JP2007117268A - 生体情報機器 - Google Patents

Abstract

【課題】生体に装着した際の装着感を極力少なくするとともに、計測位置を固定できる生体情報機器の提供。
【解決手段】体温計１のケース１７に凹状の生体装着部２０が設けられ、この生体装着部２０に配置される粘着性のシートにより、体温計１を人体に貼り付ける構成としたので、体温計１の位置を確実に固定できる。また、シートの側面が起立部２２に保持されるので、体動によるシートの剥がれを防止できる。シートは、生体装着部２０に収容された状態において、表面が起立部２２から露出するので、ケース１７に外力が作用した際のシートの浮き上がり、剥がれを確実に防止できる。加えて、人体への装着手段としてシートを使用することにより、下ケース１６と皮膚との間をシートが介在し、ケース１７の硬さにより感じる装着感（押圧感）を極力なくすことができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、生体に装着可能であって、体温、脈拍、心電などの生体情報を検出する生体情報機器に関する。

従来、口中や脇下に棒状のプローブを差し入れて体温を計測する体温計が知られているが、このような体温計による体温計測時は、口中や脇下に体温計を差し入れて保持したまま、所定時間同じ姿勢を取り続けるという不便がある。特に、体調管理や計画妊娠のために基礎体温を計る女性にとっては、毎朝一定時刻に起床し、起床直後の体温計測を継続的に行う必要があるから、煩雑であり、不便を感じることが多かった。
このような不便を解決すべく、近年、就寝前に人体に装着するタイプの体温計が開発されている（例えば、特許文献１）。この特許文献１における体温計は、測温素子（センサ）がケース内に内蔵された平面円形のもので、下着に設けたポケットの内部にセットされる。そして、内蔵の加速度センサにより入眠が検知されたら、体温計測が開始される。

特開２００５−１６４４０５号公報（明細書段落「００２０」〜「００２１」、図３）

しかしながら、特許文献１のような体温計では、ケースの硬さが下着を通して人体に感じられるので、計測者の睡眠が妨げられるという問題がある。
また、下着のポケットに挿入された体温計がポケット内で移動し、測温素子が対向する計測位置がずれやすい。さらに、就寝中の寝返りなどによって、体温計がポケットから飛び出すおそれもある。人体は、筋肉、血管、骨などを含んで複雑に構成されているため、人体の深部体温を正確に計測するには、計測位置を固定する必要がある。

このような問題点から、本発明の目的は、生体に装着した際の装着感を極力少なくするとともに、計測位置を固定できる生体情報機器を提供することにある。

本発明の生体情報機器は、生体情報を検出するセンサと、前記生体に装着される生体装着部を有し前記センサが設けられるケースとを備える生体情報機器であって、前記生体装着部は、前記生体に貼設される粘着性のシートが配置されるシート配置面と、前記シートの側面に沿って当該シートの厚みの途中まで立ち上がる起立部とを有して凹状に形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、生体情報機器の生体への装着に際して、生体情報機器のケースに生体装着部を設け、この生体装着部に配置される粘着性のシートにより、生体情報機器を生体に貼り付ける構成としたので、生体情報機器の位置を確実に固定できる。これにより、生体情報機器を装着している間、計測位置を固定でき、正確に計測できる。
ここで、シートは、シート配置面と起立部とを有して凹状に形成された生体装着部の内部に収容され、起立部がシートの側面に対向するので、寝返りなどの体動によってもシートの位置がずれず、シート配置面からシートが離脱することを防止できる。

加えて、シートのシート配置面に配置される側とは反対側の面は、起立部から露出しているので、シートを生体に押付け、シートの粘着面全体を十分に貼り付けることにより、生体からのシートの剥がれも防止できる。なお、ケースの一端側を支点として外力が作用した際に、シートの側面が起立部に完全に覆われた状態では、作用点側でシートが浮き上がり、生体からシートが剥がれてしまうところ、支点に掛かる力が起立部から露出するシートの厚み部分で緩衝されるので、シートの剥がれを防止できる。
また、シートをシート配置面に配置する際に、起立部がガイドとなるため、シートを容易に配置できる。なお、シートがシート配置面に配置された状態で、起立部とシート側面との間には、隙間があってもよい。

さらに、生体への装着手段としてシートを使用することにより、ケースと生体との間をシートが介在し、ケースの硬さにより感じる装着感（押圧感）を極力なくすことができる。

粘着性のシートとしては、各種の粘着シートを任意に採用し得るが、例えば、水洗いにより、生体の汗などが除去されるとともに粘着力が復活するものを用いることにより、メンテナンス性および経済性を向上させることができる。
そして、シートは、少なくとも生体に貼設される側の面が、粘着性であればよい。シート配置面と重ねられる側のシートの面は、粘着性でなくてもよく、その場合は、シートを接着剤などでシート配置面に接着したり、ケースに設けられたクリップ部材などでシートを挟み込むことなどが考えられる。
ただし、両面が粘着性のシートを採用することにより、生体装着部へのシートの配置、および生体へのシートの貼設を容易に行うことができる。

ここで、シートの厚みは、例えば０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の範囲で決められる。
このようにシートが厚いのは、生体情報を正確に計測するために、生体情報機器を生体に確実に固定する必要があるためである。ここで、シートの厚みが小さい場合には、シートによる熱抵抗がセンサの検出に与える影響を小さくできる。従来、腋や舌下等で直接深部体温を計測する体温計においても、熱抵抗を小さくするため、熱伝導率の高いアルミニウム等の材質で測温部を製作していた。しかし、生体深部体温の計測を例に取ると、例えば、熱抵抗値が既知である断熱材を体表面の２箇所にそれぞれ配置し、各断熱材を通じて計測された２つの計測値と熱抵抗値との関係に基いて生体深部体温を推定することなどにより、このような熱抵抗を実質的にキャンセルできる。このため、シートを薄くして熱抵抗の減少を図るよりも、推定精度に大きく影響する熱抵抗の変動を防止することの方が重要であって、そのために、シートの厚みに応じた熱抵抗を勘案しながらも、ある程度のシートの厚みを確保することにより、シートを生体に強固に貼付し、計測位置を固定する。
すなわち、シートが厚いほど、外力の逃げ代を大きくでき、シートが浮き上がらないので、生体に強固に貼付できる。そして、このように強固に貼付されているため、生体とシートとの間に溜まりやすい汗等によってもシートが生体から剥がれにくくなる。
なお、シートが親水性を有する場合には、シートの体積に応じて吸水量が多くなるので、シートを厚くするほど、汗を十分に吸収でき、シートをより一層剥がれにくくできる。

本発明の生体情報機器では、前記シート配置面および前記シートは、平面略円形状に形成され、前記起立部は、前記シート配置面の周縁に沿って環状に形成されていることが好ましい。
この発明によれば、シートおよびシート配置面が略円形であるため、シート等が円形以外の形状、例えば四角形状に形成された場合のように、シートの端部（角、辺）からシートがめくれて剥がれるなどの不具合を防止できる。
また、シートの側面全周が起立部によって囲まれる点でも、シートの剥がれを防止できる。

本発明の生体情報機器では、前記起立部は、前記シートの厚みの略半分まで立ち上がっていることが好ましい。
この発明によれば、シート側面の略半分が起立部に保持され、もう略半分が、起立部に覆われることなく、外気に開放されているので、シートの剥がれ、およびシートと生体との間の蒸れ、を共に良好に防止できる。

本発明の生体情報機器では、前記センサは、前記ケースおよび前記シートを貫通して前記生体に接触することが好ましい。
この発明によれば、センサが生体に直接接触し、体温、脈拍、心電などの生体情報を検出するので、センサと生体との間にケースなどが存在した場合に必要となる熱流補償などの構成を不要にでき、構成を簡略にできる。また、計測の誤差要因ともなる熱流補償などの構成を不要にできるので、計測の精度を確保できる。

本発明の生体情報機器では、前記ケースおよび前記シートを貫通して前記生体に接触する端子と、前記端子の前記生体への接触後、前記センサによる前記生体情報の検出を開始する回路部とを備えることが好ましい。
この発明によれば、端子の生体への接触有無を端子を通じて感知することにより、生体情報機器の未装着時には、センサへの電力供給を行わないようにできる。これにより、低電力化できる。

本発明の生体情報機器では、前記シートは、親水性であることが好ましい。
この発明によれば、シートが汗などの水分と水和するとともに、起立部から露出したシートの側面から、シート内部に蓄えられた水分が外気に蒸発するので、生体とシートとの間の蒸れを防止して、装着感を快適にできるとともに、生体の汗などでシートが剥がれるのをより良く防止できる。

前述の生体情報機器は、前記生体情報として少なくとも体温を検出する体温計であることが好ましい。
この発明によれば、前述のように、シートを用いることにより、装着感を極力なくすことができる。このため、就寝中ずっと体温計を装着していても、睡眠が妨げられず、不快さを感じないから、就寝前に生体情報機器を装着することによって、起床直後で忘れやすい基礎生体情報機器測を確実に行うことができる。なお、粘着シートの粘着力に応じて、数日〜数ヶ月程度は、体温計を装着したままの状態にでき、これによって、基礎体温計測の煩雑さを解消できる。

このような本発明によれば、生体に装着される生体情報機器において、装着感を極力少なくして不快感をなくすとともに、計測位置を固定して正確な計測を実現できる。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、第２実施形態以降の説明では、既に説明した実施形態と同様の構成については、同一符号を付して、説明を省略もしくは簡略化する。

〔第１実施形態〕
図１は、本実施形態の体温計１の裏面側を示す斜視図である。また、図２は、体温計１の側断面図である。
体温計１は、薄い円板状に形成され、裏面側に設けられた粘着シート１００により、皮膚表面に貼り付けられて使用される。図３は、粘着シート１００を取り外して体温計１の本体を示した図である。
本実施形態における体温計１は、シート１００の使用により生体に装着される点に特徴を有する。

体温計１は、図２に示すように、２つのセンサ１１と、図１、図３に示す３つの端子１２と、センサ１１を駆動する回路部を含んで構成される回路基板１４と、図示しない電池と、センサ１１、端子１２、および回路基板１４を収容、保護するケース１７とを備えて構成されている。
ケース１７は、体温計１表面側の上ケース１５、および体温計１裏面側の下ケース１６で構成されている。
センサ１１は、平面視円形状であって、白金測温抵抗体あるいはサーミスタ測温体などを含んで構成された測温素子であり、下ケース１６に配置される。
各端子１２は、導電性金属により円柱状に形成され、図２および図３に示すように、下ケース１６においてセンサ１１が配置された脇のスペースに形成された孔１６１に互いに近接して設けられている。各端子１２は、下ケース１６を貫通して孔１６１から突出するとともに、ケース１７内側の基端側が回路基板１４に接続されている。
回路基板１４は、センサ１１に被せるように、下ケース１６に設けられ、体温計１の表面側には、センサ１１の駆動回路を構成するコンデンサ１３などの素子が実装されている。そのほか、回路基板１４における回路部には、図示しないアラーム作動回路やメモリなどが設けられている。

上ケース１５および下ケース１６は、合成樹脂の射出成形品であり、上ケース１５の周縁から裏面側に立ち上がる起立片１５１が下ケース１６の周縁に沿って形成された段差部１６２に係合することにより、互いに組み付けられている。なお、上ケース１５と下ケース１６との間には、リング状のパッキン１７１が設けられ、これによりケース１７内が水密となっている。
上ケース１５には、体温計１の外側から操作可能な図示しない複数のスイッチが設けられているが、これらのスイッチの機能については、後述する。
下ケース１６の表面側には、センサ１１などが組み込まれる窪み１６３や、回路基板１４の端部を支持する支持部１６４や、補強用のリブ１６５などが形成されている。

ここで、本実施形態では、下ケース１６の裏面側に形成された生体装着部２０の構造に最も特徴がある。
生体装着部２０は、図２、図３に示すように、下ケース１６の外面から表面側に向かって凹状に窪んでいる。具体的に、生体装着部２０は、シート１００が配置される円形状の配置面２１と、配置面２１の周縁に沿って環状に設けられる起立部２２とを有する。
配置面２１は、平面状に形成され、円形のシート１００の全面と接触する。
起立部２２は、配置面２１に配置されたシート１００の側面１０１に沿って起立し、その起立寸法は、シート１００の厚みの途中まで（本実施形態では、シート１００の厚みの略半分まで）となっている。よって、シート１００の表面１０２側は、厚みの半分程度、起立部２２から露出する。

このような生体装着部２０に設けられるシート１００は、セルロースなどの親水性を有する材質で形成され、ある程度の弾性を有するとともに、その両面の全面に粘着性を有する。シート１００の一方の面は、配置面２１に貼り付けられ、他方の面は、生体に貼付される。
なお、シート１００には、図１に示すように、端子１２の位置に応じて３つの孔１０３が形成され、シート１００が配置面２１に配置された状態で、各端子１２はシート１００の表面（体温計１裏側の面）から露出する。
シート１００の厚みは、本実施形態では、約０．７ｍｍとなっているが、０．２〜１ｍｍ程度の範囲で適宜設定できる。
また、本実施形態のシート１００は、水洗いにより汗などが除去されるとともに粘着力が復活するタイプのものが使用されている。

以上のような構成の体温計１を使用する際は、シート１００の片面を生体装着部２０の配置面２１に貼付する。この際、起立部２２の位置を目安にするとともに、端子１２とシート１００の孔１０３の位置とを合わせることにより、シート１００を容易に貼付できる。なお、本実施形態のシート１００は、繰り返しの使用が可能であり、シート１００の貼付は、毎回は不要である。
シート１００を貼付したら、体温計１を皮膚に載せて手のひらなどで体温計１を押さえ、体温計１裏側のシート１００を皮膚に十分に貼り付けて、体温計１の位置を固定する。
この際、皮膚と下ケース１６との間をシート１００が介在するので、体温計１が装着された計測者において、下ケース１６の硬さによる当たり感は殆んど感じられない。
体温計１が装着され、各端子１２と皮膚とが接触し、端子１２を通じて回路基板１４におけるスイッチが入ることにより、センサ１１による体温計測が開始される。

ここで、体温計１は皮膚にしっかりと貼付され、位置が動かないように固定されているため、体温計測時に、同じ姿勢でいる必要はない。身体を動かすことで皮膚の動きにシート１００が追従した際も、シート１００の片面全面が配置面２１に密着するとともに、シート１００の側面は起立部２２の内周に保持されているから、シート１００は剥がれない。
体温測定開始から所定時間が経過すると、内蔵されたアラームが鳴り、体温計測を終了する。本実施形態では、計測された体温は、内蔵メモリに記憶される。メモリに記憶された体温は、体温計１の端子１２を通じて図示しない読み取り装置に送信することができ、この読み取り装置で計測体温を確認できる。なお、端子１２は、体温計１の装着を感知する際と、計測体温を読み出す際と、内蔵電池に充電する際とで兼用であり、この切り替えは、図示しないスイッチにより行う。
なお、本実施形態の体温計１の表面側に液晶パネルなどの表示部を設け、このような表示部に計測された体温を表示する構成としても良い。

ところで、本実施形態のシート１００は、使い捨てではなく、皮膚から剥がして付け直すことも、連続して一定期間（例えば数日〜数ヶ月位）付けたままの状態とすることもできる。
ここで、体温計１の装着感が殆んどないことから、体温計１を連続して装着しても計測者の負担が極めて少ない。また、体温計１は、皮膚への当たりがソフトである一方で、起立部２２および配置面２１によりシート１００の貼付位置が確実に固定されているので、就寝時の体動によっても体温計１が皮膚から離脱しない。シート１００の表面１０２が起立部２２から露出しているため、寝返りなどでケース１７の一端側を支点として外力が作用しても、支点に掛かる力が起立部２２から露出するシート１００の厚み部分で緩衝されるので、シート１００の剥がれを確実に防止できる。このため、体温計１は、基礎体温を継続的に記録するために好適である。
なお、体温計１を装着したままで、再度、体温計測を行う際には、図示しないスイッチにより、回路基板１４に内蔵されたセンサ１１のスイッチを入れ、体温計測を開始する。

本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）体温計１の人体への装着に際して、体温計１のケース１７に生体装着部２０が設けられ、この生体装着部２０に配置される粘着性のシート１００によって体温計１を人体に貼り付ける構成としたので、体温計１の位置を確実に固定できる。これにより、体温計１を装着している間、計測位置を固定でき、正確に計測できる。
ここで、シート１００は、凹状に形成された生体装着部２０の内部に収容され、起立部２２がシート１００の側面に対向するので、体動によってもシート１００の位置がずれず、配置面２１からシート１００が離脱することを防止できる。

（２）また、シート１００は、生体装着部２０に収容された状態において、表面１０２が起立部２２から露出しているので、ケース１７の一端側を支点として外力が作用した際のシート１００の浮き上がり、剥がれを確実に防止できる。特に、シート１００の側面１０１の略半分が起立部２２に保持され、もう略半分が、起立部２２に覆われることなく、外気に開放されているので、シート１００の剥がれ、およびシート１００と皮膚との間の蒸れを共に良好に防止できる。

（３）さらに、起立部２２が形成されていることで、シート１００を生体装着部２０に配置する際に起立部２２によって案内できるので、シート１００の配置作業を容易にできる。

（４）加えて、人体への装着手段としてシート１００を使用することにより、下ケース１６と皮膚との間をシート１００が介在し、ケース１７の硬さにより感じる装着感（押圧感）を極力なくすことができる。

（５）また、シート１００および配置面２１が略円形であるため、シート１００の端部からシート１００がめくれて剥がれるなどの不具合を防止できるとともに、起立部２２が環状に形成され、シート１００の側面全周が起立部２２によって囲まれる点でも、シート１００の剥がれを良好に防止できる。

（６）体温計１には、下ケース１６およびシート１００を貫通して人体に接触する端子１２が設けられ、端子１２の人体への接触後、回路基板１４における回路部により、センサ１１による体温計測が開始されるので、体温計１の未装着時には、センサ１１への電力供給が行われないこととなり、低電力化できる。
また、生体に接触する体温計１裏面側に端子１２が配置されているため、計測者の体動によってセンサのスイッチが切れるなどの誤動作を防止できる。

（７）さらに、親水性のシート１００を採用したことにより、シート１００が汗などの水分と水和するとともに、起立部２２から露出したシート１００の側面から、シート１００内部に蓄えられた水分が外気に蒸発するので、人体とシート１００との間の蒸れを防止して、装着感を快適にできるとともに、汗などでシート１００が剥がれるのをより良く防止できる。

（８）体温計１は、装着感がほとんどないので、就寝中ずっと体温計を装着していても、睡眠が妨げられずに快適であり、就寝前に体温計１を装着することによって、起床直後で忘れやすい基礎体温計測を確実に行うことができる。なお、粘着シート１００の粘着力に応じて、数日〜数ヶ月程度は、体温計を装着したままの状態にでき、これによって、基礎体温計測の煩雑さを解消できる。

（９）なお、シート１００は約０．７ｍｍ厚であって、分厚く形成されているので、体動などによる外力の逃げ代が大きく、シート１００を体表面に強固に貼付できる。また、シート１００が厚いほど、シート１００の吸水量が多くなるので、汗によるシート１００の剥がれをより良く防止できる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について、説明する。
図４は、本実施形態における体温計３の側断面図である。
本実施形態の体温計３は、第１実施形態の体温計１において、内蔵のセンサ１１を体温計１の裏面側に露出させたものである。

体温計３のケース３７の下ケース３６には、センサ３１が挿入される孔３６１が形成され、孔３６１の周りには、リング状のパッキン３６１Ａが設けられている。
また、シート３００にも、センサ３１が挿入される孔３０１が形成されている。
センサ３１は、第１実施形態のセンサ１１よりも厚く、孔３６１，３０１を通じて下ケース３６およびシート３００を貫通し、センサ３１の測温抵抗体が配置された部分は体温計３の裏面側に露出する。すなわち、体温計３の装着時、センサ３１は、測温対象である人体の皮膚表面に直接接触する。

本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、次のような効果を得ることができる。
（１０）センサ３１が人体に直接接触するため、熱流補償などの構成を不要にでき、構成を簡略にできる。また、計測の誤差要因ともなる熱流補償などの構成を不要にできるので、計測の精度を確保できる。

〔本発明の変形例〕
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明の第１実施形態における体温計の裏面側斜視図。 前記実施形態における体温計の側断面図。 図１の状態から、シートを外した状態であり、体温計本体を示した図。 本発明の第２実施形態における体温計の側断面図。

符号の説明

１，３・・・体温計、１１，３１・・・センサ、１２・・・端子、１５・・・上ケース、１６，３６・・・下ケース、１７，３７・・・ケース、２０・・・生体装着部、２１・・・配置面、２２・・・起立部、１００，３００・・・シート、１０１・・・側面。

Claims (7)

1. 生体情報を検出するセンサと、前記生体に装着される生体装着部を有し前記センサが設けられるケースとを備える生体情報機器であって、
   前記生体装着部は、前記生体に貼設される粘着性のシートが配置されるシート配置面と、前記シートの側面に沿って当該シートの厚みの途中まで立ち上がる起立部とを有して凹状に形成されている
   ことを特徴とする生体情報機器。
2. 請求項１に記載の生体情報機器において、
   前記シート配置面および前記シートは、平面略円形状に形成され、
   前記起立部は、前記シート配置面の周縁に沿って環状に形成されている
   ことを特徴とする生体情報機器。
3. 請求項１または請求項２に記載の生体情報機器において、
   前記起立部は、前記シートの厚みの略半分まで立ち上がっている
   ことを特徴とする生体情報機器。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の生体情報機器において、
   前記センサは、前記ケースおよび前記シートを貫通して前記生体に接触する
   ことを特徴とする生体情報機器。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の生体情報機器において、
   前記ケースおよび前記シートを貫通して前記生体に接触する端子と、
   前記端子の前記生体への接触後、前記センサによる前記生体情報の検出を開始する回路部とを備える
   ことを特徴とする生体情報機器。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の生体情報機器において、
   前記シートは、親水性である
   ことを特徴とする生体情報機器。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の生体情報機器は、前記生体情報として少なくとも体温を検出する体温計である
   ことを特徴とする生体情報機器。

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