JP2016059625A - 生体情報測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出した生体情報を、検出位置に対応付けて提示する生体情報測定装置を提供する。
【解決手段】生体情報測定装置１は、複数の電極を有する測定部２により、生体の測定領域に接触し生体情報を検出する。そして、画像データ入力部６により測定領域の位置を特定するためのマークを含む画像データを取得し、演算処理部３により生体情報をマークに基づいて測定部位の画像データに当てはめて合成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、生体情報測定装置に関するものである。

生体の体表面の電位分布等の生体情報は、医師などが生体の状態を把握するのに寄与し得る。生体情報は、より多くの体表面上の点から取得することにより、より正確かつ総合的な判断を可能とする。このため、体表面心電計は、一般的な１２誘導心電計よりも多くの点から心電位を測定し、体表面の電位分布を２次元的に表示する電位分布図を作成する。従前の体表面心電計では、被験者の上半身に多数の電極を等間隔になるように貼り付けて、測定を行っていた。

一方、相互に二次元状に配置が固定された多数の電極を用いて、これら電極を胸部に同時に押圧することにより、各電極から同時に胸部の体表面における電位を測定し電位分布図を作成する体表面心電計も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４２７２７０３号公報

しかしながら、従来の体表面心電計では、出力される体表面電位マップが実際の体のどこに対応しているのかを正確に把握することはできない。例えば、特許文献１に開示された体表面心電計は、電位分布図を描画して出力するが、電位分布図中と被験者の体の部位とを対応付ける情報がないため、分布図中の電位が生体の何処で検出された電位であるかを正確に認識することができない。このため、生体の状態を正確に把握することが困難となっている。

本発明は、かかる観点に鑑みてなされたもので、検出した生体情報を、検出位置に対応付けて提示することができる生体情報測定装置を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成する生体情報測定装置の発明は、
生体の測定領域に接触し、生体情報を検出する複数の測定電極を有する測定部と、
前記測定領域を含み前記測定領域の位置を特定するためのマークが表示された撮影画像データを取得し、前記生体情報を前記マークの位置に基づいて前記撮影画像データに当てはめることにより合成する演算処理部と
を備えることを特徴とするものである。

前記生体情報測定装置は、前記演算処理部により前記撮影画像データと合成された前記生体情報を表示する表示部を備えることができる。

さらに、前記生体情報測定装置は、前記生体の前記撮影画像データを取得する領域に、前記マークを付与するマーキング手段を備えることが好ましい。

また、前記マーキング手段は、前記測定領域内または該測定領域の近傍の少なくとも二つの点を照射するレーザを用いることができる。

さらに、前記生体情報測定装置は、前記マーキング手段が配置され、前記生体の前記測定領域に対して位置決め可能、且つ、少なくとも前記測定部を着脱可能に載置する架台を備えることが好ましい。

また、前記生体情報測定装置は、前記測定領域を前記マークとともに撮影し、前記撮影画像データを生成する撮影部を備えることができる。

さらに、前記生体情報測定装置が測定する前記生体情報は生体電位であり、前記演算処理部は前記測定領域の体表面電位マップを前記撮影画像データと合成するように構成することができる。あるいは、前記生体情報は生体インピーダンスであり、前記演算処理部は前記測定領域の生体インピーダンスマップを前記撮影画像データと合成するように構成しても良い。

前記演算処理部は、前記マークの配置に基づいて前記撮影画像データの歪みを検出し、該歪みに基づいて前記生体情報を前記撮影画像に当てはめる際に補正を行うようにすることができる。

本発明によれば、測定領域を含み、測定領域の位置を特定するためのマークが表示された撮影画像データを取得し、生体情報をマークの位置に基づいて撮影画像データに当てはめて合成するようにしたので、検出した生体情報を、検出位置に対応付けて提示することができる生体情報測定装置を提供することができる。

本発明の生体情報測定装置の概略構成を示す機能ブロック図である。 本発明に係る生体情報測定装置の一例としての、第１実施の形態に係る生体電位測定装置による測定の様子の概略を示す外観図である。 図２における本体部の下面を上側に向けた外観図である。 図２の生体電位測定装置（架台を除く）の概略構成を示す図である。 図２の架台を斜め下側より見た外観図である。 第１実施の形態に係る生体電位測定装置を用いた体表面電位の測定手順を示すフローチャートである。 可視光レーザの照射を説明する側面図である。 測定部位を、タブレットＰＣを用いて撮影する様子を説明するイメージ図である。 演算処理部で生成される体表面電位マップを示す図である。 測定部位の撮影画像と合成された体表面電位マップを示す図である。 第２実施の形態に係る生体電位測定装置を用いた体表面電位の測定手順を示すフローチャートである。 測定領域の位置決めを説明する図である。 撮影した測定部位の一例を示す図である。 第３実施の形態に係る生体電位測定装置（架台を除く）の概略構成を示す図である。 図１４の生体電位測定装置を用いた測定方法を説明する図である。 本発明に係る生体情報測定装置の一例としての、第４実施の形態に係る生体インピーダンス測定装置（架台を除く）の概略構成を示す図である。 図１６の生体インピーダンス測定装置を用いた測定方法を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

具体的な実施形態を例示して説明する前に、本発明の生体情報測定装置の機能的な構成の概略を図１の機能ブロック図を用いて説明する。

図１に示すように、生体情報測定装置１は、測定部２、演算処理部３を備える。生体情報測定装置１はさらに、表示部４、操作部５および画像データ入力部６を備えることができる。測定部２は、複数の測定電極により被験者の測定部位に接触し、体表面電位や生体インピーダンス等の生体情報を検出する。演算処理部３は、測定部２で検出した生体情報を加工、処理して、波形図や電位マップや生体インピーダンスマップなどを生成し、画像データ入力部６から得られる撮影画像データと合成する。表示部４は、演算処理部３で合成された画像を表示する。操作部５は、測定条件の設定、測定の開始・終了、合成された画像の調整等、使用者による種々の操作を受け付ける。画像データ入力部６は、被験者の測定領域の位置を特定するためのマークが付けられた測定領域およびその周辺の画像データを取得する。なお、本明細書において、測定電極により生体情報を検出する領域を測定領域と呼び、被験者の体表面上の測定領域の位置を測定位置と呼ぶ。また、測定領域およびその周辺を含む領域を測定部位と呼ぶ。さらに、個々の測定電極により生体情報を検出する位置を検出位置と呼ぶ。マークは、例えば被験者の長方形の測定領域の四隅またはその近傍に付される。演算処理部３による生体情報と取得した撮影画像データとの合成は、このマークの位置に基づいて行う。

ここで、演算処理部３は合成した画像データを、図示しない記憶部に格納するようにしても良い。また、生体情報測定装置１は表示部４を持たず、合成した画像データを外部のＰＣ等に転送して表示するようにしても良い。また、操作部５は、キーボードやタッチパネル等種々の形態が可能である。タッチパネル式の表示部４が、操作部５の機能を兼ねる場合もある。画像データ入力部６は、例えば、生体情報測定装置１に内蔵されたカメラであり、直接測定部位を撮影することができる。あるいは、画像データ入力部６は、デジタルカメラや携帯情報端末等の外部の撮影装置から、画像データを電子ファイルやデジタル信号として受け取る外部インタフェースでも良い。

（第１実施の形態）
次に、本発明に係る生体情報測定装置の実施の形態について説明する。図２は、本発明に係る生体情報測定装置の一例としての、第１実施の形態に係る生体電位測定装置を用いた測定の様子の概略を示す外観図である。なお、図２および以下の外観図は説明のため簡略化したものであり、装置の正確な形状、各構成要素の正確な配置を示すものではない。

図２に示すように、本実施の形態の生体電位測定装置１０は、本体部１１、一端を本体部１１に接続された複数の測定電極１２、本体部１１にコードを介して接続された基準電極１３、本体部１１の上部に取り付けられたタブレットＰＣ１４および架台１５を含んで構成されている。また、架台１５は、テーブル１６、操作ダイヤル１７によりテーブル１６を昇降させる昇降機構（図示せず）、昇降機構により伸縮可能な４つの脚部１９を含んで構成されている。

架台１５を除く生体電位測定装置１０の構成を、図３および図４を参照して説明する。図３は、図２の生体電位測定装置１０の本体部１１の下面を上側に向けた外観図である。また、図４は図２の生体電位測定装置１０（架台を除く）の概略構成を示す図である。本実施の形態では、本体部１１は、箱型の筺体を有している。図３に示すように、本体部１１の筺体には、側面に段差１１ａが設けられ、段差１１ａの測定電極１２側が、タブレットＰＣ１４側よりも、水平断面の長方形の形状が小さくなっている。さらに、本体部１１の段差１１ａよりもタブレットＰＣ１４寄りの対向する２つの側面には、本体部１１を持ち上げるための取っ手１１ｂが設けられている。また、タブレットＰＣ１４は、本体部１１の上面に着脱可能に取り付けられている。本体部１１とタブレットＰＣ１４との間は、データの送受信が可能なように、有線または無線の接続インタフェース２７（例えば、ＵＳＢ、ブルートゥース、ＩＥＥＥ８０２．１１等の規格に準拠したインタフェース）を介して接続することができる。

複数の測定電極１２は、本体部１１の筺体の一面（図２において下面）に棒状に突出して設けられている。本体部１１の測定電極１２が設けられた面を、以下測定面ｍｓと呼ぶ。図３に図示した本実施の形態の測定部２は、８×１２の合計９６本の測定電極１２を備えるが、電極の数は９６本に限定されない。測定電極１２は弦巻バネなどを有しており、生体表面の凹凸に対しても弦巻バネの伸縮により、全測定電極１２が生体に接触可能である。

また、本体部１１には、受け側コネクタ２１が設けられ、本体部１１は、受け側コネクタ２１に着脱可能な差し込みコネクタ２８およびコード２９を介して基準電極１３に接続されている。基準電極１３は、図２に示すように被験者Ｓの左腕に接続され、体表面の電位に対する基準電位を、被験者Ｓに印加する。この基準電位は、好ましくはグランド（ＧＮＤ）電位である。図４に示すように、基準電極１３はコード２９、差し込みコネクタ２１および受け側コネクタ２８を介して、本体部１１内の各測定電極１２に対応した増幅部２２の差動入力の−入力側に接続される。これに対して、各増幅部２２の＋入力側に対応する測定電極１２が接続され、基準電極１３との電位差が増幅される。増幅された各測定電極１２の信号は、Ａ／Ｄ変換部２３でデジタル信号に変換され、生体電位データとして、第１の演算処理部２５に伝達される。したがって、本実施の形態においては、測定部２は、測定電極１２、基準電極１３、増幅部２２、Ａ／Ｄ変換部２３を含んで構成される。

第１の演算処理部２５は、本体部１１内に設けられたＣＰＵやメモリ等で構成されており、測定部２から得られた生体電位データを受信処理することに加え、生体電位測定装置１０を機能させるための多様な処理および生体電位測定装置１０の各部の動作を制御する。例えば、第１の演算処理部２５は、測定部２から取得する各測定電極１２が検出した電位に基づいて、各測定電極１２の生体への接触の有無を判別する。

タブレットＰＣ１４は、ＣＰＵやメモリ等で構成される第２の演算処理部２６、および、薄型で一面に液晶などのタッチパネル式の表示部４を有するコンピュータである。本実施の形態では、タブレットＰＣ１４は、本体部１１に着脱可能とされており、本体部１１に接続されたときは、本体部１１の第１の演算処理部２５と第２の演算処理部２６とが通信可能となる。これにより、第２の演算処理部２６は、第１の演算処理部２５から生体電位データを受け取り、各測定位置における電位の大きさを示す分布図である体表面電位マップや、各検出位置の波形図等を作成することができる。また、例えば、第２の演算処理部２６は、被験者Ｓの測定部位の撮影画像データを、図示しないタブレットＰＣ１４内部の記憶部に記憶することができる。さらに、第２の演算処理部２６は、この測定部位の撮影画像データと体表面電位マップ等の生体情報とを合成し、表示部４に表示することができる。このように、第１の演算処理部２５と第２の演算処理部２６とは、協働して演算処理部３の機能を提供する。
また、タブレットＰＣ１４は、表示部４のタッチパネルを通じて、使用者による測定条件の設定や表示画像の加工などの各種入力を受け付ける。したがって、本実施の形態では、表示部４は、操作部５の機能を兼ね備えている。また、タブレットＰＣ１４は、撮影部２４すなわちカメラを有することができる。その場合、タブレットＰＣ１４を被験者Ｓの測定部位の撮影に用いることができ、測定部位の撮影画像データは、第２の演算処理部２６に送られ、図示しない記憶部により記憶される。この場合、タブレットＰＣ１４の有する撮影部２４が、画像データ入力部６の機能を提供する。タブレットＰＣ１４としては、市販の製品を利用することができる。

次に、本実施の形態における架台１５について説明する。図５は、図２の架台１５を斜め下側から見た外観図である。架台１５のテーブル１６は、中央に略長方形の開口部１６ａが設けられている。この開口部１６ａは、図３に示した本体部１１の段差１１ａの測定面ｍｓ側の部分の外形よりわずかに大きく、本体部１１の段差１１ａの測定面ｍｓとは反対側の部分の外形よりわずかに小さくされている。これにより、本体部１１の筺体をテーブル１６の上部から測定面ｍｓを下に向けて、開口部１６ａを通し、テーブル１６の上面に段差１１ａを載せた状態で、架台１５に本体部１１を載置することができる。このように、架台１５は、測定領域に対して位置決め可能、且つ、測定部２を着脱可能に載置している。

また、テーブル１６の下側の面、すなわち、測定時の被験者Ｓ側の面には、開口部１６ａの四隅の近傍に、それぞれ可視光を照射する可視光レーザ１８（マーキング手段）が、照射方向を測定時の設置状態で鉛直方向下向きになるように配置されている。可視光レーザ１８としては、例えば円形のスポットを射出する半導体レーザを用いることができる。これにより、可視光レーザ１８は測定領域の近傍の点を照射し、撮影画像データを取得する領域に測定位置の目印となるマークを付与する。なお、可視光レーザ１８の個数は４つに限られない。例えば、開口部１６ａの四隅のうち２つまたは３つを選び、それぞれの近傍に可視光レーザ１８を配置しても良いあるいは、開口部１６ａの四隅の近傍を含む５つ以上の位置に、可視光レーザ１８を合計５つ以上配置することもできる。また、可視光レーザ１８が照射されるマークの位置は、測定領域の外縁およびその近傍のみならず、内部に配置することもできる。さらに、可視光レーザ１８は、テーブル１６に配置された図示しないスイッチ等によって、点灯および消灯させることができるようにされている。

架台１５のテーブル１６の四隅の近傍には、それぞれ伸縮可能な脚部１９が取り付けられている。各脚部１９は、テーブル１６上に設けられた操作ダイヤル１７を操作することにより、図示しない昇降機構によって、テーブル１６の上面を、水平を保った状態で昇降させることができるようにされている。昇降機構は、使用者の手動によるものでも、電気的な駆動装置を有するものであっても良い。また、昇降機構は、本体部１１をテーブル１６上に載置した際に本体部１１の第１の演算処理部２５と電気的に接続され、第１の演算処理部２５の制御によりテーブル１６を昇降させるように構成することもできる。

次に、図６を用いて、生体電位測定装置１０による体表面電位の測定について説明する。図６は、第１実施の形態に係る生体電位測定装置１０を用いた体表面電位の測定手順を示すフローチャートである。

まず、被験者Ｓが仰向けの状態で、架台１５をテーブル１６の開口部１６ａが被験者Ｓの胸部の上方にくるように設置する。このとき本体部１１はテーブル１６に載置されていない。そして、図７に示すように４つの可視光レーザ１８を点灯させ、被験者Ｓの胸部に向けて照射する（ステップＳ０１）。次に、可視光レーザ１８の照射位置を見ながら、測定したい位置に架台１５を水平方向に動かして測定位置を調整する（ステップＳ０２）。これによって、測定領域を４つの可視光レーザ１８の照射される照射位置に囲まれた領域内の領域に確定させる。以降ステップＳ０４までの手順では、被験者Ｓおよび架台１５の位置を動かさないようにする。

次に、本体部１１からタブレットＰＣ１４を外し、タブレットＰＣ１４の撮影部２４を用いて、テーブル１６の開口部１６ａを通して測定部位を撮影する（ステップＳ０３）。図８は、タブレットＰＣ１４を用いて測定部位を撮影する様子を、上方より見た図である。図８中における破線は仮想的な線であり、この破線で囲まれた長方形の領域ｍａは、測定領域を示している。測定部位の画像は、当該測定領域の位置を特定するためのマーク３１とともに撮影される。本実施の形態では具体的には、このマーク３１は、可視光レーザ１８の４つの照射位置を示すものである。取得した撮影画像データは、タブレットＰＣ１４内にデジタルデータとして保存される。この撮影の後、可視光レーザ１８を消灯する。なお、図８には、操作ダイヤル１７の操作を、４つの脚部１９に伝達するためのベルト１７ａが表示されている。

測定部位の撮影の後、タブレットＰＣ１４を本体部１１に取り付け、この状態で、本体部１１をテーブル１６上に載置し、被験者Ｓの左手に基準電極１３を装着する。これによって、図２に示した生体電位測定装置１０の測定状態となる。本体部１１をテーブル１６上に載置した後、使用者は、操作ダイヤル１７を操作して、全ての測定電極１２が被験者Ｓの測定領域に接するまで、テーブル１６とともに本体部１１を降下させる。全ての測定電極１２が測定領域に接したところで、生体電位測定装置１０は、各検出位置の電位検出を行う（ステップＳ０４）。なお、テーブル１６の降下、全ての測定電極１２の測定領域への接触の確認、および、電位検出の一連の操作は、第１の演算処理部２５の制御によって自動で行うようにしても良い。その場合は、架台１５は、上述のように本体部１１と電気的に接続され第１の演算処理部２５により制御される昇降機構を有し、且つ、測定部２は測定電極１２の測定領域への接触を検出して第１の演算処理部２５に伝達するように構成される。

本実施の形態では、第２の演算処理部２６は、電位の分布を示すために、多様な図を作成することができるようにされている。例えば、第２の演算処理部２６は、測定領域の体表面電位マップを作成する（ステップＳ０４）。体表面電位マップとは、図９に示すように、等電位線ｉｅｌを用いて、測定面ｍｓに対向する生体の各位置における電位の大きさを示す分布図である。第２の演算処理部２６は、測定部２から取得する各測定電極１２の電位の値および各測定電極１２による検出位置の２次元座標に基づいて、測定電極１２による検出位置間の各位置における電位の推定値を補間により算出する。さらに、第２の演算処理部２６は、算出した電位の推定値に基づいて等電位線ｉｅｌを描画する。体表面電位マップ３２の外部輪郭は測定領域の形状と実質的に同一であり、測定領域内の位置毎の電位が、体表面電位マップ３２内で相対的に同じ位置に表示される。さらに、体表面電位マップ３２には、各検出位置が、例えば黒点３３などにより表示される。

次に、第２の演算処理部２６は、タブレットＰＣ１４により撮影された測定領域を含む測定部位の撮影画像データと、電位検出により得られた生体情報とを合成する（ステップＳ０５）。電位検出により得られた生体情報とは、例えば体表面電位マップ３２である。具体的には、第２の演算処理部２６は、画像データから４つのマーク３１、すなわち、可視光レーザ１８の照射位置を読み取り、図１０に示すように、このマーク３１に囲まれた領域内に、生体情報を各測定電極１２の検出位置に基づいて、当てはめて合成する。好ましくは、可視光レーザ１８は、４つのマーク３１が測定領域の四隅に近接して位置するように配置される。しかし、マーク３１と測定領域との間が離間している場合でも、マーク３１と測定領域との配置関係は、テーブル１６の下面の可視光レーザ１８の配置等により決まっている。例えば、測定領域の各頂点の位置に対して、対応するマーク３１がどの方向にどれだけの距離をおいて離間するかは、レーザ１８の配置により決まる。従って、第２の演算処理部２６は、そのようなマーク３１と実際の測定領域との配置関係を考慮して、画像を合成する。これによって、体表面電位マップ３２など測定された生体情報と測定領域内の検出位置との関係が撮影画像上で明確になる。合成された画像は、タブレットＰＣ１４の表示部４に表示される。また、合成された画像は、タブレットＰＣ１４の図示しない記憶部に記録することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、生体電位測定装置１０は、撮影部２４（タブレットＰＣ１４のカメラ）を用いて、可視光レーザ１８による測定領域の位置を特定するためのマーク３１を含む撮影画像を取り込み、測定電極１２から得られた体表面電位マップ３２等の生体情報と合成して表示、および／または、記録するようにしたので、生体電位情報を測定部位の撮影画像上に明確に対応付けして表示、記録することができる。これによって、使用者が容易に測定位置を把握することができる。また、本実施の形態では、タブレットＰＣ１４を用いることにより、通常の市販のタブレットＰＣが内蔵しているタッチパネルを表示部４および操作部５とし、カメラを撮影部２４（画像データ入力部６）として使用することができ、装置や架台にカメラを別途搭載する必要もない。これによって、安価に装置を構成することが可能である。

なお、上記のような本体部１１とタブレットＰＣ１４との機能分担は一例であって、他の機能分担の方法も可能である。例えば、タブレットＰＣ１４では、体表面電位マップ３２等の測定された生体情報と測定部位の撮影画像の合成を行わず、本体部１１で行うようにしても良い。その場合、演算処理部３の機能は、概ね本体部の第１の演算処理部２５が担う。あるいは、電位検出時の本体部１０の制御などのより多くの機能を、タブレットＰＣ１４側に配置することもできる。この場合、演算処理部の機能は、概ねタブレットＰＣ１４の第２の演算処理部２６が担う。

また、被験者Ｓの測定部位の撮影には、タブレットＰＣ１４ではなく、デジタルカメラや携帯情報端末（例えば、スマートフォンなど）等の外部の撮影装置を用い、撮影したデジタル画像データを、直接デジタルカメラや携帯情報端末（例えば、スマートフォンなど）等の外部の撮影装置から、あるいは、タブレットＰＣ１４を介して本体部１１に入力するようにしても良い。

（第２実施の形態）
図１１は、第２実施の形態に係る生体電位測定装置を用いた体表面電位の測定手順を示すフローチャートである。第２実施の形態の生体電位測定装置１０では、第１実施の形態とは異なり架台を使用しない。生体電位測定装置１０は、第１実施の形態における架台１５を除いた構成と同様のものであるから、同一または類似の構成要素には同一の参照符号を付して説明を省略する。以下に、生体情報である生体電位の検出および検出した生体電位と撮影画像データとの合成の手順を説明する。

まず、タブレットＰＣ１４を載置した本体部１１を被験者Ｓの測定部位に接触させて測定位置を決定する。測定位置を決定したら、図１２に示すように目印用のシール３４を、被験者Ｓの体表面上の測定領域の四隅の近傍に貼り付ける（ステップＳ１１）。（なお、この時点ではタブレットＰＣ１４は、本体部１１から取り外されていても良い。）次に、タブレットＰＣ１４を本体部１１から外し、撮影部２４を用いて測定部位を撮影する（ステップＳ１２）。図１３は撮影された測定部位の画像の一例（図１３中、長方形で囲んだ枠内）を示している。撮影が終わったら、再びタブレットＰＣ１４を本体部１１に装着する。なお、第１実施の形態と同様に、測定部位の撮影にはデジタルカメラや携帯情報端末（例えば、スマートフォンなど）等の外部の撮影装置を用いても良い。

次に、本体部１１の取っ手１１ｂを持ち、シール３４の位置を確認しながら、測定領域に測定電極１２が接触するように、被験者の胸部の上に下ろして測定を行い、得られた生体情報から体表面電位マップ等のマップを作成する（ステップＳ１３）。次に、第１実施の形態のステップＳ０５と同様に、第２の演算処理部２６が、タブレットＰＣ１４により撮影された測定部位を含む撮影画像データと、体表面電位マップ等のマップとを合成する（ステップＳ１４）。

ここで、第２の演算処理部２６は、測定部位の画像データに表示される４つのシール３４（３４ａ〜３４ｄ）によるマークを結ぶ長方形の形状が、所定の長方形からずれている場合は、測定部位の撮影画像データが正面視の画像からずれや歪みを有するものと判断することができる。そして、電位測定により得られた体表面電位マップ等の生体情報を合成する際に、測定部位の撮影画像上にその情報が表示される位置を補正する。あるいは、電位測定により得られた生体情報に合わせて、撮影画像データの各シール３４ａ〜３４ｄが所望の長方形の配置となるように、撮影画像データの方を補正しても良い。

以上のような手順によって、本実施の形態によれば、第１実施の形態と同様に、生体電位情報を測定部位の撮影画像上に表示し、および／または、これを記録することができる。したがって、使用者が容易に測定位置を把握することができる。また、測定領域をマークするために、架台を必要としないので、より小型でかつ可搬性が高い装置として構成することができる。さらに、マークに基づいて、前記生体情報を前記測定部位の撮影画像データに当てはめる際に生体情報の表示される位置または撮影画像データの補正を行うようにしたので、そのような補正を行わない場合と比べ、使用者がより正確に測定位置を把握することができる。

（第３実施の形態）
図１４は、第３実施の形態に係る生体電位測定装置（架台を除く）の概略構成を示す図である。第３実施の形態に係る生体電位測定装置は、第１または第２実施の形態に係る生体電位測定装置１０と異なり、被験者の四肢に装着する電極として、一つのグランド（ＧＮＤ）電極３５と３つの基準電極３６（３６ａ〜３６ｃ）とを備える。グランド電極３５は、図１５に示すように被験者Ｓの右足に装着される。また、３つの基準電極３６ａ〜３６ｃは互いに電気的に接続され同電位となっており、それぞれ左足、右手および左手に装着される。図１４に示すように、グランド電極３５は各基準電極３６ａ〜３６ｃに対応した増幅部２２のグランドに接続され、基準電極３６ａ〜３６ｃは、差動入力の−入力側に接続される。これに対して、各増幅部２２の＋入力側には対応する測定電極１２が接続され、基準電極３６ａ〜３６ｃとの電位差が増幅される。その他の構成は、第１または第２実施の形態と同様であるので、同一または類似の構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。

本実施の形態によれば、被験者Ｓに接続される一つのグランド電極３５と３つの基準電極３６ａ〜３６ｃを有しているので、一般に広く行われている胸部単極誘導による心電図測定と同様の配置が可能になる。そして、本装置においても、第１実施の形態と同様に、生体電位情報を測定部位の撮影画像上に表示、記録することができ、使用者が容易に測定位置を把握することができる。

（第４実施の形態）
図１６は、本発明に係る生体情報測定装置の一例としての、第４実施の形態に係る生体インピーダンス測定装置（架台を除く）の概略構成を示す図である。生体インピーダンス測定装置４０は、被験者Ｓの胸部の生体インピーダンスを測定するものである。生体インピーダンス測定は、被験者の心臓から血液が拍出される心拍出量や血圧の変化等を測定するために使用できる。

生体インピーダンス測定装置４０は、本体部４１と本体部４１に着脱可能なタブレットＰＣ４２と第１実施の形態と同様な架台（図示せず）を含んで構成されている。本体部４１は、電圧測定部４４および電流制御部４５を含んで構成される。また、本体部４１は、筺体の一面に複数の測定電極４３が設けられるとともに、筺体側面には電流制御部４５と接続された受け側コネクタ４６を備える。この受け側コネクタ４６は、受け側コネクタ４６に着脱可能な差し込みコネクタ５１およびコード５２を介して、電流電極４７ａ，４７ｂに接続されている。さらに、タブレットＰＣ４２は、演算処理部４８、表示部４９および撮影部５０を備えている。

生体インピーダンス測定装置４０の本体部４１は、第１実施の形態に係る生体電位測定装置１０と同様の外観を有し、上述の複数の測定電極４３が箱型の筺体の一面（測定面）に棒状に突出して設けられている。測定電極４３の数、形状、生体表面への押圧方法等は第１実施の形態と同様である。測定電極４３はそれぞれ電圧測定部４４に電気的に接続されている。これにより、電圧測定部４４は、任意の２つの測定電極４３間の電位差を検出することができる。

電流制御部４５は、タブレットＰＣ４２の演算処理部４８の制御のもとで、この電流制御部４５に電気的に接続された２つの電流電極４７ａおよび４７ｂの間に流れる電流を一定値となるように制御する。電流電極４７ａ、４７ｂは、図１７に示すように、被験者Ｓが仰向けの状態で、例えば、左手および右足に装着され、被験者Ｓの胸部に測定電流（図１７の破線）が流れるようにする。電流電極４７ａと４７ｂとは、測定領域に応じて右手と左足、右手と左手等のように異なる四肢の組み合わせで装着することもできる。また、電流電極を２つではなく４つ用意してそれぞれの四肢に装着し、電流を印加する電極を電気的に切り替えられるようにしても良い。本実施の形態において、測定部２は、測定電極４３、電圧測定部４４、電流制御部４５、電流電極４７ａおよび４７ｂを含んで構成される。

タブレットＰＣ４２の演算処理部４８は、タブレットＰＣ４２のＣＰＵおよびメモリ等によって実現される。演算処理部４８は、本体部４１に接続された状態で、生体インピーダンス測定装置４０全体の制御を行うとともに、電圧測定部４４からの出力および電流電極４７ａおよび４７ｂの間に流れる電流に基づいて、各測定電極間の生体インピーダンスを計算する。さらに、測定領域の各測定電極間の生体インピーダンスの分布を示す生体インピーダンスマップを生成する。また、表示部４９は、タブレットＰＣ４２のタッチパネル式ディスプレイにより実現され、操作部としての機能も提供する。なお、第１実施の形態と同様に、演算処理部４８の機能の一部はタブレットＰＣ４２ではなく、本体部４１側に配置しても良い。

次に、本実施の形態の生体インピーダンス測定装置４０の測定手順について説明する。この装置を用いた測定手順は、第１実施の形態の図６で示したフローチャートの手順と類似するので、主として第１実施の形態との差異点についてのみ説明する。まず、第１実施の形態のステップＳ０１およびステップＳ０２と同様の手順により、架台の可視光レーザを点灯させ測定位置を調整する。次に、ステップＳ０３に対応して、デジタルカメラ等を用いて、架台の開口部から測定部位の画像を撮影する。撮影した画像データは、タブレットＰＣ４２に転送する。もちろん、測定部位の撮影は、タブレットＰＣ４２の撮影部５０（内蔵するカメラ等）で行うことができる。その場合、画像データのタブレットＰＣ４２への転送は必要ない。

次に、生体インピーダンス測定（図６のステップＳ０４に対応）を行う。生体インピーダンス測定では、電流制御部４５により、電流電極４７ａおよび４７ｂの間に一定の電流が流れるように電流を制御した状態で、電圧測定部４４により隣接する２つの測定電極４３を順次選択して、その電位差を検出する。演算処理部４８は、電圧測定部４４から出力された２つの測定電極４３の電位差と、その２つの電極の検出位置間を流れる電流値より、順次生体インピーダンスを算出する。そして、測定電極４３の座標および算出した生体インピーダンスに基づいて生体インピーダンスマップを作成する。生体インピーダンスマップの作成には、第１実施の形態の体表面電位マップと同様の補間処理等を行う。

以上のようにして作成した生体インピーダンスマップを、デジタルカメラ等で撮影した画像と合成することにより（図１のステップＳ０５に対応）、被験者Ｓの測定部位の撮影画像上に生体インピーダンスマップを表示することができ、測定した生体インピーダンスを検出位置に対応付けて、表示および記録することが可能になる。

なお、本発明は、上記第１〜第４実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、被験者の測定部位にマークをする方法は、可視光レーザやシールを用いたものに限られない。例えば、測定電極のうちいくつか、あるいは、全ての測定電極の先端を着色した液体に浸した後測定領域の測定を行い、その後、被験者の体表面に残った液体の跡をマークとして測定部位の画像の撮影を行い、測定した生体情報と撮影画像データとを合成することもできる。また、特定の波長を照射したときに蛍光発光する特性を有するインキを用いて、被験者の体表面にマークし、撮影時に蛍光を発する波長の光を照射して撮影をすることもできる。そうすることによって、検査後にマークの跡が見えないという利点がある。

測定部位を撮影する際のマークの数は４つに限られない。例えば、長方形の測定領域の一方の対角線上の２つの頂点に近接して、それぞれマークを配置すれば、撮影画像上のマーク間の距離に測定領域の対角線の長さを合わせることによって、撮影画像上に表示される生体情報（例えば、体表面電位マップ）の大きさ、および、撮影画像上での位置と向きとを適切に調整することが可能になる。さらに、３つ以上のマークがあれば、測定部位の撮影時のカメラと体表面との間の傾きによる画像の歪みを補正することができる。さらに、５つ以上のマークがあれば、測定領域の検出位置と撮影画像とをより精度高く合わせることができる。

また、各実施の形態では、表示部としては、タブレットＰＣのタッチパネル式の表示装置を用いたが、タブレットＰＣを使用することは必須ではない。生体情報測定装置は、表示部として、専用の表示装置を設け、測定部、演算処理部、画像データ入力部および操作部と一体として同一筺体内に構成することもできる。あるいは、画像表示用には、本体部と通信回線を介して接続されたデスクトップ型のＰＣを用いることもできる。また、演算処理部によって行う、生体情報の処理機能もデスクトップ型のＰＣに持たせることができる。

さらに、本発明で測定される情報は、胸部の生体電位や胸部生体インピーダンスに限られず、測定電極を用いて検出可能な他の生体情報を測定することも可能である。例えば、筋電図、胃電図、脳波の電位図等の測定にも適用できる。

１ 生体情報測定装置
２ 測定部
３ 演算処理部
４ 表示部
５ 操作部
６ 画像データ入力部
１０ 生体電位測定装置
１１ 本体部
１１ａ 段差
１１ｂ 取っ手
１２ 測定電極
１３ 基準電極
１４ タブレットＰＣ
１５ 架台
１６ テーブル
１６ａ 開口部
１７ 操作ダイヤル
１８ 可視光レーザ
１９ 脚部
２１ 受け側コネクタ
２２ 増幅部
２３ Ａ／Ｄ変換部
２４ 撮影部
２５ 第１の演算処理部
２６ 第２の演算処理部
２７ 接続インタフェース
２８ 差し込みコネクタ
２９ コード
３１ マーク
３２ 体表面電位マップ
３３ 黒点
３４ シール
３５ グランド電極
３６ 基準電極
４０ 生体インピーダンス測定装置
４１ 本体部
４２ タブレットＰＣ
４３ 測定電極
４４ 電圧測定部
４５ 電流制御部
４６ 受け側コネクタ
４７ａ，４７ｂ 電流電極
４８ 第２の演算処理部
４９ 表示部
５０ 撮影部
５１ 差し込みコネクタ
５２ コード
Ｓ 被験者
ｍｓ 測定面

Claims (9)

1. 生体の測定領域に接触し、生体情報を検出する複数の測定電極を有する測定部と、
   前記測定領域を含み前記測定領域の位置を特定するためのマークが表示された撮影画像データを取得し、前記生体情報を前記マークの位置に基づいて前記撮影画像データに当てはめることにより合成する演算処理部と
   を備える、生体情報測定装置。
2. 前記演算処理部により前記撮影画像データと合成された前記生体情報を表示する表示部を備える、請求項１に記載の生体情報測定装置。
3. 前記生体の前記撮影画像データを取得する領域に、前記マークを付与するマーキング手段を備える、請求項１または２に記載の生体情報測定装置。
4. 前記マーキング手段は、前記測定領域内または該測定領域の近傍の少なくとも二つの点を照射するレーザである、請求項３に記載の生体情報測定装置。
5. 前記マーキング手段が配置され、前記生体の前記測定領域に対して位置決め可能、且つ、少なくとも前記測定部を着脱可能に載置する架台を備える、請求項３または４に記載の生体情報測定装置。
6. 前記測定領域を前記マークとともに撮影し、前記撮影画像データを生成する撮影部を備える、請求項１〜５の何れか一項に記載の生体情報測定装置。
7. 前記生体情報は生体電位であり、前記演算処理部は前記測定領域の体表面電位マップを前記撮影画像データと合成する、請求項１〜６の何れか一項に記載の生体情報測定装置。
8. 前記生体情報は生体インピーダンスであり、前記演算処理部は前記測定領域の生体インピーダンスマップを前記撮影画像データと合成する、請求項１〜６の何れか一項に記載の生体情報測定装置。
9. 前記演算処理部は、前記マークの配置に基づいて前記撮影画像データの歪みを検出し、該歪みに基づいて前記生体情報を前記撮影画像データに当てはめる際に補正を行う請求項１〜８の何れか一項に記載の生体情報測定装置。

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