JP2017158802A - Biological information measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体情報計測装置に関する。 The present invention relates to a biological information measuring device.
被験者に照射する光を発生させる発光部と、被験者からの反射光を受光する受光部と、発光部で発光し受光部で受光した結果に基づいて被験者の脈波を計測する計測部とを備えた生体情報計測装置が知られている。 A light emitting unit that generates light to be irradiated to the subject, a light receiving unit that receives reflected light from the subject, and a measurement unit that measures the pulse wave of the subject based on the result of light emission from the light emitting unit and light reception by the light receiving unit A biological information measuring device is known.
特許文献１に記載された生体情報計測装置では、被験者の脈波を計測するために、発光部を発光する必要があり、消費電力が増加するという課題があった。
つまり、従来の技術では、被験者の脈波を計測可能としつつ、消費電力を抑制することが困難であるという課題があった。
In the biological information measuring device described in Patent Document 1, in order to measure the pulse wave of the subject, it is necessary to emit light from the light emitting unit, and there is a problem that power consumption increases.
That is, the conventional technique has a problem that it is difficult to suppress power consumption while making it possible to measure a subject's pulse wave.
そこで、本発明は、被験者の脈波を計測可能としつつ、消費電力を抑制する技術を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the technique which suppresses power consumption, enabling it to measure a test subject's pulse wave.
発明者が詳細な検討を行った結果、人の体表面の温度は、心臓の拍動に応じて推移するという知見が得られた。
本発明の一態様は、この知見に基づくものであり、少なくとも１つのセンシングユニット（７，８，９）と、差分導出部（３８，６２）と、脈波導出部（５６）とを備える、生体情報計測装置（１，４）に関する。
As a result of detailed studies by the inventor, it has been found that the temperature of the human body surface changes in accordance with the pulsation of the heart.
One aspect of the present invention is based on this finding, and includes at least one sensing unit (7, 8, 9), a difference deriving unit (38, 62), and a pulse wave deriving unit (56). The present invention relates to a biological information measuring device (1, 4).
センシングユニットは、少なくとも１つの第１センシング部（１０）と、少なくとも１つの第２センシング部（１６）とを有している。第１センシング部は、被験者（１００）の体表面の温度である体表面温度または体表面温度の変化を計測する。第２センシング部は、少なくとも１つの第１センシング部の各々に対応する第２センシング部であって、当該少なくとも１つの第１センシング部の各々における周辺の温度である周辺温度または周辺温度の変化を計測する。 The sensing unit has at least one first sensing unit (10) and at least one second sensing unit (16). The first sensing unit measures a body surface temperature that is a temperature of the body surface of the subject (100) or a change in the body surface temperature. The second sensing unit is a second sensing unit corresponding to each of the at least one first sensing unit, and the ambient temperature or the change in the ambient temperature, which is the ambient temperature in each of the at least one first sensing unit. measure.
差分導出部は、少なくとも１つの第１センシング部での計測結果と、少なくとも１つの第２センシング部での計測結果との差分である温度差分を導出する。
そして、脈波導出部は、差分導出部で導出した温度差分の推移に基づいて、被験者の脈波を導出する。
The difference deriving unit derives a temperature difference that is a difference between the measurement result of at least one first sensing unit and the measurement result of at least one second sensing unit.
The pulse wave deriving unit derives the pulse wave of the subject based on the transition of the temperature difference derived by the difference deriving unit.
このような生体情報計測装置によれば、温度差分の推移に基づいて、被験者の脈波を導出できる。
つまり、生体情報計測装置によれば、被験者の脈波を計測するために、温度または温度変化を計測すればよく、発光部を発光する必要がない。そして、温度または温度の変化の計測は、パッシブなセンサを用いて実現できるため、消費電力を抑制できる。
According to such a biological information measuring device, the pulse wave of the subject can be derived based on the transition of the temperature difference.
That is, according to the biological information measuring device, in order to measure the pulse wave of the subject, it is only necessary to measure temperature or temperature change, and it is not necessary to emit light from the light emitting unit. And since measurement of temperature or a change of temperature can be realized using a passive sensor, power consumption can be suppressed.
したがって、生体情報計測装置によれば、被験者の脈波を計測可能としつつ、消費電力を抑制できる。
更に言えば、生体情報計測装置によれば、温度差分に基づいて被験者の脈波を導出するため、その導出される被験者の脈波から、周辺の温度の変化、即ち、外乱を除去できる。
Therefore, according to the biological information measuring device, it is possible to suppress the power consumption while making it possible to measure the pulse wave of the subject.
Furthermore, according to the biological information measuring device, since the pulse wave of the subject is derived based on the temperature difference, the change in the surrounding temperature, that is, disturbance can be removed from the pulse wave of the derived subject.
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［１．１ 第１実施形態］
＜１．１−１ 生体情報計測装置＞
図１に示す生体情報計測装置１は、被験者１００の体表面における温度の変化を計測し、その計測した結果に基づいて、生体情報としての脈波に関する指標である脈波指標を導出する装置である。体表面とは、体の表面であり、例えば、皮膚などである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[1.1 First Embodiment]
<1.1-1 Biological Information Measuring Device>
A biological information measuring device 1 shown in FIG. 1 is a device that measures a change in temperature on the body surface of a subject 100 and derives a pulse wave index that is an index related to a pulse wave as biological information based on the measured result. is there. The body surface is the surface of the body, such as skin.
生体情報計測装置１は、複数のセンシングユニット７と、差分導出部３８と、制御ユニット４０とを備えている。
センシングユニット７の各々は、１つの第１センシング部１０と、１つの第２センシング部１６とを備えている。センシングユニット７が装着される被験者１００の部位として、被験者１００の手首を想定する。
The biological information measuring apparatus 1 includes a plurality of sensing units 7, a difference deriving unit 38, and a control unit 40.
Each of the sensing units 7 includes one first sensing unit 10 and one second sensing unit 16. A wrist of the subject 100 is assumed as a part of the subject 100 to which the sensing unit 7 is attached.
第１センシング部１０の各々は、体表面温度の変化を計測する。体表面温度とは、被験者１００の体表面の温度である。
第１センシング部１０の各々は、第１熱流束センサ１２を備える。第１熱流束センサ１２は、被験者１００の体表面からの熱流束を計測するセンサであり、ゼーベック効果を利用して温度の変化を測定する少なくとも１つの測温接点を有している。熱流束とは、単位時間に単位面積を通過する熱量である。
Each of the first sensing units 10 measures a change in body surface temperature. The body surface temperature is the temperature of the body surface of the subject 100.
Each of the first sensing units 10 includes a first heat flux sensor 12. The first heat flux sensor 12 is a sensor that measures the heat flux from the body surface of the subject 100, and has at least one temperature measuring contact that measures a change in temperature using the Seebeck effect. The heat flux is the amount of heat that passes through a unit area per unit time.
そして、第１熱流束センサ１２の接触面８０が被験者１００の体表面に取り付けられることで、当該第１熱流束センサ１２は、被験者１００の体表面からの熱流束、即ち、体表面温度の変化を出力する。 And the contact surface 80 of the 1st heat flux sensor 12 is attached to the body surface of the test subject 100, The said 1st heat flux sensor 12 is the heat flux from the test subject's 100 body surface, ie, the change of body surface temperature. Is output.
第２センシング部１６の各々は、第１センシング部１０の各々に対応する周辺温度の変化を計測する。周辺温度とは、当該第１センシング部１０の各々の周辺における温度である。 Each of the second sensing units 16 measures a change in ambient temperature corresponding to each of the first sensing units 10. The ambient temperature is a temperature around each of the first sensing units 10.
第２センシング部１６の各々は、第２熱流束センサ１８と、断熱材２０とを備えている。第２熱流束センサ１８は、熱流束を計測するセンサであり、ゼーベック効果を利用して温度の変化を測定する少なくとも１つの測温接点を有している。 Each of the second sensing units 16 includes a second heat flux sensor 18 and a heat insulating material 20. The second heat flux sensor 18 is a sensor that measures the heat flux, and has at least one temperature measuring contact that measures a change in temperature using the Seebeck effect.
断熱材２０は、熱移動を予め規定された閾値以下に抑制する部材である。この断熱材２０は、第２熱流束センサ１８の各々の接触面８０に設置される。これにより、第２熱流束センサ１８は、対応する第１センシング部１０の周辺における空間からの熱流束、即ち、周辺温度の変化を外乱信号として出力する。なお、接触面８０とは、被験者１００の体表面に対向する面である。接触面８０については、図２を参照。また、外乱信号とは、外乱を表す信号である。 The heat insulating material 20 is a member that suppresses heat transfer to a predetermined threshold value or less. The heat insulating material 20 is installed on each contact surface 80 of the second heat flux sensor 18. Thereby, the 2nd heat flux sensor 18 outputs the heat flux from the space around the corresponding 1st sensing part 10, ie, change of ambient temperature, as a disturbance signal. The contact surface 80 is a surface facing the body surface of the subject 100. See FIG. 2 for contact surface 80. The disturbance signal is a signal representing the disturbance.
差分導出部３８は、第１センシング部１０の各々で計測された体表面温度の変化と、第２センシング部１６の各々で計測された周辺温度の変化との差分である温度差分を導出して出力する。すなわち、差分導出部３８は、差分器を備える。
＜１．１−２ 熱流束センサの構造＞
図２に示すように、第１熱流束センサ１２及び第２熱流束センサ１８は、各々、シート材２２と、複数の第１接続部材２４と、複数の第２接続部材２６とを備えている。
The difference deriving unit 38 derives a temperature difference that is a difference between a change in body surface temperature measured by each of the first sensing units 10 and a change in ambient temperature measured by each of the second sensing units 16. Output. That is, the difference deriving unit 38 includes a differentiator.
<1.1-2 Structure of heat flux sensor>
As shown in FIG. 2, each of the first heat flux sensor 12 and the second heat flux sensor 18 includes a sheet material 22, a plurality of first connection members 24, and a plurality of second connection members 26. .
シート材２２は、可撓性及び絶縁性を有した材料にてシート状に構成された部材である。絶縁性とは、電気を、予め規定された割合以上通さない性質である。
第１接続部材２４は、金属材料により線状に形成された部材である。
The sheet material 22 is a member configured in a sheet shape with a material having flexibility and insulation. Insulation is a property that does not pass electricity more than a predetermined ratio.
The first connection member 24 is a member formed in a linear shape from a metal material.
第２接続部材２６は、第１接続部材２４とは異なる金属材料で線状に形成された部材である。
第１接続部材２４の一方の端点と第２接続部材２６の一方の端点とは、電気的に接続される。それらの電気的に接続された端点の各々は、ゼーベック効果を利用して温度の変化を測定する測温接点として機能する。そして、第１熱流束センサ１２の測温接点の各々は、シート材２２の接触面８０に配置されている。
The second connection member 26 is a member formed in a linear shape with a metal material different from that of the first connection member 24.
One end point of the first connection member 24 and one end point of the second connection member 26 are electrically connected. Each of these electrically connected end points functions as a temperature measuring contact that measures a change in temperature using the Seebeck effect. Each of the temperature measuring contacts of the first heat flux sensor 12 is disposed on the contact surface 80 of the sheet material 22.
一方、第１接続部材２４の他方の端点と第２接続部材２６の他方の端点とは、それぞれ、他の第１接続部材２４の端点または第２接続部材２６の端点に、電気的に直列に接続される。すなわち、第１接続部材２４と第２接続部材２６とは、交互に直列に接続されている。 On the other hand, the other end point of the first connection member 24 and the other end point of the second connection member 26 are electrically connected in series to the end point of the other first connection member 24 or the end point of the second connection member 26, respectively. Connected. That is, the first connection member 24 and the second connection member 26 are alternately connected in series.
そして、これらの他方における端点の各々は、基準接点として機能する。第１熱流束センサ１２の基準接点の各々は、シート材２２の反対面８２に配置される。反対面８２とは、シート材２２において、接触面８０とは反対側に位置する面である。
＜１．１−３ 制御ユニット＞
制御ユニット４０は、表示器４２と、メモリ４４と、制御部５０とを備えている。
Each of the other end points functions as a reference contact. Each of the reference contacts of the first heat flux sensor 12 is disposed on the opposite surface 82 of the sheet material 22. The opposite surface 82 is a surface located on the side opposite to the contact surface 80 in the sheet material 22.
<1.1-3 Control unit>
The control unit 40 includes a display 42, a memory 44, and a control unit 50.
表示器４２は、制御部５０からの信号に従って情報を表示する。この表示器４２として、例えば、液晶ディスプレイや各種のインジケータなどを用いることが考えられる。
メモリ４４は、記憶内容を書き換え可能な記憶装置である。このメモリ４４は、可搬型の記憶装置であってもよい。
The display 42 displays information according to the signal from the control unit 50. For example, a liquid crystal display or various indicators can be used as the display 42.
The memory 44 is a storage device that can rewrite stored contents. The memory 44 may be a portable storage device.
制御部５０は、ＡＤ変換器（図中、ＡＤＣ）５２と、記憶部５４と、脈波導出部５６とを備えている。
ＡＤ変換器５２は、アナログ信号をサンプリングしてデジタル信号へと変換する回路である。
The control unit 50 includes an AD converter (ADC in the figure) 52, a storage unit 54, and a pulse wave deriving unit 56.
The AD converter 52 is a circuit that samples an analog signal and converts it into a digital signal.
記憶部５４は、各種の処理プログラムや処理に必要なデータ、処理過程で生成されたデータを記憶する記憶装置である。各種の処理プログラムには、差分導出部３８から出力される温度差分に基づいて脈波指標を導出する脈波導出処理を実行するためのプログラムが含まれる。 The storage unit 54 is a storage device that stores various processing programs, data necessary for processing, and data generated during the processing. The various processing programs include a program for executing a pulse wave derivation process for deriving a pulse wave index based on the temperature difference output from the difference derivation unit 38.
脈波導出部５６は、少なくともＣＰＵを有したマイクロコンピュータを中心に構成されている。この脈波導出部５６は、脈波導出処理を実行することで脈波指標を導出する。脈波指標とは、被験者１００の脈波に関する指標であり、例えば、脈波そのものや脈拍数などを含む。
＜１．１−４ 脈波導出処理＞
脈波導出処理は、予め規定された規定時間（例えば、１００［ｍｓ］）間隔で繰り返し起動される。
The pulse wave deriving unit 56 is configured mainly with a microcomputer having at least a CPU. The pulse wave deriving unit 56 derives a pulse wave index by executing a pulse wave deriving process. The pulse wave index is an index related to the pulse wave of the subject 100 and includes, for example, the pulse wave itself and the pulse rate.
<1.1-4 Pulse wave derivation process>
The pulse wave derivation process is repeatedly activated at a predetermined time interval (for example, 100 [ms]).
そして、脈波導出処理が起動されると、脈波導出部５６は、図３に示すように、ＡＤ変換器５２で変換された温度差分を取得し、記憶部５４に記憶する（Ｓ１０）。
そして、脈波導出部５６は、記憶部５４に記憶されている温度差分に基づいて脈波指標を導出する（Ｓ２０）。本実施形態のＳ２０では、脈波導出部５６は、ＡＤ変換器５２から取得した温度差分の推移を、脈波指標の１つである被験者１００の脈波そのものとして導出する。
When the pulse wave derivation process is started, the pulse wave derivation unit 56 acquires the temperature difference converted by the AD converter 52 and stores it in the storage unit 54 as shown in FIG. 3 (S10).
Then, the pulse wave deriving unit 56 derives a pulse wave index based on the temperature difference stored in the storage unit 54 (S20). In S20 of this embodiment, the pulse wave deriving unit 56 derives the transition of the temperature difference acquired from the AD converter 52 as the pulse wave itself of the subject 100 that is one of the pulse wave indexes.
すなわち、センシングユニット７の各々における第１センシング部１０で計測された検出信号、即ち、体表面温度の推移は、図４（Ａ）に示す「脈波に起因する熱流束」に「外乱」が加わった信号である。一方、センシングユニット７の各々における第２センシング部１６で計測された検出信号、即ち、周辺温度の推移は、外乱信号である。そして、差分導出部３８では、「脈波に起因する熱流束」に「外乱」が加わった信号から、外乱信号が除去され、温度差分が出力される。この温度差分は、図４（Ｂ）に示す「被験者１００の脈波を表す脈波信号」となる。 That is, the detection signal measured by the first sensing unit 10 in each of the sensing units 7, that is, the transition of the body surface temperature, is “disturbance” in the “heat flux caused by the pulse wave” shown in FIG. This is the added signal. On the other hand, the detection signal measured by the second sensing unit 16 in each of the sensing units 7, that is, the transition of the ambient temperature is a disturbance signal. Then, the difference deriving unit 38 removes the disturbance signal from the signal obtained by adding “disturbance” to the “heat flux caused by the pulse wave”, and outputs a temperature difference. This temperature difference becomes a “pulse wave signal representing the pulse wave of the subject 100” shown in FIG.
その脈波信号を、Ｓ１０にて脈波導出部５６が取得し、Ｓ２０にて被験者１００の脈波そのものとして取り扱う。
さらに、脈波導出処理のＳ２０では、脈波導出部５６は、その被験者１００の脈波における単位時間（例えば、「１分」）でのピークの回数を、脈波指標の１つである脈拍数として導出する。この脈拍数の導出方法は、図５（Ａ）に示すように、脈波を表す信号におけるピークの回数を集計することで実行してもよいし、図５（Ｂ）に示すように、脈波を表す信号を周波数解析し、ピークとなる周波数から演算することで実行してもよい。
The pulse wave signal is acquired by the pulse wave deriving unit 56 in S10, and is handled as the pulse wave of the subject 100 in S20.
Furthermore, in S20 of the pulse wave derivation process, the pulse wave derivation unit 56 determines the number of peaks in the unit time (for example, “1 minute”) in the pulse wave of the subject 100 as a pulse wave index. Derived as a number. This method for deriving the pulse rate may be executed by counting the number of peaks in the signal representing the pulse wave as shown in FIG. 5 (A), or as shown in FIG. 5 (B). You may perform by frequency-analyzing the signal showing a wave and calculating from the frequency used as a peak.
脈波導出処理では、続いて、脈波導出部５６は、Ｓ２０で導出した脈波指標を出力する（Ｓ３０）。このＳ３０での脈波指標の出力先は、表示器４２であってもよいし、メモリ４４であってもよい。 In the pulse wave derivation process, the pulse wave derivation unit 56 then outputs the pulse wave index derived in S20 (S30). The output destination of the pulse wave index in S30 may be the display device 42 or the memory 44.
その後、脈波導出部５６は、脈波導出処理を終了し、次の起動タイミングまで待機する。
［１．２ 第１実施形態の効果］
（１．２ａ） 生体情報計測装置１は、発明者が詳細な検討を行った結果として得られた、人の体表面温度は心臓の拍動に応じて推移するという知見に基づくものであり、被験者１００の体表面における温度の変化をセンシングすることで、被験者１００の脈波を導出している。
Thereafter, the pulse wave deriving unit 56 ends the pulse wave deriving process and waits until the next activation timing.
[1.2 Effects of First Embodiment]
(1.2a) The biological information measuring device 1 is based on the knowledge that the human body surface temperature obtained as a result of detailed studies by the inventor changes according to the pulsation of the heart, The pulse wave of the subject 100 is derived by sensing a change in temperature on the body surface of the subject 100.
つまり、生体情報計測装置１によれば、被験者１００の脈波を計測するために、被験者１００の体表面温度の変化を計測すればよく、発光部を発光する必要がない。特に、生体情報計測装置１において、被験者１００の体表面温度の変化の計測に用いられる第１熱流束センサ１２、外乱信号の計測に用いられる第２熱流束センサ１８は、パッシブなセンサであるため、消費電力を抑制できる。 That is, according to the biological information measuring apparatus 1, in order to measure the pulse wave of the subject 100, it is only necessary to measure a change in the body surface temperature of the subject 100, and it is not necessary to emit light from the light emitting unit. In particular, in the biological information measuring apparatus 1, the first heat flux sensor 12 used for measuring changes in the body surface temperature of the subject 100 and the second heat flux sensor 18 used for measuring disturbance signals are passive sensors. , Power consumption can be suppressed.
以上説明したように、生体情報計測装置１によれば、被験者１００の脈波を計測可能としつつ、消費電力を抑制できる。
（１．２ｂ） 上記実施形態における第１熱流束センサ１２及び第２熱流束センサ１８は、それぞれ、第１接続部材２４と第２接続部材２６とが交互に直列に接続されたセンサである。
As described above, according to the biological information measuring apparatus 1, power consumption can be suppressed while the pulse wave of the subject 100 can be measured.
(1.2b) The first heat flux sensor 12 and the second heat flux sensor 18 in the above embodiment are sensors in which the first connection members 24 and the second connection members 26 are alternately connected in series, respectively.
このような第１熱流束センサ１２及び第２熱流束センサ１８を用いることで、熱流束センサの出力値を増加させることができる。そして、生体情報計測装置１によれば、被験者１００の脈波の検出精度を向上させることができる。
［１．３ 第１実施形態の変形例］
以上、本発明の第１実施形態について説明したが、本発明は上記第１実施形態に限定されるものではない。
By using the first heat flux sensor 12 and the second heat flux sensor 18 as described above, the output value of the heat flux sensor can be increased. And according to living body information measuring device 1, detection accuracy of pulse wave of subject 100 can be improved.
[1.3 Modification of First Embodiment]
Although the first embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the first embodiment.
（１．３ａ） 上記実施形態における差分導出部３８は、第１センシング部１０の各々で計測された体表面温度の変化と、第２センシング部１６の各々で計測された周辺温度の変化とを、アナログ信号で取得して、アナログ信号にて温度差分を出力することを想定している。 (1.3a) The difference deriving unit 38 in the above embodiment includes a change in body surface temperature measured by each of the first sensing units 10 and a change in ambient temperature measured by each of the second sensing units 16. It is assumed that the temperature difference is obtained as an analog signal after being obtained as an analog signal.
なお、アナログ信号とは、連続的に変化する計測値を示す信号である。
しかしながら、差分導出部は、第１センシング部１０の各々で計測された体表面温度の変化のデジタル信号と、第２センシング部１６の各々で計測された周辺温度の変化のデジタル信号とを取得し、デジタル信号にて温度差分を導出するように構成されていてもよい。
The analog signal is a signal indicating a continuously changing measurement value.
However, the difference deriving unit obtains a digital signal of a change in body surface temperature measured by each of the first sensing units 10 and a digital signal of a change in ambient temperature measured by each of the second sensing units 16. The temperature difference may be derived from a digital signal.
デジタル信号とは、連続的に変化する計測値を段階的に区切った数値で離散化して示した信号である。
この場合、差分導出部は、制御部５０に内包されていてもよい。例えば、生体情報計測装置１における制御部５０は、図６に示すように、ＡＤ変換器５８と、ＡＤ変換器６０と、差分導出部６２と、記憶部５４と、脈波導出部５６とを備えていても良い。
The digital signal is a signal obtained by discretizing a continuously changing measurement value with a numerical value divided in stages.
In this case, the difference deriving unit may be included in the control unit 50. For example, as shown in FIG. 6, the control unit 50 in the biological information measuring apparatus 1 includes an AD converter 58, an AD converter 60, a difference deriving unit 62, a storage unit 54, and a pulse wave deriving unit 56. You may have.
ＡＤ変換器５８の各々は、第１センシング部１０からの検出信号をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換器６０の各々は、第２センシング部１６からの検出信号をデジタル信号に変換する。 Each of the AD converters 58 converts the detection signal from the first sensing unit 10 into a digital signal. Each of the AD converters 60 converts a detection signal from the second sensing unit 16 into a digital signal.
差分導出部６２は、ＡＤ変換器５８からの体表面温度の変化のデジタル信号、及びＡＤ変換器６０からの周辺温度の変化のデジタル信号の差分を出力する。このような差分導出部６２であれば、デジタル信号へと変換された体表面温度の変化と周辺温度の変化とに従って、デジタル信号での温度差分を導出できる。 The difference deriving unit 62 outputs the difference between the digital signal of the change in body surface temperature from the AD converter 58 and the digital signal of the change in ambient temperature from the AD converter 60. With such a difference deriving unit 62, the temperature difference in the digital signal can be derived in accordance with the change in the body surface temperature converted into the digital signal and the change in the ambient temperature.
（１．３ｂ） また、差分導出部は、体表面温度の変化を周波数解析した結果と、周辺温度の変化を周波数解析した結果とに基づいて、体表面温度の変化における周波数成分から、周辺温度の変化における周波数成分を減算した結果を、温度差分として導出するように構成されていてもよい。 (1.3b) Further, the difference deriving unit calculates the ambient temperature from the frequency component in the change in the body surface temperature based on the result of the frequency analysis of the change in the body surface temperature and the result of the frequency analysis of the change in the ambient temperature. The result obtained by subtracting the frequency component in the change may be derived as a temperature difference.
この場合の生体情報計測装置１の制御部５０は、図７に示すように、ＡＤ変換器５８と、ＡＤ変換器６０と、記憶部５４と、脈波導出部５６と、第１周波数解析部６４と、第２周波数解析部６６とを備えても良い。 As shown in FIG. 7, the control unit 50 of the biological information measuring apparatus 1 in this case includes an AD converter 58, an AD converter 60, a storage unit 54, a pulse wave deriving unit 56, and a first frequency analyzing unit. 64 and a second frequency analysis unit 66 may be provided.
第１周波数解析部６４は、ＡＤ変換器５８からの体表面温度の変化のデジタル信号を周波数解析する。第２周波数解析部６６は、ＡＤ変換器６０からの周辺温度の変化のデジタル信号（即ち、外乱信号）を周波数解析する。なお、周波数解析の手法としては、例えば、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などの周知の手法を用いればよい。 The first frequency analysis unit 64 performs frequency analysis on the digital signal of the change in body surface temperature from the AD converter 58. The second frequency analysis unit 66 performs frequency analysis on the digital signal (that is, disturbance signal) of the change in ambient temperature from the AD converter 60. As a frequency analysis method, for example, a known method such as FFT (Fast Fourier transform) may be used.
なお、第１周波数解析部６４で周波数解析を実行すると、図８に示すように、外乱に従った周波数のピーク（例えば、図中の候補１）と、脈拍の周期性に従った周波数のピーク（例えば、図中の候補２）とが検出される。一方、第２周波数解析部６６で周波数解析を実行すると、図９に示すように、外乱に従った周波数のピークが検出される。 When frequency analysis is performed by the first frequency analysis unit 64, as shown in FIG. 8, the frequency peak according to the disturbance (for example, candidate 1 in the figure) and the frequency peak according to the periodicity of the pulse are shown. (For example, candidate 2 in the figure) is detected. On the other hand, when the frequency analysis is executed by the second frequency analysis unit 66, a peak of the frequency according to the disturbance is detected as shown in FIG.
そして、脈波導出部５６は、第１周波数解析部６４での周波数解析の結果から、第２周波数解析部６６での周波数解析の結果を減算した結果に基づいて、脈波指標を導出する。すなわち、第１周波数解析部６４と、第２周波数解析部６６と、脈波導出部５６において温度差分を導出する機能とが、差分導出部となる。 Then, the pulse wave deriving unit 56 derives a pulse wave index based on the result of subtracting the frequency analysis result in the second frequency analysis unit 66 from the frequency analysis result in the first frequency analysis unit 64. That is, the function of deriving the temperature difference in the first frequency analysis unit 64, the second frequency analysis unit 66, and the pulse wave deriving unit 56 is the difference deriving unit.
このような差分導出部であれば、体表面温度の変化から、周辺温度の変化における周波数成分だけを直接的に除去できる。
（１．３ｃ） ところで、上記実施形態の生体情報計測装置１は、複数のセンシングユニット７を備えていたが、生体情報計測装置１が備えるセンシングユニット７の個数は、図１０に示すように、「１個」であってもよい。
［２．１ 第２実施形態］
本実施形態の生体情報計測装置は、第１実施形態の生体情報計測装置１とは、センシングユニットの構造が異なる。このため、第１実施形態の生体情報計測装置１と同様の構成及び処理には、同一の符号を付して説明を省略し、第１実施形態の生体情報計測装置１とは異なる構成及び処理を中心に説明する。
＜センシングユニットの構造＞
図１１に示すように、センシングユニット８の各々は、Ｎ個の第１センシング部１０と、Ｍ個の第２センシング部１６とを備えている。なお、符号Ｎ，符号Ｍは、それぞれ、１以上の自然数である。
With such a difference deriving unit, it is possible to directly remove only the frequency component in the change in the ambient temperature from the change in the body surface temperature.
(1.3c) By the way, although the biological information measuring device 1 of the said embodiment was provided with the some sensing unit 7, as shown in FIG. 10, the number of the sensing units 7 with which the biological information measuring device 1 is provided is as follows. "One" may be sufficient.
[2.1 Second Embodiment]
The biological information measuring device of this embodiment differs from the biological information measuring device 1 of the first embodiment in the structure of the sensing unit. For this reason, the same structure and process as the biological information measuring device 1 of 1st Embodiment are attached | subjected to the same code | symbol, description is abbreviate | omitted, and the different structure and process from the biological information measuring device 1 of 1st Embodiment The explanation will be focused on.
<Structure of sensing unit>
As shown in FIG. 11, each of the sensing units 8 includes N first sensing units 10 and M second sensing units 16. Note that the code N and the code M are natural numbers of 1 or more, respectively.
センシングユニット８の各々は、第１センシング部１０と第２センシング部１６とが、規定された配列に従って交互に位置するように、１つのシート材２２に配置されている。本実施形態における配列は、図１１に示すように４行４列であるが、配列はこれに限るものではなく、第１センシング部１０と第２センシング部１６との個数に応じた配列であればどのような配列であってもよい。 Each of the sensing units 8 is arranged on one sheet material 22 such that the first sensing unit 10 and the second sensing unit 16 are alternately positioned according to a defined arrangement. The arrangement in this embodiment is 4 rows and 4 columns as shown in FIG. 11, but the arrangement is not limited to this, and may be an arrangement corresponding to the number of first sensing units 10 and second sensing units 16. Any arrangement may be used.
さらに、センシングユニット８では、温度差分が出力されるように、第１センシング部１０と第２センシング部１６とが直列に接続されている。
センシングユニット８の構造について、更に説明する。
Furthermore, in the sensing unit 8, the 1st sensing part 10 and the 2nd sensing part 16 are connected in series so that a temperature difference may be output.
The structure of the sensing unit 8 will be further described.
図１２に示すように、センシングユニット８において、第１熱流束センサ１２及び第２熱流束センサ１８は、それぞれ、シート材２２と、複数の第１接続部材２４と、複数の第２接続部材２６とを備えている。 As shown in FIG. 12, in the sensing unit 8, the first heat flux sensor 12 and the second heat flux sensor 18 include a sheet material 22, a plurality of first connection members 24, and a plurality of second connection members 26, respectively. And.
そして、第１熱流束センサ１２においては、第１接続部材２４の一方の端点と第２接続部材２６の一方の端点とは、電気的に接続される。それらの電気的に接続された端点の各々は、ゼーベック効果を利用して温度の変化を測定する測温接点として機能する。そして、第１熱流束センサ１２の測温接点の各々は、シート材２２の接触面８０に配置されている。 In the first heat flux sensor 12, one end point of the first connection member 24 and one end point of the second connection member 26 are electrically connected. Each of these electrically connected end points functions as a temperature measuring contact that measures a change in temperature using the Seebeck effect. Each of the temperature measuring contacts of the first heat flux sensor 12 is disposed on the contact surface 80 of the sheet material 22.
一方、第１熱流束センサ１２において、第１接続部材２４の他方の端点と第２接続部材２６の他方の端点とは、それぞれ、他の第１接続部材２４の端点と第２接続部材２６の端点に、電気的に直列に接続される。これらの他方における端点の各々は、基準接点として機能する。第１熱流束センサ１２の基準接点の各々は、シート材２２の反対面８２に配置される。 On the other hand, in the first heat flux sensor 12, the other end point of the first connection member 24 and the other end point of the second connection member 26 are respectively the end points of the other first connection member 24 and the second connection member 26. Electrically connected in series to the end points. Each of these other end points functions as a reference contact. Each of the reference contacts of the first heat flux sensor 12 is disposed on the opposite surface 82 of the sheet material 22.
次に、第２熱流束センサ１８において、第１接続部材２４の一方の端点と第２接続部材２６の一方の端点とは、電気的に接続される。それらの電気的に接続された端点の各々は、ゼーベック効果を利用して温度の変化を測定する測温接点として機能する。第２熱流束センサ１８の測温接点の各々は、シート材２２の反対面８２に配置される。 Next, in the second heat flux sensor 18, one end point of the first connection member 24 and one end point of the second connection member 26 are electrically connected. Each of these electrically connected end points functions as a temperature measuring contact that measures a change in temperature using the Seebeck effect. Each of the temperature measuring contacts of the second heat flux sensor 18 is disposed on the opposite surface 82 of the sheet material 22.
一方、第２熱流束センサ１８において、第１接続部材２４の他方の端点と第２接続部材２６の他方の端点とは、それぞれ、他の第１接続部材２４の端点と第２接続部材２６の端点に、電気的に直列に接続される。これらの他方における端点の各々は、基準接点として機能する。そして、第２熱流束センサ１８の基準接点の各々は、シート材２２の接触面８０側に埋設された断熱材２０に接するように配置されている。 On the other hand, in the second heat flux sensor 18, the other end point of the first connection member 24 and the other end point of the second connection member 26 are respectively the end points of the other first connection member 24 and the second connection member 26. Electrically connected in series to the end points. Each of these other end points functions as a reference contact. Each of the reference contacts of the second heat flux sensor 18 is disposed so as to contact the heat insulating material 20 embedded on the contact surface 80 side of the sheet material 22.
すなわち、センシングユニット８では、第１熱流束センサ１２と第２熱流束センサ１８とは、測温接点の向きが反対となるように、交互かつ逆方向に直列に接続されている。
換言すれば、センシングユニット８は、差分導出部３８の機能を兼ね備える。
［２．２ 第２実施形態の効果］
（２．２ａ） 上記実施形態におけるセンシングユニット８の各々においては、第１熱流束センサ１２と第２熱流束センサ１８とが交互かつ逆方向に直列に接続されているため、当該センシングユニット８の出力値を、温度差分とすることができる。
That is, in the sensing unit 8, the first heat flux sensor 12 and the second heat flux sensor 18 are connected in series alternately and in opposite directions so that the directions of the temperature measuring contacts are opposite.
In other words, the sensing unit 8 also has the function of the difference deriving unit 38.
[2.2 Effects of Second Embodiment]
(2.2a) In each of the sensing units 8 in the above embodiment, since the first heat flux sensor 12 and the second heat flux sensor 18 are connected in series alternately and in opposite directions, The output value can be a temperature difference.
これにより、生体情報計測装置において、差分導出部３８の構成を省略できる。
（２．２ｂ） 上記実施形態におけるセンシングユニット８は、第１センシング部１０と第２センシング部１６とをシート材２２に配列状に配置することで構成されている。
Thereby, the structure of the difference deriving unit 38 can be omitted in the biological information measuring apparatus.
(2.2b) The sensing unit 8 in the above embodiment is configured by arranging the first sensing unit 10 and the second sensing unit 16 on the sheet material 22 in an array.
このため、センシングユニット８においては、第１センシング部１０と第２センシング部１６との配置密度を高めることで、センシングユニット８を小型化できる。この結果、生体情報計測装置１をより小型化できる。
［３．１ 第３実施形態］
本実施形態の生体情報計測装置は、先の実施形態の生体情報計測装置とは、センシングユニットの構造が異なる。このため、先の実施形態の生体情報計測装置と同様の構成及び処理には、同一の符号を付して説明を省略し、先の実施形態の生体情報計測装置とは異なる構成及び処理を中心に説明する。
＜センシングユニットの構造＞
センシングユニット９の各々は、図１３に示すように、少なくとも１つの第１センシング部１０と、少なくとも１つの第２センシング部１６と、第１被覆部３０と、第２被覆部３２とを備えている。
For this reason, in the sensing unit 8, the sensing unit 8 can be reduced in size by increasing the arrangement density of the first sensing unit 10 and the second sensing unit 16. As a result, the biological information measuring device 1 can be further downsized.
[3.1 Third Embodiment]
The biological information measuring device of this embodiment differs from the biological information measuring device of the previous embodiment in the structure of the sensing unit. For this reason, the same configurations and processes as those of the biological information measuring apparatus of the previous embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted, and the configurations and processes different from those of the biological information measuring apparatus of the previous embodiment are mainly described. Explained.
<Structure of sensing unit>
As shown in FIG. 13, each of the sensing units 9 includes at least one first sensing unit 10, at least one second sensing unit 16, a first covering unit 30, and a second covering unit 32. Yes.
第１被覆部３０は、第１センシング部１０及び第２センシング部１６の反対面８２を覆う構造である。本実施形態の第１被覆部３０は、第１センシング部１０及び第２センシング部１６の反対面８２の全面を覆うように構成されている。ただし、第１被覆部３０の構造はこれに限るものではなく、第１センシング部１０及び第２センシング部１６の反対面８２の一部分だけを覆うように構成されていてもよいし、第１センシング部１０及び第２センシング部１６の全ての側面を覆うように構成されていてもよい。 The first covering unit 30 has a structure that covers the opposite surfaces 82 of the first sensing unit 10 and the second sensing unit 16. The first covering portion 30 of the present embodiment is configured to cover the entire opposite surface 82 of the first sensing portion 10 and the second sensing portion 16. However, the structure of the 1st coating | coated part 30 is not restricted to this, It may be comprised so that only a part of the opposite surface 82 of the 1st sensing part 10 and the 2nd sensing part 16 may be covered, and 1st sensing. The unit 10 and the second sensing unit 16 may be configured to cover all side surfaces.
第１被覆部３０は、規定熱容量を有するように構成されている。規定熱容量とは、センシングユニット９で計測される被験者１００の体表面からの熱流束に影響を与えない熱容量として規定された規定値以上の熱容量である。熱容量とは、物体の温度を「１度」上昇させるために必要な熱量である。 The first covering portion 30 is configured to have a specified heat capacity. The specified heat capacity is a heat capacity equal to or greater than a specified value specified as a heat capacity that does not affect the heat flux from the body surface of the subject 100 measured by the sensing unit 9. The heat capacity is the amount of heat required to raise the temperature of an object “1 degree”.
規定熱容量を実現する方法として、第１被覆部３０の容積を大きくすることが考えられる。また、規定熱容量を実現する方法として、被験者１００の体表面からの熱流束に影響を与えない程度に熱容量の大きな材料にて形成することや、被験者１００の体表面からの熱流束に影響を与えない程度に熱伝導率の低い材料にて形成することが考えられる。 As a method for realizing the specified heat capacity, it is conceivable to increase the volume of the first covering portion 30. In addition, as a method for realizing the specified heat capacity, the heat flux from the body surface of the subject 100 is formed with a material having a large heat capacity to the extent that the heat flux from the body surface of the subject 100 is not affected, or the heat flux from the body surface of the subject 100 is affected. It is conceivable to use a material having a low thermal conductivity.
熱伝導率とは、物質内における熱伝導の大きさを表す指標である。
さらに、第２被覆部３２は、第１被覆部３０において第１センシング部１０及び第２センシング部１６の反対面８２と接する面とは反対側の面（以下、被覆面）を覆う構造である。
Thermal conductivity is an index representing the magnitude of thermal conduction in a substance.
Further, the second covering portion 32 has a structure that covers a surface (hereinafter referred to as a covering surface) on the opposite side of the first covering portion 30 from the surface in contact with the opposite surface 82 of the first sensing portion 10 and the second sensing portion 16. .
本実施形態の第２被覆部３２は、第１被覆部３０の被覆面の全面を覆うように構成されている。ただし、第２被覆部３２の構造はこれに限るものではなく、第１被覆部３０の被覆面の一部分だけを覆うように構成されていても良いし、第１被覆部３０の全ての側面を覆うように構成されていてもよい。 The second covering portion 32 of the present embodiment is configured to cover the entire covering surface of the first covering portion 30. However, the structure of the 2nd coating | coated part 32 is not restricted to this, It may be comprised so that only a part of coating surface of the 1st coating | coated part 30 may be covered, and all the side surfaces of the 1st coating | coated part 30 may be covered. You may be comprised so that it may cover.
第２被覆部３２は、第１被覆部３０の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有する。
［３．２ 第３実施形態の効果］
（３．２ａ） このようなセンシングユニット９であれば、第１被覆部３０によって、第１センシング部１０及び第２センシング部１６の反対面８２の少なくとも一部分を覆うことにより反対面８２の温度が変化することを抑制でき、被験者１００の体表面からの熱流束の検出精度を向上させることができる。この結果、生体情報計測装置によれば、被験者１００の脈波の導出精度を向上させることができる。
The second covering portion 32 has a thermal conductivity larger than that of the first covering portion 30.
[3.2 Effects of Third Embodiment]
(3.2a) With such a sensing unit 9, the temperature of the opposite surface 82 can be increased by covering at least a part of the opposite surfaces 82 of the first sensing unit 10 and the second sensing unit 16 with the first covering unit 30. The change can be suppressed, and the detection accuracy of the heat flux from the body surface of the subject 100 can be improved. As a result, according to the biological information measuring apparatus, the accuracy of deriving the pulse wave of the subject 100 can be improved.
（３．２ｂ） センシングユニット９であれば、第１センシング部１０及び第２センシング部１６の反対面８２の温度の変化をより安定させることができ、第１センシング部１０及び第２センシング部１６での熱流束の検出精度を向上させることができる。 (3.2b) If it is the sensing unit 9, the change of the temperature of the opposite surface 82 of the 1st sensing part 10 and the 2nd sensing part 16 can be stabilized more, and the 1st sensing part 10 and the 2nd sensing part 16 will be sufficient. It is possible to improve the detection accuracy of the heat flux at.
（３．２ｃ） 第２被覆部３２は、熱伝導率が大きいため、第１被覆部３０の被覆面における温度の分布を、より一様な状態に近づけることができる。よって、センシングユニット９であれば、第２被覆部３２によって、第１被覆部３０の被覆面の温度が変化することを抑制でき、被験者１００の体表面からの熱流束の検出精度を向上させることができる。この結果、生体情報計測装置によれば、被験者１００の脈波の導出精度を向上させることができる。
［３．３ 第３実施形態の変形例］
上記実施形態におけるセンシングユニット９は、少なくとも１つの第１センシング部１０と、少なくとも１つの第２センシング部１６と、第１被覆部３０と、第２被覆部３２とを備えていたが、センシングユニット９は、図１４に示すように、少なくとも１つの第１センシング部１０と、少なくとも１つの第２センシング部１６と、第１被覆部３０とを備え、第２被覆部３２が省略されていてもよい。
［４．１ 第４実施形態］
本実施形態においては、先の実施形態における生体情報計測装置と同様の構成及び処理には、同一の符号を付して説明を省略し、先の実施形態の生体情報計測装置とは異なる構成及び処理を中心に説明する。
＜４．１−１ 生体情報計測装置＞
図１５に示す生体情報計測装置４は、被験者１００の体表面の温度の変化を計測し、その計測した結果に基づいて、生体情報としての脈波指標を導出する装置である。
(3.2c) Since the 2nd coating | coated part 32 has a large thermal conductivity, it can approximate the temperature distribution in the coating surface of the 1st coating | coated part 30 to a more uniform state. Therefore, if it is the sensing unit 9, it can suppress that the temperature of the coating surface of the 1st coating | coated part 30 changes with the 2nd coating | coated part 32, and improves the detection accuracy of the heat flux from the body surface of the test subject 100. Can do. As a result, according to the biological information measuring apparatus, the accuracy of deriving the pulse wave of the subject 100 can be improved.
[3.3 Modification of Third Embodiment]
The sensing unit 9 in the above embodiment includes at least one first sensing unit 10, at least one second sensing unit 16, a first covering unit 30, and a second covering unit 32. 14 includes at least one first sensing unit 10, at least one second sensing unit 16, and a first covering unit 30 as shown in FIG. 14, and the second covering unit 32 is omitted. Good.
[4.1 Fourth Embodiment]
In the present embodiment, the same configurations and processes as those of the biological information measuring device in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals, the description thereof is omitted, and the configurations and processes different from those of the biological information measuring device of the previous embodiment are omitted. The process will be mainly described.
<4.1-1 Biological Information Measuring Device>
The biological information measuring device 4 shown in FIG. 15 is a device that measures a change in the temperature of the body surface of the subject 100 and derives a pulse wave index as biological information based on the measured result.
生体情報計測装置４は、複数のセンシングユニット７と、複数の接触センサ８６と、差分導出部８８と、制御ユニット４０とを備えている。
接触センサ８６は、センシングユニット７ごとに設けられたセンサである。この接触センサ８６は、対応するセンシングユニット７と被験者１００の体表面との接触状態を検出する接触検出部としてのセンサである。この接触センサ８６は、静電容量式の接触センサであってもよいし、インピーダンス式の接触センサであってもよい。
＜４．１−２ 差分導出部＞
差分導出部８８は、センシングユニット７ごとに設けられた差分器９０と、選択回路９２とを備える。
The biological information measuring apparatus 4 includes a plurality of sensing units 7, a plurality of contact sensors 86, a difference deriving unit 88, and a control unit 40.
The contact sensor 86 is a sensor provided for each sensing unit 7. The contact sensor 86 is a sensor as a contact detection unit that detects a contact state between the corresponding sensing unit 7 and the body surface of the subject 100. The contact sensor 86 may be a capacitance type contact sensor or an impedance type contact sensor.
<4-1-2 Difference Deriving Unit>
The difference deriving unit 88 includes a differentiator 90 provided for each sensing unit 7 and a selection circuit 92.
差分器９０の各々は、１つのセンシングユニット７における第１センシング部１０で計測された体表面温度の変化と、第２センシング部１６で計測された周辺温度の変化との差分を、温度差分として導出して出力する。 Each of the differentiators 90 uses a difference between a change in body surface temperature measured by the first sensing unit 10 in one sensing unit 7 and a change in ambient temperature measured by the second sensing unit 16 as a temperature difference. Derived and output.
選択回路９２は、制御部５０からの制御信号に従って、差分器９０の各々から入力された複数の信号の中から、制御ユニット４０へと出力する出力信号を選択する回路である。
すなわち、差分導出部８８は、被験者１００の体表面に接触しているセンシングユニット７における、第１センシング部１０で計測した体表面温度の変化と、第２センシング部１６で計測した周辺温度の変化との差分を温度差分として、制御部５０に出力する。
The selection circuit 92 is a circuit that selects an output signal to be output to the control unit 40 from a plurality of signals input from each of the differentiators 90 in accordance with a control signal from the control unit 50.
That is, the difference deriving unit 88 changes the body surface temperature measured by the first sensing unit 10 and the ambient temperature measured by the second sensing unit 16 in the sensing unit 7 in contact with the body surface of the subject 100. Is output to the controller 50 as a temperature difference.
制御部５０の脈波導出部５６は、接触センサ８６の各々での検出結果に従い、被験者１００の体表面に接触している少なくとも１つのセンシングユニット７を特定する。そして、その特定されたセンシングユニット７からの検出信号に基づいて算出された温度差分を出力するように、選択回路９２に制御信号を出力する。 The pulse wave deriving unit 56 of the control unit 50 identifies at least one sensing unit 7 that is in contact with the body surface of the subject 100 according to the detection result of each of the contact sensors 86. Then, a control signal is output to the selection circuit 92 so as to output the temperature difference calculated based on the detection signal from the identified sensing unit 7.
そして、脈波導出部５６は、選択回路９２からの温度差分に従って脈波指標を導出する。
［４．２ 第４実施形態の効果］
このような生体情報計測装置４によれば、被験者１００の体表面に接触している少なくとも１つのセンシングユニット７で計測した体表面温度の変化に基づいて被験者１００の脈波を導出するため、その導出する被験者１００の脈波をより正確なものとすることができる。
［４．３ 第４実施形態の変形例］
上記第４実施形態では、接触センサ８６として、静電容量式の接触センサやインピーダンス式の接触センサを用いることを想定していたが、接触センサ８６は、これに限るものではない。
The pulse wave deriving unit 56 derives a pulse wave index according to the temperature difference from the selection circuit 92.
[4.2 Effects of Fourth Embodiment]
According to such a biological information measuring device 4, in order to derive the pulse wave of the subject 100 based on the change in the body surface temperature measured by at least one sensing unit 7 in contact with the body surface of the subject 100, The pulse wave of the subject 100 to be derived can be made more accurate.
[4.3 Modification of Fourth Embodiment]
In the fourth embodiment, it is assumed that a capacitive contact sensor or an impedance contact sensor is used as the contact sensor 86, but the contact sensor 86 is not limited to this.
例えば、図１６に示すように、センシングユニット７と被験者１００の体表面との接触状態を検出する接触検出部としての接触センサ８６は、空間熱流束センサ９４と、検出部９６と、判定部９８とを備えていてもよい。 For example, as shown in FIG. 16, a contact sensor 86 as a contact detection unit that detects a contact state between the sensing unit 7 and the body surface of the subject 100 includes a spatial heat flux sensor 94, a detection unit 96, and a determination unit 98. And may be provided.
空間熱流束センサ９４は、少なくとも１つの第１センシング部１０の各々に対応する被験者１００の体表面の周辺からの熱流束を計測するセンサである。この空間熱流束センサ９４は、第１センシング部１０の接触面８０が被験者１００の体表面に接触しても、当該空間熱流束センサ９４の接触面が被験者１００の体表面に非接触となるように、当該空間熱流束センサ９４の接触面が第１センシング部１０の接触面８０よりも窪ませて配置される。これにより、空間熱流束センサ９４からの出力を、被験者１００の体表面の周辺における空間からの熱流束、即ち、空間温度の変化とすることができる。なお、空間温度とは、被験者１００の体表面の周辺における空間の温度である。 The spatial heat flux sensor 94 is a sensor that measures the heat flux from the periphery of the body surface of the subject 100 corresponding to each of the at least one first sensing unit 10. The spatial heat flux sensor 94 is configured such that the contact surface of the spatial heat flux sensor 94 is not in contact with the body surface of the subject 100 even if the contact surface 80 of the first sensing unit 10 contacts the body surface of the subject 100. In addition, the contact surface of the spatial heat flux sensor 94 is disposed so as to be recessed from the contact surface 80 of the first sensing unit 10. Thereby, the output from the space heat flux sensor 94 can be a heat flux from the space around the body surface of the subject 100, that is, a change in space temperature. The space temperature is the temperature of the space around the body surface of the subject 100.
また、空間熱流束センサ９４は、対応する第１センシング部１０が備える第１熱流束センサ１２に隣接して設置されてもよい。
検出部９６は、空間熱流束センサ９４で計測した熱流束に基づく空間温度の変化と、当該空間熱流束センサ９４に対応する第１センシング部１０で計測した体表面温度の変化との差分を導出する。検出部９６は、差分器であってもよい。
The spatial heat flux sensor 94 may be installed adjacent to the first heat flux sensor 12 provided in the corresponding first sensing unit 10.
The detection unit 96 derives a difference between the change in the spatial temperature based on the heat flux measured by the spatial heat flux sensor 94 and the change in the body surface temperature measured by the first sensing unit 10 corresponding to the spatial heat flux sensor 94. To do. The detection unit 96 may be a differentiator.
すなわち、図１７（Ａ）に示すように、第１センシング部１０が被験者１００の体表面に非接触であれば、空間熱流束センサ９４で計測した空間温度の変化と、当該空間熱流束センサ９４に対応する第１センシング部１０で計測した体表面温度の変化との差分は小さくなる。よって、被験者１００の体表面とセンシングユニット７との接触状態を示す接触信号は小さな値となる。なお、この場合、図１７（Ｂ）に示すように、差分器９０から出力される信号、即ち、脈波信号は、変化が乏しく、被験者１００の脈波を正確に表していない信号となる。 That is, as shown in FIG. 17A, if the first sensing unit 10 is not in contact with the body surface of the subject 100, the change in the space temperature measured by the space heat flux sensor 94 and the space heat flux sensor 94. The difference from the change in the body surface temperature measured by the first sensing unit 10 corresponding to is small. Therefore, the contact signal indicating the contact state between the body surface of the subject 100 and the sensing unit 7 has a small value. In this case, as shown in FIG. 17B, the signal output from the subtractor 90, that is, the pulse wave signal is a signal that does not change accurately and does not accurately represent the pulse wave of the subject 100.
一方、第１センシング部１０が被験者１００の体表面に接触していれば、図１７（Ａ）に示すように、空間熱流束センサ９４で計測した空間温度の変化と、当該空間熱流束センサ９４に対応する第１センシング部１０で計測した体表面温度の変化との差分は大きくなる。よって、接触信号は大きな値となる。この場合、図１７（Ｂ）に示すように、差分器９０から出力される信号は、被験者１００の脈波を表す信号となる。 On the other hand, if the first sensing unit 10 is in contact with the body surface of the subject 100, as shown in FIG. 17A, the change in the space temperature measured by the space heat flux sensor 94 and the space heat flux sensor 94. The difference from the change in the body surface temperature measured by the first sensing unit 10 corresponding to is large. Therefore, the contact signal has a large value. In this case, as shown in FIG. 17B, the signal output from the differentiator 90 is a signal representing the pulse wave of the subject 100.
判定部９８は、検出部９６で導出した空間温度の変化と体表面温度の変化との差分が、予め定められた閾値以上であれば、対応するセンシングユニット７と被験者１００の体表面とが接触しているものと判定する。本実施形態における判定部９８は、制御部５０が各種処理を実行することで実現すればよい。 If the difference between the change in the space temperature derived by the detection unit 96 and the change in the body surface temperature is equal to or greater than a predetermined threshold, the determination unit 98 makes contact with the corresponding sensing unit 7 and the body surface of the subject 100. It is determined that The determination unit 98 in the present embodiment may be realized by the control unit 50 executing various processes.
このような生体情報計測装置４によれば、対応するセンシングユニット７と被験者１００の体表面との接触状態の検出を、空間熱流束センサ９４での計測結果と、その空間熱流束センサ９４に対応する第１センシング部１０で計測した体表面温度の変化との差分に従って実現できる。
［５． その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
According to such a biological information measuring apparatus 4, detection of the contact state between the corresponding sensing unit 7 and the body surface of the subject 100 corresponds to the measurement result of the spatial heat flux sensor 94 and the spatial heat flux sensor 94. It is realizable according to the difference with the change of the body surface temperature measured with the 1st sensing part 10 to do.
[5. Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is possible to implement in various aspects.
（５ａ） 上記実施形態においては、センシングユニットが装着される被験者１００の部位として、被験者１００の手首を想定していたが、センシングユニットが装着される被験者１００の部位は、被験者１００の腰であってもよいし、被験者１００の足首であってもよいし、被験者１００の腕であってもよい。 (5a) In the above embodiment, the wrist of the subject 100 is assumed as the part of the subject 100 to which the sensing unit is attached. However, the part of the subject 100 to which the sensing unit is attached is the waist of the subject 100. It may be the ankle of the subject 100 or the arm of the subject 100.
また、センシングユニットが装着される被験者１００の部位は、センシングユニットごとに異なる部位であってもよい。例えば、図１８に示すように、複数のセンシングユニットのうちの１つが、被験者１００の前腕に装着され、複数のセンシングユニットのうち、他の１つのが、被験者１００の上腕に装着されてもよい。 Moreover, the site | part of the test subject 100 with which a sensing unit is mounted | worn may be a site | part different for every sensing unit. For example, as shown in FIG. 18, one of the plurality of sensing units may be attached to the forearm of the subject 100, and the other one of the plurality of sensing units may be attached to the upper arm of the subject 100. .
（５ｂ） また、上記実施形態の第１センシング部１０では、被験者１００の体表面の温度の変化を計測するセンサとして第１熱流束センサ１２を想定していたが、被験者１００の体表面の温度の変化を計測するセンサは、これに限るものではなく、温度の変化を計測するセンサであれば、どのようなものであってもよい。 (5b) Moreover, in the 1st sensing part 10 of the said embodiment, although the 1st heat flux sensor 12 was assumed as a sensor which measures the change of the body surface temperature of the test subject 100, the temperature of the test body 100 body surface The sensor that measures the change in the temperature is not limited to this, and any sensor that measures the change in temperature may be used.
さらに、上記実施形態の第２センシング部１６では、周辺温度の変化を計測するセンサとして第２熱流束センサ１８を想定していたが、周辺温度の変化を計測するセンサは、これに限るものではなく、温度の変化を計測するセンサであれば、どのようなものであってもよい。 Further, in the second sensing unit 16 of the above embodiment, the second heat flux sensor 18 is assumed as a sensor for measuring the change in the ambient temperature, but the sensor for measuring the change in the ambient temperature is not limited to this. However, any sensor may be used as long as it measures the change in temperature.
（５ｃ）更に言えば、上記実施形態の第１熱流束センサ１２及び第２熱流束センサ１８は、第１接続部材２４及び第２接続部材２６を複数有していたが、第１熱流束センサ１２及び第２熱流束センサ１８が備える第１接続部材２４及び第２接続部材２６は、単数であってもよい。 (5c) Furthermore, although the 1st heat flux sensor 12 and the 2nd heat flux sensor 18 of the said embodiment had multiple 1st connection members 24 and 2nd connection members 26, the 1st heat flux sensor The first connection member 24 and the second connection member 26 included in the twelve and second heat flux sensors 18 may be singular.
（５ｄ） また、第１センシング部１０は、熱流束センサ１２に換えて、被験者１００の体表面温度を計測する温度センサを備えていてもよい。この場合、制御部５０が、被験者１００の体表面温度の変化を導出してもよい。 (5d) The first sensing unit 10 may include a temperature sensor that measures the body surface temperature of the subject 100 instead of the heat flux sensor 12. In this case, the control unit 50 may derive a change in the body surface temperature of the subject 100.
（５ｅ） また、第２センシング部１６は、熱流束センサ１８に換えて、被験者１００の周辺温度を計測する温度センサを備えていてもよい。この場合、制御部５０が、周辺温度の変化を導出してもよい。 (5e) The second sensing unit 16 may include a temperature sensor that measures the ambient temperature of the subject 100 instead of the heat flux sensor 18. In this case, the control unit 50 may derive a change in the ambient temperature.
（５ｆ） 上記実施形態における脈波導出部５６が実行する機能の一部または全部は、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成されていてもよい。
（５ｇ） 上記実施形態においては、記憶部５４にプログラムが格納されていたが、プログラムを格納する記憶媒体は、これに限るものではなく、半導体メモリなどの非遷移的実体的記憶媒体に格納されていてもよい。
(5f) Part or all of the functions executed by the pulse wave deriving unit 56 in the above embodiment may be configured by hardware using one or more ICs.
(5g) In the above embodiment, the program is stored in the storage unit 54. However, the storage medium for storing the program is not limited to this, and is stored in a non-transitional tangible storage medium such as a semiconductor memory. It may be.
（５ｈ） また、脈波導出部５６は非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行してもよい。このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実現される。 (5h) The pulse wave deriving unit 56 may execute a program stored in a non-transitional tangible recording medium. By executing this program, a method corresponding to the program is realized.
（５ｉ） なお、上記実施形態の構成の一部を省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記実施形態と変形例とを適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。 (5i) In addition, the aspect which abbreviate | omitted a part of structure of the said embodiment is also embodiment of this invention. Further, an aspect configured by appropriately combining the above embodiment and the modification is also an embodiment of the present invention. Moreover, all the aspects which can be considered in the limit which does not deviate from the essence of the invention specified by the wording described in the claims are the embodiments of the present invention.
（５ｊ） 上記実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではない。 (5j) The reference numerals used in the description of the above embodiments are used as appropriate in the claims, but are used for the purpose of facilitating understanding of the invention according to each claim, and the invention according to each claim. It is not intended to limit the technical scope of
１，４…生体情報計測装置 ７，８，９…センシングユニット １０…第１センシング部 １２…第１熱流束センサ １６…第２センシング部 １８…第２熱流束センサ ２０…断熱材 ２２…シート材 ２４…第１接続部材 ２６…第２接続部材 ３０…第１被覆部 ３２…第２被覆部 ３８，６２…差分導出部 ４０…制御ユニット ４２…表示器 ４４…メモリ ５０…制御部 ５２，５８，６０…ＡＤ変換器 ５４…記憶部 ５６…脈波導出部 ６４…第１周波数解析部 ６６…第２周波数解析部 ８０…接触面 ８２…反対面 ８６…接触センサ ８８…差分導出部 ９０…差分器 ９２…選択回路 ９４…空間熱流束センサ ９６…検出部 ９８…判定部 １００…被験者 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,4 ... Biological information measuring device 7, 8, 9 ... Sensing unit 10 ... 1st sensing part 12 ... 1st heat flux sensor 16 ... 2nd sensing part 18 ... 2nd heat flux sensor 20 ... Heat insulating material 22 ... Sheet material DESCRIPTION OF SYMBOLS 24 ... 1st connection member 26 ... 2nd connection member 30 ... 1st coating | coated part 32 ... 2nd coating | coated part 38,62 ... Difference derivation | leading-out part 40 ... Control unit 42 ... Indicator 44 ... Memory 50 ... Control part 52,58, DESCRIPTION OF SYMBOLS 60 ... AD converter 54 ... Memory | storage part 56 ... Pulse wave derivation | leading-out part 64 ... 1st frequency analysis part 66 ... 2nd frequency analysis part 80 ... Contact surface 82 ... Opposite surface 86 ... Contact sensor 88 ... Difference derivation | leading-out part 90 ... Difference machine DESCRIPTION OF SYMBOLS 92 ... Selection circuit 94 ... Spatial heat flux sensor 96 ... Detection part 98 ... Determination part 100 ... Test subject
Claims (14)
前記少なくとも１つの第１センシング部で計測した結果と、前記少なくとも１つの第２センシング部で計測した結果との差分である温度差分を導出する差分導出部（３８，６２）と、
前記差分導出部で導出した温度差分に基づいて、前記被験者の脈波を導出する脈波導出部（５６）と
を備える、生体情報計測装置（１，４）。 A body surface temperature of a subject (100) or a change in body surface temperature, at least one first sensing unit (10), and a second sensing unit corresponding to each of the at least one first sensing unit, At least one sensing unit (7, 8, 9) having a second sensing unit (16) for measuring an ambient temperature or a change in ambient temperature in each of the at least one first sensing unit;
A difference deriving unit (38, 62) for deriving a temperature difference which is a difference between a result measured by the at least one first sensing unit and a result measured by the at least one second sensing unit;
A biological information measuring device (1, 4) comprising: a pulse wave deriving unit (56) for deriving the pulse wave of the subject based on the temperature difference derived by the difference deriving unit.
前記被験者の体表面からの熱流束を前記体表面温度の変化として計測する第１熱流束センサ（１２）を更に備え、
前記少なくとも１つの第２センシング部の各々は、
前記少なくとも１つの第１センシング部の各々における周辺からの熱流束を前記周辺温度の変化として計測する第２熱流束センサ（１８）を更に備える、請求項１に記載の生体情報計測装置。 Each of the at least one first sensing unit includes:
A first heat flux sensor (12) that measures the heat flux from the body surface of the subject as a change in the body surface temperature;
Each of the at least one second sensing unit includes:
The biological information measuring device according to claim 1, further comprising a second heat flux sensor (18) that measures a heat flux from the periphery of each of the at least one first sensing unit as a change in the ambient temperature.
金属で線状に形成された少なくとも１つの第１接続部材（２４）と、
前記第１接続部材とは異なる金属で線状に形成された少なくとも１つの第２接続部材（２６）と
を有し、
前記少なくとも１つの第１接続部材と前記少なくとも１つの第２接続部材とが交互に直列に接続されている、請求項２に記載の生体情報計測装置。 The first heat flux sensor and the second heat flux sensor are
At least one first connecting member (24) formed in a metal line shape;
And at least one second connection member (26) formed in a linear shape with a metal different from the first connection member,
The biological information measuring device according to claim 2, wherein the at least one first connection member and the at least one second connection member are alternately connected in series.
前記差分導出部は、
前記少なくとも１つのセンシングユニットの各々における出力値を、前記温度差分として導出する、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の生体情報計測装置。 In the at least one sensing unit, the at least one first sensing unit is configured to output a difference between a measurement result from the at least one first sensing unit and a measurement result from the at least one second sensing unit. A sensing unit and the at least one second sensing unit are connected in series,
The difference deriving unit
The biological information measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein an output value at each of the at least one sensing unit is derived as the temperature difference.
絶縁性を有したシート材（２２）を、更に備え、
前記少なくとも１つの第１センシング部と、前記少なくとも１つの第２センシング部とが、規定された配列に沿って前記シート材に配置されている、請求項４に記載の生体情報計測装置。 The at least one sensing unit comprises:
Insulating sheet material (22) is further provided,
The biological information measuring device according to claim 4, wherein the at least one first sensing unit and the at least one second sensing unit are arranged on the sheet material along a defined arrangement.
前記被験者の体表面と対向する接触面（８０）とは反対側の面である反対面（８２）の少なくとも一部を覆う第１被覆部（３０）を、更に備える、請求項２から請求項５までのいずれか一項に記載の生体情報計測装置。 The at least one sensing unit comprises:
The first covering portion (30) covering at least a part of the opposite surface (82) which is a surface opposite to the contact surface (80) facing the body surface of the subject, further comprising: The biological information measuring device according to any one of 5 to 5.
前記被験者の体表面からの熱流束に影響を与えない熱容量として規定された規定値以上の熱容量を有する、請求項６に記載の生体情報計測装置。 The first covering portion is
The biological information measuring device according to claim 6, wherein the biological information measuring device has a heat capacity not less than a specified value defined as a heat capacity that does not affect the heat flux from the body surface of the subject.
前記第１被覆部において前記反対面と接する面とは反対側の面を覆う第２被覆部（３２）を、更に備える、請求項６または請求項７に記載の生体情報計測装置。 The at least one sensing unit comprises:
The biological information measuring device according to claim 6 or 7, further comprising a second covering portion (32) that covers a surface of the first covering portion opposite to a surface that contacts the opposite surface.
前記第１被覆部の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有する、請求項８に記載の生体情報計測装置。 The second covering portion is
The living body information measuring device according to claim 8 which has thermal conductivity larger than thermal conductivity of said 1st covering part.
前記第１センシング部での計測結果のアナログ信号と、前記第２センシング部での計測結果のアナログ信号との差分を、前記温度差分として導出する、請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の生体情報計測装置。 The difference deriving unit
The difference between the analog signal of the measurement result in the first sensing unit and the analog signal of the measurement result in the second sensing unit is derived as the temperature difference. The biological information measuring device according to item.
前記第１センシング部での計測結果のデジタル信号と、前記第２センシング部での計測結果のデジタル信号との差分を、前記温度差分として導出する、請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の生体情報計測装置。 The difference deriving unit
The difference between the digital signal of the measurement result in the first sensing unit and the digital signal of the measurement result in the second sensing unit is derived as the temperature difference. The biological information measuring device according to item.
前記第１センシング部での計測結果の推移を周波数解析した結果と、前記第２センシング部での計測結果の推移を周波数解析した結果とに基づいて、前記第１センシング部での計測結果の推移における周波数成分から、前記第２センシング部での計測結果の推移における周波数成分を減算した結果を、前記温度差分として導出する、請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載の生体情報計測装置。 The difference deriving unit
Transition of the measurement result in the first sensing unit based on the result of frequency analysis of the transition of the measurement result in the first sensing unit and the result of frequency analysis of the transition of the measurement result in the second sensing unit The biological information according to any one of claims 1 to 11, wherein a result obtained by subtracting a frequency component in a transition of a measurement result in the second sensing unit from a frequency component in is derived as the temperature difference. Measuring device.
前記少なくとも１つのセンシングユニットの各々と、前記被験者の体表面との接触状態を検出する接触検出部（８６）を、更に備え、
前記差分導出部は、
前記接触検出部での検出の結果、前記被験者の体表面に接触している少なくとも１つのセンシングユニットにおける、前記少なくとも１つの第１センシング部での計測結果と、前記少なくとも１つの第２センシング部での計測結果との差分を、前記温度差分として導出する、請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載の生体情報計測装置。 The at least one sensing unit is two or more sensing units;
A contact detector (86) for detecting a contact state between each of the at least one sensing unit and the body surface of the subject;
The difference deriving unit
As a result of detection by the contact detection unit, in at least one sensing unit that is in contact with the body surface of the subject, the measurement result by the at least one first sensing unit, and the at least one second sensing unit The biological information measuring apparatus according to any one of claims 1 to 12, wherein a difference from the measurement result is derived as the temperature difference.
前記少なくとも１つの第１センシング部の各々に対応する前記被験者の体表面の周辺からの熱流束を計測する空間熱流束センサ（９４）と、
前記空間熱流束センサで計測した熱流束に基づく空間温度と、当該空間熱流束センサに対応する前記少なくとも１つの第１センシング部での計測結果との差分を導出する検出部（９６）と、
前記検出部で導出した差分が、予め定められた閾値以上であれば、前記少なくとも１つのセンシングユニットの各々と、前記被験者の体表面とが接触しているものと判定する判定部（９８）と
を更に備える、請求項１から請求項１３までのいずれか一項に記載の生体情報計測装置。 The contact detector is
A spatial heat flux sensor (94) for measuring a heat flux from around the body surface of the subject corresponding to each of the at least one first sensing unit;
A detecting unit (96) for deriving a difference between a space temperature based on the heat flux measured by the space heat flux sensor and a measurement result of the at least one first sensing unit corresponding to the space heat flux sensor;
A determination unit (98) that determines that each of the at least one sensing unit is in contact with the body surface of the subject if the difference derived by the detection unit is equal to or greater than a predetermined threshold; The biological information measuring device according to any one of claims 1 to 13, further comprising:
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