JP2019058573A - 生体信号取得装置、および生体信号取得用装着具 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に異なる生体信号を同時に取得できる生体信号取得装置を提供する。【解決手段】生体に装着される装身具１０１と、装身具１０１に取付けられており、装身具１０１を装着した生体の表面の、当該生体の体軸に略直交する面と交わる位置に配置される二以上の生体電極１０２と、二以上の生体電極１０２を用いて第一の生体信号を取得する生体信号取得部１０４と、装身具１０１に取付けられており、装身具１０１を装着した生体の表面に配置され、第一の生体信号とは異なる第二の生体信号を取得する生体センサと、生体信号取得部１０４が取得した第一の生体信号および第二生体信号取得部１０４が取得した第二の生体信号を時間的な関係がわかるよう出力する出力部１０５とを備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、生体から生体信号を取得する装置等に関するものである。

従来の技術としては、被診断者の胸にベルトを巻き回すことにより電極を、前記被診断者の胸に押し付けて心電を測定する心電計と該心電計に心電の測定を開始するための指示信号を送信するコンピュータからなる心電計システムが知られていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−４５１９５号公報（第１頁、第１図等）

しかしながら、従来の技術においては、心電信号のような一の生体信号しか取得することができず、容易に異なる生体信号を同時に取得することが容易にできない、という課題があった。このため、例えば、同時に取得した異なる生体信号を参照して適切に生体の状態を判断することが困難であった。

本発明は、上記のような課題を解消するためになされたものであり、容易に異なる生体信号を同時に取得することができる生体信号取得装置および生体信号取得用装着具を提供することを目的とする。

本発明の生体信号取得装置は、生体に装着される装身具と、装身具に取付けられており、装身具を装着した生体の表面の、この生体の体軸に略直交する面と交わる位置に配置される二以上の生体電極と、二以上の生体電極を用いて第一の生体信号を取得する生体信号取得部と、装身具に取付けられており、装身具を装着した生体の表面に配置され、第一の生体信号とは異なる第二の生体信号を取得する生体センサと、生体信号取得部が取得した第一の生体信号および第二生体信号取得部が取得した第二の生体信号を時間的な関係がわかるよう出力する出力部とを備えた生体信号取得装置である。

かかる構成により、容易に異なる生体信号を同時に取得することができる。

また、本発明の生体信号取得装置は、前記生体信号取得装置において、生体センサは、ドプラセンサであり、ドプラセンサは、装身具が生体に装着された場合に、生体の体軸に直交しない面内に観測ビームの方位角を有するよう装身具に取付けられている生体信号取得装置である。

かかる構成により、ドプラセンサにより血流を示す信号を生体信号の一つとして取得することができる。例えば、この血流を示す信号を脈波信号の代りに用いることで、精度の良い判断を行なうことができる。

また、本発明の生体信号取得装置は、前記生体信号取得装置において、生体センサは、ドプラセンサであり、ドプラセンサは、位置および観測ビームの照射方向の少なくとも一方が変更可能となっている生体信号取得装置である。

かかる構成により、ドプラセンサの位置および観測ビームの照射方向の少なくとも一方を調整することができ、例えば、これらを最適化することができる。

また、本発明の生体信号取得装置は、前記生体信号取得装置において、生体センサは、脈波センサであり、脈波センサは、生体に対する押し付け方が変更可能となっている生体信号取得装置である。

かかる構成により、脈波センサの押し付け方、例えば押し付ける圧力や応力を調整することができ、これらを最適化することができる。

また、本発明の生体信号取得装置は、前記生体信号取得装置において、装着具は、首輪または腰ベルトである生体信号取得装置である。

かかる構成により、適切に異なる生体信号を取得することができる。例えば、心電信号と脈波を示す信号を適切に取得することができる。

また、本発明の生体信号取得装置は、前記生体信号取得装置において、生体に装着される装身具と、装身具に取付けられており、装身具を装着した生体の表面の、この生体の体軸に略直交する面と交わる位置に配置される二以上の生体電極と、装身具に取付けられており、装身具を装着した生体の表面に配置され、二以上の生体電極を用いて取得される第一の生体信号とは異なる第二の生体信号を取得する生体センサと、を備えた生体信号取得用装着具である。

かかる構成により、容易に異なる生体信号を同時に取得することができる。

本発明による生体信号取得装置等によれば、容易に異なる生体信号を同時に取得することができる。

本発明の実施の形態における生体信号取得装置の模式図 同生体信号取得装置のドプラセンサの構造を説明するための、図１のＩＩ−ＩＩ線に相当する部分の断面模式図（図２（ａ））、および観測ビームの方向を変更した状態の断面模式図（図２（ｂ）） 同生体信号取得装置の出力部１０５が出力する時間軸を合わせて出力された心電信号のスペクトラム像を示す図（図３（ａ））、および血流ドプラ信号のスペクトラム像を示す図（図３（ｂ）） 同生体信号取得装置の変形例を示す模式図

以下、生体信号取得装置等の実施形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同じ符号を付した構成要素は同様の動作を行うので、再度の説明を省略する場合がある。

（実施の形態）
本実施の形態の生体信号取得装置は、例えば、心電信号等の第一の生体信号を取得するために用いられる複数の生体電極と、第二の生体信号を取得するためのドプラセンサ等の生体センサとを生体が装着可能な装身具、言い換えるとウエアラブルなプラットフォーム、に取付けて一体化することで、無拘束で長時間連続して異なる生体信号、すなわち多要素の生体信号の観測が可能なように構成したものである。また、このようなな生体信号取得装置において、例えば、生体センサの装着部位や装着角度、押圧などを調整して最適化できるように構成したものである。

図１は、本実施の形態における生体信号取得装置１の模式図である。
生体信号取得装置１は、生体信号取得用装着具１０、生体信号取得部１０４、出力部１０５を備えている。生体信号取得用装着具１０は、装身具１０１、複数の生体電極１０２、ドプラセンサ１０３を備えている。

生体信号取得用装着具１０は、生体から異なる生体信号を取得するために用いられる装着具である。例えば、生体とは、例えば、人体である。ただし、人間以外の動物等の体であっても良い。なお、以下、生体が人体である場合を例に挙げて説明する。生体信号は、生体から取得される信号である。生体信号は、例えば、心電信号や、脳波信号や、筋電信号や、脈波に関する情報である。心電信号は、心臓の拍動に伴う心筋の活動電位または活動電流を示す信号である。脈波に関する信号は、例えば、脈波信号である。脈波信号は、例えば、生体内における血液の流入によって生じる容積変化を示す信号であり、例えば、容積変化による振動や応力を体表面から検出することで得られる信号である。脈波信号は、例えば、体幹部あるいは四肢の一部から発生する内部から外部に向けて発信される脈波機械信号と考えてもよい。脈波に関する信号は、例えば、生体内の脈動に関連して生じる信号である。脈波に関する信号は、例えば、生体内の脈動に関連して生じる信号である。脈波に関する信号は、例えば、脈動等によって変化する血流の信号である。血流の信号は、例えば、血流量や、血流の流速を示す信号である。異なる生体信号とは、例えば種類の異なる生体信号や、取得のしかたが異なる生体信号である。異なる二つの生体信号は、例えば、心電信号と、脈波に関する信号である。装着具とは、生体に装着して用いられるものである。装着具は、例えば、生体にはめたり、生体に巻いたり、生体に着用させたりして用いられるものである。なお、この実施の形態においては、生体信号取得用装着具１０を用いて取得される異なる生体信号が、心電信号および血流の信号である場合を例に挙げて説明する。

装身具１０１は、生体に装着されるものである。装身具１０１は、例えば、生体にはめたり、生体に巻いたり、生体に着用させたりするものである。装身具１０１は、例えば、複数の生体信号を取得する位置に装着されるものである。装身具１０１は、例えば、生体の首回りや腰周り等に装着されるものである。装身具１０１は、例えば、首輪や、腰ベルトである。装身具１０１は、首や腰に装着されるサポータ等であっても良い。本実施の形態においては、装身具１０１が首輪１０１ａである場合を例に挙げて示している。

装身具１０１である首輪１０１ａは、首に巻かれるベルトである。ここでのベルトは、例えば、ズボンを履く時に用いられるベルトや、妊婦が外測陣痛計を装着する時のベルト等と本質的に同じものである。例えば、首輪１０１ａは、輪の大きさを調節するための留め金１０１１を有している。留め金１０１１としては、どのような機構のものを用いても良い。なお、留め金１０１１の代りに、面ファスナーやボタン等を用いてもよい。また、首輪１０１ａが生体の首にはめ込み可能な構造を有していれば、留め金１０１１は、省略してもよい。例えば、首輪１０１ａが伸縮可能な材質で構成されており、首輪１０１ａに生体の頭部を通して首にはめ込むことが可能であれば、留め金１０１１は省略しても良い。首輪１０１ａの材質等は問わない。首輪１０１ａの材質は、例えば、伸縮性を有するものでも良く、有しないものでも良い。首輪１０１ａの材質は、例えば、皮革であってもよく、樹脂等であっても良い。

首輪１０１ａには、後述するドプラセンサ１０３を取付けるための貫通孔１０１３が設けられている。ドプラセンサ１０３は、その一部を貫通孔１０１３にはめ込むことで首輪１０１ａに取付けられる。ただし、ドプラセンサ１０３がどのように首輪１０１ａに取付けられるようにしてもよい。

首輪１０１ａには、複数の生体電極１０２が取付けられている。ここでは、複数の生体電極１０２として、二つの生体電極１０２が取付けられている場合を例に挙げて説明する。二つの生体電極１０２は、首輪１０１ａを装着した生体の表面に配置される。二つの電極１０２は、首輪１０１ａを装着した生体の表面の、この生体の体軸に略直交する一の面と交わる位置に配置されている。生体の体軸とは、例えば、生体の胴部の延在方向に沿って位置する軸である。体軸は、生体の背骨の延在方向に沿って位置する軸と考えてもよい。体軸に対して略直交する面とは、例えば、体軸に対してなす角度が、８０度から１００度までの範囲である面、好ましくは８５度から９５度までの範囲である面である。二つの生体電極１０２は、例えば、首輪１０１ａを生体に装着させた場合に、生体の表面に配置されるように首輪１０１ａに取付けられている。生体電極１０２が生体の表面に配置されるということは、少なくとも生体電極１０２の一部が生体の表面に接触、好ましくは生体から電気信号を検出可能となるよう接触するよう配置されることである。具体的には、二つの生体電極１０２は、少なくとも首輪１０１ａの内側に配置される。ここでは、二つの生体電極１０２が、それぞれ、首輪１０１ａの一部に巻付けられた導電性ファブリックである場合を例に挙げて説明する。導電性ファブリックは、例えば、銅、ニッケル、銀などをメッキした不織布であり、短冊状の導電性ファブリックを首輪１０１ａの一部に巻付けることで、生体電極１０２を取付けることができる。導電性ファブリックは首輪１０１ａに接着したり縫い付けたりしても良い。導電性ファブリックとしては、例えば、「タカセメックス（商品名）」として知られている一群のものの一つを選択して利用することができる。なお、生体電極１０２は、導電性ファブリック以外の電極であっても良い。例えば、生体電極１０２は、金属プレートや金属箔等であってもよい。また、生体電極１０２は、首輪１０１ａを生体に装着させた状態で、生体電極１０２を生体側に付勢するばね等の付勢手段を介して、首輪１０１ａに取付けられていてもよい。

二つの生体電極１０２は、首輪１０１ａの内側に位置する部分が、互いに対向するように首輪１０１ａに取付けられている。例えば、二つの生体電極１０２は、首輪１０１ａの略正反対となる位置に取付けられている。ただし、互いに対向しない位置に二つの生体電極１０２を取付けてもよい。なお、二つの生体電極１０２は、例えば、体軸に対して略線対称となる位置に配置されていることが好ましい。また、二つの生体電極１０２は、例えば、生体の左右に配置されていてもよい。生体の左右とは、例えば、生体の、体軸を有する平面であって、生体の正面に対して垂直な平面によって分離される二つの領域である。また、二つの生体電極１０２は、体軸を有する平面に対して面対象となる位置に設けられていても良い。

なお、ここでは、首輪１０１ａに取付けた生体電極１０２が二つである場合を例に挙げて説明しているが、生体電極１０２の数は二以上であればよい。

なお、二以上の生体電極１０２は、装身具１０１、ここでは首輪１０１ａを生体に装着させた状態で、装身具１０１を装着した生体の表面の、この生体の体軸に略直交する一の面と交わる位置に配置されているようにすることが好ましい。二つの電極が、生体表面の、生体の体軸に略直交する一の面と交わる位置に配置されているということは、二つの生体電極が、例えば、生体が直立した場合に高さ方向の位置が略同じ位置となるよう生体表面に配置されることと考えても良い。

また、ここでは、首輪１０１ａに取付けた生体電極１０２が二つである場合を例に挙げて説明しているが、単極誘導法等により電気的な生体信号を取得するためには、これらの他にもう一つのこれらと同様の生体電極を不関電極として装身具１０１、ここでは首輪１０１ａに設ける必要があるが、この不関電極の取付け位置は装身具１０１を装着した生体の表面に配置される位置であればどのような位置でも良いことから、ここでは、図示と説明は省略している。不関電極とは、基準電位用電極であり、例えば、アース用電極である。

生体信号取得部１０４は、二つの生体電極１０２を用いて第一の生体信号を取得する。第一の生体信号は、生体信号取得装置１が取得する異なる生体信号のうちの一つである。生体信号取得部１０４は、２つの生体電極１０２のそれぞれと信号線１０２１により接続される。生体信号取得部１０４は、例えば、２つの生体電極１０２を用いて生体の体表から連続的に電気信号（例えば、電位差等の信号）を取得する。ここで取得される電気信号の経時的な変化を示す信号が第一の生体信号である。生体信号取得部１０４は、通常、増幅器を有しており、取得した電気信号を増幅する。この増幅した電気信号の信号を第一の生体信号と考えてもよい。また、生体信号取得部１０４は、更に、ノイズフィルタ等のフィルタを有していても良く、増幅した信号をこのフィルタで処理した信号を第一の生体信号と考えてもよい。生体信号取得部１０４が取得する第一の生体信号は、例えば、上述したような心電信号である。例えば、生体信号取得部１０４は、二つの生体電極１０２を用いて心電信号を取得する心電計であってもよい。生体電極を用いて心電信号を取得する構成については、公知技術であるため、詳細な説明は省略する。なお、ここでは、第一の生体信号が心電信号である場合を例に挙げて説明したが、第一の生体信号は、生体電極１０２を用いて取得可能な信号であれば心電信号以外の信号であっても良く、例えば、脳波信号や、筋電位の信号であってもよい。なお、生体電極１０２が三以上ある場合には、この三以上の生体電極１０２を用いて、第一の生体信号を取得するようにしても良い。

なお、生体信号取得部１０４は、装身具１０１に取付けられていてもよく、取付けられていなくてもよい。装身具１０１に取付けられている場合、生体信号取得部１０４は、生体信号取得用装着具１０の一部と考えても良く、一部と考えなくてもよい。

ドプラセンサ１０３は、生体から第二の生体信号を取得する生体センサである。生体センサとは生体から生体信号を取得するセンサである。ドプラセンサ１０３は、例えば、ドプラセンサから離れる方向またはドプラセンサー近づく方向に運動する物体を、ドプラ効果を利用して検出するセンサである。ドプラセンサ１０３は、照射部、受信部、および信号取得部（図示せず）とを有しており、照射部が観測対象に対して観測ビームを連続的に照射し、受信部がこの照射ビームの反射波を連続的に受信し、信号取得部が受信した照射ビームと反射波とを用いて、例えば、位相比較等を行なって、観測対象の移動量や移動速度を示す信号を取得する。観測ビームは、観測に用いられるビームであり、例えば、マイクロ波等の超音波である。ドプラセンサ１０３は、装身具１０１である首輪１０１ａに取付けられている。ドプラセンサ１０３は、装身具１０１を装着した生体の表面に配置される。例えば、ドプラセンサ１０３は、首輪１０１ａを生体に装着させた場合に、生体の表面に配置されるように首輪１０１ａに取付けられている。ドプラセンサ１０３が生体の表面に配置されるということは、ドプラセンサ１０３から照射される観測ビームが生体内に向かって照射されるようドプラセンサ１０３が配置されることである。具体的には、ドプラセンサ１０３の観測ビームを照射する側（例えば、図示しない照射部の照射面）および反射波を受信する側（例えば、図示しない受信部の受信面）が、少なくとも首輪１０１ａの内側に配置されるよう首輪１０１ａに取付けられる。

ドプラセンサ１０３は、第一の生体信号とは異なる第二の生体信号を取得する。ドプラセンサ１０３が取得する第二の生体信号は、例えば、血流に関する信号である。例えば、ドプラセンサ１０３から照射される観測ビームを所望の血管、例えば動脈等に照射することで、所望の血管の血流に関する情報を取得することができる。血流に関する信号は、連続して取得された血流の流速を示す信号である。血流の流速を示す信号は、血流の流量を示す信号と考えてもよい。例えば、血流に関する信号は、動脈の血流の流速を示す信号である。以下、ドプラセンサ１０３により取得する血流に関する信号をドプラ血流信号と呼ぶ。ドプラセンサ１０３の構成や動作等については公知技術であるため、ここでは詳細な説明は省略する。

図２は、ドプラセンサ１０３の構造を説明するための断面模式図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線に相当する部分の断面模式図（図２（ａ））、および観測ビームの方向を変更した場合の例を示す断面模式図（図２（ｂ））である。なお、ここではドプラセンサ１０３は、図１のＩＩ−ＩＩ線に垂直な断面も、図２（ａ）と同様の構造を有しているものとする。

ドプラセンサ１０３は、探触子１０３１と、台座１０３２とを有している。探触子１０３１は、照射部、受信部、および信号取得部（図示せず）を有している。探触子１０３１は、装身具１０１を生体２０に装着した場合に生体２０とは反対側となる部分に、ドーム形状を有するドーム形状部１０３３を有している。探触子１０３１の図示しない照射部の照射面と、図示しない受信部の受信面は、探触子１０３１のドーム形状部１０３３とは反対側に設けられており、照射部は、ドーム形状部１０３３とは反対側の部分から、観測ビーム３０を照射し、受信部は、反対側の部分において反射波３１を受信する。台座１０３２は、首輪１０１ａが生体２０の首にはめられた状態で、探触子１０３１を生体２０に押さえ込むように保持する。台座１０３２の装身具１０１を生体２０に装着した場合に生体２０側となる部分には、上述した探触子１０３１のドーム形状部１０３３に嵌合するドーム形状の凹部１０３５が設けられている。台座１０３２の生体２０に対して反対側の部分である外側は、凹部１０３５に対応する部分が、凹部１０３５に沿って外側に向かって隆起しており、この隆起している部分が、首輪１０１ａの貫通孔１０１３にはめ込まれている。台座１０３２は、例えば、凹部１０３５の周辺部分１０３４が首輪１０１ａに接着剤やピン（図示せず）等により留められている。ただし、留められていなくても良い。探触子１０３１のドーム形状部１０３３は、台座１０３２の凹部１０３５にはめ込まれている。このドーム状の凹部１０３５の底部には、生体２０に対して反対側となる部分に向かって貫通する貫通孔１０３６が設けられている。ドーム形状部１０３３の天頂部分には、ピン状の取っ手１０３７が取付けられており、この取っ手１０３７は、台座１０３２の凹部１０３５に設けられた貫通孔１０３６を経て首輪１０１ａの外側に突き出している。この取っ手１０３７の貫通孔１０３６を貫通している部分の太さは、貫通孔１０３６の直径よりも細くなっている。首輪１０１ａを生体２０に装着すると、図２（ａ）に示すように、首輪１０１ａで台座１０３２が生体２０側に押し付けられ、この台座１０３２の凹部１０３５にはめ込まれた探触子１０３１が、生体２０側に押し付けられる。探触子１０３１と台座１０３２とを生体２０側に押し付けた状態で、取っ手１０３７を貫通孔１０３６に貫通している部分近傍を中心として傾けることで、図２（ｂ）に示すように、探触子１０３１の生体２０に接触している部分（例えば、接触している面）が傾き、観測ビームの照射方向３０を変更可能となっている。なお、ドプラセンサ１０３を、探触子や送受波器の位置が変更可能となるよう首輪１０１ａ等の装身具１０１に取付けるようにしてもよい。例えば、ドプラセンサ１０３の台座（図示せず）を、首輪１０１ａを挟み込んで取り付け可能な形状や構造を有するもの（例えば、首輪１０１ａを挟み込むクリップを備えた構造等）として、首輪１０１ａに取付けるとともに、この台座の首輪１０１ａの内側となる部分に、ドプラセンサ１０３の探触子１０３１を取付けることで、ドプラセンサ１０３の探触子１０３１の位置や、ドプラセンサ１０３の送受波器の位置を変更可能となるようにしても良い。また、ドプラセンサ１０３の探触子１０３１の首輪１０１ａ側に、首輪１０１ａを挟んで移動可能となるような部材を設けるようにしてもよい。また、首輪１０１ａに貫通孔１０１３と同様の複数の貫通孔（図示せず）を異なる位置に設け、ドプラセンサ１０３をこの貫通孔のいずれかに着脱可能にはめ込めるようにしても良い。

なお、ドプラセンサ１０３は、装身具１０１が生体に装着された場合に、生体の体軸に直交しない面内に観測ビームの方位角を有するよう装身具１０１に取付けられていることが好ましい。例えば、ドプラセンサ１０３を用いて中心や末梢ではない動脈を観測して脈波を検出することが好ましく、このような動脈は、原則として、生体の体軸に直交する方向には伸びていないことから、血流を観測するための照射されるドプラセンサ１０３の観測ビームの方位角を生体の体軸に直交しない面内に位置しないようにすることが好ましい。

出力部１０５は、生体信号取得部１０４が取得した第一の生体信号と、ドプラセンサ１０３が取得した第二の生体信号とを、これらの時間的な関係がわかるよう出力する。時間的な関係がわかるよう出力することは、例えば、第一の生体信号と、第二の生体信号との同じ時刻または時間に取得された部分が比較できるように出力することであってもよく、第一の生体信号と第二の生体信号とを同期可能となるよう出力することであっても良い。同期可能となるよう出力することは、例えば、第一の生体信号と第二の生体信号とに、それぞれ、同期のために用いられる情報等を対応付けて出力するということであってもよい。

第一の生体信号と第二の生体信号とを、時間的な関係がわかるよう出力するということは、例えば、生体信号取得部１０４が取得した第一の生体信号と、ドプラセンサ１０３が取得した第二の生体信号と、の取得した時刻が同じである一以上の部分に、それぞれ、同じ時刻に取得されたことを示すマーカー等の情報や同期信号等を対応付けて出力することであってもよい。例えば、出力部１０５は、ある時刻に、生体信号取得部１０４が取得した第一の生体信号と、同じ時刻にドプラセンサ１０３が取得した第二の生体信号と、をそれぞれ受け付け、受け付けた第一の生体信号と第二の生体信号とに、同期信号や、マーカ等の情報をそれぞれ付与して出力しても良い。第一の生体信号と第二の生体信号とを、時間的な関係がわかるよう出力するということは、例えば、第一の生体信号と第二の生体信号とに、それぞれ、図示しない時計等から取得した時刻の情報を対応付けて出力することであってもよい。時刻の情報は、例えば、いわゆるタイムコード等である。例えば、このような情報を対応付けて出力することで、第一の生体信号と、第二の生体信号とを時間軸を揃えて、グラフ等で表示したり、第一の生体信号と、第二の生体信号との、同じ時刻に取得された部分を参照することが可能となる。また、第一の生体信号と第二の生体信号とを、時間的な関係がわかるよう出力するということは、例えば、同じ時間に取得された第一の生体信号と第二の生体信号とを同じ時間軸を用いて表したグラフを、並べて表示したり、重ねて表示したりすることであってもよい。

ここでの出力とは、ディスプレイへの表示、プロジェクターを用いた投影、プリンタへの印字、音出力、外部の装置への送信、記録媒体への蓄積、他の処理装置や他のプログラムなどへの処理結果の引渡しなどを含む概念である。

出力部１０５と、生体信号取得部１０４およびドプラセンサ１０３とは、例えば、信号線等を用いて接続される。ただし、それぞれに無線通信の手段（図示せず）を設けることで、無線通信により生体信号が送受信可能となるよう、出力部１０５と、生体信号取得部１０４およびドプラセンサ１０３とを無線接続するようにしてもよい。例えば、無線送信機（図示せず）を生体電極１０２、生体信号取得部１０４およびドプラセンサ１０３とともに一体化してこの首輪１０１ａに配置し、無線受信器（図示せず）を出力部１０５とともに設けるようにして、多信号無線テレメーター装置となるようにしてもよい。

出力部１０５は、送信手段やディスプレイやスピーカー等の出力デバイスを含むと考えても含まないと考えても良い。出力部１０５は、出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。

なお、出力部１０５を、装身具１０１に取付けていてもよく、取付けられていなくてもよい。装身具１０１に取付けられている場合、出力部１０５は、生体信号取得用装着具１０の一部と考えても良く、一部と考えなくてもよい。

次に、生体信号取得装置１を用いて生体信号を取得する方法について、一例を挙げて説明する。留め金１０１１を外した装身具１０１である首輪１０１ａを、生体である人体の首に巻き、留め金１０１１で留める。出力部１０５とドプラセンサ１０３との接続、および出力部１０５と生体信号取得部１０４との接続が、有線接続である場合、出力部１０５とドプラセンサ１０３および生体信号取得部１０４とをそれぞれ信号線（図示せず）で接続する。ドプラセンサ１０３の取っ手１０３７を動かす（傾ける）ことで、観測ビームの方位角を調節する。そして、生体信号取得部１０４による二つの生体電極１０２を用いた心電信号の測定と、ドプラセンサ１０３による血流ドプラ信号との測定を同時に行なう。ここでの同時は、同じ期間に行なうことと考えてもよい。例えば、それぞれの測定開始時等は必ずしも同じでなくても良いが、少なくとも同時に測定を行なっている期間が存在しているようにする。そして、出力部１０５は、取得した心電信号と、血流ドプラ信号とを、時間的な関係がわかるように出力する。例えば、出力部１０５は時間的な関係がわかるように取得した心電信号と、血流ドプラ信号との表示および蓄積を行なう。

図３は、出力部１０５が出力する第一の生体信号である心電信号と、第二の生体信号である血流ドプラ信号とのスペクトラム像を時間軸を合わせて並べた図であり、図３（ａ）は、心電信号を示し、図３（ｂ）は、血流ドプラ信号を示す。この血流ドプラ信号は、動脈の血流ドプラ信号であるとする。図３において横軸全長は３秒であり、ドプラセンサ１０３が照射する超音波の周波数は３ＭＨｚであるとする。

例えば、出力部１０５が、図３に示すように、生体信号取得装置１により同時に取得した心電信号と脈波信号とを示すグラフを、同じ時間軸に沿って並べて表示したとする。

心電信号を時刻基準に用いて、心臓からある程度離れた部位における脈波の伝播遅延時間（例えば、脈波の立ち上がり部分の伝搬遅延時間）を観測することにより、血圧や動脈硬化度その他の評価を行うことが可能である。本実施の形態のドプラセンサ１０３により取得したドプラ血流信号は、動脈等の血流の流速を示す信号であるため、このドプラ血流信号は、脈波を表す信号として、通常の脈波センサ等を用いて取得される脈波信号の代りに用いることができ、ドプラ血流信号の脈波の立ち上がりを示す部分、すなわち、血流の流速が速くなるよう変化する部分は、通常の脈波信号が示す脈波の立ち上がりを示す部分の代りに利用可能である。このため、図３に示すような、出力部１０５の出力結果を用いて、心電信号の立ち上がりを示す部分Ｔ１と、このドプラ血流信号の脈波の立ち上がりを示す部分Ｔ２との伝搬遅延時間を観測することで、生体の血液や動脈硬化度等の評価を行なうことが可能となる。

また、本願発明者らが鋭意研究を行なった結果として、ドプラ血流信号の方が、通常の脈波信号よりも、脈波の立ち上がりを正確に示すという知見が得られていることから、ドプラセンサと心電信号とを比較することで、より正確に心電信号の立ち上がりに対する脈波の伝搬遅延時間を観測することができ、取得した情報を用いて血液や動脈硬化度等についてより正確な評価を行なうことが可能となる。

以上、本実施の形態においては、容易に異なる生体信号である生体信号と血流ドプラ信号とを同時に取得することができる。

なお、上記実施の形態においては、装身具１０１が首輪１０１ａである場合を例に挙げて説明したが、本発明においては、装身具１０１は、首輪１０１ａ以外のものであっても良い。例えば、装身具１０１として、首輪１０１ａの代りに、後述するような腰ベルトを用いるようにしてもよい。

なお、心電信号の観測に関しては、心臓自体の医療上の診断、観察、監視のためには標準１２誘導等の定型パターンに従って電極群が配置されるが、心拍現象の時刻基準を求めるだけであれば、実施可能な電極位置にはかなりの自由度がある。すなわち体表面上に配置された一対の関電極が生体組織という中庸な電気伝導度を持つ空間において心臓の起電力ベクトルを有効に見込める位置にあれば、振幅や波形は各々まちまちではあっても心電信号を得ることができる。このような公知の定型パターン以外の電極配置による心電信号の誘導は変則誘導と呼ばれ、多岐にわたる応用例がある。しかしながら実用可能な変則誘導の電極対の位置は心起電力ベクトルが見込める２つの位置であることがこのましい。例えば、両肩から腰部ないし臀部までの体躯表面、両手間、および両足間は心電信号が観測上好ましい。

このため、例えば、生体電極１０２により取得する第一の生体信号が、特に心電信号である場合等においては、生体信号取得装置１の生体信号取得用装着具１０の典型的に好ましい形態としては、上記実施の形態の首輪式のように首にはめる構造と、後述するような腰にはめる構造が挙げられる。いずれの場合も、関電極として用いられる生体電極１０２が、生体の体軸と直交する面内に配置され、ドプラセンサ１０３はこの生体の体軸と直交する面とは異なる面、言い換えれば生体の体軸と直交する面に対して有意に傾いた角度で交わる面の中の方位角に向けて感度ベクトルまたは指向性を持つように構成される。また、いずれの場合も、感度ベクトルまたは指向性を手動プリセット的に可変とすることが好ましい。

図４は、装身具１０１として首輪１０１ａの代りに腰ベルト１０１ｂを用いた生体信号取得装置１の変形例を示す図である。図４において、一点鎖線４０は、生体である人体を示している。

腰ベルト１０１ｂは、腰に装着されるベルトである。なお、ここでは、腰ベルト１０１ｂが、脱腸帯と同じ構造を有する場合を例に挙げて示している。ただし、腰ベルト１０１は脱腸帯と異なる構造を有していても良い。この変形例においては、首輪１０１ａの代りに腰ベルト１０１ｂを用いた以外の構成は、上記実施の形態１と同様である。例えば、二つの生体電極１０２は、腰ベルト１０１ｂに取付けられ、ドプラセンサ１０３は、腰ベルト１０１ｂに設けられた貫通孔１０１３に取付けられている。二つの生体電極１０２は、腰ベルト１０１ｂを装着した生体の表面の、生体の体軸に略直交する面と交わる位置に配置されるよう腰ベルト１０１ｂに取付けられている。例えば、二つの生体電極１０２は、腰ベルト１０１ｂの略正反対となる位置であって、生体の左右となる位置に取付けられている。また、ドプラセンサ１０３は、上記実施の形態において図２を用いて説明した構造と同様の構造を有しており、観測ビームの照射方向が変更可能となるよう取付けられている。例えば、ドプラセンサ１０３の観測ビームの照射方向を大腿動脈の方向に向けることで、大腿動脈についての血流ドプラ信号を取得することが可能となる。このような変形例においても、上記実施の形態と同様の効果を奏する。

なお、腰ベルト１０１ｂは、硬性を有していても良い。また、硬性を有している場合、腰ベルト１０１ｂは生体電極１０２およびドプラセンサ１０３等を取付ける取付け枠と考えてもよい。腰ベルト１０１ｂとして剛性があるものを採用することが有利な場合とは、例えば、被装着者である生体の肥満度が高く軟らかいベルトでは、弛んだお腹を押さえ込むことができない場合等である。腰ベルト１０１ｂとして、可撓性があり伸縮性がないものを用いるか、可撓性がありかつ伸縮性もあるものを用いるか、または、しっかり押え込める剛性のあるものを用いるか等は、例えば、用途に応じて適宜選択可能なものであり、どのようなものを用いるかは問わない。

なお、上記実施の形態においては、装身具１０１が首輪１０１ａまたは腰ベルト１０１ｂである場合を例に挙げて説明したが、装身具１０１はこれら以外の装身具であっても良い。ただし、上記のように、心電信号を時刻基準に用いて、心臓からある程度離れた部位における脈波の伝播遅延時間を観測する場合、脈波観測距離、すなわち心臓からの距離を長くすることが好ましく、また、心電信号も取得することを考えると、装身具１０１としては、首輪１０１ａまたは腰ベルト１０１ｂを用いることが好ましい。なお、どのような装身具１０１を用いるかにかかわらず、複数の生体電極１０２は、装身具１０１を装着した生体の表面の、この生体の体軸に略直交する面と交わる位置に配置されているよう装身具１０１に取付けられるようにする。また、どのような装身具１０１を用いるかにかかわらず、ドプラセンサ１０３も、装身具１０１が生体に装着された場合に、この生体の体軸に直交しない面内に観測ビームの方位角を有するよう装身具１０１に取付けられていることが好ましい。

また、上記実施の形態においては、第二の生体信号を取得する生体センサとしてドプラセンサ１０３を用いるようにし、第二の生体信号として血流ドプラ信号を取得するようにしたが、第一の生体信号とは異なる第二の生体信号を取得する生体センサであれば、ドプラセンサ以外の生体センサを用いるようにしても良い。ドプラセンサ以外の生体センサも、装身具１０１を装着した生体の表面に配置されるよう、装身具１０１に取付けるようにする。ドプラセンサ以外の生体センサを用いた場合、第二の生体信号は、この生体センサが取得する生体信号となる。

例えば、上記実施の形態において、生体信号として、ドプラセンサ１０３の代りに脈波センサを用いるようにし、第二の生体信号として脈波信号を取得するようにしても良い。脈波センサとは、例えば、脈波信号を検出するセンサである。脈波センサとは、例えば、生体表面と接触するよう配置され、生体表面から脈動により発生する応力や振動等を検出するセンサである。例えば、脈波センサを、装身具１０１を装着した生体の表面に配置されるよう、装身具１０１に取付けてもよい。脈波センサについては、公知技術であるため、詳細な説明は省略する。

なお、脈波センサを用いる場合、脈波センサが有する探触子（図示せず）、すなわち生体から応力や振動等を検出する部分を、台座１０３２の貫通孔１０３６に取付けられた押しネジ（図示せず）等に取付け、この押しネジを回すことによって、台座１０３２の凹部１０３５に対する脈波センサの探触子表面の出っ張り具合を調整できるようにして、脈波センサ、具体的には脈波センサが有する探触子の、生体に対する押し付け方が変更可能となるようにしてもよい。なお、他の構造により押し付け方を変更可能としても良い。押し付け方が変更可能となっているということは、押し付け圧または押し付け応力が変更可能となっていることと考えてもよい。なお、脈派センサの探触子は、例えば、生体と接触するよう配置され、生体から応力や振動等を検出する部材である。例えば、探触子は、トランスデューサ（図示せず）等を有している。

また、上記各実施の形態において、ドプラセンサ１０３および生体信号取得部１０４が有する通信手段等は、物理的に一の媒体で実現されても良いことは言うまでもない。

また、上記各実施の形態において、生体信号取得部１０４や出力部１０５等は専用のハードウェアにより構成されてもよく、あるいは、ソフトウェアにより実現可能な構成要素については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。その実行時に、プログラム実行部は、格納部（例えば、ハードディスクやメモリ等の記録媒体）にアクセスしながらプログラムを実行してもよい。

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

以上のように、本発明にかかる生体信号取得装置等は、生体信号を取得する装置等として適しており、特に、異なる生体信号を取得する装置等として有用である。

１ 生体信号取得装置
１０ 生体信号取得用装着具
１０１ 装身具
１０１ａ 首輪
１０１ｂ 腰ベルト
１０２ 生体電極
１０３ ドプラセンサ
１０４ 生体信号取得部
１０５ 出力部
１０３１ 探触子
１０３２ 台座
１０３３ ドーム形状部
１０３５ 凹部

Claims (6)

1. 生体に装着される装身具と、
   前記装身具に取付けられており、当該装身具を装着した生体の表面の、当該生体の体軸に略直交する面と交わる位置に配置される二以上の生体電極と、
   前記二以上の生体電極を用いて第一の生体信号を取得する生体信号取得部と、
   前記装身具に取付けられており、当該装身具を装着した生体の表面に配置され、前記第一の生体信号とは異なる第二の生体信号を取得する生体センサと、
   前記生体信号取得部が取得した第一の生体信号および前記第二生体信号取得部が取得した第二の生体信号を時間的な関係がわかるよう出力する出力部とを備えた生体信号取得装置。
2. 前記生体センサは、ドプラセンサであり、
   当該ドプラセンサは、前記装身具が生体に装着された場合に、当該生体の体軸に直交しない面内に観測ビームの方位角を有するよう前記装身具に取付けられている請求項１記載の生体信号取得装置。
3. 前記生体センサは、ドプラセンサであり、
   当該ドプラセンサは、位置および観測ビームの照射方向の少なくとも一方が変更可能となっている請求項１または請求項２記載の生体信号取得装置。
4. 前記生体センサは、脈波センサであり、
   当該脈波センサは、生体に対する押し付け方が変更可能となっている請求項１記載の生体信号取得装置。
5. 前記装着具は、首輪または腰ベルトである請求項１から請求項４いずれか一項記載の生体信号取得装置。
6. 生体に装着される装身具と、
   前記装身具に取付けられており、当該装身具を装着した生体の表面の、当該生体の体軸に略直交する面と交わる位置に配置される二以上の生体電極と、
   前記装身具に取付けられており、当該装身具を装着した生体の表面に配置され、前記二以上の生体電極を用いて取得される第一の生体信号とは異なる第二の生体信号を取得する生体センサと、を備えた生体信号取得用装着具。