JP2010194033A - 生体情報計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】骨密度以外の生体情報を骨密度と併せて計測することのできる生体情報計測装置を提供する。
【解決手段】足載せ台１１の上面１１ａには窪み部１２が形成されるとともに、窪み部１２内には光照射部２１及び受光部が設けられている。また、足載せ台１１には荷重センサ１５が内蔵されるとともに、荷重センサ１５は荷重検出部１９と接続され、荷重検出部１９は体重計測部２０と接続されている。演算部は受光部からの出力に基づいて骨密度を計測するとともに、体重計測部２０は荷重検出部１９からの電圧信号に基づいて使用者の体重を計測するようになっている。
【選択図】図４

Description

本発明は、生体情報を計測する生体情報計測装置に関する。

従来、人の生体情報を計測する生体情報計測装置の一種として、光を用いて骨密度を計測する骨密度計測装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載される骨密度計測装置は、生体の内部に光を照射する光照射部と、照射された光の内で計測対象の内部から反射される反射光を受光する受光部とを備えている。さらに、骨密度計測装置は、照射された光の強度に対応する反射光の強度の変化傾向を算出する変化傾向算出手段と、この変化傾向に基づいて骨密度を算出する算出部とを備えている。そして、上記装置では、光照射部から照射される光の強度を適宜変化させ、受光部により受光される反射光の強度の変化から骨密度を評価・計測するようにしている。

特開２００８−１５５０１１号公報

しかしながら、上記従来の装置は生体情報計測装置として骨密度の計測に特化したものであり、骨密度以外の生体情報を計測できるものではない。このため、体重や体脂肪等、骨密度以外の生体情報を骨密度とともに計測することのできる生体情報計測装置の提案が望まれていた。

本発明の目的は、骨密度以外の生体情報を骨密度と併せて計測することのできる生体情報計測装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、生体情報計測装置において、生体表面に光を照射する光照射部と、前記光照射部により前記生体表面に照射されて骨を含む生体内部を伝播した光を受光する受光部と、前記受光部にて取得した光量に基づいて骨密度を算出する骨密度算出部と、生体に接触することにより前記骨密度を算出するための情報とは別の生体情報を計測する計測部と、を備えることを要旨とする。

この発明によれば、骨密度算出部から算出される骨密度と、計測部から計測される生体情報とを併せて計測することができる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、人の足裏を載せる足載せ台を有し、前記光照射部及び前記受光部は前記足載せ台にそれぞれ設けられるとともに前記光照射部から足裏に照射されて骨を含む足内部を伝播した光を前記受光部にて受光するものであり、前記計測部は、前記足載せ台に設けられた荷重センサと、前記荷重センサの検出値に基づき体重を計測する体重計測部とを含むことを要旨とする。

この発明によれば、人が足載せ台に足を載せることで、骨密度算出部から算出される骨密度と、体重計測部から計測される体重とを併せて計測することができる。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記足載せ台の上面には窪み部が形成されるとともに、前記光照射部及び前記受光部は、それらを外光から遮光すべく前記窪み部内に設けたことを要旨とする。

この発明によれば、光照射部及び受光部を窪み部内に設けることで、光照射部及び受光部を外光から遮光し、骨密度の計測に必要となる光に対してその他の光がノイズとして加わることを抑制することができ、より確実かつ正確に骨密度の計測を行うことができる。また、窪み部を形成したことにより、計測位置の位置決めを容易に行うことができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記窪み部は足の踵骨と対応する位置に形成されることを要旨とする。
この発明によれば、踵骨の骨密度を計測することができる。特に踵では皮下組織の厚みが比較的薄いため、骨密度を正確に計測することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記計測部は、足の裏面に電流を印加する一対の電流印加電極と、同電流印加電極により足の裏面に電流を印加した際の足の裏面の電圧値を検出する一対の電圧測定電極とを前記足載せ台の上面に有するとともに、前記電圧測定電極により検出された電圧値から算出される生体電気インピーダンスに基づき人の体組成成分を計測する体組成計測部を含むことを要旨とする。

この発明によれば、電流印加電極による電流が足の裏面に印加されるとともに、電圧測定電極によって足の裏面の電圧値が検出され、体組成計測部によって、当該電圧値に基づいた生体電気インピーダンスが算出されるとともに人の体組成成分を計測する。よって、骨密度算出部から算出される骨密度と、体組成計測部から計測される体組成成分と併せて計測することができる。なお、上記体組成成分としては、体脂肪率、筋肉量、水分量、皮下脂肪量、内臓脂肪量、骨量、基礎代謝量及びこれらの組み合わせを挙げることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、人の腕を通して肘部を固定する固定台を有し、前記光照射部及び前記受光部は前記固定台に設けられるとともに前記光照射部から肘部表面に照射されて骨を含む肘部内部を伝播した光を前記受光部にて受光するものであり、前記計測部は、腕の血管を所定の圧力で加圧または減圧する圧迫体と、前記圧迫体により腕の血管を加圧または減圧した際の血管の拍動に基づき血圧を計測する血圧計測部とを含むことを要旨とする。

この発明によれば、固定台に腕を通して肘部を固定することで、骨密度算出部から算出される骨密度と、血圧計測部から計測される血圧とを併せて計測することができる。
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、人の手首の骨突起部を固定する固定部を有し、前記光照射部及び前記受光部は前記固定部に設けられるとともに前記光照射部から手首表面に照射されて骨を含む手首内部を伝播した光を前記受光部にて受光するものであり、前記計測部は、手首の血管を所定の圧力で加圧または減圧する圧迫体と、前記圧迫体により手首の血管を加圧または減圧した際の血管の拍動に基づき血圧を計測する血圧計測部とを含むことを要旨とする。

この発明によれば、固定部に手首の骨突起部を固定することで、骨密度算出部から算出される骨密度と、血圧計測部から計測される血圧とを併せて計測することができる。

この発明によれば、骨密度以外の生体情報を骨密度と併せて計測することができる。

第１の実施形態における生体情報計測装置としてのヘルスメータを示す概略構成図。 図１におけるＡ−Ａ線縦断面図。 ヘルスメータの概略構成図。 図１におけるＢ−Ｂ線縦断面図。 （ａ）及び（ｂ）は骨密度と受光量との関係について説明するためのグラフ。 受光量と皮下組織との関係について説明するためのグラフ。 （ａ）は第２の実施形態におけるヘルスメータを示す概略構成図、（ｂ）は図７（ａ）におけるＣ−Ｃ線縦断面図。 第３の実施形態における生体情報計測装置を示す概略構成図。 （ａ）は肘置き台の平面図、（ｂ）は図９（ａ）におけるＤ−Ｄ線縦断面図。 圧力と振幅成分との関係を示すグラフ。 第４の実施形態における生体情報計測装置を示す概略構成図。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。図１は、本実施形態の生体情報計測装置としてのヘルスメータ１０の概略構成を示す。なお、以下の説明において、ヘルスメータ１０の「前」、「後」は、使用者がヘルスメータ１０を使用する使用形態において、使用者の爪先側を「前」、踵側を「後」とし、図１における上方を「前」、下方を「後」とする。

図１に示すように、ヘルスメータ１０は、使用者が両足を載せるように扁平直方体状に形成された足載せ台１１を備えるとともに、足載せ台１１の上面１１ａには所定の深さ（例えば１０ｍｍ）を有する平面視矩形状をなす窪み部１２が二つ形成されている。窪み部１２は、使用者が足載せ台１１上に載るとともに両足を僅かに左右に開いた自然体の状態において、踵Ｋ（図２参照）と対応する位置にそれぞれ形成されている。

図２に示すように、各窪み部１２内には、使用者の踵Ｋに光を照射する光照射部２１と、当該光照射部２１により照射されて骨を含む生体内部を伝播し、その反射光を受光する受光部２２とが配置されている。光照射部２１は中心波長８００ｎｍのＬＥＤで構成され、受光部２２は１つのフォトダイオードで構成される。なお、光照射部２１から照射される光の波長は５００ｎｍ〜２５００ｎｍの範囲であれば波長を変更してもよく、５００ｎｍ〜２５００ｎｍの光の波長領域は、光の性質上、皮下組織や骨等、生体の透過性がよい領域となっている。また、５００ｎｍに近い波長の光は視認することも可能となるため、使用者に対してヘルスメータ１０が動作していることを報知することもできる。

光照射部２１及び受光部２２は、足載せ台１１に内蔵されるマイコン回路部２３と電気的に接続されるとともに、このマイコン回路部２３により光照射部２１及び受光部２２の制御がなされている。また、図３に示すように、受光部２２は、マイコン回路部２３に設けられる骨密度算出部としての演算部２３ａと接続されるとともに、この演算部２３ａは受光部２２の出力（光量）に基づいて骨密度を算出するようになっている。

また、図１に示すように、足載せ台１１の前部には操作部１３が着脱自在に取着されている。操作部１３は、骨密度の計測開始を指示する計測開始ボタン１３ａと、種々の情報を表示する表示部１３ｂとが設けられている。また、操作部１３は、図示しない接続ケーブルを介して足載せ台１１と接続されるとともに、接続ケーブルは足載せ台１１に内蔵された図示しないリールにより巻き取られるようになっている。表示部１３ｂは、マイコン回路部２３の演算部２３ａによる骨密度の計測結果を表示するようになっているとともに、使用者は操作部１３を持って視認することで容易に計測結果を知ることができるようになっている。また、足載せ台１１の後部側面には、ヘルスメータ１０をＯＮ／ＯＦＦする電源スイッチ１４が備えられている。

図４に示すように、足載せ台１１には、ロードセル等の荷重センサ１５が内蔵されており、本実施形態のヘルスメータ１０は体重計としての機能も担っている。荷重センサ１５は支持板１６に支持されるとともに、足載せ台１１に体重等の荷重がかかると荷重は、上板１７及びリブ１８を介して荷重センサ１５に伝達される。荷重センサ１５は荷重検出部１９と接続されるとともに、荷重検出部１９は、荷重センサ１５にかかる荷重値（検出値）を電圧信号として検出するようになっている。また、荷重検出部１９は体重計測部２０と接続されるとともに、荷重検出部１９からの電圧信号に基づいて使用者の体重を計測するようになっている。すなわち、荷重センサ１５、荷重検出部１９及び体重計測部２０によって、身体に接触するとともに骨密度とは別の生体情報を計測する計測部が構成されている。

上記構成のヘルスメータ１０では、まず、使用者が電源スイッチ１４を押すことによって電源がＯＮされる。そして、使用者が操作部１３を取出し、足載せ台１１上に足の裏面を載せるとともに窪み部１２上に足の踵Ｋを載せた状態において、使用者が操作部１３の計測開始ボタン１３ａを押すことで、マイコン回路部２３は光照射部２１を駆動させるとともに、光照射部２１は踵Ｋに対して光を照射する。それとほぼ同時に、マイコン回路部２３は受光部２２を駆動させるとともに、図３に示すように、踵Ｋに対して照射されて踵Ｋの皮下組織Ｋ１と踵骨Ｋ２等の生体内部を拡散反射しながら伝播した光を受光部２２によって受光するようになっている。そして、マイコン回路部２３は、その演算部２３ａにて受光部２２から得た光量に応じて踵骨Ｋ２の骨密度を算出するとともに、操作部１３の表示部１３ｂに骨密度の計測結果を表示するようになっている。

また、使用者が足載せ台１１上に足の裏面を載せるとともに窪み部１２上に足の踵Ｋを載せた状態において、操作部１３の計測開始ボタン１３ａを押すことで、荷重検出部１９により、荷重センサ１５にかかる荷重値を電圧信号として検出する。そして、荷重検出部１９にて検出された電圧信号が体重計測部２０に送信されるとともに、体重計測部２０は、荷重検出部１９から受信した電圧信号に基づいて使用者の体重を計測するようになっている。体重計測部２０によって計測された体重結果は、操作部１３の表示部１３ｂに表示されるようになっている。

なお、この体重の計測及び骨密度の計測は、足載せ台１１上に足の裏面を載せるとともに窪み部１２上に足の踵Ｋを載せた状態において、操作部１３の計測開始ボタン１３ａが使用者により押されることで、同時に計測されるようになっている。

次に、骨密度と受光量の関係、並びに照射される光と皮下組織の関係について図５（ａ）（ｂ）及び図６を用いて説明する。
先ず、本発明者は、骨密度と受光量の関係を調べるべくモデル実験を行った。そこで、ポリウレタンを主剤として骨の主成分であるハイドロキシアパタイトを１００、２００、３００、４００［ｍｇ／ｃｍ^３］で添加した骨ファントムを計４つ作成し、骨密度と受光部２２にて得られる光量との関係を調べた。その結果、図５（ａ）に示すように骨密度の増加に対して指数関数的に減少し、光量の対数との関係を調べると図５（ｂ）に示すように強い負の相関関係（相関係数ｒ＝０．９９）をもつ直線Ｌで表されることが分かった。従って、受光部２２にて得られた受光量から骨密度を計測可能であることがわかる。

次に、照射された光に対して特に皮下脂肪等の皮下組織の影響を考慮するため、本発明者は、皮下脂肪の疑似モデルを用いて骨密度計測への影響を調べた。この時、疑似モデルは、皮下脂肪の厚さが０ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍとなる４つの疑似モデルを使用しており、図６では近似直線にて示し、厚さの薄い方から順に各直線にＬ１〜Ｌ４の符号を付している。その結果、図６に示すように、皮下脂肪の厚さを０ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍの順に厚くすると骨密度の変化に対する受光量の変化は小さくなる。つまり近似直線の傾きが小さくなることがわかった。また、皮下脂肪（皮下組織）の厚さが１０ｍｍを超えた厚さ２０ｍｍの疑似モデルを使用した場合には、骨密度の変化に対して受光量の変化が追随できないことがわかった。従って、一般的に皮下組織の厚さが１０ｍｍ以下の薄い部位（本実施形態では踵）であれば受光部２２の光量は皮下組織の影響を受けにくく、骨密度の定量が可能ということがわかる。

上述したことから、皮下組織の厚さが１０ｍｍ以下である踵にて、骨密度を計測することにより、より確実な計測結果を得ることができる。また、使用者は足載せ台１１に足裏を載せるといった、比較的容易な動作にて骨密度を計測することができる。また、本実施形態では、踵Ｋの一部及び足の裏面の一部によって窪み部１２を覆うようにして骨密度を算出するようにしている。このことから、踵Ｋの一部及び足の裏面の一部によって光照射部２１及び受光部２２を外光から遮光することができる。

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）足載せ台１１に、光照射部２１、受光部２２、骨密度算出部としての演算部２３ａ、及び荷重センサ１５、荷重検出部１９、体重計測部２０から構成される計測部を備えている。よって、人が足載せ台１１に足を載せることで、演算部２３ａから算出される骨密度と、体重計測部２０から計測される体重とを同時に計測することができる。

（２）足載せ台１１の上面１１ａには窪み部１２が形成されるとともに、窪み部１２内には光照射部２１及び受光部２２が設けられている。このように、光照射部２１及び受光部２２を窪み部１２内に設けることで、光照射部２１及び受光部２２を外光から遮光し、骨密度の計測に必要となる光に対してその他の光がノイズとして加わることを抑制することができ、より確実かつ正確に骨密度の計測を行うことができる。

（３）窪み部１２は足載せ台１１の上面１１ａにおいて、足の踵Ｋと対応する位置に形成されている。特に踵Ｋでは、皮下組織Ｋ１の厚みが比較的薄いため、骨密度を正確に計測することができる。

（４）足載せ台１１の上面１１ａに窪み部１２を形成したことにより、使用者は、足載せ台１１に対して足を載せるべき計測位置の位置決めを容易に行うことができる。
（第２の実施形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施形態を図７にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態では、既に説明した実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略化する。第２の実施形態にかかる生体情報計測装置では、上述した骨密度、体重の他、体脂肪率、筋肉率等の体組成成分が計測される。

図７（ａ）に示すように、足載せ台１１の上面１１ａには、使用者の足の裏面における爪先側より微弱な電流を印加する電流印加電極３１ａ，３１ｂと、使用者の足の裏面における踵Ｋ側より電圧値を検出する電圧測定電極３２ａ，３２ｂとが設けられている。電流印加電極３１ａ，３１ｂはそれぞれ操作部１３と窪み部１２との間に配置されている。また、電圧測定電極３２ａ，３２ｂは図７（ｂ）に示すように、足裏と接触可能な状態でそれぞれ窪み部１２内に収容されている。電流印加電極３１ａ，３１ｂ及び電圧測定電極３２ａ，３２ｂは、平面視すると略矩形状となっている。

電流印加電極３１ａ，３１ｂは、定電流供給部３３と電気的に接続されるとともに、定電流供給部３３から所定の周波数５０ＫＨｚで１ｍＡ程度の微弱な電流が電流印加電極３１ａ，３１ｂに供給されるようになっている。また、電圧測定電極３２ａ，３２ｂは、インピーダンス変換部３４と電気的に接続されるとともに、電圧測定電極３２ａ，３２ｂにより測定された両足の踵Ｋ間の電圧がインピーダンス変換部３４によって生体電気インピーダンス変換される。さらに、インピーダンス変換部３４は体組成計測部３５と電気的に接続されるとともに、インピーダンス変換部３４により変換された生体電気インピーダンスが体組成計測部３５に送られ、体組成計測部３５により脂肪量、筋肉量等の体組成成分量が計測される。また、表示部１３ｂには入力部３６が接続されている。

上記構成のヘルスメータ１０では、まず、使用者が電源スイッチ１４を押すことによって電源がＯＮされる。そして、使用者が操作部１３を取出し、足載せ台１１上に足の裏面を載せるとともに、足の爪先における裏面に電流印加電極３１ａ，３１ｂを合わせ、窪み部１２内の電圧測定電極３２ａ，３２ｂ上に足の踵Ｋを載せる。すると、操作部１３の表示部１３ｂが使用者の年齢、性別等の設定画面に切り替わり、使用者が所定の情報を入力すると、入力部３６を通して表示部１３ｂに入力される。この状態において、使用者が操作部１３の計測開始ボタン１３ａを押すことで、定電流供給部３３から所定の周波数５０ＫＨｚで１ｍＡ程度の微弱な電流が電流印加電極３１ａ，３１ｂに供給されるとともに、電流印加電極３１ａ，３１ｂを介して、両足の爪先における裏面に電流が印加される。両足の爪先における裏面に電流が供給されると、両足の踵Ｋ間に電圧が生じるとともに電圧測定電極３２ａ，３２ｂにより両足の踵Ｋ間の電圧が測定される。電圧測定電極３２ａ，３２ｂにより測定された電圧はインピーダンス変換部３４により生体電気インピーダンス変換されるとともに、インピーダンス変換部３４により変換された生体電気インピーダンスが体組成計測部３５に送られ、体組成計測部３５により脂肪量、筋肉量等の体組成成分量が計測される。

なお、この体組成成分量の計測、体重の計測及び骨密度の計測は、足載せ台１１上に足の裏面を載せるとともに窪み部１２上に足の踵Ｋを載せた状態において、操作部１３の計測開始ボタン１３ａが使用者により押されることで同時に計測されるようになっている。

したがって、本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）〜（４）と同様の効果に加えて、以下に示す効果を得ることができる。
（５）足載せ台１１の上面１１ａには、使用者の足の裏面における爪先側より微弱な電流を印加する電流印加電極３１ａ，３１ｂと、使用者の足の裏面における踵Ｋ側より電圧値を検出する電圧測定電極３２ａ，３２ｂとが設けられている。よって、人が足載せ台１１に足を載せることで、電流印加電極３１ａ，３１ｂによる電流が足の裏面に印加されるとともに、電圧測定電極３２ａ，３２ｂによって足の裏面の電圧値が検出される。さらに、インピーダンス変換部３４により、当該電圧値に基づいた生体電気インピーダンスに変換されるとともに体組成計測部３５により生体電気インピーダンスに基づいて人の体組成成分を計測する。したがって、演算部２３ａから算出される骨密度、体重計測部２０から計測される体重、及び体組成計測部３５から計測される体組成成分量が同時に計測することができる。

（第３の実施形態）
以下、本発明を具体化した第３の実施形態を図８〜図１０にしたがって説明する。図８は、本実施形態の生体情報計測装置４０の概略構成を示す。

図８に示すように、生体情報計測装置４０は、使用者の腕を通して肘部Ｈを固定する固定台４１を備えている。固定台４１の上面４１ａには肘置き台４２が固設されている。肘置き台４２は、肘部Ｈを載置可能な程度の大きさ、例えば幅５ｃｍ、長さ１０ｃｍの長方形状となっているとともに、中央部には所定の傾斜を有する窪み部４３が形成されている。

図９（ａ）に示すように、窪み部４３は、平面視すると円形状となっているとともに、窪み部４３内には、肘部Ｈ表面に光を照射する光照射部２１と、光照射部２１により肘部Ｈ表面に照射されて骨を含む肘部Ｈ内部を伝播した光を受光する受光部２２とが設けられている。図９（ｂ）に示すように、光照射部２１及び受光部２２は、肘置き台４２の上面４２ａと直交する鉛直方向から所定の角度θ傾いた状態で設けられている。

図８に示すように、固定台４１には、固定台４１に対して回動可能であるとともにプラスチック製の円筒部４４が設けられるとともに、円筒部４４内には、円筒部４４の内部において腕を圧迫する圧迫体４５が設けられている。圧迫体４５は、ウレタン等の可とう性を有する伸縮性のある袋で構成されている。圧迫体４５は所定の位置に図示しない吸気孔が形成されており、吸気孔を介してポンプ等により圧迫体４５の内部に空気を流入させることで膨張する。そして、圧迫体４５の外側に設けられている円筒部４４により外側への膨張が規制されるとともに、圧迫体４５が腕を外側から圧迫するようになっている。また、圧迫体４５は圧力センサ４６と接続されるとともに、圧力センサ４６は血圧計測部４７と接続されている。

使用者が腕を円筒部４４に挿入するとともに、肘置き台４２に肘部Ｈを載せ、図示しない電源スイッチをＯＮすると、圧迫体４５に空気が流入され、加圧しながら徐々に腕を圧迫し、上腕動脈４８を阻血する。このときの加圧速度は３〜５ｍｍＨｇ／ｓｅｃが好ましい。圧迫体４５の圧力値は圧力センサ４６により検出されるとともに、圧力センサ４６により検出された圧力値は血圧計測部４７へ送られる。血圧計測部４７は、圧力センサ４６から受信した圧力値に基づいて所定のフィルタにより拍動振幅成分を抽出するとともに、図１０に示すような圧力と振幅成分との関係が得られ、オシロメトリック法等の所定のアルゴリズムを用いて最高血圧及び最低血圧を判定することができる。圧迫体４５内の空気は、血圧の測定終了後に外部へ排気されるようになっている。すなわち、圧迫体４５、圧力センサ４６及び血圧計測部４７によって、身体に接触するとともに骨密度とは別の生体情報を計測する計測部が構成されている。

また、図８に示すように、使用者が肘置き台４２の窪み部４３内に肘部Ｈを載せた状態で、電源スイッチをＯＮすると、光照射部２１から肘部Ｈに向かって所定の光が照射される。ここで、肘部Ｈは上腕骨Ｈ１、尺骨Ｈ２、撓骨Ｈ３により構成されている。光照射部２１から肘部Ｈに所定の光が照射されると、上腕骨Ｈ１、尺骨Ｈ２、撓骨Ｈ３を光が拡散反射しながら伝播するとともに受光部２２によって受光するようになっている。そして、演算部２３ａにて受光部２２から得た光量に応じて上腕骨Ｈ１、尺骨Ｈ２、撓骨Ｈ３の骨密度を算出するとともに、操作部１３の表示部１３ｂに骨密度の計測結果を表示するようになっている。

なお、この血圧の計測及び骨密度の計測は、使用者が円筒部４４内に腕を通して肘置き台４２の窪み部１２上に肘部Ｈを載せた状態において、電源スイッチをＯＮすることで、同時に計測されるようになっている。また、肘部Ｈは骨折しやすい部位であることから、骨密度を計測することは、骨折のリスクを調べる上で非常に有効である。さらに、本実施形態では、肘部Ｈの一部によって窪み部４３を覆うようにして骨密度を算出するようにしている。このことから、肘部Ｈの一部によって光照射部２１及び受光部２２を外光から遮光することができる。

したがって、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（６）固定台４１には、光照射部２１、受光部２２、骨密度算出部としての演算部２３ａ、及び圧迫体４５、圧力センサ４６、血圧計測部４７から構成される計測部を備えている。よって、人が固定台４１に腕を通して肘部Ｈを固定することで、演算部２３ａから算出される骨密度と、血圧計測部４７から計測される血圧とを同時に計測することができる。

（７）肘置き台４２の上面４２ａにおける中央部には所定の傾斜を有する窪み部４３が形成されるとともに、窪み部４３内には光照射部２１と受光部２２とが設けられている。よって、骨密度を計測する際、肘部Ｈの一部によって窪み部４３を覆うようにして計測するため、肘部Ｈの一部によって光照射部２１及び受光部２２を外光から遮光することができる。

（第４の実施形態）
以下、本発明を具体化した第４の実施形態を図１１にしたがって説明する。図１１は、本実施形態の生体情報計測装置５０の概略構成を示す。

図１１に示すように、生体情報計測装置５０は、使用者の手首を通して手首の骨突起部Ｔを固定する固定部としての固定バンド５１を備えている。固定バンド５１は、ナイロン等の固い布製でマジックテープ（登録商標）等により手首に固定される。固定バンド５１の内側には所定の弾力を有するクリップ板５２が設けられている。また、固定バンド５１の内周面の一部分であって、固定バンド５１とクリップ板５２との間には、板部５３が介在されている。板部５３には、骨突起部Ｔに光を照射する光照射部２１と、光照射部２１により骨突起部Ｔに照射されて骨を含む骨突起部Ｔを伝播した光を受光する受光部２２とが設けられている。

クリップ板５２には光照射部２１及び受光部２２と対応する位置に孔５２ａ，５２ｂが形成されている。また、クリップ板５２の内部には手首を圧迫する圧迫体５４が設けられている。圧迫体５４は、ウレタン等の可とう性を有する伸縮性のある袋で構成されている。圧迫体５４は所定の位置に図示しない吸気孔が形成されており、吸気孔を介してポンプ等により圧迫体５４の内部に空気を流入させることで膨張する。そして、圧迫体５４の外側に設けられているクリップ板５２及び固定バンド５１により外側への膨張が規制されるとともに、圧迫体５４が手首を外側から圧迫するようになっている。さらに、固定バンド５１の外周面の一部であって、光照射部２１及び受光部２２と対応する位置には、遮光性の布６０が取着されている。また、圧迫体５４は圧力センサ５５と接続されるとともに、圧力センサ５５は血圧計測部５６と接続されている。

使用者が手首に固定バンド５１を装着するとともに、図示しない電源スイッチをＯＮすると、圧迫体５４に空気が流入され、加圧しながら徐々に手首を圧迫し、撓骨動脈５７及び尺骨動脈５８を阻血する。このときの加圧速度は３〜５ｍｍＨｇ／ｓｅｃが好ましい。圧迫体５４の圧力値は圧力センサ５５により検出されるとともに、圧力センサ５５により検出された圧力値は血圧計測部５６へ送られる。血圧計測部５６は、圧力センサ５５から受信した圧力値に基づいて所定のフィルタにより拍動振幅成分を抽出するとともに、図１０に示すような圧力と振幅成分との関係が得られ、オシロメトリック法等の所定のアルゴリズムを用いて最高血圧及び最低血圧を判定することができる。圧迫体５４内の空気は、血圧の測定終了後に排気弁５９が開弁することで外部へ排気されるようになっている。すなわち、圧迫体５４、圧力センサ５５及び血圧計測部５６によって、身体に接触するとともに骨密度とは別の生体情報を計測する計測部が構成されている。

また、使用者が手首に固定バンド５１を装着した状態で、電源スイッチをＯＮすると、光照射部２１から手首の骨突起部Ｔに向かって所定の光が照射される。光照射部２１から照射された光は、クリップ板５２の孔５２ａを介して手首表面から骨突起部Ｔ内に透過される。手首の骨突起部Ｔは手首表面から浅いため、光が拡散反射しながら伝播するとともにクリップ板５２の孔５２ｂを介して受光部２２によって受光するようになっている。そして、演算部２３ａにて受光部２２から得た光量に応じて骨突起部Ｔの骨密度を算出するとともに、操作部１３の表示部１３ｂに骨密度の計測結果を表示するようになっている。

なお、この血圧の計測及び骨密度の計測は、使用者が手首を固定バンド５１に装着した状態において、電源スイッチをＯＮすることで、同時に計測されるようになっている。また、手首は骨折しやすい部位であることから、骨密度を計測することは、骨折のリスクを調べる上で非常に有効である。さらに、本実施形態では、光照射部２１及び受光部２２が布６０を備えた固定バンド５１によって覆われているため、環境光から遮断される効果があり、かつクリップ板５２の弾力により位置ズレが防止されるため、正確な骨密度計測ができる。

したがって、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（８）固定バンド５１には、光照射部２１、受光部２２、骨密度算出部としての演算部２３ａ、及び圧迫体５４、圧力センサ５５、血圧計測部５６から構成される計測部を備えている。よって、人が固定バンド５１に手首の骨突起部Ｔを固定することで、演算部２３ａから算出される骨密度と、血圧計測部５６から計測される血圧とを同時に計測することができる。

（９）固定バンド５１の外周面の一部であって、光照射部２１及び受光部２２と対応する位置には、遮光性の布６０が取着されている。よって、光照射部２１及び受光部２２が布６０を備えた固定バンド５１によって覆われているため、環境光から遮断される効果があり、かつクリップ板５２の弾力により位置ズレが防止されるため、正確な骨密度計測ができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 第１の実施形態において、足載せ台１１の上面１１ａに窪み部１２を形成せずに、足載せ台１１の上面１１ａに光照射部２１及び受光部２２をその先端部が露出するように設けてもよい。

○ 第１の実施形態において、足載せ台１１の上面１１ａにおける使用者の足の爪先側に位置する部位に窪み部１２を形成するとともに、窪み部１２内に光照射部２１及び受光部２２を設け、使用者の爪先に光を照射するようにしてもよい。

○ 第２の実施形態において、電流印加電極３１ａ，３１ｂ及び電圧測定電極３２ａ，３２ｂはそれらの配置位置を適宜変更することができる。
○ 第２の実施形態において、電圧測定電極３２ａ，３２ｂを窪み部１２内に収容するように配置しなくてもよい。この場合、電圧測定電極３２ａ，３２ｂの配置位置は、使用者が足載せ台１１に足を載せた状態において、足の裏面が、電流印加電極３１ａ，３１ｂ、光照射部２１、受光部２２及び電圧測定電極３２ａ，３２ｂを全て覆うことができる位置である必要がある。

○ 第２の実施形態において、生体電気インピーダンスが体組成計測部３５に送られると、体組成計測部３５により脂肪量、筋肉量等の体組成成分量が計測されるようにしたが、これに限られることはない。例えば、生体電気インピーダンスが体組成計測部３５に送られると、体組成計測部３５により皮下脂肪量、内臓脂肪量、水分量、骨量、基礎代謝量等を計測できるようにしてもよい。

○ 第２の実施形態において、体組成成分量の計測、体重の計測及び骨密度の計測は、足載せ台１１上に足の裏面を載せるとともに窪み部１２上に足の踵Ｋを載せた状態において、操作部１３の計測開始ボタン１３ａが使用者により押されることで、同時に計測されるようにしたが、これに限らない。例えば、足載せ台１１上に足の裏面を載せるとともに窪み部１２上に足の踵Ｋを載せた状態において、操作部１３の計測開始ボタン１３ａが使用者により押されることで、体組成成分量の計測と骨密度の計測とを同時に計測する一方、体重の計測についてはそれら体組成成分量及び骨密度の測定の前後に行うようにしてもよい。要するに、骨密度の計測と、体組成成分量、体重等の骨密度とは別の生体情報の計測とは、必ずしも同時に計測されなくてもよく、例えば、骨密度の計測と骨密度とは別の生体情報とが順次計測されるようにしてもよい。

○ 第３及び第４の実施形態において、それぞれ腕又は手首を固定して骨密度と血圧とを同時に計測するようにしたが、これに限られず、例えば、足首の踝や指の関節部を固定して骨密度と血圧とを同時に計測するようにしてもよい。

○ 第１の実施形態において、演算部２３ａを足載せ台１１に内蔵されるマイコン回路部２３に設けたが、例えば、演算部２３ａを備えたマイコン回路部２３を足載せ台１１とは別の部材である操作部１３に内蔵させてもよい。

○ 第１の実施形態において、踵Ｋに光を照射して踵骨Ｋ２の骨密度を計測するようにしたが、これに限られず、例えば、足載せ台１１における足の爪先側に光照射部２１及び受光部２２を設け、使用者の爪先に光を照射するようにして爪先の骨密度を計測するようにしてもよい。

○ 上記各実施形態において、受光部２２を１つのフォトダイオードで構成したが、複数の素子（フォトダイオード）にて構成してもよい。このような構成とすることで、複数の素子において発生する受光量の誤差に起因した骨密度の計測値のズレを抑制することができる。なお、受光部２２はフォトダイオードに限らず、例えばフォトトランジスタのような光照射部２１により照射される光を受光できる素子を用いればよい。

１０…生体情報計測装置としてのヘルスメータ、１１…足載せ台、１１ａ…上面、１２，４３…窪み部、１５…荷重センサ、２０…体重計測部、２１…光照射部、２２…受光部、２３ａ…骨密度算出部としての演算部、３１ａ，３１ｂ…電流印加電極、３２ａ，３２ｂ…電圧測定電極、３５…体組成計測部、４０，５０…生体情報計測装置、４１…固定台、４５，５４…圧迫体、４７，５６…血圧計測部、５１…固定部としての固定バンド、Ｈ…肘部、Ｈ１…生体内部を構成する上腕骨、Ｈ２…生体内部を構成する尺骨、Ｈ３…生体内部を構成する撓骨、Ｋ…生体表面のうちで皮下組織の薄い部位としての踵、Ｋ１…生体内部を構成する皮下組織、Ｋ２…生体内部を構成する踵骨、Ｔ…骨突起部。

Claims (7)

1. 生体情報計測装置において、
   生体表面に光を照射する光照射部と、
   前記光照射部により前記生体表面に照射されて骨を含む生体内部を伝播した光を受光する受光部と、
   前記受光部にて取得した光量に基づいて骨密度を算出する骨密度算出部と、
   生体に接触することにより前記骨密度を算出するための情報とは別の生体情報を計測する計測部と、を備えることを特徴とする生体情報計測装置。
2. 人の足裏を載せる足載せ台を有し、前記光照射部及び前記受光部は前記足載せ台にそれぞれ設けられるとともに前記光照射部から足裏に照射されて骨を含む足内部を伝播した光を前記受光部にて受光するものであり、
   前記計測部は、前記足載せ台に設けられた荷重センサと、前記荷重センサの検出値に基づき体重を計測する体重計測部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の生体情報計測装置。
3. 前記足載せ台の上面には窪み部が形成されるとともに、前記光照射部及び前記受光部は、それらを外光から遮光すべく前記窪み部内に設けたことを特徴とする請求項２に記載の生体情報計測装置。
4. 前記窪み部は足の踵骨と対応する位置に形成されることを特徴とする請求項３に記載の生体情報計測装置。
5. 前記計測部は、足の裏面に電流を印加する一対の電流印加電極と、同電流印加電極により足の裏面に電流を印加した際の足の裏面の電圧値を検出する一対の電圧測定電極とを前記足載せ台の上面に有するとともに、前記電圧測定電極により検出された電圧値から算出される生体電気インピーダンスに基づき人の体組成成分を計測する体組成計測部を含むことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の生体情報計測装置。
6. 人の腕を通して肘部を固定する固定台を有し、前記光照射部及び前記受光部は前記固定台に設けられるとともに前記光照射部から肘部表面に照射されて骨を含む肘部内部を伝播した光を前記受光部にて受光するものであり、
   前記計測部は、腕の血管を所定の圧力で加圧または減圧する圧迫体と、前記圧迫体により腕の血管を加圧または減圧した際の血管の拍動に基づき血圧を計測する血圧計測部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の生体情報計測装置。
7. 人の手首の骨突起部を固定する固定部を有し、前記光照射部及び前記受光部は前記固定部に設けられるとともに前記光照射部から手首表面に照射されて骨を含む手首内部を伝播した光を前記受光部にて受光するものであり、
   前記計測部は、手首の血管を所定の圧力で加圧または減圧する圧迫体と、前記圧迫体により手首の血管を加圧または減圧した際の血管の拍動に基づき血圧を計測する血圧計測部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の生体情報計測装置。

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