JP2015188580A - 脈波検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脈波の検出精度の向上を図ることが可能となると共に、脈波データを容易に利用することが可能となる脈波検出装置を提供する。【解決手段】末梢部位の血管の脈波を検出する脈波検出部と、前記末梢部位の温度を計測する温度計測部と、前記温度計測部によって計測された計測温度が、所定の脈波計測閾値以上か否かを判定する温度判定部と、前記温度判定部により前記計測温度が前記脈波計測閾値以上であると判定されない場合には、前記脈波検出部による脈波の検出を実行せず、前記温度判定部により前記計測温度が前記脈波計測閾値以上であると判定された場合に、前記脈波検出部を介して前記脈波の検出を実行するように制御する制御部と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、脈波を検出する脈波検出装置に関するものである。

従来より、脈波を検出する技術に関し種々提案されている。
例えば、下記特許文献１に記載される光電変換式指尖容積脈波計用プローブでは、暗箱中に挿入された指尖に発光素子から光を照射し、指尖を透過する透過光を受光する受光素子の抵抗値の変化を電圧に変換して測定器本体に出力する。また、暗箱中の発光素子から発せられた光が受光素子に到達するように透孔が穿設された指尖載置台の表面には、サーミスタで形成された検出部が臨む指尖温度検出素子が配設され、指尖の表面温度を検出して測定器本体に出力するように構成されている。

特開平１−２１４３３６号公報

しかしながら、前記した特許文献１に記載された光電変換式指尖容積脈波計用プローブでは、ユーザが指尖温度検出素子によって測定された指尖温度の温度表示を見て、脈波の測定結果の適否を判定するものである。その結果、指尖の温度と脈波とが同時に計測されるため、ユーザは、計測結果が出力されてからでなければ、脈波の測定結果の適否を判断することができないため、脈波の計測処理にかかった時間が無駄になる虞がある。また、ユーザが指尖の温度表示を見て、脈波の計測結果の適否を判断する必要があるため、ユーザは脈波の計測結果の適否を判断する能力を必要とした。

そこで、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、脈波の検出精度の向上を図ることが可能となると共に、脈波データを容易に利用することが可能となる脈波検出装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため請求項１に係る脈波検出装置は、末梢部位の血管の脈波を検出する脈波検出部と、前記末梢部位の温度を計測する温度計測部と、前記温度計測部によって計測された計測温度が、所定の脈波計測閾値以上か否かを判定する温度判定部と、前記温度判定部により前記計測温度が前記脈波計測閾値以上であると判定されない場合には、前記脈波検出部による脈波の検出を実行せず、前記温度判定部により前記計測温度が前記脈波計測閾値以上であると判定された場合に、前記脈波検出部を介して前記脈波の検出を実行するように制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２に係る脈波検出装置は、請求項１に記載の脈波検出装置において、前記末梢部位を暖めるヒータ部を備え、前記制御部は、前記温度判定部により前記計測温度が前記脈波計測閾値以上であると判定されない場合には、前記ヒータ部に電力を供給するように制御することを特徴とする。

また、請求項３に係る脈波検出装置は、請求項１又は請求項２に記載の脈波検出装置において、前記脈波検出部は、前記末梢部位として手の指先の脈波を検出し、前記温度計測部は、前記脈波検出部が脈波を検出する第１の指先の温度を計測するように配置され、前記第１の指先の温度を継続して計測することを特徴とする。

また、請求項４に係る脈波検出装置は、請求項２又は請求項３に記載の脈波検出装置において、前記制御部は、前記温度判定部を介して前記計測温度が前記脈波計測閾値以上であると判定されるまで前記温度計測部に電力を供給するように制御し、前記温度判定部を介して前記計測温度が前記脈波計測閾値以上であると判定された場合には、前記ヒータ部への電力の供給を停止することを特徴とする。

また、請求項５に係る脈波検出装置は、請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の脈波検出装置において、前記脈波検出部は、前記末梢部位に向けて光を発する発光素子と、前記発光素子が発した光のうち前記末梢部位から反射してくる光を受光可能な受光素子と、前記発光素子が発した光と前記末梢部位から反射して前記受光素子が受光する光の光路上に配置される透光板と、を有し、前記ヒータ部は、前記透光板の外側周縁部に配置されることを特徴とする。

また、請求項６に係る脈波検出装置は、請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の脈波検出装置において、前記温度計測部は、前記ヒータ部から所定距離だけ離間して配置されていることを特徴とする。

また、請求項７に係る脈波検出装置は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の脈波検出装置において、前記温度計測部は、前記脈波検出部に対して前記末梢部位の先端側に位置するように配置されていることを特徴とする。

更に、請求項８に係る脈波検出装置は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の脈波検出装置において、前記末梢部位の形状に合わせて形成されると共に、前記末梢部位を前記脈波検出部及び前記温度計測部に案内するように形成された案内部を備えたことを特徴とする。

請求項１に係る脈波検出装置では、手と足の指先、耳等の末梢部位の血管の脈波を検出する場合には、末梢部位の計測温度が、所定の脈波計測閾値以上のときに、脈波の検出を実行する。これにより、計測温度が所定の脈波計測閾値以上となり、血量が増加した末梢部位に対して、脈波の検出を実行することが可能となるため、末梢部位に対する脈波の検出精度の向上を図ることが可能となる。また、ユーザは脈波検出装置から出力された脈波データの適否を検討する必要がなくなるため、脈波データを容易に利用することが可能となる。

また、請求項２に係る脈波検出装置では、末梢部位の計測温度が、所定の脈波計測閾値よりも低い場合には、ヒータ部を介して末梢部位を暖めることが可能となるため、末梢部位の脈波検出を迅速に実行することができる。

また、請求項３に係る脈波検出装置では、温度計測部は、第１の指先の温度を計測するように配置されているため、所定の脈波計測閾値以上の温度であると判定された第１の指先に対して、脈波検出を実行することができ、適正な脈波データを取得することが容易となる。

また、請求項４に係る脈波検出装置では、末梢部位の計測温度が脈波計測閾値以上であると判定された場合には、ヒータ部への電力の供給を停止するため、更なる省電力化を図ることができる。また、末梢部位の計測温度が、所定の脈波計測閾値以上になった場合には、ヒータ部への電力供給を停止するため、脈波検出部へのヒータ部の熱源の影響を回避して脈波の検出精度の更なる向上を図ることが可能となる。

また、請求項５に係る脈波検出装置では、測定領域に、脈波検出部と温度計測部とが配置されるため、透光板に配置される末梢部位の温度を温度計測部により正確に検出することが可能となる。また、ヒータ部は、脈波検出部と温度計測部と同じ測定領域に配置されるため、末梢部位を迅速に暖めることが可能となる。

また、請求項６に係る脈波検出装置では、温度計測部は、ヒータ部から所定距離だけ離間して配置されているため、ヒータ部の影響を避けて、末梢部位の温度を温度計測部により更に正確に検出することが可能となる。

また、請求項７に係る脈波検出装置では、温度計測部は、脈波検出部に対して末梢部位の先端側に位置するように配置されているため、末梢部位の低温部分の温度を計測することができ、末梢部位の全体が脈波計測閾値以上か否かを更に正確に判定することが可能となる。

更に、請求項８に係る脈波検出装置では、ユーザは、末梢部位を案内部に合わせて置くことによって、末梢部位が脈波検出部及び温度計測部に案内されるため、末梢部位の脈波検出を迅速に実行することができる。

第１実施形態に係る脈波検出装置の平面図である。 図１のＸ１−Ｘ１矢視断面図で、指先を置いた状態を示す説明図である。 図１のＸ２−Ｘ２矢視断面図で、指先を置いた状態を示す説明図である。 脈波検出装置の電気的構成を示すブロック図である。 制御回路部のＣＰＵが実行する「脈波検出処理１」を示すフローチャートである。 指先温度に対応する脈波信号の一例を示す図である。 第２実施形態に係る脈波検出装置の平面図である。 第２実施形態に係る脈波検出装置の電気的構成を示すブロック図である。 制御回路部のＣＰＵが実行する「脈波検出処理２」を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る脈波検出装置の平面図である。 第４実施形態に係る脈波検出装置の平面図である。 第５実施形態に係る脈波検出装置の平面図である。

以下、本発明に係る脈波検出装置について具体化した第１実施形態乃至第５実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、第１実施形態に係る脈波検出装置１の概略構成について図１乃至図４に基づいて説明する。尚、以下の脈波検出装置１の説明において、指に向けて光を発光する一対のＬＥＤ（発光素子）２の発光方向が、脈波検出装置１の上方向である。また、フォトダイオード（受光素子）３を挟んで相対向するように配置された１対のＬＥＤ２の中央部を結ぶ方向が、脈波検出装置１の左右方向である。そして、フレキシブルフラットケーブル（以下、「ケーブル」という。）５が、脈波検出装置１の側面部から左右方向に直交して引き出される方向が後ろ方向である。

［第１実施形態］
［脈波検出装置１の概略構成］
図１乃至図３に示すように、脈波検出装置１は、上側に開放された箱体状のベース６と、ベース６の上側に接着剤等により固定されて、脈波検出装置１の内側に部品収納空間８を形成する平面視略四角形の板状の上蓋７とによって、平面視略四角形の箱体状に構成されている。部品収納空間８の底面部には、回路基板１１が配置されている。

また、上蓋７には、上側表面部の左右方向中央部に、前後方向中央部から前端部までの間の中央位置から後端部まで、所定深さ、例えば、約５ｍｍの深さで窪んで、第１の指先の一例として機能する指先１２を上側から挿入可能な前側方向に突出する平面視略Ｕ字形の案内部７Ａが形成されている。案内部７Ａの左右方向の幅は、指先１２の左右方向の幅よりも少し広い、例えば、６ｍｍ〜１０ｍｍ広い幅寸法に形成されている。

この結果、指先１２を案内部７Ａの左右方向中央部に上側から置いた場合には、案内部７Ａの内側側面部と指先１２との間には、所定隙間、例えば、３ｍｍ〜５ｍｍの隙間が形成される。尚、案内部７Ａの左右方向の幅は、指先１２の左右方向の幅とほぼ同じ幅であることが望ましい。指先１２を案内部７Ａに上側から置いた際に、指先１２の置き位置のバラツキを抑えることができる。

案内部７Ａの底面部７Ｂには、上蓋７の前後方向中央部よりも少し後ろ側の位置において、底面部７Ｂの左右方向中央部に、指先１２の幅よりも少し狭い、例えば、２ｍｍ〜３ｍｍ狭い幅寸法の断面四角形の貫通孔１３が形成されている。回路基板１１は、貫通孔１３に対向するように部品収納空間８の底面部に固定されている。また、四角枠状のスペーサ１５が、貫通孔１３内に嵌入されて、下端部が回路基板１１の上面に当接されている。更に、ガラス板からなる貫通孔１３とほぼ同じ四角形の透光板１６が、貫通孔１３に嵌入されて、スペーサ１５の上端面に当接され、貫通孔１３を閉塞している。スペーサ１５の上端面から底面部７Ｂの上端面までの高さは、透光板１６の厚さ寸法とほぼ等しい高さに形成され、透光板１６の上端面と底面部７Ｂの上端面とは、ほぼ同一平面上に位置している。

また、スペーサ１５内の回路基板１１上には、中央部にフォトダイオード３が配置され、フォトダイオード３を挟んで左右方向に相対向するように一対のＬＥＤ２が配置されている。一対のＬＥＤ２は、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、又は、赤外ＬＥＤで構成されている。また、フォトダイオード３の感度領域は、３００ｎｍ〜１１００ｎｍで、近赤外領域（９００ｎｍ〜１０００ｎｍ）をピークとする凸型の受光感度分布を有している。また、各ＬＥＤ２の発光面、及び、フォトダイオード３の受光面は、透光板１６の方に向けられている。

また、透光板１６の前端縁部から少し後側、例えば、約３ｍｍ後側に離間した左右方向中央部には、表面から所定深さ、例えば、１．５ｍｍの深さで窪んだ凹部１７が形成され、サーミスタ等で構成された温度センサ１８が凹部１７内に固定されている。また、貫通孔１３の上端外周縁部には、全周に渡ってセラミックヒータ等で形成された四角枠状のヒータ（ヒータ部）２１が埋め込まれている。

温度センサ１８及びヒータ２１のそれぞれの上端面と底面部７Ｂの上端面とは、ほぼ同一平面上に位置している。従って、温度センサ１８は、ヒータ２１から所定距離、例えば、約３ｍｍだけ離間して配置されている。また、上蓋７の前側左角部には、上端面に赤色ＬＥＤ２２が埋め込まれている。また、上蓋７の前側右角部には、上端面に緑色ＬＥＤ２３が埋め込まれている。

回路基板１１には、フォトダイオード３、一対のＬＥＤ２、温度センサ１８の端子、ヒータ２１の端子、及びフォトダイオード３が出力する電流を電圧に変換する電流電圧変換回路２５（図４参照）、電流電圧変換回路２５から出力された電圧を増幅する増幅回路２６（図４参照）、増幅回路２６から出力されたアナログ電圧をデジタル電圧に変換するＡ／Ｄ変換回路部２７（図４参照）、一対のＬＥＤ２と赤色ＬＥＤ２２と緑色ＬＥＤ２３をそれぞれ駆動する複数の駆動回路、温度センサ１８の出力回路、ヒータ２１の駆動回路等の電子部品が実装されている。

また、回路基板１１には、脈波検出装置１の後ろ側面部から嵌挿されたケーブル５の一端部が固定され、ケーブル５の各配線は、回路基板１１のパターン上に半田付けされている。また、回路基板１１には、脈波検出装置１の全体を制御する制御回路部（制御部）３１（図４参照）、入出力インターフェース３２（図４参照）等が配置されている。

図２及び図３に示すように、指先１２を案内部７Ａの左右方向中央部に上側から置いて、透光板１６の上側表面上に指先１２の表面を前後方向に沿って密着させる。そして、この状態で、一対のＬＥＤ２は、指先１２の表面に向けて光を発すると共に、フォトダイオード３は、一対のＬＥＤ２が発した光のうち、指先１２の側から反射してくる光を受光可能である。従って、一対のＬＥＤ２が指先１２に向けて光を照射すると、血管２８から反射してきた光をフォトダイオード３が受光し、その受光強度に応じた電流（脈波信号）が電流電圧変換回路２５、増幅回路２６、Ａ／Ｄ変換回路部２７を介して、制御回路部３１に出力される。つまり、図１に示すように、指先１２の脈波を検出する測定領域２９は、透光板１６の上側表面の全面に渡って設定される。

また、図２及び図３に示すように、透光板１６の上側表面上に指先１２の表面を前後方向に沿って密着させると、指先１２の先端側が温度センサ１８に密着する。従って、温度センサ１８を介して指先１２の温度を検出し、その検出結果が温度センサ１８の出力回路を介して、制御回路部３１に出力される。また、透光板１６の上側表面上に指先１２の表面を前後方向に沿って密着させると、指先１２の先端側と根元の方とがヒータ２１に密着すると共に、指先１２の周囲がヒータ２１によって囲まれる。従って、後述のように、制御回路部３１がヒータ２１に電力を供給することによって、指先１２を暖めることができる。

次に、脈波検出装置１の回路構成について図４に基づいて説明する。図４に示すように、脈波検出装置１は、脈波検出装置１の全体を制御する制御回路部３１、入出力インターフェース３２、一対のＬＥＤ２と各ＬＥＤ２の駆動回路から構成される発光部３３、フォトダイオード３等から構成される受光部３５、電流電圧変換回路２５と増幅回路２６等から構成されて、受光部３５に電気的に接続される脈波検出回路部３６、脈波検出回路部３６に電気的に接続されて脈波信号をデジタル信号に変換して制御回路部３１に出力するＡ／Ｄ変換回路部２７、ヒータ２１、温度センサ１８、赤色ＬＥＤ２２と緑色ＬＥＤ２３とから構成される報知部３７等から構成されている。

また、制御回路部３１には、外部のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）５１が、ケーブル５及び入出力インターフェース３２を介して双方向通信可能に接続され、ＰＣ５１を介して送信されたユーザからの各種指示情報等を受信可能に構成されると共に、所定時間、例えば、３０秒間検出した脈波信号のデジタル値、つまり、脈波データをＰＣ５１に送信可能に構成されている。

制御回路部３１は、脈波検出装置１の全体の制御を行う演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２、ＲＯＭ４３、時間を計測するタイマ４５等を備えている。また、ＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２、ＲＯＭ４３、タイマ４５は、不図示のバス線により相互に接続されて、相互にデータのやり取りが行われる。ＲＡＭ４２は、ＣＰＵ４１により演算された各種の演算結果や脈波信号のデジタル値等を一時的に記憶させておくためのものである。

ＲＯＭ４３は、各種のプログラムを記憶させておくものであり、後述の脈波を検出する「脈波検出処理１」等の各種プログラムが記憶されている。ＲＯＭ４３には、指先１２の脈波検出に適した指先１２の温度閾値（脈波計測閾値）Ｔ１等が予め記憶されている。そして、ＣＰＵ４１は、かかるＲＯＭ４３に記憶されている各種のプログラムに基づいて各種の演算及び制御を行なうものである。

［脈波検出処理１］
次に、上記のように構成された脈波検出装置１のＣＰＵ４１が実行する処理であって、透光板１６上に置かれた指先１２の脈波を検出する「脈波検出処理１」について図５及び図６に基づいて説明する。尚、図５にフローチャートで示されるプログラムは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）５１から検出開始信号が入力された場合に、ＣＰＵ４１によって実行される処理である。また、脈波検出装置１は、ケーブル５を介してパーソナルコンピュータ５１から電源を供給される。

図５に示すように、先ず、ステップ（以下、Ｓと略記する）１１において、ＣＰＵ４１は、パーソナルコンピュータ５１から脈波の検出開始を指示する検出開始信号が入力されたか否かを判定する判定処理を実行する。尚、ユーザは、脈波検出装置１の透光板１６上に指先１２を置いている。そして、ユーザが、パーソナルコンピュータ５１に接続された不図示のキーボード等を介して、脈波検出装置１による脈波の検出開始を指示する脈波検出指示を入力した場合に、パーソナルコンピュータ５１は、ケーブル５を介して検出開始信号を脈波検出装置１に対して出力する。

そして、パーソナルコンピュータ５１から脈波の検出開始を指示する検出開始信号が入力されていないと判定した場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は、検出開始信号が入力されるのを待つ。一方、パーソナルコンピュータ５１から脈波の検出開始を指示する検出開始信号が入力されたと判定した場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は、Ｓ１２の処理に移行する。

Ｓ１２において、ＣＰＵ４１は、温度閾値Ｔ１をＲＯＭ４３から読み出す。そして、ＣＰＵ４１は、温度センサ１８を介して透光板１６上に置かれた指先１２の温度を計測し、この計測温度が温度閾値Ｔ１以上か否か、例えば、２２℃以上か否かを判定する判定処理を実行する。そして、指先１２の計測温度が温度閾値Ｔ１より低い温度であると判定した場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は、Ｓ１３の処理に移行する。

Ｓ１３において、ＣＰＵ４１は、報知部３７を構成する赤色ＬＥＤ２２を点灯し、緑色ＬＥＤ２３を消灯して、指先１２の温度が温度閾値Ｔ１より低い旨を報知する。尚、報知部３７を構成する赤色ＬＥＤ２２と緑色ＬＥＤ２３は、脈波検出装置１の起動時には、消灯されている。
そして、Ｓ１４において、ＣＰＵ４１は、ヒータ２１へ電力を供給し、ヒータ２１を所定温度まで、例えば、３７℃まで昇温させる。つまり、ＣＰＵ４１は、ヒータ２１を介して指先１２を暖める。その後、ＣＰＵ４１は、Ｓ１２以降の処理を再度実行する。

一方、Ｓ１２で透光板１６上に置かれた指先１２の計測温度が温度閾値Ｔ１以上、例えば、２２℃以上であると判定した場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は、Ｓ１５の処理に移行する。Ｓ１５において、ＣＰＵ４１は、報知部３７を構成する赤色ＬＥＤ２２を消灯し、緑色ＬＥＤ２３を点灯して、指先１２の温度が温度閾値Ｔ１以上である、つまり、脈波検出に適した温度である旨を報知する。

続いて、Ｓ１６において、ＣＰＵ４１は、ヒータ２１への電力が供給されている場合には、電力の供給を停止する。そして、ＣＰＵ４１は、一対のＬＥＤ２の発光を開始し、光を透光板１６上に置かれた指先１２に照射する。続いて、Ｓ１７において、ＣＰＵ４１は、フォトダイオード３、脈波検出回路部３６及びＡ／Ｄ変換回路部２７を介して入力される脈波信号のデジタル値を、所定計測時間、例えば、３０秒間連続して、所定時間毎に、例えば、０．１秒毎に抽出して脈波計測データとして時系列的にＲＡＭ４２に記憶する。尚、所定計測時間は、ＲＯＭ４３に予め記憶されている。

その後、Ｓ１８において、ＣＰＵ４１は、この所定計測時間分の脈波計測データを計測開始時から時系列的に読み出し、パーソナルコンピュータ５１にケーブル５を介して順次出力した後、当該処理を終了する。他方、パーソナルコンピュータ５１は、脈波検出装置１からケーブル５を介して受信した所定計測時間分の脈波計測データを不図示のＲＡＭ又はフラッシュメモリ等に記憶すると共に、不図示の液晶ディスプレイに脈波検出装置１で計測した脈波を表示する。

尚、脈波検出装置１に液晶ディスプレイや各種指示情報を入力する操作部を設け、所定計測時間分の脈波計測データに基づいて、液晶ディスプレイに計測した脈波を表示するようにしてもよい。

ここで、温度閾値Ｔ１を１７℃として脈波検出装置１により検出した脈波信号６１と、温度閾値Ｔ１を２２℃として脈波検出装置１により検出した脈波信号６２との一例を図６に基づいて説明する。

図６に示すように、温度閾値Ｔ１を２２℃として脈波検出装置１により検出した脈波信号６２の振幅、つまり、フォトダイオード３の受光強度は、温度閾値Ｔ１を１７℃として脈波検出装置１により検出した脈波信号６１の振幅よりも、十分大きい出力となっている。従って、温度閾値Ｔ１を２２℃以上に設定することによって、指先１２の血管２８の血量が増加して、脈波信号６２のＳ／Ｎ比が向上し、計測精度を上げることができる。

以上詳細に説明した通り、第１実施形態に係る脈波検出装置１では、ＣＰＵ４１は、指先１２の計測温度が温度閾値Ｔ１より低い場合には、ヒータ２１に電力を供給して指先１２を暖める。そして、指先１２の計測温度が温度閾値Ｔ１以上になった場合には、ＣＰＵ４１は、ヒータ２１への電力の供給を停止して、一対のＬＥＤ２を発光させて、指先１２の脈波を検出する。

これにより、指先１２の計測温度が所定の温度閾値Ｔ１以上となり、ＣＰＵ４１は、血量が増加した血管２８に対して、脈波の検出を実行することが可能となるため、指先１２に対する脈波の検出精度の向上を図ることが可能となる。また、ユーザは脈波検出装置１から出力された脈波データの適否を検討する必要がなくなるため、脈波データを容易に利用することが可能となる。

また、指先１２の計測温度が温度閾値Ｔ１よりも低い場合には、ＣＰＵ４１は、ヒータ２１に電力を供給して指先１２を暖めるため、指先１２の脈波検出を迅速に実行することができる。また、温度センサ１８は、指先１２の先端側が接触するように配置されているため、指先１２の低温部分の温度を計測することができ、指先１２の全体が温度閾値Ｔ１以上であるか否かを正確に判定して、適正な脈波信号を取得することができる。また、指先１２の計測温度が温度閾値Ｔ１以上であると判定した場合には、ＣＰＵ４１は、ヒータ２１への電力の供給を停止するため、更なる省電力化を図ることができる。

更に、指先１２の計測温度が温度閾値Ｔ１以上であると判定した場合には、ＣＰＵ４１は、ヒータ２１への電力の供給を停止するため、一対のＬＥＤ２とフォトダイオード３へのヒータ２１よる加熱の影響を回避して脈波の検出精度の更なる向上を図ることが可能となる。また、透光板１６の上側表面の全面に渡って設定された測定領域２９に、一対のＬＥＤ２、フォトダイオード３、温度センサ１８が配置されるため、透光板１６上に置かれる指先１２の温度を正確に検出することが可能となる。また、ヒータ２１は、測定領域２９の外周部に全周に渡って配置されるため、指先１２を迅速に暖めることが可能となる。

また、温度センサ１８は、ヒータ２１から所定距離、例えば、約３ｍｍだけ離間して配置されているため、ヒータ２１の加熱の影響を避けて、指先１２の温度を温度センサ１８により正確に検出することが可能となる。また、ユーザは、指先１２を案内部７Ａの形状に合わせて置くことによって、指先１２が透光板１６上に案内されるため、指先１２の脈波の検出を迅速に実行することができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る脈波検出装置７１について図７乃至図９に基づいて説明する。尚、以下の説明において上記図１乃至図６の第１実施形態に係る脈波検出装置１の構成等と同一符号は、第１実施形態に係る脈波検出装置１の構成等と同一あるいは相当部分を示すものである。

第２実施形態に係る脈波検出装置７１の概略構成は、第１実施形態に係る脈波検出装置１とほぼ同じ構成である。但し、図７及び図８に示すように、ヒータ２１が設けられていない点で異なっている。また、ＲＯＭ４３には、脈波を検出する「脈波検出処理１」のプログラムに替えて、脈波を検出する「脈波検出処理２」のプログラムが記憶されている点で異なっている。

［脈波検出処理２］
次に、上記のように構成された脈波検出装置７１のＣＰＵ４１が実行する処理であって、透光板１６上に置かれた指先１２の脈波を検出する「脈波検出処理２」について図９に基づいて説明する。尚、図９にフローチャートで示されるプログラムは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）５１から検出開始信号が入力された場合に、ＣＰＵ４１によって実行される処理である。また、脈波検出装置７１は、ケーブル５を介してパーソナルコンピュータ５１から電源を供給される。

図９に示すように、Ｓ１１１乃至Ｓ１１２において、ＣＰＵ４１は、上記Ｓ１１乃至Ｓ１２の処理を実行する。そして、指先１２の計測温度が温度閾値Ｔ１より低い温度であると判定した場合には（Ｓ１１２：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は、Ｓ１１３の処理に移行して、上記Ｓ１３の処理を実行する。その後、ＣＰＵ４１は、Ｓ１１２以降の処理を再度実行する。つまり、ＣＰＵ４１は、透光板１６上に置かれた指先１２が室温で暖められて、温度センサ１８によって計測した指先１２の計測温度が温度閾値Ｔ１以上になるのを待つ。

一方、Ｓ１１２で透光板１６上に置かれた指先１２の計測温度が温度閾値Ｔ１以上、例えば、２２℃以上であると判定した場合には（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は、Ｓ１１４の処理に移行して、上記Ｓ１５の処理を実行する。つまり、透光板１６上に置かれた指先１２が室温で暖められて、温度センサ１８によって計測した指先１２の計測温度が温度閾値Ｔ１以上になった場合には（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は、Ｓ１１４の処理に移行して、上記Ｓ１５の処理を実行する。

続いて、Ｓ１１５において、ＣＰＵ４１は、フォトダイオード３、脈波検出回路部３６及びＡ／Ｄ変換回路部２７を介して入力される脈波信号のデジタル値を、所定計測時間、例えば、３０秒間連続して、所定時間毎に、例えば、０．１秒毎に抽出して脈波計測データとして時系列的にＲＡＭ４２に記憶する。その後、ＣＰＵ４１は、Ｓ１１６乃至Ｓ１１７において、上記Ｓ１７乃至Ｓ１８の処理を実行した後、当該処理を終了する。他方、パーソナルコンピュータ５１は、脈波検出装置７１からケーブル５を介して受信した所定計測時間分の脈波計測データを不図示のＲＡＭ又はフラッシュメモリ等に記憶すると共に、不図示の液晶ディスプレイに脈波検出装置７１で計測した脈波を表示する。

以上詳細に説明した通り、第２実施形態に係る脈波検出装置７１では、ＣＰＵ４１は、指先１２の計測温度が温度閾値Ｔ１より低い場合には、透光板１６上に置かれた指先１２が室温で暖められて、温度センサ１８によって計測した指先１２の計測温度が温度閾値Ｔ１以上になるのを待つ。そして、指先１２の計測温度が温度閾値Ｔ１以上になった場合には、ＣＰＵ４１は、一対のＬＥＤ２を発光させて、指先１２の脈波を検出する。

これにより、指先１２の計測温度が所定の温度閾値Ｔ１以上となり、ＣＰＵ４１は、血量が増加した血管２８に対して、脈波の検出を実行することが可能となるため、指先１２に対する脈波の検出精度の向上を図ることが可能となる。また、ユーザは脈波検出装置７１から出力された脈波データの適否を検討する必要がなくなるため、脈波データを容易に利用することが可能となる。また、温度センサ１８は、指先１２の先端側が接触するように配置されているため、指先１２の低温部分の温度を計測することができ、指先１２の全体が温度閾値Ｔ１以上であるか否かを正確に判定して、適正な脈波信号を取得することができる。

また、透光板１６の上側表面の全面に渡って設定された測定領域２９に、一対のＬＥＤ２、フォトダイオード３、温度センサ１８が配置されるため、透光板１６上に置かれる指先１２の温度を正確に検出することが可能となる。更に、ヒータ２１が透光板１６の外周部に設けられていないため、一対のＬＥＤ２とフォトダイオード３の動作温度を低くして、脈波の検出精度の更なる向上を図ることが可能となる。また、ユーザは、指先１２を案内部７Ａの形状に合わせて置くことによって、指先１２が透光板１６上に案内されるため、指先１２の脈波の検出を迅速に実行することができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る脈波検出装置８１について図１０に基づいて説明する。尚、以下の説明において上記図１乃至図６の第１実施形態に係る脈波検出装置１の構成等と同一符号は、第１実施形態に係る脈波検出装置１の構成等と同一あるいは相当部分を示すものである。

第３実施形態に係る脈波検出装置８１の概略構成は、第１実施形態に係る脈波検出装置１とほぼ同じ構成である。また、ＲＯＭ４３には、脈波を検出する「脈波検出処理１」のプログラムが記憶されている。

但し、図１０に示すように、第３実施形態に係る脈波検出装置８１は、上蓋７の上側表面部に、案内部７Ａに替えて、前後方向中央部から前端部までの間の略中央位置から後端部まで、所定深さ、例えば、約５ｍｍの深さで窪んで、２本の指先１２、８２を上側から挿入可能な案内部８４が形成されている。案内部８４の左右方向の幅は、上蓋７の右端側から左方向の部分に、２本の指先１２、８２を上側から置くことができるように、案内部７Ａの左右方向の幅の約２倍の幅寸法に形成されている。

また、案内部８４の前側の端縁部は、２本の指先１２、８２の先端部の形状に合うように、平面視前側方向に突出する２個の円弧状部８４Ｂ、８４Ｃが左右方向に連続して形成されている。また、指先１２の先端部に対向する円弧状部８４Ｂの前側端縁部から上蓋７の前端部までの距離は、案内部７の指先１２の先端部に対向する前側端縁部から上蓋７の前端部までの距離にほぼ等しくなるように形成されている。

また、回路基板１１は、上蓋７の左右方向中央部よりも左側の位置に配置され、案内部８４の底面部８４Ａに２本の指の指先１２、８２を上側から置いた場合には、指先１２の表面が透光板１６上に密着し、指先８２の表面が底面部８４Ａ上に密着するように構成されている。例えば、右手の人差し指の指先１２を透光板１６上に置くと共に、右手の中指の指先８２を底面部８４Ａ上に置くことが可能に構成されている。

また、２本の指先１２、８２のうち、透光板１６に対して右側に置かれた指先８２に対向する位置には、温度センサ１８に替えて、温度センサ８３が配置されている。この温度センサ８３は、底面部８４Ａの上端面から所定深さ、例えば、１．５ｍｍの深さで窪んだ凹部８５が形成され、サーミスタ等で構成された温度センサ８３が凹部８５内に固定されている。

また、底面部８４Ａの上端面には、ヒータ２１に替えて、透光板１６が嵌入される貫通孔１３の上端外周縁部から、透光板１６に対して右側に置かれた指先８２に対向する部分まで略横長四角形に延出されたヒータ（ヒータ部）８６が埋め込まれている。また、温度センサ８３の外周部とヒータ８６との間には、温度センサ８３の全周に渡って所定幅、例えば、２ｍｍの幅の隙間８７が形成され、温度センサ８３とヒータ８６とは、離れて配置されている。

従って、第３実施形態に係る脈波検出装置８１では、ＣＰＵ４１は、上記「脈波検出処理１」を実行することによって、第１実施形態に係る脈波検出装置１が奏する効果と同様の効果を奏することが可能である。尚、ユーザは、脈波検出装置８１の案内部８４に合わせて、透光板１６上に指先１２を置き、温度センサ８３上に指先８２を置いている。そして、ユーザが、パーソナルコンピュータ５１に接続された不図示のキーボード等を介して、脈波検出装置８１による脈波の検出開始を指示する脈波検出指示を入力した場合に、パーソナルコンピュータ５１は、ケーブル５を介して検出開始信号を脈波検出装置８１に対して出力する。

また、第３実施形態に係る脈波検出装置８１では、温度センサ８３は、透光板１６に対して右側に置かれた指先８２に対向する位置に配置されるため、一対のＬＥＤ２及びフォトダイオード３を大きくして、一対のＬＥＤ２の発光強度を高めることができ、指先１２に対する脈波の検出精度の向上を図ることが可能となる。更に、ヒータ８６の面積を大きくすることができ、指先１２及び指先８２を迅速に暖めることが可能となり、指先１２の脈波測定時間の短縮化を図ることが可能となる。また、ユーザは、２本の指先１２、８２を案内部８４の形状に合わせて底面部８４に上側から置くことによって、指先１２が透光板１６上に案内されると共に、指先８２が温度センサ８３上に案内されるため、指先１２の脈波の検出を迅速に実行することができる。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係る脈波検出装置９１について図１１に基づいて説明する。尚、以下の説明において上記図１乃至図６の第１実施形態に係る脈波検出装置１、及び、上記図１０の第３実施形態に係る脈波検出装置８１の構成等と同一符号は、第１実施形態に係る脈波検出装置１及び第３実施形態に係る脈波検出装置８１の構成等と同一あるいは相当部分を示すものである。

第４実施形態に係る脈波検出装置９１の概略構成は、第３実施形態に係る脈波検出装置８１とほぼ同じ構成である。
但し、図１１に示すように、第４実施形態に係る脈波検出装置９１は、ヒータ８６が設けられていない点で異なっている。また、ＲＯＭ４３には、脈波を検出する「脈波検出処理１」のプログラムに替えて、脈波を検出する「脈波検出処理２」のプログラムが記憶されている点で異なっている。

また、脈波検出装置９１は、案内部８４に替えて、案内部７Ａが上蓋７の左右方向中央部よりも左側の位置に配置されている。また、この案内部７Ａの右側には、緑色ＬＥＤ２３の少し下側から後端部まで、所定深さ、例えば、約５ｍｍの深さで窪んで、指先８２を上側から挿入可能な平面視略Ｕ字形の案内部９２が、案内部７Ａに対して平行に配置されている。案内部９２の指先８２の先端部に対向する円弧上部９２Ａは、上蓋７の右端部まで延出されているため、案内部９２の右側縁部は、開放されている。また、案内部９２の左右方向の幅は、案内部７Ａの左右方向の幅にほぼ等しくなるように形成されている。

また、回路基板１１は、上蓋７の左右方向中央部よりも左側の位置に配置され、案内部７Ａの底面部７Ｂには、上蓋７の前後方向中央部よりも少し後ろ側の位置において、底面部７Ｂの左右方向中央部に、透光板１６、一対のＬＥＤ２、フォトダイオード３が配置されている。また、案内部９２の底面部９２Ｂには、上蓋７の前後方向中央部で、且つ、底面部９２Ｂの左右方向中央部の位置に、温度センサ１８に替えて、温度センサ８３が配置されている。この温度センサ８３は、底面部９２Ｂの上端面から所定深さ、例えば、１．５ｍｍの深さで窪んだ凹部８５が形成され、サーミスタ等で構成された温度センサ８３が凹部８５内に固定されている。

従って、第４実施形態に係る脈波検出装置９１では、ＣＰＵ４１は、上記「脈波検出処理２」を実行することによって、第２実施形態に係る脈波検出装置７１が奏する効果と同様の効果を奏することが可能である。尚、ユーザは、指先１２を案内部７Ａに合わせて、透光板１６上に置き、指先８２を案内部９２に合わせて、温度センサ８３上に置いている。そして、ユーザが、パーソナルコンピュータ５１に接続された不図示のキーボード等を介して、脈波検出装置９１による脈波の検出開始を指示する脈波検出指示を入力した場合に、パーソナルコンピュータ５１は、ケーブル５を介して検出開始信号を脈波検出装置９１に対して出力する。

また、第４実施形態に係る脈波検出装置９１では、温度センサ８３は、案内部９２の底面部９２Ｂに置かれた指先８２に対向する位置に配置されるため、一対のＬＥＤ２及びフォトダイオード３を大きくして、一対のＬＥＤ２の発光強度を高めることができ、指先１２に対する脈波の検出精度の向上を図ることが可能となる。また、ユーザは、各指先１２、８２を各案内部７Ａ、９２の形状に合わせて置くことによって、指先１２が透光板１６上に案内されると共に、指先８２が温度センサ８３上に案内されるため、指先１２の脈波の検出を迅速に実行することができる。

［第５実施形態］
次に、第５実施形態に係る脈波検出装置１０１について図１２に基づいて説明する。尚、以下の説明において上記図１乃至図６の第１実施形態に係る脈波検出装置１の構成等と同一符号は、第１実施形態に係る脈波検出装置１の構成等と同一あるいは相当部分を示すものである。

第５実施形態に係る脈波検出装置１０１の概略構成は、第１実施形態に係る脈波検出装置１とほぼ同じ構成である。また、ＲＯＭ４３には、脈波を検出する「脈波検出処理１」のプログラムが記憶されている。

但し、図１２に示すように、第５実施形態に係る脈波検出装置１０１は、ヒータ２１に替えて、透光板１６の後端縁部の近傍位置に、左右方向に長い平面視細長四角形状のヒータ１０２が、案内部７Ａの底面部７Ｂに埋め込まれている。つまり、ヒータ１０２は、透光板１６の指先１２の根元側の端縁部の近傍位置に、左右方向に沿って配置されている。ヒータ１０２の左右方向の長さは、指先１２の幅よりも長くなるように形成されている。そのため、案内部７Ａの左右方向における両側面部には、透光板１６の指先１２の根元側の端縁部に対向する位置から後端部まで、ヒータ１０２の左右両端部よりも外側に位置するように左右方向外側に拡張された各拡張部７Ｃが設けられている。

従って、第５実施形態に係る脈波検出装置１０１では、ＣＰＵ４１は、上記「脈波検出処理１」を実行することによって、第１実施形態に係る脈波検出装置１が奏する効果と同様の効果を奏することが可能である。尚、ユーザは、脈波検出装置１０１の案内部７Ａに合わせて、透光板１６上に指先１２を置いている。また、ヒータ１０２は、透光板１６の指先１２の根元側の端縁部の近傍位置に、左右方向に沿って配置されているため、一対のＬＥＤ２とフォトダイオード３へのヒータ１０２よる加熱の影響を回避して脈波の検出精度の更なる向上を図ることが可能となる。また、ユーザは、指先１２を案内部７Ａの形状に合わせて置くことによって、指先１２が透光板１６上に案内されるため、指先１２の脈波の検出を迅速に実行することができる。

尚、本発明は前記第１実施形態乃至第５実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。

（Ａ）例えば、前記第３実施形態に係る脈波検出装置８１において、案内部８４を上蓋７の左右方向中心線に対して左右反転して配置してもよい。また、前記第４実施形態に係る脈波検出装置９１において、各案内部７Ａ、９２を上蓋７の左右方向中心線に対して左右反転して配置してもよい。そして、それぞれにおいて、回路基板１１を左右方向中央部よりも右側の位置に配置するようにしてもよい。また、温度センサ８３を透光板１６に対して左側に置かれた指先に対向する位置に配置するようにしてもよい。

これにより、左手の人差し指の指先を透光板１６上に置き、左手の中指の指先を温度センサ８３上に置いた状態で、右手でパーソナルコンピュータ５１に接続された不図示のキーボード等を容易に操作することが可能となる。

（Ｂ）例えば、各脈波検出装置１、７１、８１、９１、１０１において、各案内部７Ａ、８４、９２の形状を変更して、透光板１６上に足の指の指先、耳等の末梢部位を載置して、脈波を検出するようにしてもよい。

１、７１、８１、９１、１０１ 脈波検出装置
２ ＬＥＤ
３ フォトダイオード
７Ａ、８４、９２ 案内部
１１ 回路基板
１２、８２ 指先
１６ 透光板
１８、８３ 温度センサ
２１、８６、１０２ ヒータ
２８ 血管
３１ 制御回路部
４１ ＣＰＵ
４２ ＲＡＭ
４３ ＲＯＭ
６１、６２ 脈波信号

Claims (8)

1. 末梢部位の血管の脈波を検出する脈波検出部と、
   前記末梢部位の温度を計測する温度計測部と、
   前記温度計測部によって計測された計測温度が、所定の脈波計測閾値以上か否かを判定する温度判定部と、
   前記温度判定部により前記計測温度が前記脈波計測閾値以上であると判定されない場合には、前記脈波検出部による脈波の検出を実行せず、
   前記温度判定部により前記計測温度が前記脈波計測閾値以上であると判定された場合に、前記脈波検出部を介して前記脈波の検出を実行するように制御する制御部と、
   を備えたことを特徴とする脈波検出装置。
2. 前記末梢部位を暖めるヒータ部を備え、
   前記制御部は、前記温度判定部により前記計測温度が前記脈波計測閾値以上であると判定されない場合には、前記ヒータ部に電力を供給するように制御することを特徴とする請求項１に記載の脈波検出装置。
3. 前記脈波検出部は、前記末梢部位として手の指先の脈波を検出し、
   前記温度計測部は、前記脈波検出部が脈波を検出する第１の指先の温度を計測するように配置され、前記第１の指先の温度を継続して計測することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の脈波検出装置、
4. 前記制御部は、前記温度判定部を介して前記計測温度が前記脈波計測閾値以上であると判定されるまで前記温度計測部に電力を供給するように制御し、
   前記温度判定部を介して前記計測温度が前記脈波計測閾値以上であると判定された場合には、前記ヒータ部への電力の供給を停止することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の脈波検出装置。
5. 前記脈波検出部は、
   前記末梢部位に向けて光を発する発光素子と、
   前記発光素子が発した光のうち前記末梢部位から反射してくる光を受光可能な受光素子と、
   前記発光素子が発した光と前記末梢部位から反射して前記受光素子が受光する光の光路上に配置される透光板と、
   を有し、
   前記ヒータ部は、前記透光板の外側周縁部に配置され、
   前記末梢部位を配置させる測定領域に、前記脈波検出部と、前記温度計測部と、前記ヒータ部とが配置されることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の脈波検出装置。
6. 前記温度計測部は、前記ヒータ部から所定距離だけ離間して配置されていることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の脈波検出装置。
7. 前記温度計測部は、前記脈波検出部に対して前記末梢部位の先端側に位置するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の脈波検出装置。
8. 前記末梢部位の形状に合わせて形成されると共に、前記末梢部位を前記脈波検出部及び前記温度計測部に案内するように形成された案内部を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の脈波検出装置。

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