JP2007190122A - 生体情報測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯性が優れ、装着が容易であると共に、長時間装着に対して患者が違和感を覚えなることがなく、継続した測定データが得られる生体情報測定装置を提供する。
【解決手段】発光部と、発光部から生体に照射された光を受光する受光部とを有するとともに生体に着脱可能に装着されるプローブと、受光部で検出されたデータに基づき演算されたデータを表示させる制御部を有する本体部とを備える生体情報測定装置において、プローブは、装着時に手を挟むことができるように、手の小指側における手のこうと手のひらとに対応する位置に配置されるそれぞれの保持部と、それぞれの前記保持部を一体に繋ぐ結合部とを有することを特徴とする生体情報測定装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、血液中の酸素飽和度などの生体情報を測定する生体情報測定装置に関し、特に、睡眠時無呼吸症候群等の検査に用いる生体情報測定装置に関するものである。

一般に、睡眠中に比較的長い無呼吸状態が頻繁に生じる睡眠時無呼吸症候群になると、動脈血中の酸素濃度が著しく低下し、心拍異常を併発することが知られている。また、睡眠中における無呼吸状態は、睡眠を浅くする原因になり、昼間における傾眠状態を引き起こすこともある。このような睡眠時無呼吸症候群の検査は、睡眠中における無呼吸回数などの無呼吸状態、脳波、眼球運動や酸素飽和度などを測定することにより行われている。これらの検査の中で酸素飽和度を測定する装置としてパルスオキシメータが知られている。

このパルスオキシメータは、例えば特許文献１に開示されているように、発光部と受光部とを備えるプローブを患者の指に装着して、光を生体（指）に向けて照射し、生体を経由した光の光量変化をパルス信号として測定し、毎秒ごとの測定値を平均することによって酸素飽和度の値を求めるものである。

ところが、睡眠時無呼吸症候群の検査を実施する場合、患者が自宅に持ち帰って就寝前にパルスオキシメータのプローブを自身の指先に自ら取り付け、一晩中これを装着し続けることになる。従って、パルスオキシメータとしては、携帯性が優れ、装着が容易であると共に、長時間装着に対して患者が違和感を覚えないことが要望される。しかし、特許文献１に示すパルスオキシメータではこれらの要望を満たすことが困難である。

そこで、このような問題を解決するために、例えば特許文献２に開示されているようなパルスオキシメータを採用することが考えられる。特許文献２には、本体部とプローブとを備え、両者の間は、プローブケーブルにて電気的に接続されていて、プローブは酸素飽和度を測定する指に取り付けられ、酸素飽和度を演算し表示する本体部にはリストバンドが装備されており、リストバンドにより腕に本体部が着脱可能に取り付けられているパルスオキシメータが提案されている。
特開平６−１４９０６号公報 特開２００１−１９０５０３号公報

ところが、特許文献２に示すパルスオキシメータにおいては、本体部がリストバンドにより腕に取り付け可能とされているので、携帯性や装着の容易性では期待できるが、しかし、腕に装着する本体部と指に取り付けるプローブとの間は、ケーブルにて繋がれていて、ケーブルが睡眠中の寝具等に引っ掛かり、患者が違和感を覚えたり、また、プローブが指から外れ、継続した測定データが得られないこととなる。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、携帯性に優れ、装着が容易であると共に、長時間装着に対して患者が違和感を覚えなることがなく、継続した測定データが得られる生体情報測定装置を提供することを目的とする。

上記の課題は次の構成により解決される。

１． 発光部と、前記発光部から生体に照射された光を受光する受光部とを有するとともに生体に着脱可能に装着されるプローブと、前記受光部で検出されたデータに基づき演算されたデータを表示させる制御部を有する本体部とを備える生体情報測定装置において、
前記プローブは、装着時に手を挟むことができるように、手の小指側における手のこうと手のひらとに対応する位置に配置されるそれぞれの保持部と、それぞれの前記保持部を一体に繋ぐ結合部とを有することを特徴とする生体情報測定装置。

２． 前記本体部は生体の腕に着脱可能に取り付けられる取付手段を備え、
前記プローブと前記本体部を電気的に接続するコードと、
前記プローブを移動自在に取り付ける第１連係部と、
前記本体部を移動自在に取り付ける第２連係部とを有する連結手段を有することを特徴とする１に記載の生体情報測定装置。

３． 前記連結手段は伸縮および屈曲可能であることを特徴とする２に記載の生体情報測定装置。

４． 前記連結手段が前記プローブと一体に構成されていることを特徴とする２または３に記載の生体情報測定装置。

５． 前記本体部が前記プローブと一体に構成されていることを特徴とする１に記載の生体情報測定装置。

６． 前記保持部が弾性を有する部材で構成されていることを特徴とする１乃至４に記載の生体情報測定装置。

７． 前記保持部の手のこうと手のひらに接触する面に粘着面を有することを特徴とする１乃至６に記載の生体情報測定装置。

８． 前記プローブには、生体の指に掛けるためのリング形状を有する伸縮可能な紐が設けられていることを特徴とする１乃至７のいずれか１項に記載の生体情報測定装置。

９．前記保持部の一方に前記発光部が設けられ、前記保持部の他方に受光部が設けられていることを特徴とする１乃至８のいずれか１項に記載の生体情報測定装置。

本発明によれば、発光部と、発光部から生体に照射された光を受光する受光部とを有するとともに生体に着脱可能に装着されるプローブと、受光部で検出されたデータに基づき演算されたデータを表示させる制御部を有する本体部とを備える生体情報測定装置において、プローブは、装着時に手を挟むことができるように、手の小指側における手のこうと手のひらとに対応する位置に配置されるそれぞれの保持部と、それぞれの前記保持部を一体に繋ぐ結合部とを有する構成とすることにより、携帯性が優れ、装着が容易であるとともに、長時間装着に対して患者が違和感を覚えなることがなく、継続した測定データが得られる生体情報測定装置を提供することができる。

以下、本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の生体情報測定装置の一つであるパルスオキシメータの電気的構成を示すブロック図であり、
この図において、パルスオキシメータは本体部１１とプローブ２１とを備え、両者の間には連結手段３１を備えている。連結手段３１にはコード３２が内装されており、コード３２によりプローブ２１と本体部１１を電気的に接続されている。

本体部１１は、制御部１２、演算部１３、表示部１４、電源部１５から構成されている。制御部１２は、マイクロプロセッサ等を備えて構成され、図示しない記憶装置に格納されているデータやプログラムに従い、各部を制御信号によって制御する。演算部１３は、マイクロプロセッサ等を備えて構成され、図示しない記憶装置に格納されているデータやプログラムに従い、プローブ２１から入力されたパルス信号等から動脈血中の酸素飽和度や脈拍数などを演算し、演算された動脈血中の酸素飽和度や脈拍数などのデータが図示しない記憶装置に保存される。さらに表示部１４は、演算部１３で処理された酸素飽和度及び脈拍数などのデータを表示したりする表示装置であり、例えば、液晶表示装置や有機ホトルミネセンス表示装置等が用いられる。

プローブ２１は、発光部２２ａ、２２ｂ及び受光部２３を備える。発光部２２ａは赤色領域の波長λ１の光を照射する光源であり、発光部２２ｂは赤外線領域の波長λ２の光を照射する光源であり、赤色光または赤外光を発光する発光ダイオード等の発光素子を備えて、それらの光源から交互に光が照射される。受光部２３は、発光部２２ａ、２２ｂから照射され、測定する手５０を透過した光を受光し、その光強度に応じた電流を生成する光電素子を有しており、光電素子としては、波長λ１および波長λ２に対して光感応性を有するシリコン・フォト・ダイオード等が利用される。

発光部２２ａ、２２ｂは、それぞれの導電ライン２７ａ、２７ｂと接続された連結手段３１のコード３２を介して制御部１２により適宜に駆動され、赤色光及び赤外光の発光が制御される。受光部２３は、発光部２２ａ、２２ｂの発光に同期して制御され、受光した光を光強度に従い光電変換したパルス信号を生成する。このパルス信号が導電ライン２７ｃと接続されたコード３２を介して制御部１２へ送信され、前述したように、本体部１１がパルス信号に基づいて酸素飽和度や脈拍数等の演算、表示、保存を行うように構成されている。

パルスオキシメータの生体への装着状態を図２に示す模式図で説明する。本体部１１は、取付手段であるリストバンド１７が装備されており、リストバンド１７により手首付近の腕５１に取り付け可能とされ、測定を開始させる電源ボタン１６が表示部１４の近辺に配置されている。また、プローブ２１は、後述する酸素飽和度等を測定する手首付近の手５０のこうから手５０のひらに至るように着脱可能に装着される。連結手段３１は、止め具３５によりプローブ２１を回転自在に取り付けられ、また止め具３５により本体１１を回転自在に取り付けられる。

次にプローブと連結手段の詳細について説明する。図３は、プローブを拡大して示す斜視図であり、手のひらに接する側を図の手前にして描かれている。図４はプローブの手のひらと手のこうを挟むように装着した状態を示す透視図である。

プローブ２１は、図３に示すように、測定する手５０のひらに添えられる保持部２４と手５０のこうに添えられる保持部２５とが、結合部２６にて繋がれ、保持部２４、２５及び結合部２６が装着手段を構成する。また、プローブ２１は、穴２９がプローブ２１の腕側に備えられ、穴２９に遊嵌される止め具３５により後述する連結手段３１が回転自在に取り付けられる。また、プローブ２１は、発光部２２（以下、発光部２２ａ、２２ｂを総称して２２とする。）が、手５０が接する保持部２４の面に固着され、受光部２３が、手５０が接する保持部２５の面において発光部２２と対向する位置に固着されている。

保持部２４は、シリコンゴム、熱可塑性エラストマー、ポリプロピレン樹脂等の弾性を有する軟質材からなり、保持部２５も同様に弾性を有する軟質材からなり、保持部２４、２５が手５０を弾性的に挟み込み、プローブ２１が手５０から外れないにように確実に保持されることとなる。

図４に示すように、発光部２２は、手５０が接する保持部２４の面から窪んだ位置に固着され、また、受光部２３は、手５０が接する保持部２５の面から窪んだ位置に固着されている。発光部２２の導電ライン２７ａ、２７ｂは保持部２４の内部を通り結合部２６に至り、受光部２３の導電ライン２７ｃが保持部２５の内部を通り結合部２６に至り、結合部２６において、導電ライン２７ａ、２７ｂ、２７ｃが互いに絶縁された状態でひとつにまとめられて端末部として、穴２９側に伸びている。

連結手段について、図５で説明する。図５は連結手段３１を拡大して示す側面図である。連結手段３１は、その両端に穴３３が備えられ、一方の穴３３が、図３に示すプローブ２１の保持部２４、２５の間で穴２９と合わされ、止め具３５によりプローブ２１に回転自在に取り付けられ、他方の穴３３に図示しないが止め具３５と同様の止め具により本体部１１に回転自在に取り付けられ、穴２９と止め具３５が連係部を構成する。また、連結手段３１は、プローブ２１と本体部１１の方向に伸縮自在であり、また屈曲自在であるように、その外周部３４はゴムやシリコン等の軟質材よりなり蛇腹形状に構成されている。

連結手段３１の内部には、プローブ２１の導電ライン２７ａ、２７ｂ、２７ｃが束ねられた図１に示すコード３２が備えられ、コード３２は連結手段３１の動きに対応して伸縮や屈曲できるようになっており、コード３２の一方端はプローブ２１に接続され、他方端では本体部１１の本体コードと接続されている。

連結手段３１は、螺旋状に巻回され絶縁された状態のカールコードをプローブ２１と本体部１１に直接接続する構成でも良い。

また、連結手段３１は、シリコンゴム、熱可塑性エラストマー、ポリプロピレン樹脂等の弾性を有する軟質材として、プローブ２１と一体に取り付ける構成にしても良い。

このように、連結手段３１が伸縮・屈曲自在である構成により、患者が手・腕を動かしても連結手段３１が、手・腕の動きに応じて伸縮・屈曲して、生体に宛って測定するプローブ２１に余分な力が加わらない。

以上、以上説明したように、患者が自宅に持ち帰って、就寝前に自ら本体部１１を腕５１に取り付け、プローブ２１を測定する手５０に装着し、睡眠中の受光部２３の検出データから本体部１１で酸素飽和度などの生体情報を演算する構成であるので、携帯性が優れ、装着が容易であると共に、睡眠中に違和感がなく、継続してデータを得ることができる。

睡眠時無呼吸症候群の検査を実施する場合について説明したが、他の疾患を検査する場合でも、本発明の生体情報測定装置を使用することができる。例えば、肺への空気の出し入れが慢性的に悪くなり徐々に呼吸機能が低下する慢性閉塞性肺疾患において、呼吸機能が低下すると十分な酸素を得ることができなくなり、酸素飽和度などを測定することになる。この慢性閉塞性肺疾患の検査を行うのに、患者が自宅に持ち帰って、パルスオキシメータを自身の生体に自ら取り付け、これを装着して、自宅、外出先、仕事場などで作業を行いながら酸素飽和度などを測定することになるが、本体部１１を腕５１に取り付け、プローブ２１を手首付近の手５０装着する構成であるので、携帯性が優れ、装着が容易であると共に、長時間装着して日常作業をしても違和感がなく、生活の質を損ねることなく過ごすことができる。

次に、第２実施形態を説明する。なお、以降の説明において、第１実施形態と同じ機能の部材には同じ番号を付し、重複する説明は省略する。図６は、プローブ２１を拡大して示す斜視図である。

第１実施形態と同様に、プローブ２１は、手５０のひらに添えられる保持部２４と手５０のこうに添えられる保持部２５とが、結合部２６にて繋がれており、保持部２４、２５及び結合部２６が装着手段を構成し、発光部２２が保持部２４に固着され、受光部２３が保持部２５に固着されている。保持部２４、２５と結合部２６とが軟質の合成樹脂、ゴム等からなり、結合部２６は、保持部２４、２５との結合部分に多数の凹部２６ａが設けられている。凹部２６ａは、保持部２４と２５の間に手５０を挿入すると、保持部２４と２５が手５０で押されることにより、凹部２６ａの並び方向を基軸として保持部２４、２５が外方に開き、保持部２４と２５の間から手５０を外すと、元通りに復元する可撓性を与えるようになっている。保持部２４、２５の手５０と接触する面には医療用両面粘着テープ２８が貼り付けている。

手５０にプローブ２１を装着させるには、保持部２４と２５の間に測定する手５０を挿入することにより、保持部２４と２５の間が拡がり、前述の可撓性により復元しようとする復元力と、医療用両面粘着テープ２８の粘着力でもってプローブ２１が手５０に保持される。医療用両面粘着テープ２８に替えて、ゲル状粘着材を保持部２４、２５に貼り付けても、同様の効果が得られる。

次に、第３実施形態を図７で説明する。図７は、プローブを手に装着した状態を示す模式図である。

第１実施形態と同様に、本体部１１とプローブ２１とを備え、両者の間は、連結手段３１を備え、本体部１１がリストバンド１７により腕５１に取り付けられ、プローブ２１が測定する手首付近の手５０に装着される。

プローブ２１の小指側の一端にはリング状をなす伸縮自在な紐４０が備えられ、プローブ２１を手５０に装着した状態で、リング状の紐４０を小指に掛けて、プローブ２１が手５０から一層外れ難くしている。紐４０は薬指など他の指に掛けられてもよいが、小指に掛けているのが、長時間装着しても、作業をしていても違和感が少ない。紐４０は、リング状の無端形状でも、指を掛ける部分のみをリング状にしてプローブ２１に繋いでも良い。

次に、第４実施形態を図８で説明する。図８は、プローブに表示部や電源ボタンを有する本体部を一体に設けた模式図を示す。

プローブ２１は、第１実施形態と同様に、保持部２４、２５が弾性を有する材料からなり手５０を弾性的に挟み込み、発光部２２が保持部２４の面に固着され、受光部２３が保持部２５の面において発光部２２と対向する位置に固着されている。さらに、プローブ２１は、電源ボタン１６、表示部１４が手５０のこう側の保持部２５の外側面に設けられ、電源部や制御部である本体部がプローブ２１の内部に設けられている。なお、医療用両面粘着テープの粘着力でもってプローブ２１が手５０に保持される構成でも良い。

この構成により、一層、携帯性に優れ、装着時の違和感がなく、継続してデータを得ることができ、また、電源ボタン１６、表示部１４が手５０のこう側の保持部２５に設けられているため、操作性が良い。

なお、発光部２２がプローブ２１の手５０のひらに添える保持部２４に固着され、受光部２３が手５０こうに添える保持部２５に固着されているが、これに替えて、発光部２２が手５０のこうに添える保持部２５に固着され、受光部２３が手５０のひらに添える保持部２４に固着されている構成でも良く、また、発光部２２、受光部２３を一方の保持部２４または２５に設けて、手５０から反射する光を受光部２３で受光する構成でも良く、また、発光部２２と受光部２３を結合部２６に設けて手５０から反射する光を受光部２３で受光する構成でも良い。

本発明の生体情報測定装置の一つであるパルスオキシメータの電気構成図。 パルスオキシメータの生体への装着状態を示す模式図。 プローブ部分の第１実施形態を示す斜視図。 プローブ部分の手への装着状態を示す模式図。 連結手段を示す側面図。 プローブ部分の第２実施形態を示す斜視図。 パルスオキシメータの生体への装着状態を示す第３実施形態を示す模式図。 パルスオキシメータの生体への装着状態を示す第４実施形態を示す模式図。

符号の説明

１１ 本体部
１２ 制御部
１３ 演算部
１４ 表示部
１５ 電源部
１６ 電源ボタン
１７ リストバンド
２１ プローブ
２２ａ、２２ｂ 発光部
２３ 受光部
２４、２５ 保持部
２６ 結合部
２７ａ、２７ｂ、２７ｃ 導電ライン
２８ 粘着テープ
２９、３３ 穴
３１ 連結手段
３２ コード
３４ 蛇腹
３５ 止め具
４０ 紐
５０ 手（生体）

Claims (9)

1. 発光部と、前記発光部から生体に照射された光を受光する受光部とを有するとともに生体に着脱可能に装着されるプローブと、前記受光部で検出されたデータに基づき演算されたデータを表示させる制御部を有する本体部とを備える生体情報測定装置において、
   前記プローブは、装着時に手を挟むことができるように、手の小指側における手のこうと手のひらとに対応する位置に配置されるそれぞれの保持部と、それぞれの前記保持部を一体に繋ぐ結合部とを有することを特徴とする生体情報測定装置。
2. 前記本体部は生体の腕に着脱可能に取り付けられる取付手段を備え、
   前記プローブと前記本体部を電気的に接続するコードと、
   前記プローブを移動自在に取り付ける第１連係部と、
   前記本体部を移動自在に取り付ける第２連係部とを有する連結手段を有することを特徴とする請求項１に記載の生体情報測定装置。
3. 前記連結手段は伸縮および屈曲可能であることを特徴とする請求項２に記載の生体情報測定装置。
4. 前記連結手段が前記プローブと一体に構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の生体情報測定装置。
5. 前記本体部が前記プローブと一体に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の生体情報測定装置。
6. 前記保持部が弾性を有する部材で構成されていることを特徴とする請求項１乃至４に記載の生体情報測定装置。
7. 前記保持部の手のこうと手のひらに接触する面に粘着面を有することを特徴とする請求項１乃至６に記載の生体情報測定装置。
8. 前記プローブには、生体の指に掛けるためのリング形状を有する伸縮可能な紐が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の生体情報測定装置。
9. 前記保持部の一方に前記発光部が設けられ、前記保持部の他方に受光部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の生体情報測定装置。

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