拍拍動に伴う時間変化のグラフである。

【図８】本発明の実施の形態にかかわる、マウス型の循
環動態測定装置の説明図である。

【図９】本発明の実施の形態にかかわる、マウス型の循
環動態測定装置の断面図である。

【図１０】本発明の実施の形態にかかわる、マウス型の
循環動態測定装置の断面図である。

【図１１】本発明の実施の形態にかかわる、マウス型の
循環動態測定装置の説明図である。

【図１２】本発明の実施の形態にかかわる、マウス型の
循環動態測定装置の断面図である。

【図１３】本発明の実施の形態にかかわる、マウス型の
循環動態測定装置の断面図である。

【図１４】本発明の実施の形態にかかわる、マウス型の
循環動態測定装置の断面図である。

【図１５】本発明の実施の形態にかかわる、マウス型の
循環動態測定装置の断面図である。

【図１６】本発明の実施の形態にかかわる、マウス型の
循環動態測定装置の断面図である。

【図１７】本発明の実施の形態にかかわる、マウス型の
循環動態測定装置の断面図である。

【図１８】本発明の実施の形態にかかわる、マウス型の
循環動態測定装置の断面図である。

【図１９】従来の循環動態測定装置にかかわる信号処理
部の内部構成と、循環センサとの接続状態を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１指輪部１０１循環センサ１０２ＰＺＴ１０３発光素子１０４受光素子２信号処理部３超音波入射部４超音波検出部５動脈６指８指先１１マウス型循環動態測定装置９０空気袋２０１感圧部２０２圧力センサ５００信号処理部５０１駆動部５０２受信部５０３信号演算部５０４出力部５０５圧力受信部３０１循環センサ部６００信号処理部６０１駆動部６０２受信部６０３信号演算部６０４出力部６０押圧手段６１圧力吸収部６２圧力吸収部６３押圧制御部６４接触検出部７０接触センサ７１位置センサ８０押え

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村敬彦千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者山本三七男千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者仲村隆千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコーインスツルメンツ株式会社内Ｆターム(参考） 4C017 AA11 AB03 AC03 AC23 AC27 BC11 4C301 AA03 DD01 DD02 DD10 DD21 DD30 EE11 GA01 JB17 JB50 JC20 4C601 DD01 DD03 DD07 DD30 DE01 EE09 GA01 JB51 JB60

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生体表面から生体内部に波動を送受信し
て前記生体内部の循環動態を検出する測定装置におい
て、前記循環動態を検出する循環センサ手段と、前記生体と前記循環センサ手段との接触圧力を検出する
接触圧力検出手段を有することを特徴とする循環動態測
定装置。
【請求項２】生体表面から生体内部に波動を送受信し
て前記生体内部の循環動態を検出する測定装置におい
て、前記循環動態を検出する循環センサ手段と、前記生体と前記循環センサ手段との接触を検出する接触
検出手段を有することを特徴とする循環動態測定装置。
【請求項３】生体表面から生体内部に波動を送受信し
て前記生体内部の循環動態を検出する測定装置におい
て、前記循環動態を検出する循環センサ手段と、前記循環センサ手段を前記生体に押し当てる循環センサ
押圧手段を有することを特徴とする循環動態測定装置。
【請求項４】前記生体に循環センサ手段を固定する固
定部を有し、前記固定部と前記循環センサ手段との間に
前記循環センサ押圧手段を有し、前記固定部と前記循環
センサ手段との位置関係を測定する位置測定部を有する
ことを特徴とする請求項３に記載の循環動態測定装置。
【請求項５】前記接触検出部あるいは前記位置測定部
あるいは前記接触圧力検出手段によって、測定時のスイ
ッチを構成することを特徴とする請求項１，２，４のい
ずれか一項に記載の循環動態測定装置。
【請求項６】前記循環センサ手段によって前記生体と
前記循環センサ手段との接触あるいは前記生体と前記循
環センサ手段との接触圧力を検出することを特徴とする
請求項１あるいは２に記載の循環動態測定装置。
【請求項７】前記接触圧力測定手段によって測定され
た接触圧力によって、前記循環動態を補正することを特
徴とする請求項１あるいは５に記載の循環動態測定装
置。
【請求項８】前記循環センサ手段は、前記接触圧力測
定手段によって測定された接触圧力が所定の圧力以上と
なった場合に測定を開始すること特徴とする請求項１、
５、６、７のいずれか一項に記載の循環動態測定装置。
【請求項９】前記循環センサ押圧手段として、前記循
環センサ手段において、前記循環センサ手段と前記生体
が接触する面の反対面に弾性体を設けることを特徴とす
る請求項３または４に記載の循環動態測定装置。
【請求項１０】前記生体を固定する固定部を有し、前
記循環センサ手段は、前記固定部に対して可動であり、
使用時に前記循環センサ手段が前記生体と接触すること
を特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の循
環動態測定装置。
【請求項１１】前記接触検出手段によって接触を検出
した後に前記循環センサ手段が前記循環動態の測定を開
始することを特徴とする請求項２に記載の循環動態測定
装置。
【請求項１２】前記循環センサ手段は、前記弾性体
が所定量変形したのちに測定を開始することを特徴とす
る請求項９に記載の循環動態測定装置。
【請求項１３】前記循環センサが検知した前記波動の
時間的変化から前記循環動態として血液レオロジーを解
析する手段を有することを特徴とする請求項１から１２
のいずれか１つに記載の循環動態測定装置。