JP2007289463A - 生体情報測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】どちらの手の指を測定部位として測定する場合であっても、安定した装着状態で測定結果を視認することのできる生体情報測定装置を提供する。
【解決手段】パルスオキシメータ１は、所要の厚みを有する略直方平板形状をする本体部２と本体部２の上部に配置されたカバー３とを有する。本体部２は測定結果を表示するための表示部４を一側面に備え、上面に左右方向に延びる凹部２ｃを有し、該上面における裏面側端部には左右方向に延びる支持軸８を有する。カバー３は、支持軸８に外嵌する嵌合部３ｃを有し、凹部２ｃが外部に露出する開放位置と凹部２ｃがカバー３により覆われる閉鎖位置との間で矢印ａ方向に回動自在に構成されている。カバー３の左右各端部には凹形状の切欠き部３ａ，３ｂが形成されており、カバー３が閉鎖位置に位置するとき、切り欠き部３ａ，３ｂと本体部２の凹部２ｃとで、指が嵌め込まれる貫通孔９が形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、動脈血の酸素飽和度や脈拍数等の生体情報を測定する生体情報測定装置に関する。

生体組織にとって、酸素は生命活動維持のために最も重要な物質であり、酸素の供給が絶たれると、生体組織細胞は重大なダメージを受けることになるため、臨床において生体組織の酸素濃度を監視する意義は極めて大きい。かかる酸素濃度の監視方法として、生体組織への酸素供給は動脈血によって行われることから、脈拍数や血中酸素飽和度をモニタすることで、生体組織への酸素供給が適切に行われているか否かを把握する手法が一般的に採用されている。従来、動脈血の酸素飽和度等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、被験者の所定の生体部位に装着され、該生体部位に向けて光を出力し、生体部位を透過又は反射した光の光量変化をパルス信号として測定し、酸素飽和度を求めるものである。

従来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、各種の電気回路、表示部及び所定の指示を入力するためのボタン等が備えられた本体とは別に、酸素飽和度を導出するための検知媒体である光を投受光する発光素子及び受光素子を搭載するプローブが設けられた別体型の装置であったが、近年、例えば図１７に示すような一体型のパルスオキシメータが提案されている。

図２１に示すパルスオキシメータ１００は、略直方形状の本体部１０１と、該本体部１０１の上方に位置するカバー１０２とを備えて構成されている。本体部１０１の上面における一側端部には、その厚み方向に略平行な支持軸１０３が形成されており、カバー１０２は、この支持軸１０３により回動可能に支持されているとともに、本体部１０１の上面（図に表れていない）に押し付けられるように、図略のバネ等の付勢部材により付勢されている。また、本体部１０１の一側面に、測定結果を表示する表示部１０４が備えられている。

そして、酸素飽和度の測定を行う際には、例えば一方の手（図２１では右手）の人差し指Ｆを、前記カバー１０２に作用する前記付勢力に抗して該カバー１０２を押し上げて本体部１０１とカバー１０２との間に挿入し、該指Ｆにパルスオキシメータ１００を装着するとともに、主に親指と中指とで本体部１０１を保持する。この状態で、被験者は自らの顔に正対する表示部１０４にて測定結果を視認する。
特開平１０−３１４１４９号公報

しかしながら、前記のような構成を有するパルスオキシメータ１００にあっては、右手及び左手のうち一方の手の指にパルスオキシメータ１００を装着した場合にしか、容易に表示部１０４で測定結果を確認することができず、他方の手の指にパルスオキシメータ１００を装着した場合には、表示部１０４が被験者側と反対側に位置することになるため、容易に測定結果を確認することができない。

すなわち、図２１に示すパルスオキシメータ１００においては、右手の指にパルスオキシメータ１００を装着したときに表示部１０４が被験者の顔に正対するが、前記支持軸１０３の存在により、図２２に示すように、左手の指にこのパルスオキシメータ１００を装着するときには、パルスオキシメータ１００を右手の指に装着する状態から裏返しにする必要があり、このとき、表示部１０４が被験者の顔に正対せず被験者の顔と反対側（裏側）に位置することとなるため、この場合には、被験者は表示部で測定結果を視認し難くなる。

その結果、実質的に測定できる手が制限されることとなり、その手が患者の利き手でない場合には、パルスオキシメータ１００が測定指以外の指で保持する必要がある装置であっても、表示部１０４が被験者の顔と反対側（裏側）に位置した状態では該パルスオキシメータ１００を測定指以外の指で確実に保持することができない虞があり、測定精度の低下を招来することとなる。

また、一方の手に怪我を負っていて、その手の指にはパルスオキシメータ１００を装着できない場合であって、他方の手の指にパルスオキシメータを装着すると、前記表示部１０４が被験者の顔と反対側（裏側）に位置することとなった場合には、測定結果の視認動作が不便になる。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、どちらの手の指を測定部位として測定する場合であっても、安定した装着状態で測定結果を視認することのできる生体情報測定装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、特定の指を測定部位として所定の生体情報を測定する測定部と、前記測定部により測定される生体情報に由来する生体信号に基づき、生体情報に係るデータを導出する導出部とを内蔵する筐体構造を備え、前記測定指に装着される生体情報測定装置であって、前記筐体を貫通する貫通孔と、前記筐体の外壁面に設けられ、前記導出部によって導出された生体情報に係るデータを表示する表示面が前記貫通孔に略沿って形成された表示部とを備え、前記測定部は、前記貫通孔に挿入された指を測定部位として所定の生体情報を測定することを特徴とするものである。

この発明によれば、前記筐体を貫通する貫通孔と、前記筐体の外壁面に設けられ、前記導出部によって導出された生体情報に係るデータを表示する表示面が前記貫通孔に略沿って形成された表示部とを備えたので、一方の手の指を測定部位とするときは、前記貫通孔の一方の開口端から該指を挿入し、他方の手の指を測定部位とするときは、前記貫通孔の他方の開口端から該指を挿入するという装着が可能となり、どちらの手の指を測定部位として測定する場合であっても、表示部を被験者の顔に正対させた状態で測定を行うことが可能となる。

前記筐体の構造の一例として、例えば請求項２に記載の発明のように、前記筐体は、本体部と、前記本体部の一側部に設置されたカバーとを有してなり、前記貫通孔は、前記本体部と前記カバーとが対向した状態で形成される形態が想定される。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の生体情報測定装置において、前記本体部と前記カバーとの間には、前記貫通孔と略平行な支持軸と、該支持軸と嵌合する嵌合孔とを有する嵌合構造が構成されており、前記嵌合構造は、前記カバーを前記支持軸を中心として回動可能とすることを特徴とするものである。

この発明によれば、前記本体部と前記カバーとの間に、前記貫通孔と略平行な支持軸と、該支持軸と嵌合する嵌合孔とを有する嵌合構造を構成するとともに、前記カバーを前記支持軸を中心として回動可能に構成したので、前記カバーの回動だけで測定指への生体情報測定装置の着脱が行われる。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の生体情報測定装置において、前記本体部と前記カバーとの間には、前記貫通孔と略平行な支持軸と、該支持軸と嵌合する嵌合孔とを有する嵌合構造が構成されており、前記嵌合孔は、一方向に長尺の形状を有し、前記嵌合構造は、前記支持軸が前記嵌合孔内を相対移動することにより、前記カバーを前記本体部に対し対接離反方向に平行移動可能とすることを特徴とするものである。

この発明によれば、前記本体部と前記カバーとの間に、前記貫通孔と略平行な支持軸と、該支持軸と嵌合する嵌合孔とを有する嵌合構造を構成するとともに、前記支持軸が一方向に長尺の形状を有する嵌合孔内を相対移動することにより、前記カバーを前記本体部に対し対接離反方向に平行移動可能に構成したので、測定指が前記カバーと前記本体部とにより該測定指に対して互いに反対側の位置で挟み込まれる。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の生体情報測定装置において、前記貫通孔は、該貫通孔に正規の姿勢で指が挿入された状態を想定したとき、該指の腹の部分が反るように、該貫通孔の長手方向に平行な面による切断面が凹形状に形成されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、前記貫通孔は、該貫通孔に正規の姿勢で指が挿入された状態を想定したとき、該指の腹の部分が反るように、該貫通孔の長手方向に平行な面による切断面が凹形状に形成されているので、指の構造と前記貫通孔の形状との関係から貫通孔に対する指の位置決めが行われる。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の生体情報測定装置において、前記筐体は、略直方形状を有しており、前記貫通孔は、前記筐体における略平行な２の外壁面に交差する面に略沿って形成されており、前記表示部は、前記２の外壁面のうちいずれか一方の外壁面に設置されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、前記筐体が略直方形状を有し、前記表示部が前記２の外壁面のうちいずれか一方の外壁面にしか設置されていない生体情報測定装置であっても、前記貫通孔を、前記筐体における略平行な２の外壁面に交差する面に略沿って形成することにより、どちらの手の指を測定部位として測定する場合でも、表示部を被験者の顔に正対させた状態で測定を行うことが可能となる。

請求項１，２，６に記載の発明によれば、どちらの手の指を測定部位として測定する場合であっても、表示部を被験者の顔に正対させた状態で測定を行うことが可能となるため、安定した装着状態で測定を行うことができる。また、どちらの手の指を測定部位としても容易に測定結果を視認することができるため、生体情報測定装置の利便性を向上することができる。

請求項３に記載の発明によれば、前記カバーの回動だけで測定指への生体情報測定装置の着脱が行われるようにしたので、生体情報測定装置の指への着脱を容易に行うことができ、生体情報測定装置の利便性を向上することができる。

請求項４に記載の発明によれば、前記カバーと前記本体部とにより測定指に対して互いに反対側の位置で該測定指が挟み込まれるようにしたので、測定指を前記カバーと前記本体部とで確実に挟み込むことができ、安定した装着状態で測定を行うことができる。

請求項５に記載の発明によれば、指の構造と前記貫通孔の形状との関係から貫通孔に対する指の位置決めが行われるようにしたので、貫通孔に対する指の位置決めを行うための部材を別途設けることなく該位置決めを行うことができ、前記位置決めのための部品の点数増加を防止することができる。

以下、本発明に係る生体情報測定装置の一実施形態であるパルスオキシメータについて説明する。図１は、パルスオキシメータの外観を示す斜視図であり、図２は、パルスオキシメータの一断面図、図３は、図２におけるＡ−Ａ線からみた矢視断面図である。なお、図１における矢印Ｂが示す方向を左右方向、矢印ｃが示す方向を表裏方向というものとする。

図１〜図３に示すように、パルスオキシメータ１は、携帯性を有する直方形状の装置であり、本体部２と、該本体部２の上部に配置されたカバー３とを有して構成されている。

本体部２は、所要の厚みを有する略直方平板形状を有し、平板状を呈している一側面に、測定結果を表示するための表示部４が備えられている。なお、この一側面と該面と反対側の平板状を呈する面とは、前記２の外壁面の一例である。

また、前記一側面に設けられた表示部４の一側方には、右手の指にパルスオキシメータ１が装着された場合に、該右手の親指で把持される把持部２ａが設けられており、前記表示部４の他側方には、左手の指にパルスオキシメータ１が装着された場合に、該左手の親指で把持される把持部２ｂが設けられている。なお、把持部２ａ，２ｂには、親指の滑り止めのため、粒状に形成された複数の突起又は凹部２ａ−１，２ｂ−１が形成されている。

本体部２は、その上面に左右方向に延びる凹部２ｃを有しており、該凹部２ｃを構成するハウジングの左右方向における略中央位置には、穴部２ｄが形成されている。また、この穴部２ｄを塞ぐように、前記ハウジングの内壁面所定位置には後述する受光部５が取り付けられている。

また、本体部２の裏面側に形成された延設部２ｅには、前記穴部２ｄの上方で該穴部２ｄと対面する位置まで延びる形状を有するアーム６が設置されており、該アーム６の先端部の下面には、前記受光部５とが対向するように後述の発光部７が取り付けられている。

本体部２の上面における裏面側端部には、左右方向に延びる支持軸８が構成されている一方、カバー３は、この支持軸８に外嵌する嵌合部３ｃが形成されており、該嵌合部３ｃと前記支持軸８との嵌合により前記カバー３が、図１に示すように前記凹部２ｃが外部に露出する開放位置と、前記凹部２ｃが該カバー３により覆われる閉鎖位置との間で矢印ａ方向に回動自在に軸支されている。また、カバー３は、図略の巻きバネ等の付勢部材により前記開放位置から閉鎖位置に向かう方向に付勢されている。

カバー３の左右各端部には、それぞれ凹形状の切欠き部３ａ，３ｂが形成されており、パルスオキシメータ１には、カバー３が前記閉鎖位置に位置するとき、前記切り欠き部３ａ，３ｂと本体部２の上面に形成された凹部２ｃとで、指が嵌め込まれる貫通孔９が形成される。

指に当該パルスオキシメータ１を装着するときには、カバー３を前記付勢力に抗して前記開放位置まで回動させ、その指を前記本体部２の上面の凹部２ｃに載置した状態でカバー３を付勢力によって閉鎖位置に位置させる。これにより、カバー３の前記切欠き部３ａ，３ｂを構成するハウジングの端部や、この端部に対向する前記本体部２の端部は該指を挟持する。なお、カバー３を前記付勢力に抗して前記開放位置まで回動させることで、指から当該パルスオキシメータ１を取り外すことができる。

このように、パルスオキシメータ１は、左右方向に貫通する前記貫通孔９が形成されているため、表示部４を被験者の顔（眼）に正対させた状態で左右いずれの手の指にも装着可能となる。

なお、本体部２の内部には、例えばバッテリーや乾電池等の電力供給部（図示せず）を有し、前記表示部４や、本体部２に搭載される各種の回路及び後述する測定部１０はこの電力供給部から電力供給を受けて駆動する。

図４は、パルスオキシメータ１の電気的な構成を示すブロック図である。図４に示すように、パルスオキシメータ１は、測定部１０、表示部４、電流電圧変換部（以下、Ｉ／Ｖ変換部という）１１、アナログデジタル変換部（以下、Ａ／Ｄ変換部）１２及び制御部１３を備える。

測定部１０、表示部４は、図１に示す測定部１０、表示部４に相当するものである。表示部４は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、７セグメントＬＥＤ（Light Emitting Diode）や有機ホトルミネセンス表示装置、あるいはプラズマ等の表示装置からなり、後述の制御部１３で算出されたデータ等を表示する。

Ｉ／Ｖ変換部１１は、例えば１／４０（秒）の周期で受光部５から出力される電流信号を電圧信号に変換し、この電圧信号を光電脈波信号としてＡ／Ｄ変換部１２に出力するものである。Ａ／Ｄ変換部１２は、Ｉ／Ｖ変換部１１から出力されたアナログの光電脈波信号をデジタルの光電脈波信号に変換し、このデジタルの光電脈波信号を制御部１３に出力するものである。

制御部１３は、マイクロプロセッサやＤＳＰ（Digital Signal Processor）などを備えて構成されており、図略の記憶部に格納されているデータやプログラムに従って、入力された光電脈波信号から動脈血中の酸素飽和度を演算するものである。制御部１３は、測定制御部１４と、バンドパスフィルタ部（以下、「ＢＰＦ部」と略記する）１５と、酸素飽和度演算部１６と、表示制御部１７とを有する。

測定制御部１４は、測定部１０の発光部７及び受光部５の動作を制御するものであり、本実施形態では、波長λ１の赤色光Ｒ及び波長λ２の赤外光ＩＲをそれぞれ例えば１／４０（秒）の周期で発光部７から交互に射出させる。

ＢＰＦ部１５は、デジタルフィルタで構成されており、Ａ／Ｄ変換部１２によりＡ／Ｄ変換された光電脈波信号をフィルタリングするものである。なお、ＢＰＦ部１５は、デジタルローパスフィルタ及びデジタルハイパスフィルタから構成してもよいし、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタで構成してもよい。

酸素飽和度演算部１６は、ＢＰＦ部１５によりフィルタリングされた光電脈波信号に基づいて、測定した各時点での酸素飽和度（以下、この酸素飽和度を瞬間酸素飽和度という）及び脈拍数を算出する。

ここで、酸素飽和度演算部１６による光を用いた血中酸素飽和度を導出する原理について説明する。

酸素は、血中のヘモグロビン（Ｈｂ）によって生体の各細胞に運搬され、ヘモグロビンは、肺で酸素と結合して酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ_２）となり、生体の細胞で酸素が消費されるとヘモグロビンに戻る。酸素飽和度ＳｐＯ_２は、血中の酸化ヘモグロビンの割合をいい、ヘモグロビン濃度をＣＨｂ、酸化ヘモグロビン濃度をＣＨｂＯ_２と表すと、下記式（１）で表される。

一方、ヘモグロビンの吸光度及び酸化ヘモグロビンの吸光度は、波長依存性を有しており、各吸光係数α（λ）は、図５に示すような吸光特性を有する。なお、図５の横軸は光の波長であり、単位はｎｍ、縦軸は、吸光係数であり、単位は１０^−９ｃｍ^２／ｍｏｌｅである。

図５に示すように、ヘモグロビン及び酸化ヘモグロビンは、吸光特性が異なる。ヘモグロビンは、赤色領域の波長λ１の赤色光Ｒに対して酸化ヘモグロビンよりも光を多く吸収するが、赤外線領域の波長λ２を超える赤外光ＩＲに対しては酸化ヘモグロビンよりも光の吸収が少ない。すなわち、例えば赤外光ＩＲの波長を酸化ヘモグロビンとヘモグロビンとの吸光係数差が最も大きい６６０ｎｍとし、赤外光ＩＲの波長を酸化ヘモグロビンとヘモグロビンとの吸光係数が等しい８１５ｎｍとすると、酸化ヘモグロビンとヘモグロビンとの比率が変化しても赤外光ＩＲの透過光量は変化しないこととなる。一方、赤色光Ｒの透過光量はヘモグロビンが多いと小さくなり、酸化ヘモグロビンが多いと大きくなる。つまり、透過光量の比をとれば酸素飽和度を求めることができる。

パルスオキシメータ１は、このようなヘモグロビンと酸化ヘモグロビンとの赤色光Ｒと赤外光ＩＲとに対する吸光特性の違いを利用して血中酸素飽和度を求めるとともに、ヘモグロビンと酸化ヘモグロビンとの赤色光Ｒと赤外光ＩＲとに対する吸光特性の違いを利用して脈拍数も求める。

生体に光を照射すると、光の一部は吸収され、残りは透過する。生体は、動脈血層と、静脈血層と、動脈血層及び静脈血層以外の組織とで構成されている。生体における光の吸収は、図６（ａ）に示すように、動脈血層及び静脈血層以外の組織による吸収、静脈血層による吸収及び動脈血層による吸収より成る。動脈血層及び静脈血層以外の組織と静脈血層とは経時的に変化しないため、この部分での光の吸収は略一定である。

一方、動脈血層は心拍動によって血管の径が変化するため、動脈血層による光の吸収は、図６（ｂ）に示すように脈拍による経時的に変動する。つまり、透過光強度の変化分は、動脈血のみの情報によるものであって、動脈血層及び静脈血層以外の組織と静脈血層とによる影響はほとんど含まれないと考えられる。図６（ｂ）において、横軸は時間、縦軸は透過光強度を示す。

赤色光Ｒ及び赤外光ＩＲの光量変化を比較する場合、入射光量の差をキャンセルする必要がある。図７は、生体に入射する入射光と透過光との関係を模式的に示す図である。

図７（ａ）に示すように、生体への入射光量Ｉ０を赤色光Ｒと赤外光ＩＲとで同一にすることは実質的に困難であり、仮に同一にしても組織や静脈血による吸光率は赤色光Ｒと赤外光ＩＲとで異なるため、動脈血層による透過光強度の変化分のみを比較することはできない。

ここで、図７（ｂ）に示すように、動脈が一番細い場合（透過光量が最も大きくなる場合）の透過光量をＩとし、動脈が最も太い場合（透過光量が最も小さくなる場合）の透過光量を（Ｉ−ΔＩ）とする。図７（ｃ）に示すように、厚さΔＤの動脈血に光量Ｉの光を照射したとき、透過光量（Ｉ−ΔＩ）の透過光が得られると考えられる。

そして、図８に示すように、赤色光Ｒの透過光量Ｉ_Ｒと赤外光ＩＲの透過光量Ｉ_ＩＲとが一致するように正規化する（Ｉ_ＩＲ’＝Ｉ_Ｒ）ことにより、動脈血による光量変化の比（ΔＩ_Ｒ／Ｉ_Ｒ）／（ΔＩ_ＩＲ／Ｉ_ＩＲ）を算出し、酸素飽和度を算出する。

入射光と反射光との関係は、ランバート・ビアの法則により、下記式（２）で表すことができる。

なお、Ｅは吸光物の吸光係数、Ｃは吸光物の濃度を表す。

赤色光Ｒ及び赤外光ＩＲの各波長を前記式（２）に代入し、各辺の比をとることにより、下記式（３）式を得ることができる。

なお、Ｉ_Ｒは、赤色光Ｒの透過光量、Ｉ_ＩＲは、赤外光ＩＲの透過光量、Ｅ_Ｒは、赤色光Ｒの吸光係数、Ｅ_ＩＲは、赤外光ＩＲの吸光係数を表す。

図９は、例えば赤色光Ｒ及び赤外光ＩＲの各波長を、それぞれ６６０ｎｍ及び８１５ｎｍとしたときにおける、吸光係数の比（Ｅ_Ｒ／Ｅ_ＩＲ）と酸素飽和度ＳｐＯ_２との関係を示すグラフである。図９に示すように、酸素飽和度ＳｐＯ_２は、吸光係数の比（Ｅ_Ｒ／Ｅ_ＩＲ）の低下に比例して増大していく。

図４に戻り、表示制御部１７は、前記のようにして酸素飽和度演算部１６により算出された測定結果（酸素飽和度及び脈拍数）を表示部４に表示させるものである。

図１０は、パルスオキシメータ１における測定結果の表示処理を示すフローチャートである。

図１０に示すように、制御部１３は、測定開始の指示がなされると（ステップ♯１でＹＥＳ）、赤外ＬＥＤを発光させるとともに受光部５に受光動作を行わせ、該受光部５から得られる受光信号を用いて、ＳｐＯ_２の導出処理を行う測定動作を実行する（ステップ♯２）。そして、制御部１３は、測定結果を表示部４に表示させる（ステップ♯３）。

以上のように、パルスオキシメータ１に左右方向に貫通する貫通孔９が形成されるように構成したので、図１１（ａ）に示すように、表示部４を被験者の顔（眼）に正対させた状態で、左手の指に当該パルスオキシメータ１を装着することができるとともに、図１１（ｂ）に示すように、表示部４を被験者の顔（眼）に正対させた状態で、右手の指にも当該パルスオキシメータ１を装着することができる。

したがって、従来のように装着可能な手が実質的に制限されることがなく、どちらの手の指に装着する場合であっても、安定した装着状態で被験者は容易に測定結果を視認することができる。

また、被験者の利き手が左右どちらの手であってもパルスオキシメータ１を指に装着した状態で該パルスオキシメータ１を確実に保持することができる。また、一方の手に怪我を負っていて、その手の指にはパルスオキシメータ１００を装着できない場合に、他方の手の指にパルスオキシメータを装着すると、前記表示部１０４が被験者の顔と反対側（裏側）に位置することとなるという状態が発生することもない。

その結果、パルスオキシメータ１の不安定な装着状態に起因する測定精度の低下を回避することができるとともに、パルスオキシメータ１の利便性を向上することができる。

また、前記貫通孔９を、上面に左右方向（矢印Ｂ方向）に延びる凹部２ｃを有する本体部２と、左右両端部にそれぞれ形成された凹形状の切欠き部３ａ，３ｂを有するカバー３とで構成し、単にカバー３を本体部２に対して開閉（回動）するだけでパルスオキシメータ１を指に装着できるようにしたので、パルスオキシメータ１の指への装着が容易となる。

本件は、前記実施形態に加えて、あるいは前記実施形態に代えて次の形態［１］〜［６］に説明する変形形態も含むものである。

［１］前記第１の実施形態においては、前記アーム６の先端部の下面に発光部７を設置したが、図１２（貫通孔に略直交する平面による断面）の矢印Ｘで示すように、アーム６を有していないパルスオキシメータについては、カバー３を構成するハウジングを延設し、該ハウジングのうち前記受光部５に対向する位置に設置するようにしてもよい。

また、酸素飽和度の測定を行うためのものとして、前記第１の実施形態のように、対向配置された発光部７と受光部５との間に指が挿入され、透過光に基づいて酸素飽和度の測定を行う光透過型のパルスオキシメータではなく、図１３（貫通孔に略直交する平面による断面）に示すように、発光部７と受光部５とが例えば本体部２の所定位置に隣接して配置され、指からの反射光に基づいて酸素飽和度の測定を行う光反射型のパルスオキシメータにも本発明は採用可能である。

［２］前記第１の実施形態や前記変形形態［１］では、指を本体部２と回動するカバー３とで挟み込む開閉タイプのパルスオキシメータ１を示したが、これに限らず、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、左右方向に貫通する貫通孔９’を有する筒体１９を前記本体部２に一体的に設けたパルスオキシメータであっても、前記第１の実施形態と同様の効果が得られる。

図１４（ａ）は、本実施形態のパルスオキシメータ１’の外観を示す斜視図であり、図１４（ｂ）は、パルスオキシメータの一断面図である。図１４（ａ），（ｂ）に示すパルスオキシメータ１’においても、左右どちらの側方（開口端）からでも指を前記貫通孔９’に挿入することができるため、前記第１の実施形態と略同様、どちらの手の指に装着する場合であっても、安定した装着状態で被験者は容易に測定結果を視認することができる。

［３］前記第１の実施形態では、カバー３が、前記本体部２に形成された支持軸８により回動自在に軸支された形態を示したが、このカバー３の回動機能に加えて、又は回動機能に代えて、カバーが本体部に対して上下方向に平行移動できるように構成するとさらに好ましい。図１５は、カバーの回動と平行移動とが可能なパルスオキシメータ２０の一例を示す図である。

図１５に示すように、パルスオキシメータ２０は、前記第１の実施形態における本体部２と同様の機能を有する本体部２１と、該本体部２１の上部に設置されたカバー２２とを有する。なお、図には表れていないが、測定結果を表示する表示部は、図１５に示す本体部２１の左側面に設置されている。

本体部２１は、前記表示部が設置されている側と反対側（図１５示す本体部２１の右側）の側面における上端の左右両側部に、上方に突出する平板状の突出部２１ａを有し、この突出部２１ａに、上下方向に延びるガイド穴２１ａ−１が形成されている。一方、カバー２２の前記ガイド穴２１ａ−１に対応する部位には、嵌合軸２２ａが突出形成されており、嵌合軸２２ａが前記本体部２１のガイド穴２１ａ−１に嵌合している。

ガイド穴２１ａ−１は、上下方向に前記嵌合軸２２ａの径より長いため、前記嵌合軸２２ａは、ガイド穴２１ａ−１内を上下方向に移動可能となり、これにより、カバー２２は、本体部２１に対して対接及び離反する方向（上下方向）に平行移動可能となっている。また、カバー２２は、嵌合軸２２ａを中心として回動可能となっている。

また、前記第１の実施形態と同様、本体部２１は、その上面に左右方向に延びる凹部２１ｂを有している一方、前記本体部２１の上面と対向するカバー２２の部位には、前記切欠き部３ａ，３ｂと略同様の切欠き部２２ｂが形成されており、本体部２１とカバー２２とが最も近接するとき、この切欠き部２２ｂと前記凹部２１ｂとにより、指が嵌め込まれる貫通孔２３が形成される。

図１５に示す構成では、カバー２２が回動する構成とカバー２２が本体部２１に対して対接離反方向に平行移動する構成とを併せ持つが、本件は、例えば図１６に示すように、カバー２２が回動する機能を有さず、カバー２２が本体部２１に対して対接離反方向に平行移動する機能のみを有するパルスオキシメータも含む。図１６（ａ）は、このパルスオキシメータの一例を示す側面図、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の矢印Ｙから見た平面図である。

図１６（ａ），（ｂ）に示すパルスオキシメータ３０は、図１５に示すパルスオキシメータ２０における本体部２１と同様の本体部３１と、該本体部３１の上部に設置されたカバー３２とを有する。なお、図には表れていないが、測定結果を表示する表示部は、図１６に示す本体部３１の左側面に設置されている。

本体部３１は、前記表示部が設置されている側と反対側（図１６の本体部２１の右側）の側面における上端部に、平面視で（矢印Ｙの方向からみて）中空の矩形状の延設部３１ａを有するとともに、この延設部３１ａの左右方向（図１６（ｂ）では上下方向）における各内壁面の所定位置に、上下方向に延びるガイド溝３１ａ−１がそれぞれ形成されている。一方、カバー３２の前記ガイド溝３１ａ−１に対応する部位には、矩形状の断面を有するレール部３２ａが上下方向に延びるように形成されており、レール部３２ａが前記本体部３１のガイド溝３１ａ−１に嵌合している。

これにより、カバー３２が本体部３１に対して、レール部３２ａとガイド溝３１ａ−１との嵌合を介してスライド可能となり、カバー３２は、本体部３１に対して対接離反方向に平行移動することができる。

また、前記第１の実施形態や図１５に示す構成と同様、本体部３１は、その上面に左右方向に延びる凹部３１ｂを有している一方、前記本体部３１の上面と対向するカバー３２の部位には、前記切欠き部３ａ，３ｂ等と略同様の切欠き部３２ｂが形成されており、本体部３１とカバー３２とが最も近接するとき、切欠き部３２ｂと前記凹部３１ｂとにより、指が嵌め込まれる貫通孔３３が形成される。

このように、カバー３が平行移動可能に構成することで、前記第１の実施形態に比して次のような利点を有する。

前記第１の実施形態のパルスオキシメータ１に着目したとき、本体部２及びカバー３は、指に対して互いに反対側の位置（対向する位置）で該指Ｆに接触して該指Ｆを挟み込む状態が、最も安定した装着状態となる。ここで、パルスオキシメータ１を前記左右方向（厚み方向）に薄型化するために、支持軸８を、図３における左右方向においてできるだけ指の近傍に配置（支持軸８を図３の左側に配置）した場合、被験者の指の太さによっては、本体部２及びカバー３が指Ｆに対して互いに反対側の位置で該指Ｆに接触して該指Ｆを挟み込むことができず、本体部２及び指Ｆの接触位置とカバー３及び指Ｆの接触位置とが、該指Ｆの周方向における或る部位に偏り、パルスオキシメータ１の装着状態が不安定になることが考えられる。

そこで、本実施形態のように、カバー３２は、本体部３１に対して対接離反方向に平行移動することができるようにすることで、本体部２及びカバー３が指Ｆにおける互いに反対側の位置（対向する位置）で該指Ｆに接触して該指Ｆを挟み込むようにすることができる。その結果、パルスオキシメータ１の薄型化を図りつつ、パルスオキシメータ１を指Ｆに安定して装着することができる。

［４］指を測定部位として酸素飽和度を測定する場合に、発光部及び受光部の設置位置に爪の根元が位置する状態で測定すると、発光部及び受光部の設置位置に他の部位が位置する場合に比して、高い精度で酸素飽和度が測定できることが知られている。しかしながら、特に、側方から指を挿入するタイプである例えば図１４に示すパルスオキシメータ１’にあっては、貫通孔９’を直線的に延びる形状に形成した場合、該貫通孔９’に対する指の位置決めがなされないため、測定時における爪の根元の位置と発光部及び受光部の設置位置との位置関係が測定毎に不定であり、また、発光部及び受光部を外部から視認し難いことから、被験者が爪の根元を発光部及び受光部の設置位置に位置させることは困難である。そこで、次のような構成を採用するとよい。

例えば図１４に示すパルスオキシメータにおいて、図１７に示すように、貫通孔９’の形状を、装着対象の指Ｆの関節による指の曲げ方向に逆らって該指Ｆの腹の部分が反る方向に湾曲した凹形状に形成するととともに、前記貫通孔９’の略最下点に発光部７及び受光部５を設置するとよい。

この場合、指Ｆを本体部２の上面に腹の部分が接触するように前記貫通孔９’内に挿入すると、指の構造上、爪の根元が自然にほぼ貫通孔９の最下点に位置することとなる。これにより、高い酸素飽和度の測定精度を確保することができる。なお、貫通孔９’の形状は、図１７に示すように、曲線状に形成してもよいし、あるいはＶ字形状に形成してもよい。

［５］前記第１の実施形態では、直方形状を有する本体部２の一外壁面に表示部が設けられたパルスオキシメータについて説明したが、本件は、この形態に限らず、例えば図１８に示すように、パルスオキシメータ１が全体として円柱状の周面（外壁面）を有する形状に構成されており、その周面に表示部３４が設置されている場合には、該円柱の中心軸Ｌの方向に貫通する貫通孔３５を形成する形態も含む。

さらに、パルスオキシメータの全体的な形状が、装着時の指の長手方向に略直交する面による断面に着目したときに、前記第１の実施形態のような四角形以外の多角形（例えば三角形や六角形）の断面をなす形状である場合において、その断面を構成する複数の周面（外壁面）のうち一の周面に表示部が設置されている場合には、その表示部の表示面に略沿って貫通孔を形成するとよい。

例えば図１９（ａ）に示すように断面が三角形状を有するパルスオキシメータの場合において、周面３６〜３８のいずれか１つの周面に表示部が設置されているとき、この表示部の表示面に略沿う方向（紙面の表裏方向）に延びる貫通孔３９を形成する形態を想定できる。

また、例えば図１９（ｂ）に示すように、断面が六角形状を有するパルスオキシメータの場合において、周面４０〜４５のいずれか１つの周面に表示部が設置されているとき、この表示部の表示面に略沿う方向（紙面の表裏方向）に延びる貫通孔４６を形成する形態を想定できる。

さらに、図２０に示すように、パルスオキシメータの全体的な形状が球状である場合において、その周面４７の所定位置に表示部４８が設置されているとき、その表示部４８の表示面に略沿って貫通光４９を形成する形態も想定できる。

［６］生体情報測定装置の一例としてのパルスオキシメータに本発明を採用した構成を前記各実施形態として説明したが、本発明は、パルスオキシメータに限らず、心臓の拍動に起因する脈波を測定する光電脈波計にも採用可能である。

パルスオキシメータの外観を示す斜視図である。 パルスオキシメータの一断面図である。 図２におけるＡ−Ａ線からみた矢視断面図である。 パルスオキシメータの電気的な構成を示すブロック図である。 ヘモグロビン及び酸化ヘモグロビンの吸光特性を示すグラフである。 生体による光の吸収を示す図である。 生体に入射する入射光と透過光との関係を模式的に表す図である。 赤外光による透過光量の正規化を説明するための図である。 吸光係数の比と酸素飽和度との関係を示す図である。 パルスオキシメータにおける測定結果の表示処理を示すフローチャートである。 第１の実施形態の効果を説明するための図である。 本発明の他の実施形態の説明図である。 本発明の他の実施形態の説明図である。 本発明の他の実施形態の説明図である。 本発明の他の実施形態の説明図である。 本発明の他の実施形態の説明図である。 本発明の他の実施形態の説明図である。 本発明の他の実施形態の説明図である。 本発明の他の実施形態の説明図である。 本発明の他の実施形態の説明図である。 従来のパルスオキシメータの説明図である。 従来のパルスオキシメータに発生する問題点を示す図である。

符号の説明

１，２０，３０ パルスオキシメータ
２，２１，３１ 本体部
２ｃ，３１ｂ 凹部
３，２２，３２ カバー
３ａ，２１ｂ，３１ｂ 凹部
３ｃ 嵌合部
４ 表示部
５ 受光部
６ アーム
７ 発光部
８ 支持軸
９，２３，３３，３５，３９，４６，４９ 貫通孔
１０ 測定部
１３ 制御部
１６ 酸素飽和度演算部
１９ 筒体
２１ａ ガイド穴
２２ａ 嵌合軸
２２ｂ，３２ｂ 切欠き部
３１ａ ガイド溝
３２ａ レール部

Claims (6)

1. 特定の指を測定部位として所定の生体情報を測定する測定部と、前記測定部により測定される生体情報に由来する生体信号に基づき、生体情報に係るデータを導出する導出部とを内蔵する筐体構造を備え、前記測定指に装着される生体情報測定装置であって、
   前記筐体を貫通する貫通孔と、
   前記筐体の外壁面に設けられ、前記導出部によって導出された生体情報に係るデータを表示する表示面が前記貫通孔に略沿って形成された表示部とを備え、
   前記測定部は、前記貫通孔に挿入された指を測定部位として所定の生体情報を測定することを特徴とする生体情報測定装置。
2. 前記筐体は、本体部と、前記本体部の一側部に設置されたカバーとを有してなり、
   前記貫通孔は、前記本体部と前記カバーとが対向した状態で形成されるものであ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. 前記本体部と前記カバーとの間には、前記貫通孔と略平行な支持軸と、該支持軸と嵌合する嵌合孔とを有する嵌合構造が構成されており、
   前記嵌合構造は、前記カバーを前記支持軸を中心として回動可能とす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. 前記本体部と前記カバーとの間には、前記貫通孔と略平行な支持軸と、該支持軸と嵌合する嵌合孔とを有する嵌合構造が構成されており、
   前記嵌合孔は、一方向に長尺の形状を有し、
   前記嵌合構造は、前記支持軸が前記嵌合孔内を相対移動することにより、前記カバーを前記本体部に対し対接離反方向に平行移動可能とす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. 前記貫通孔は、該貫通孔に正規の姿勢で指が挿入された状態を想定したとき、該指の腹の部分が反るように、該貫通孔の長手方向に平行な面による切断面が凹形状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の生体情報測定装置。
6. 前記筐体は、略直方形状を有しており、
   前記貫通孔は、前記筐体における外壁面のうち略平行な２の外壁面に交差する面に略沿って形成されており、
   前記表示部は、前記２の外壁面のうちいずれか一方の外壁面に設置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の生体情報測定装置。

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