JP2017108761A - 生体信号検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ネックバンドの長さを調節する機構を備えることなく、使用者の頸部の太さにかかわらず、使用者の頸部により安定的に装着することが可能な生体信号検出装置を提供する。【解決手段】血圧変動推定装置３（生体信号検出装置１）は、使用者の頸部の周方向に沿って装着可能なネックバンド１３と、ネックバンド１３に取り付けられ、生体信号を検出するセンサ部１１，１２と、ネックバンド１３の両端部それぞれに、装着時における使用者の頸部の軸方向を軸として、揺動可能に取り付けられた一対の支持部材１６，１６とを備えている。ネックバンド１３は、略Ｕ字状に形成され、両端部が互いに近づく方向に付勢され、一対の支持部材１６，１６それぞれは、ネックバンド１３の内側に向けて（すなわち互いに近づく方向に）揺動するように付勢されている。各支持部材１６に作用する付勢力は、ネックバンド１３に作用する付勢力よりも弱く設定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、生体信号を検出する生体信号検出装置に関する。

近年、健康の管理や維持・増進に対する人々の関心が高まっている。そこでは、人々が、日常生活の中で、より手軽に例えば脈拍や心電などの生体情報を得られることが望まれている。ここで、特許文献１には、衣服を脱がずに日常生活を行いながら心電図を測定することができる心電図測定装置が開示されている。

この心電図測定装置は、被測定者の首部を包囲することが可能なバンド部と、バンド部に設けられ、バンド部が被測定者の首部を包囲した時に被測定者の隆椎付近に位置するように配された基準電極を含む基準電極部と、バンド部に設けられた１対の誘導電極部であって、それぞれが、バンド部が被測定者の首部を包囲した時に被測定者の頚動脈付近に位置するように配された誘導電極を含む誘導電極部とを備えている。

特許第４２７８７０９号公報

ところで、頸部（首）の太さは個人差が大きい。そのため、頸部の太さによって、基準電極部（基準電極）や誘導電極部（誘導電極）の接触状態が不安定になり（密着状態が変化し）、ノイズがのり易くなる又は生体信号を取得できなくなるおそれがある。そこで、上記心電図測定装置では、バンド部が、被測定者の首周りの大小に適応できるよう、必要に応じてバンド長を調整する機構（たとえば、従来のヘッドフォン等で採用されているような、２以上のバンドが互いに摺動可能に係合する機構）を備える構成とすることが好ましいとしている。

しかしながら、複数の基準電極部（基準電極）及び誘導電極部（誘導電極）と心電図信号処理回路とを接続するための配線等をバンド部内（ネックバンド内）に通す場合、アジャスト機構（スライド機構）には、これらの配線等に悪影響を及ぼすことなく伸縮することが要求される。その結果、アジャスト機構の構造が複雑化し、ネックバンドの大型化や重量の増大を招くおそれがある。そのため、ネックバンドの長さを調節するアジャスト機構を備えることなく、使用者の頸部にフィットさせる（頸部との接触を良好に保つ）ことが望まれていた。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、ネックバンド型の生体信号検出装置において、ネックバンドの長さを調節する機構を備えることなく、使用者の頸部の太さにかかわらず、使用者の頸部により安定的に装着することが可能な生体信号検出装置を提供することを目的とする。

本発明に係る生体信号検出装置は、使用者の頸部の周方向に沿って装着可能なネックバンドと、ネックバンドの内側面に取り付けられ、生体信号を検出するセンサ部と、ネックバンドの両端部それぞれに、装着時における使用者の頸部の軸方向を揺動軸として、揺動可能に取り付けられた一対の支持部材とを備え、ネックバンドが、略Ｕ字状に形成され、両端部が互いに近づく方向に付勢され、一対の支持部材それぞれが、ネックバンドの内側に向けて揺動するように付勢されていることを特徴とする。

本発明に係る生体信号検出装置によれば、ネックバンドが、略Ｕ字状に形成され、両端部が互いに近づく方向（すなわち、装着時に使用者の頸部を挟持する方向）に付勢され、かつ、一対の支持部材それぞれが、ネックバンドの内側に向けて（すなわち、装着時に使用者の頸部を挟持する方向に）揺動するように付勢されている。そのため、使用者の頸部の太さに応じて、ネックバンドの内径、及び支持部材の揺動角（量）が自動的（自律的）に調節される。ここで、使用者の頸部の軸方向を揺動軸として、支持部材が揺動して頸部に当接することによって、頸部に対してネックバンドを頸部前方へ押し出すように押力が作用し、ネックバンドの中央部と頸部後方とが確実に接触することにより、頸部後方及び頸部左右側の３か所で接触し、安定的な装着状態が保持される。その結果、ネックバンドの長さを調節する機構を備えることなく、使用者の頸部の太さにかかわらず、使用者の頸部により安定的に装着する（すなわち、センサ部と頸部との接触状態を良好に保つ）ことが可能となる。

本発明に係る生体信号検出装置では、上記支持部材が、装着時に使用者の頸部と接触する内側の面が、装着時における使用者の頸部の周方向において、凸状の曲面で構成されていることが好ましい。

この場合、支持部材が、装着時に使用者の頸部と接触する内側の面が、使用者の頸部の周方向において、凸状の曲面で構成されている。そのため、頸部のより後側で支持部材を接触させることができる。すなわち、頸部前方、特に喉頸付近で支持部材が接触することを防止できるため、使用者に違和感や不快感を与えることを抑制することが可能となる。また、支持部材の内側（頸部側）の面が角のない凸状の曲面とされていることから、頸部の太さにかかわらず、より接触面積を大きくすることができ、安定して接触させることができる。

本発明に係る生体信号検出装置は、使用者の頸部の周方向に沿って装着可能なネックバンドと、ネックバンドの内側面に取り付けられ、生体信号を検出するセンサ部と、ネックバンドの両端部それぞれに、各端部におけるネックバンドの短手方向を揺動軸として、揺動可能に取り付けられた一対の支持部材とを備え、ネックバンドが、略Ｕ字状に形成され、両端部が互いに近づく方向に付勢され、一対の支持部材それぞれが、ネックバンドの内側に向けて揺動するように付勢されていることを特徴とする。

本発明に係る生体信号検出装置によれば、ネックバンドが、略Ｕ字状に形成され、両端部が互いに近づく方向（すなわち、装着時に使用者の頸部を挟持する方向）に付勢され、かつ、一対の支持部材それぞれが、ネックバンドの内側に向けて（すなわち、装着時に使用者の頸部を挟持する方向に）揺動するように付勢されている。そのため、使用者の頸部の太さに応じて、ネックバンドの内径、及び支持部材の揺動角（量）が自動的（自律的）に調節される。ここで、ネックバンドの短手方向を揺動軸として、支持部材が揺動して頸部に当接することによって、頸部に対してネックバンドを頸部前方へ押し出すように押力が作用し、ネックバンドの中央部と頸部後方とが確実に接触することにより、頸部後方及び頸部左右側の３か所で接触し、安定的な装着状態が保持される。その結果、ネックバンドの長さを調節する機構を備えることなく、使用者の頸部の太さにかかわらず、使用者の頸部により安定的に装着する（すなわち、センサ部と頸部との接触状態を良好に保つ）ことが可能となる。

本発明に係る生体信号検出装置では、上記支持部材が、装着時に使用者の頸部と接触する内側の面が、ネックバンドの長手方向において、凸状の曲面で構成されていることが好ましい。

この場合、支持部材が、装着時に使用者の頸部と接触する内側の面が、ネックバンドの長手方向において、凸状の曲面で構成されている。そのため、頸部のより後側で支持部材を接触させることができる。すなわち、頸部前方、特に喉頸付近で支持部材が接触することを防止できるため、使用者に違和感や不快感を与えることを抑制することが可能となる。また、支持部材の内側（頸部側）の面が角のない凸状の曲面とされていることから、頸部の太さにかかわらず、より接触面積を大きくすることができ、安定して接触させることができる。

本発明に係る生体信号検出装置では、上記ネックバンドの両端部の曲率が、中央部の曲率よりも小さくなるように形成されていることが好ましい。

この場合、ネックバンドの両端部の曲率が、中央部の曲率よりも小さく（すなわち曲率半径が大きく）なるように形成されている。そのため、ネックバンドの中央部（すなわち、頸部の後方に接触する部分）の曲率を、頸部が細い人の頸部の曲率に合わせて設計したとしても、頸部の太い人（使用者）にも容易に装着することができる。また、ネックバンドの両端部の曲率を小さくし、かつ、上述したように支持部材の内側の面を凸状の曲面とすることで、支持部材を、頸部のより後側で接触させることができる。すなわち、頸部前方、特に喉頸付近で支持部材が接触することを防止でき、使用者に違和感や不快感を与えることを抑制することが可能となる。

本発明に係る生体信号検出装置では、上記支持部材が、所定角度以上、ネックバンドの内側に揺動することを規制する規制部材をさらに備えることが好ましい。

ところで、支持部材の接触位置を頸部側方から後方側にずらすには、支持部材が内側（頸部側）に揺動する角度を大きくすることが有効である。しかしながら、支持部材が頸部表面（接線）に対して略垂直となるまで回転すると、ネックバンドの付勢力で支持部材が頸部に押し付けられ、支持部材が外側に回転できなくなるおそれがある。この場合、支持部材が、所定角度以上、ネックバンドの内側に揺動する（回り込む）ことを規制する規制部材をさらに備えているため、支持部材が外側に揺動（回転）できなくなることを防止することが可能となる。

本発明に係る生体信号検出装置では、支持部材に作用する付勢力が、ネックバンドに作用する付勢力よりも弱く設定されていることが好ましい。

ところで、ネックバンドの内側面にセンサ部が配置されている場合、支持部材の付勢力がネックバンドの付勢力よりも大きいと、支持部材の付勢力によってセンサ部と頸部との接触が阻害されるおそれがある。この場合、支持部材に作用する付勢力が、ネックバンドに作用する付勢力よりも弱く設定されているため、支持部材に作用する付勢力によって、ネックバンドに配置されたセンサ部と頸部との接触が阻害されることを防止することが可能となる。

本発明に係る生体信号検出装置は、支持部材の内側面に取り付けられ、生体信号を検出するセンサ部をさらに備えることが好ましい。

この場合、支持部材の内側面に取り付けられ、生体信号を検出するセンサ部をさらに備えている。そのため、使用者の頸部の太さにかかわらず、センサ部が頸部に安定して密着されることにより、生体信号を安定して測定することが可能となる。

本発明に係る生体信号検出装置では、支持部材が、ネックバンドが使用者の頸部に装着された状態で平面視したときに、使用者の喉頸の中心と頸部後側の正中線とを結ぶ仮想線を中心として、頸部前方側±４５°から±８０°の範囲で頸部と接触することが好ましい。

この場合、支持部材が、ネックバンドが使用者の頸部に装着された状態で平面視したときに、使用者の喉頸の中心と頸部後側の正中線とを結ぶ仮想線を中心として、頸部前方側±４５°から±８０°の範囲で頸部と接触するため、頸部前方、特に喉頸付近に支持部材が接触することがなく、使用者に違和感や不快感を与えることを抑制することが可能となる。

本発明によれば、ネックバンド型の生体信号検出装置において、ネックバンドの長さを調節する機構を備えることなく、使用者の頸部の太さにかかわらず、使用者の頸部により安定的に装着することが可能となる。

第１実施形態に係る生体信号検出装置を用いたネックバンド型の血圧変動推定装置の外観形状を示す平面図であり、（ａ）は、細い頸部に装着したときの形状を示し、（ｂ）は、太い頸部に装着したときの形状を示す図である。 第１実施形態に係る生体信号検出装置を用いたネックバンド型の血圧変動推定装置の外観（装着時）を示す斜視図である。 第１実施形態に係る生体信号検出装置を用いた血圧変動推定装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る生体信号検出装置を用いた血圧変動推定装置による血圧変動推定処理の処理手順を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る生体信号検出装置を用いたネックバンド型の血圧変動推定装置の外観形状を示す平面図であり、（ａ）は、細い頸部に装着したときの形状を示し、（ｂ）は、太い頸部に装着したときの形状を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。なお、ここでは、生体信号検出装置を血圧変動推定装置に適用した場合を例にして説明する。

（第１実施形態）
まず、図１〜図３を併せて用いて、第１実施形態に係る生体信号検出装置１を用いた血圧変動推定装置３の構成について説明する。図１は、生体信号検出装置１を用いたネックバンド型の血圧変動推定装置３の外観形状を示す平面図であり、（ａ）は、細い頸部に装着したときの形状を示し、（ｂ）は、太い頸部に装着したときの形状を示す図である。また、図２は、生体信号検出装置１を用いたネックバンド型の血圧変動推定装置３の外観（装着時）を示す斜視図である。図３は、生体信号検出装置１を用いた血圧変動推定装置３の構成を示すブロック図である。

血圧変動推定装置３は、心電信号及び脈波信号を検出し、検出した心電信号（心電波）のＲ波ピークと脈波信号（脈波）のピーク（立ち上がり点）との時間差から脈波伝播時間を計測し、計測した脈波伝播時間の時系列データに基づいて、使用者の血圧の変動を推定する。特に、血圧変動推定装置３は、脈波伝播時間の計測中に使用者の姿勢が変化した場合であっても、連続して、より安定的に脈波伝播時間を取得する機能を有している。また、血圧変動推定装置３は、使用者の姿勢を検知して分類し、その分類結果に基づいて脈波伝播時間を補正し、補正後の脈波伝播時間の時系列データに基づいて、血圧の変動を推定する機能を有している。

そのため、血圧変動推定装置３は、主として、心電信号を検出するための一対の心電電極１５，１５、脈波信号を検出するための脈波センサ２０、使用者の姿勢を検知するための加速度センサ２２、及び、検出された心電信号と光電脈波信号から脈波伝播時間を計測・補正して血圧の変動を推定する信号処理部３１を備えている（詳細は後述する）。

ここで、本実施形態では、図１，２に示されるように、血圧変動推定装置３をネックバンド型とした。血圧変動推定装置３は、例えば、図２に示されるように、使用者の頸部（首筋）に装着することにより脈波伝播時間の時系列データを取得して血圧の変動を推定するものである。血圧変動推定装置３は、使用者の頸部の後ろ側から頸部を挟むように弾性的に装着される概略Ｕ字形（或はＣ字形）のネックバンド１３と、ネックバンド１３の両端部それぞれに揺動可能に取り付けられた一対の支持部材１６，１６と、ネックバンド１３の内側面に配設されることで使用者の頸部の両側（左右側面）に接触するセンサ部１１，１２と、ネックバンド１３の略中央部の内側面に配設されることで使用者の頸部の後側正中線近傍に接触する光電脈波センサ２０とを備えている。

ネックバンド１３は、使用者の頸部の周方向に沿って装着可能なものである。すなわち、ネックバンド１３は、略Ｕ字状（或はＣ字形）に形成され、使用者の一方の頸部側方から他方の頸部側方まで、使用者の頸部後方に沿って装着される。より具体的には、ネックバンド１３は、例えば、帯状の板バネと、この板バネの周囲を覆うゴム被覆を有して構成されている。そのため、ネックバンド１３は、弾性を有し、両端部が互いに近づく方向に（すなわち、装着時には使用者の頸部を挟持する方向に）付勢されており、使用者がネックバンド１３を装着した場合に、ネックバンド１３が使用者の頸部に接触した状態で保持される。なお、ゴム被覆としては、生体適合性を有するものを用いることが好ましい。また、ゴム被覆に代えて例えばプラスチックからなる被覆を用いることもできる。

ネックバンド１３は、両端部（先端側）の曲率が、中央部の曲率よりも小さく（すなわち曲率半径が大きく）なるように形成されている。そのため、ネックバンド１３の中央部（すなわち、頸部の後方に接触する部分）の曲率を、頸部が細い人の頸部の曲率に合わせて設計したとしても、頸部の太い人（使用者）にも容易に装着することができる。また、ネックバンド１３の両端部の曲率を小さくし、かつ、後述するように支持部材１６の内側の面を凸状の曲面とすることで、支持部材１６を、頸部のより後側で接触させることができる。すなわち、頸部前方、特に喉頸付近で支持部材が接触することを防止でき、使用者に違和感や不快感を与えることを抑制することができる。

ネックバンド１３の両端部それぞれには、各端部におけるネックバンド１３の短手方向（または、装着時における使用者の頸部の軸方向）を揺動軸として、一対の支持部材１６，１６が、揺動可能に取り付けられている。一対の支持部材１６，１６それぞれは、ネックバンド１３の内側に向けて（すなわち、互いに近づく方向に）揺動するように付勢されている。より詳細には、支持部材１６は、例えばヒンジなどによって、揺動可能に接続されている。また、ヒンジなど（接続部）には、支持部材１６をネックバンド１３の内側（装着時には頸部方向）に付勢する例えばバネなどの弾性部材が設けられている。なお、上記構成に代えて、例えば、可撓性（又は弾性）を有するゴムなどの素材を用いて支持部材１６を形成することにより、内側への付勢力を付加する構成としてもよい。ここで、支持部材１６に作用する付勢力は、ネックバンド１３に作用する付勢力よりも弱く設定されている。そのため、支持部材１６に作用する付勢力によって、ネックバンド１３に配置されたセンサ部１１，１２と頸部との接触が阻害されることを防止することができる。

また、ネックバンド１３の内側、かつ支持部材１６との接続部（揺動軸）付近には、各支持部材１６が、所定角度以上、ネックバンド１３の内側に回動する（回り込む）ことを規制する（すなわち、ネックバンド１３と支持部材１６との成す角が例えば１００°以下にならないように規制する）規制部材（ストッパ）１８が突設されている。この規制部材１８により、支持部材１６が内側に回動できる角度が制限され、支持部材１６に対して頸部表面から垂直方向に応力が加わったときに、支持部材１６が外側に揺動（回転）できなくなることが防止される。

ここで、支持部材１６は、ネックバンド１３が使用者の頸部に装着された状態で平面視したときに、使用者の喉頸の中心と頸部後側の正中線とを結ぶ仮想線Ｌを中心として、頸部前方側±４５°から±８０°の範囲で頸部と接触することが好ましい。なお、ここでは、上記仮想線Ｌを中心として、頸部左側を「−」、頸部右側を「＋」とした。より詳細に説明すると、支持部材１６が接触を避けたい頸部の範囲は、頸部の前方側おおよそ±４５°（合計９０°）の範囲である。この範囲は胸鎖乳突筋等の厚い筋肉に覆われていないため、支持部材１６が接触すると、使用者が不快に感じたり、苦しく感じたりしやすいためである。一方、支持部材１６が頸部の前方側±９０°（合計１８０°）の範囲内で頸部に接触しないと、ネックバンド１３（血圧変動推定装置３）が頸部から外れやすくなってしまう。そのため、望ましくは頸部の前方側±８０°（合計１６０°）までとなる。以上の結果、支持部材１６が接触するのに適した範囲は、頸部の前方側−４５°から−８０°、及び＋４５°から＋８０°となる（図１（ａ）（ｂ）参照）。

支持部材１６は、使用者の頸部が細くなるほど、支持部材１６とネックバンド１３との成す角度が小さくなる。ここで、細い頸部に装着したときの血圧変動推定装置３の外観形状を図１（ａ）に示す。また、太い頸部に装着したときの血圧変動推定装置３の外観形状を図１（ｂ）に示す。図１（ａ）に示されるように、使用者の頸部が細い場合には、ネックバンド１３が閉じ、各支持部材１６とネックバンド１３との成す角度が小さくなる。一方、図１（ｂ）に示されるように、使用者の頸部が太い場合には、ネックバンド１３が左右に開き、各支持部材１６とネックバンド１３との成す角度が大きくなる。

ところで、頸部を両脇（左右）から挟み込む箇所は、ネックバンド１３による押圧がかかるため接触が安定するが、支持部材がないと、頸部の後ろは、頸部の太さによっては接触しない場合があり得る。このため、一対の支持部材１６，１６により頸部の前方から押圧をかけることにより、接触状態を安定させる。その結果、使用者の頸部（首）の太さにかかわらず、ネックバンド１３を使用者の頸部後方に当接させることができ、ネックバンド１３（血圧変動推定装置３）を安定して装着することができる。特に、装着時には、使用者の頸部の太さに応じてネックバンド１３が閉じるとともに、支持部材１６，１６が内側（頸部方向）に回動するため、頸部の両脇（２か所）と、頸部の後ろとの合計３か所（３点）で頸部を安定的に保持することができる。なお、ネックバンド１３にセンサ部１１，１２（詳細は後述する）を配置する場合には、当該センサ部１１，１２の位置が両脇から頸部を挟み込む箇所となる。

また、各支持部材１６は、装着時に使用者の頸部と接触する内側の面が、少なくともネックバンド１３の長手方向において、凸状の曲面で構成されている（すなわち、平面視した場合に円弧状に形成されている）。なお、ネックバンド１３の短手方向においては必ずしも曲面になっている必要はない。また、本実施形態では、図１に示されるように、支持部材１６を円弧状に形成したが、例えば、楕円状に形成してもよい（すなわち、支持部材１６の外側の面は凹状でも凸状でもよい）。

ネックバンド１３の内側面にはセンサ部（接触部）１１，１２が取り付けられている。また、ネックバンド１３の中央部の内側面には光電脈波センサ２０が取り付けられている。さらに、支持部材１６の内側面には、生体信号を検出する生体センサ（センサ部）１９が取り付けられている。ここで、生体センサ１９としては、例えば、心電センサ、脈波センサ（光電脈波センサ、圧電脈波センサ等）、加速度センサ、酸素飽和度センサ、音センサ（マイク）、変位センサ、温度センサ、湿度センサ等を挙げることができる。

センサ部１１，１２は、ネックバンド１３の短手方向及び／又は長手方向を軸として揺動可能に取り付けられていることが好ましい。より具体的には、例えば、球状頭部と、該球状頭部を保持するソケットとを有して構成されるボールジョイント（図示省略）によって、センサ部１１，１２それぞれが、ネックバンド１３の両端部に揺動回動自在に取り付けられている。

そのため、センサ部１１，１２それぞれは、ネックバンド１３の短手方向を軸として揺動可能（すなわち、頸部の周方向に揺動可能）になると同時に、ネックバンド１３の長手方向を軸として揺動可能（すなわち、頸部の軸方向に揺動可能）になる。なお、センサ部１１，１２それぞれは、ネックバンド１３の短手方向及び長手方向を軸として揺動可能であればよく、頸部の径方向を軸とする回転を制限（規制）する機構を設けてもよい。なお、同様にして、生体センサ１９を、ネックバンド１３の短手方向及び／又は長手方向を軸として揺動可能に取り付けてもよい。

ネックバンド１３（ゴム被覆）の内部には、センサ部１１，１２（後述する心電電極１５，１５）及び光電脈波センサ２０並びに加速度センサ２２と信号処理部３１とを電気的に接続するケーブルが配線されている。また、支持部材１６，１６の内部には、生体センサ１９，１９と信号処理部３１とを電気的に接続するケーブルが配線されている。ここで、これらのケーブルは、ノイズを低減するために、同軸とすることが望ましい。

センサ部１１，１２は、一対の心電電極１５，１５を有している。心電電極１５としては、例えば、銀・塩化銀、導電ゲル、導電ゴム、導電プラスチック、金属（ステンレス、Ａｕ等の腐食に強く金属アレルギーの少ないものが好ましい）、導電布、金属表面を絶縁層でコーティングした容量性結合電極等を用いることができる。ここで、導電布としては、例えば、導電性を有する導電糸からなる織物や編物、不織布が用いられる。また、導電糸としては、例えば、樹脂糸の表面をＡｇなどでめっきしたものや、カーボンナノチューブ・コーティングを施したもの、ＰＥＤＯＴなどの導電性高分子をコーティングしたものを用いることができる。また、導電性を有する導電性ポリマー糸を用いてもよい。なお、本実施形態では、心電電極１５として、矩形の平面状に形成した導電布１５を用いた。一対の心電電極１５，１５それぞれは、信号処理部３１と接続されており、心電信号を信号処理部３１へ出力する。

また、ネックバンド１３の中央部には、脈波伝播時間を取得しているときの使用者（頸部）の姿勢を検出する加速度センサ２２が取り付けられている。加速度センサ２２は、重力加速度Ｇがかかる方向（すなわち鉛直方向）を検知する３軸加速度センサであり、その検出信号から、使用者が、例えば、立っているのか、寝ているのかなどを判定することができる。

より具体的には、使用者の身体に対して、加速度センサ２２がどういう位置関係にあるのかを予めキャリブレーションしておき、例えば、加速度センサ２２の出力に対して、使用者が立っているときに重力加速度がかかる方向を下方向（鉛直方向）として座標変換することにより、使用者の姿勢を判定することができる。加速度センサ２２も、信号処理部３１と接続されており、検出信号（３軸加速度データ）を信号処理部３１へ出力する。なお、加速度センサ２２に代えて、例えば、ジャイロセンサ等を用いることもできる。

ネックバンド１３の中央部の内側面（頸部と接触する面）には、加速度センサ２２の近傍に、発光素子２０１および受光素子２０２を有し、光電脈波信号を検出する光電脈波センサ２０が配設されている。光電脈波センサ２０は、血中ヘモグロビンの吸光特性を利用して、光電脈波信号を光学的に検出するセンサである。

上述したように、光電脈波センサ２０は、ネックバンド１３の略中央部に配設される。そのため、光電脈波センサ２０は、ネックバンド１３が使用者の頸部に装着されたときに（すなわち、脈波伝播時間が取得される際に）、使用者の頸部後側の正中線（又はその近傍）において頸部と接触する位置に配置される。なお、光電脈波センサ２０は、表面が、ネックバンド１３の表面と同一（又は略同一）となるように形成されている。

光電脈波センサ２０及び加速度センサ２２は、互いに近接して配設されており、使用時（計測時）には、使用者の頸部（首）に装着されることとなる。このように、光電脈波センサ２０と姿勢を判定するための加速度センサ２２とを同じ部位に装着することで、姿勢判定と脈波伝播時間の相関を高めることができる。また、手足等ではなく頸部に装着することで、手足の血管内血圧ではなく、脳卒中や心筋梗塞等のリスクと相関が高いと推測される頸部の血管内血圧の推定ができる。さらに、複数のセンサを別々の部位に装着するのではなく頸部に集約することで装着の煩雑さを低減でき、また日常行動への制約を小さくすることもできる。なお、加速度センサ２２は、光電脈波センサ２０の近傍に配置することが望ましいが、光電脈波センサ２０との相対位置が変動しない構造であれば、装置内の他の箇所に配置してもよい。

発光素子２０１は、後述する信号処理部３１の駆動部３５０から出力されるパルス状の駆動信号に応じて発光する。発光素子２０１としては、例えば、ＬＥＤ、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ）、又は共振器型ＬＥＤ等を用いることができる。なお、駆動部３５０は、発光素子２０１を駆動するパルス状の駆動信号を生成して出力する。

受光素子２０２は、発光素子２０１から照射され、頸部を透過して、又は頸部に反射して入射される光の強さに応じた検出信号を出力する。受光素子２０２としては、例えば、フォトダイオードやフォトトランジスタ等が好適に用いられる。本実施形態では、受光素子２０２として、フォトダイオードを用いた。

受光素子２０２は、信号処理部３１に接続されており、受光素子２０２で得られた検出信号（光電脈波信号）は信号処理部３１に出力される。

また、センサ部１１の内部には、光電脈波センサ２０や、信号処理部３１、無線通信モジュール６０などに電力を供給するバッテリ（図示省略）が収納されている。センサ部１２の内部には、信号処理部３１、及び、血圧変動や、計測した脈波伝播時間、心電信号、光電脈波信号などの生体情報を外部の機器に送信する無線通信モジュール６０が収納されている。

上述したように、一対の心電電極１５，１５、及び光電脈波センサ２０それぞれは、信号処理部３１に接続されており、検出された心電信号及び光電脈波信号が信号処理部３１に入力される。また、加速度センサ２２も、信号処理部３１に接続されており、検出された３軸加速度信号が信号処理部３１に入力される。

信号処理部３１は、入力された心電信号を処理して、心拍数や心拍間隔などを計測する。また、信号処理部３１は、入力された光電脈波信号を処理して、脈拍数や脈拍間隔などを計測する。さらに、信号処理部３１は、検出した心電信号（心電波）のＲ波ピークと光電脈波信号（もしくは加速度脈波信号）のピーク（立ち上がり点）との時間差から脈波伝播時間等を計測する。そして、信号処理部３１は、計測した脈波伝播時間の時系列データ（変動）から使用者の血圧の変動を推定する。

そのため、信号処理部３１は、心電信号増幅部３１１、脈波信号増幅部３２１、第１信号処理部３１０、第２信号処理部３２０、ピーク検出部３１６，３２６、ピーク補正部３１８，３２８、脈波伝播時間計測部３３０、姿勢分類部３４０、脈波伝播時間変動取得部３４１、及び血圧変動推定部３４２を有している。また、上記第１信号処理部３１０は、アナログフィルタ３１２、Ａ／Ｄコンバータ３１３、ディジタルフィルタ３１４を有している。一方、第２信号処理部３２０は、アナログフィルタ３２２、Ａ／Ｄコンバータ３２３、ディジタルフィルタ３２４、２階微分処理部３２５を有している。

ここで、上述した各部の内、ディジタルフィルタ３１４，３２４、２階微分処理部３２５、ピーク検出部３１６，３２６、ピーク補正部３１８，３２８、脈波伝播時間計測部３３０、姿勢分類部３４０、脈波伝播時間変動取得部３４１、及び血圧変動推定部３４２は、演算処理を行うＣＰＵ、該ＣＰＵに各処理を実行させるためのプログラムやデータを記憶するＲＯＭ、及び演算結果などの各種データを一時的に記憶するＲＡＭ等により構成されている。すなわち、ＲＯＭに記憶されているプログラムがＣＰＵによって実行されることにより、上記各部の機能が実現される。

心電信号増幅部３１１は、例えばオペアンプ等を用いた増幅器により構成され、一対の心電電極（導電布）１５，１５により検出された心電信号を増幅する。心電信号増幅部３１１で増幅された心電信号は、第１信号処理部３１０に出力される。同様に、脈波信号増幅部３２１は、例えばオペアンプ等を用いた増幅器により構成され、光電脈波センサ２０により検出された光電脈波信号を増幅する。脈波信号増幅部３２１で増幅された光電脈波信号は、第２信号処理部３２０に出力される。

第１信号処理部３１０は、上述したように、アナログフィルタ３１２、Ａ／Ｄコンバータ３１３、ディジタルフィルタ３１４を有しており、心電信号増幅部３１１で増幅された心電信号に対して、フィルタリング処理を施すことにより拍動成分を抽出する。

また、第２信号処理部３２０は、上述したように、アナログフィルタ３２２、Ａ／Ｄコンバータ３２３、ディジタルフィルタ３２４、２階微分処理部３２５を有しており、脈波信号増幅部３２１で増幅された光電脈波信号に対して、フィルタリング処理及び２階微分処理を施すことにより拍動成分を抽出する。

アナログフィルタ３１２，３２２、及び、ディジタルフィルタ３１４，３２４は、心電信号、光電脈波信号を特徴づける周波数以外の成分（ノイズ）を除去し、Ｓ／Ｎを向上するためのフィルタリングを行う。より詳細には、心電信号は一般的に０．１から２００Ｈｚの周波数成分、光電脈波信号は０．１から数十Ｈｚ付近の周波数成分が支配的であるため、ローパスフィルタやバンドパスフィルタ等のアナログフィルタ３１２，３２２、及びディジタルフィルタ３１４，３２４を用いてフィルタリング処理を施し、上記周波数範囲の信号のみを選択的に通過させることによりＳ／Ｎを向上する。

なお、拍動成分の抽出のみを目的とする場合には、ノイズ耐性を向上するために通過周波数範囲をより狭くして拍動成分以外の成分を遮断してもよい。また、アナログフィルタ３１２，３２２とディジタルフィルタ３１４，３２４は必ずしも両方備える必要はなく、アナログフィルタ３１２，３２２とディジタルフィルタ３１４，３２４のいずれか一方のみを設ける構成としてもよい。なお、アナログフィルタ３１２、ディジタルフィルタ３１４によりフィルタリング処理が施された心電信号は、ピーク検出部３１６へ出力される。同様に、アナログフィルタ３２２、ディジタルフィルタ３２４によりフィルタリング処理が施された光電脈波信号は、２階微分処理部３２５へ出力される。

２階微分処理部３２５は、光電脈波信号を２階微分することにより、２階微分脈波（加速度脈波）信号を取得する。取得された加速度脈波信号は、ピーク検出部３２６へ出力される。なお、光電脈波のピーク（立ち上がり点）は変化が明確でなく検出しにくいことがあるため、加速度脈波に変換してピーク検出を行うことが好ましいが、２階微分処理部３２５を設けることは必須ではなく、省略した構成としてもよい。

ピーク検出部３１６は、第１信号処理部３１０により信号処理が施された（拍動成分が抽出された）心電信号のピーク（Ｒ波）を検出する。一方、ピーク検出部３２６は、第２信号処理部３２０によりフィルタリング処理が施された光電脈波信号（加速度脈波）のピークを検出する。なお、ピーク検出部３１６、及びピーク検出部３２６それぞれは、心拍間隔、及び脈拍間隔の正常範囲内においてピーク検出を行い、検出したすべてのピークについて、ピーク時間、ピーク振幅等の情報をＲＡＭ等に保存する。

ピーク補正部３１８は、第１信号処理部３１０（アナログフィルタ３１２、Ａ／Ｄコンバータ３１３、ディジタルフィルタ３１４）における心電信号の遅延時間を求める。ピーク補正部３１８は、求めた心電信号の遅延時間に基づいて、ピーク検出部３１６により検出された心電信号のピークを補正する。同様に、ピーク補正部３２８は、第２信号処理部３２０（アナログフィルタ３２２、Ａ／Ｄコンバータ３２３、ディジタルフィルタ３２４、２階微分処理部３２５）における光電脈波信号の遅延時間を求める。ピーク補正部３２８は、求めた光電脈波信号の遅延時間に基づいて、ピーク検出部３２６により検出された光電脈波信号（加速度脈波信号）のピークを補正する。補正後の心電信号のピーク、及び補正後の光電脈波信号（加速度脈波）のピークは、脈波伝播時間計測部３３０に出力される。なお、ピーク補正部３１８を設けることは必須ではなく、省略した構成としてもよい。

脈波伝播時間計測部３３０は、ピーク補正部３１８により補正された心電信号のＲ波ピークと、ピーク補正部３２８により補正された光電脈波信号（加速度脈波）のピークとの間隔（時間差）から脈波伝播時間を時系列的に取得する。

脈波伝播時間計測部３３０は、脈波伝播時間に加えて、例えば、心電信号から心拍数、心拍間隔、心拍間隔変化率等も算出する。同様に、脈波伝播時間計測部３３０は、光電脈波信号（加速度脈波）から脈拍数、脈拍間隔、脈拍間隔変化率等も算出する。なお、取得された脈波伝播時間の時系列データは、姿勢分類部３４０に出力される。

姿勢分類部３４０は、加速度センサ２２の検出信号（３軸加速度データ）に基づいて使用者の姿勢を判定（推定）するとともに、判定した姿勢に応じて、脈波伝播時間の時系列データを姿勢毎に分類する。例えば、姿勢分類部３４０は、脈波伝播時間の時系列データを、立位、倒立位、仰臥位、左側臥位、右側臥位、及び伏臥位を含む姿勢毎に分類する。なお、姿勢分類部３４０による脈波伝播時間の分類結果（分類された脈波伝播時間の時系列データ）は脈波伝播時間変動取得部３４１に出力される。

脈波伝播時間変動取得部３４１は、姿勢分類部３４０により姿勢毎に分類された脈波伝播時間の時系列データに基づいて、脈波伝搬時間の変動を求める。

より具体的には、脈波伝播時間変動取得部３４１は、まず、分類された姿勢の中から基準とする姿勢を設定し、該基準姿勢に合わせて、該基準姿勢と異なる姿勢に分類された脈波伝播時間の時系列データを補正する。そして、脈波伝播時間変動取得部３４１は、基準姿勢における脈波伝播時間の時系列データ、及び、補正された（補正後の）脈波伝播時間の時系列データに基づいて、脈波伝搬時間の変動を求める。

その際に、脈波伝播時間変動取得部３４１は、取得された脈波伝搬時間の時系列データの時間が最も長い姿勢を基準姿勢として設定する。そして、脈波伝播時間変動取得部３４１は、姿勢毎の脈波伝播時間の時系列データを曲線で近似したときの近似曲線の相関係数が大きくなるように（好ましくは最大となるように）、姿勢毎の脈波伝播時間の時系列データを補正し、補正後の時系列データから脈波伝播時間の変動を求める。このように、近似曲線の相関係数が大きくなるように、姿勢毎の脈波伝播時間を補正し、補正後の時系列データから脈波伝播時間の変動傾向を推定することで、姿勢変化がある場合でも長時間の脈波伝播時間変動傾向（血圧変動傾向）を煩雑な較正なしに推定できる。なお、上記近似曲線の求め方としては、例えば、最小二乗法を用いることができる。

なお、上述した方法に代えて、各姿勢毎の脈波伝播時間をそれぞれ時系列に並べ、それぞれについて近似曲線を求めてもよい。この場合、複数の近似曲線が算出されるが、所定の時間割合以上の姿勢の近似曲線のうち、その相関係数が大きい近似曲線を選択する。脈波伝播時間変動取得部３４１により取得された脈波伝播時間の変動データは、血圧変動推定部３４２に出力される。

血圧変動推定部３４２は、補正後の脈波伝播時間の変動データ、及び予め定められている脈波伝播時間と血圧との関係（相関式）に基づいて、血圧変動を推定する。ここで、血圧変動推定部３４２は、例えば、予め求めておいた基準姿勢での脈波伝播時間と血圧との相関式から血圧変動を推定することで、補正後の脈波伝播時間変動から血圧変動を推定することができる。

なお、血圧変動推定部３４２は、事前に、装着状態で姿勢判定のためのキャリブレーション、すなわち、加速度センサ２２の出力信号（鉛直方向）と、使用者の姿勢との関係のキャリブレーションを行うとともに、基準とする姿勢からの角度のずれ（ずれ角度）と、心臓から脈波測定部位（すなわち光電脈波センサ２０の装着部位）までの高さとの関係式を求めてＲＡＭ等のメモリに記憶し、脈波伝播時間の計測時（使用時）に、事前に行ったキャリブレーションの結果に基づいて、加速度センサ２２により検知された使用者の姿勢と、基準となる姿勢との角度のずれ（ずれ角度）を算出し、脈波伝播時間から血圧値を演算する際に、算出された角度のずれ（ずれ角度）と、予め記憶されている上記関係式とに基づいて、心臓から脈波測定部位（光電脈波センサ２０の装着部位）までの高さを求め、当該高さに応じて血圧値を補正してもよい。ただし、血圧値は必ずしも求めなくてもよい。

推定された血圧変動、血圧値をはじめ、算出された脈波伝播時間、心拍数、心拍間隔、脈拍数、脈拍間隔、光電脈波、加速度脈波、３軸加速度等の計測データは、ＲＡＭ等のメモリや無線通信モジュール６０等に出力される。ここで、これらの計測データは、メモリに保持しておき、日々の変動履歴と共に読み出せるようにしておいてもよいし、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やスマートフォン等の外部機器にリアルタイムに無線で送信するようにしてもよい。また、測定中は装置内のメモリに保存しておき、測定終了後に自動的に外部機器に接続してデータを送信する構成としてもよい。

次に、図４を参照しつつ、血圧変動推定装置３の動作について説明する。図４は、血圧変動推定装置３による血圧変動推定処理の処理手順を示すフローチャートである。図４に示される処理は、主として信号処理部３１によって所定のタイミングで繰り返して実行される。

血圧変動推定装置３（ネックバンド１３）が頸部に装着され、センサ部１１，１２（心電電極１５，１５）が頸部の左右に接触するとともに、光電脈波センサ２０が頸部の後側正中線（又はその近傍）に接触すると、ステップＳ１００では、一対の心電電極１５，１５により検出された心電信号、及び光電脈波センサ２０により検出された光電脈波信号が読み込まれる。続くステップＳ１０２では、ステップＳ１００で読み込まれた心電信号、及び光電脈波信号に対してフィルタリング処理が施される。また、光電脈波信号が２階微分されることにより加速度脈波が取得される。

続いて、ステップＳ１０４では、例えば、光電脈波センサ２０の受光量に基づいて、脈波伝播時間計測装置１の装着状態の判定が行われる。すなわち、光電脈波センサ２０では、発光素子２０１から照射され、生体を透過して／生体で反射されて戻ってきた光を受光素子２０２で受けて、その光量の変動を光電脈波信号として検出するため、装置が適切に装着されていない状態では信号光の受光量が減少する。そこで、ステップＳ１０４では、受光量が所定値以上であるか否かについての判断が行われる。ここで、受光量が所定値以上である場合には、ステップＳ１０８に処理が移行する。一方、受光量が所定値未満のときには、装着エラーと判定され、ステップＳ１０６において、装着エラー情報（ワーニング情報）が出力される。その後、本処理から一旦抜ける。なお、上述した光電脈波センサ２０の受光量を用いる方法に代えて、例えば、光電脈波信号の振幅、心電波形のベースラインの安定度やノイズ周波数成分比率を用いる方法等を採用することもできる。

ステップＳ１０８では、加速度センサ２２により検出された頸部の加速度が所定のしきい値以上であるか否か（すなわち、頸部が動き、体動ノイズが大きくなるか否か）についての判断が行われる。ここで、頸部の加速度が所定のしきい値未満の場合には、ステップＳ１１２に処理が移行する。一方、頸部の加速度が所定のしきい値以上のときには、ステップＳ１１０において、体動エラー情報が出力された後、本処理から一旦抜ける。

ステップＳ１１２では、３軸加速度データに基づいて、使用者（測定部位）の姿勢が判定される。続くステップＳ１１４では、心電信号、光電脈波信号（加速度脈波信号）のピークが検出される。そして、検出された心電信号のＲ波ピークと、光電脈波信号（加速度脈波）のピークとの時間差（ピーク時間差）が算出される。

次に、ステップＳ１１６では、心電信号のＲ波ピーク及び光電脈波信号（加速度脈波）のピークそれぞれの遅延時間（ずれ量）が求められるとともに、求められた遅延時間に基づいて、心電信号のＲ波ピークと光電脈波信号（加速度脈波）のピークとの時間差（ピーク時間差）が補正される。

続いて、ステップＳ１１８では、ステップＳ１１６で補正されたピーク時間差が所定時間（例えば０．０１ｓｅｃ．）以上か否かについての判断が行われる。ここで、ピーク時間差が所定時間以上の場合には、ステップＳ１２２に処理が移行する。一方、ピーク時間差が所定未満のときには、ステップＳ１２０においてエラー情報（ノイズ判定）が出力された後、本処理から一旦抜ける。

ステップＳ１２２では、ステップＳ１１４で算出されたピーク時間差が脈波伝播時間として確定されるとともに、脈波間隔が取得される。

続いて、ステップＳ１２４では、使用者の姿勢毎に脈波伝播時間が分類される。なお、脈波伝播時間の分類方法については上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。

次に、ステップＳ１２６では、近似曲線の相関係数が最も大きくなるように、脈波伝播時間が補正される。なお、脈波伝播時間の補正方法については上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。

続いて、ステップＳ１２８において、補正後の脈波伝播時間の変動から血圧変動が推定される。なお、血圧変動の推定方法については上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。そして、ステップＳ１３０において、取得された血圧変動データ等が、例えば、メモリや、スマートフォン等の外部機器に出力される。その後、本処理から一旦抜ける。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、ネックバンド１３が、略Ｕ字状に形成され、両端部が互いに近づく方向（すなわち、装着時に使用者の頸部を挟持する方向）に付勢され、かつ、一対の支持部材１６，１６それぞれが、ネックバンド１３の内側に向けて（すなわち、装着時に使用者の頸部を挟持する方向に）揺動するように付勢されている。そのため、使用者の頸部の太さに応じて、ネックバンド１３の内径、及び支持部材１６，１６の揺動角が自動的（自律的）に調節される。ここで、支持部材１６，１６が揺動して頸部に当接することによって、頸部に対してネックバンド１３を頸部前方へ押し出すように押力が作用し、ネックバンド１３の中央部と頸部後方とが確実に接触することにより、頸部後方及び頸部左右側の３か所で接触し、安定的な装着状態が保持される。その結果、ネックバンド１３の長さを調節する機構を備えることなく、使用者の頸部の太さにかかわらず、使用者の頸部により安定的に装着する（すなわち、センサ部１１，１２及び光電脈波センサ２０等と頸部との接触状態を良好に保つ）ことが可能となる。

本実施形態によれば、支持部材１６が、装着時に使用者の頸部と接触する内側の面が、ネックバンド１３の長手方向において、凸状の曲面で構成されている。そのため、頸部のより後側で支持部材１６を接触させることができる。すなわち、頸部前方、特に喉頸付近で支持部材１６が接触することを防止できるため、使用者に違和感や不快感を与えることを抑制することが可能となる。また、支持部材１６の内側（頸部側）の面が角のない凸状の曲面とされていることから、頸部の太さにかかわらず、より接触面積を大きくすることができ、安定して接触させることができる。

本実施形態によれば、ネックバンド１３の両先端部の曲率が、中央部の曲率よりも小さく（すなわち曲率半径が大きく）なるように形成されている。そのため、ネックバンド１３の中央部（すなわち、頸部の後方に接触する部分）の曲率を、頸部が細い人の頸部の曲率に合わせて設計したとしても、頸部の太い人（使用者）にも容易に装着することができる。また、ネックバンド１３の両先端部の曲率を小さくし、かつ、上述したように支持部材１６の内側の面を凸状の曲面とすることで、支持部材１６を、頸部のより後側で接触させることができる。すなわち、頸部前方、特に喉頸付近で支持部材１６が接触することを防止でき、使用者に違和感や不快感を与えることを抑制することが可能となる。

本実施形態によれば、各支持部材１６が、所定角度以上、ネックバンド１３の内側に揺動する（回り込む）ことを規制する規制部材１８をさらに備えているため、支持部材１６が外側に揺動（回転）できなくなることを防止することが可能となる。

本実施形態によれば、支持部材１６に作用する付勢力が、ネックバンド１３に作用する付勢力よりも弱く設定されているため、支持部材１６に作用する付勢力によって、ネックバンド１３に配置されたセンサ部１１，１２と頸部との接触が阻害されることを防止することが可能となる。

本実施形態によれば、支持部材１６の内側面に取り付けられ、生体信号を検出する生体センサ１９をさらに備えている。そのため、使用者の頸部の太さにかかわらず、生体センサ１９を頸部に安定して密着させることができるため、生体信号を安定して測定することが可能となる。

本実施形態によれば、支持部材１６が、ネックバンド１３が使用者の頸部に装着された状態で平面視したときに、使用者の喉頸の中心と頸部後側の正中線とを通る仮想線Ｌを中心として、頸部前方側±４５°から±８０°の範囲内で頸部と接触するため、頸部前方、特に喉頸付近に支持部材１６が接触することがなく、使用者に違和感や不快感を与えることを抑制することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、図５を用いて、第２実施形態に係る生体信号検出装置２を用いた血圧変動推定装置４について説明する。ここでは、上述した第１実施形態と同一・同様な構成については説明を簡略化又は省略し、異なる点を主に説明する。図５は、生体信号検出装置２を用いたネックバンド型の血圧変動推定装置４の外観形状を示す平面図であり、（ａ）は、細い頸部に装着したときの形状を示し、（ｂ）は、太い頸部に装着したときの形状を示す図である。なお、図５において第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。

血圧変動推定装置４（生体信号検出装置２）は、ネックバンド１３に代えてネックバンド１３Ｂを備えるとともに、一対の支持部材１６，１６に代えて、一対の支持部材１７，１７を備えている点で、上述した第１実施形態に係る血圧変動推定装置３（生体信号検出装置１）と異なっている。なお、その他の構成は、上述した血圧変動推定装置４（生体信号検出装置１）と同一又は同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

図５に示されるように、ネックバンド１３Ｂは、両端部と中央部とで曲率が一定である点で、上述したネックバンド１３（両端部の曲率が中央部の曲率よりも小さい）と異なっている。

また、図５に示されるように、支持部材１７は、内側（頸部側）の頸部と接触する面がネックバンド１３の長手方向において凹状の曲面となっている点で、上述した支持部材１６（凸状の曲面となっている）と異なっている。そのため、図５（ａ）に示されるように、使用者の頸部が細い場合、支持部材１７と頸部との接触位置が、上述した第１実施形態（図１（ａ）参照）のときよりも頸部前側（喉頸寄り）となる。なお、その他の構成は、上述した血圧変動推定装置３（生体信号検出装置１）と同一又は同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

血圧変動推定装置４（生体信号検出装置２）は、上述した血圧変動推定装置３（生体信号検出装置１）と同様の方法で使用することができる。すなわち、使用者は、血圧変動推定装置４（生体信号検出装置２）を頸部に装着するだけで、心電信号、光電脈波信号、脈波伝搬時間、及び血圧変動などを検出・計測することができる。なお、血圧変動推定装置３（生体信号検出装置１）の使用方法は、上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。

本実施形態によれば、上述した第１実施形態に係る血圧変動推定装置３（生体信号検出装置１）と同様に、ネックバンドの長さを調節する機構を備えることなく、使用者の頸部の太さにかかわらず、使用者の頸部により安定的に装着する（すなわち、センサ部１１，１２や光電脈波センサ２０等と頸部との接触状態を良好に保つ）ことが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、生体信号検出装置１（２）を血圧変動推定装置３（４）に適用した場合を例にして説明したが、生体信号検出装置１（２）は血圧変動推定装置３（４）以外にも適用することができる。

上記実施形態では、生体信号検出装置１（２）が、光電脈波センサ２０を備えていたが、光電脈波センサ２０を備えていない構成としてもよい。また、脈波センサとして、光電脈波センサに代えて、例えば圧電脈波センサなどを用いてもよい。さらに、上記実施形態では、各支持部材１６（１７）に一つの生体センサ１９が配設されていたが、複数の生体センサを配設してもよい。逆に、生体センサ１９を備えない構成としてもよい。なお、上述した各種センサに加えて、例えば、酸素飽和度センサ、音センサ（マイク）、変位センサ、温度センサ、湿度センサなどの生体センサを用いる構成としてもよい。さらに、センサ部１１，１２は、一対の心電電極１５，１５を有しているとしたが、光電脈波センサ、圧電脈波センサ、酸素飽和度センサ、音センサ（マイク）、変位センサ、温度センサ、湿度センサなどの生体センサを配設してもよい。

上記実施形態では、姿勢判定や、姿勢毎の脈波伝播時間の補正、血圧変動の推定等の処理を信号処理部３１で行ったが、取得した心電信号、光電脈波信号、３軸加速度等のデータを例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）やスマートフォン等に無線で出力し、ＰＣやスマートフォン側で、上記姿勢判定や、姿勢毎の脈波伝播時間の補正、血圧変動の推定等の処理を行う構成としてもよい。このような場合、上述した相関式等のデータは、ＰＣやスマートフォン側に記憶される。

１，２ 生体信号検出装置
３，４ 血圧変動推定装置
１１，１２ センサ部
１３，１３Ｂ ネックバンド
１５ 心電電極
１６，１７ 支持部材
１８ 規制部材
１９ 生体センサ
２０ 光電脈波センサ
２０１ 発光素子
２０２ 受光素子
２２ 加速度センサ
３１ 信号処理部
３１０ 第１信号処理部
３２０ 第２信号処理部
３１１ 心電信号増幅部
３２１ 脈波信号増幅部
３１２，３２２ アナログフィルタ
３１３，３２３ Ａ／Ｄコンバータ
３１４，３２４ ディジタルフィルタ
３２５ ２階微分処理部
３１６，３２６ ピーク検出部
３１８，３２８ ピーク補正部
３３０ 脈波伝播時間計測部
３４０ 姿勢分類部
３４１ 脈波伝播時間変動取得部
３４２ 血圧変動推定部
６０ 無線通信モジュール

Claims (9)

1. 使用者の頸部の周方向に沿って装着可能なネックバンドと、
   前記ネックバンドの内側面に取り付けられ、生体信号を検出するセンサ部と、
   前記ネックバンドの両端部それぞれに、装着時における使用者の頸部の軸方向を揺動軸として、揺動可能に取り付けられた一対の支持部材と、を備え、
   前記ネックバンドは、略Ｕ字状に形成され、両端部が互いに近づく方向に付勢され、
   前記一対の支持部材それぞれは、前記ネックバンドの内側に向けて揺動するように付勢されていることを特徴とする生体信号検出装置。
2. 前記支持部材は、装着時に使用者の頸部と接触する内側の面が、装着時における使用者の頸部の周方向において、凸状の曲面で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の生体信号検出装置。
3. 使用者の頸部の周方向に沿って装着可能なネックバンドと、
   前記ネックバンドの内側面に取り付けられ、生体信号を検出するセンサ部と、
   前記ネックバンドの両端部それぞれに、各端部におけるネックバンドの短手方向を揺動軸として、揺動可能に取り付けられた一対の支持部材と、を備え、
   前記ネックバンドは、略Ｕ字状に形成され、両端部が互いに近づく方向に付勢され、
   前記一対の支持部材それぞれは、前記ネックバンドの内側に向けて揺動するように付勢されていることを特徴とする生体信号検出装置。
4. 前記支持部材は、装着時に使用者の頸部と接触する内側の面が、前記ネックバンドの長手方向において、凸状の曲面で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の生体信号検出装置。
5. 前記ネックバンドは、両端部の曲率が、中央部の曲率よりも小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の生体信号検出装置。
6. 前記支持部材が、所定角度以上、前記ネックバンドの内側に揺動することを規制する規制部材をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の生体信号検出装置。
7. 前記支持部材に作用する付勢力は、前記ネックバンドに作用する付勢力よりも弱く設定されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の生体信号検出装置。
8. 前記支持部材の内側面に取り付けられ、生体信号を検出するセンサ部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の生体信号検出装置。
9. 前記支持部材は、ネックバンドが使用者の頸部に装着された状態で平面視したときに、使用者の喉頸の中心と頸部後側の正中線とを結ぶ仮想線を中心として、頸部前方側±４５°から±８０°の範囲で頸部と接触することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の生体信号検出装置。
   

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