JP2857895B2 - Blood flow detector - Google Patents
Blood flow detectorInfo
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- JP2857895B2 JP2857895B2 JP1305672A JP30567289A JP2857895B2 JP 2857895 B2 JP2857895 B2 JP 2857895B2 JP 1305672 A JP1305672 A JP 1305672A JP 30567289 A JP30567289 A JP 30567289A JP 2857895 B2 JP2857895 B2 JP 2857895B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、生体の血流の脈動を検出する血流検出器に
関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a blood flow detector for detecting a pulsation of a blood flow of a living body.
〔従来の技術〕 従来、この種の装置は生体の耳たぶ等に装着されて皮
膚血流量変化を検出するようにするものが一般的であ
り、例えば、耳たぶの皮膚に一対の発光、受光素子を接
触させ、発光素子から出た光の皮膚血流量による透過率
の変化を受光素子で検知することによって血流の脈動を
検出するようにしている。[Prior art] Conventionally, this type of device is generally mounted on an earlobe or the like of a living body and detects a change in skin blood flow.For example, a pair of light-emitting and light-receiving elements are provided on the skin of the earlobe. The pulsation of the blood flow is detected by detecting the change in the transmittance of the light emitted from the light emitting element due to the skin blood flow rate by the light receiving element.
この場合、一対の発光、受光素子により構成される脈
波検出手段を皮膚(耳たぶ)に接触させ、その状態を保
持するには、例えば実開昭57−103705号公報、実開平1
−84605号公報に示されるように、クリップ状に相対さ
せた一対の検出ケース内に相対向するように発光,受光
素子を設け、圧縮スプリング作用によってこのクリップ
状の検出ケースからなる装着部材により耳たぶ等の被装
着部を挟むようにしている。In this case, the pulse wave detecting means constituted by a pair of light-emitting and light-receiving elements is brought into contact with the skin (earlobe) and the state is maintained, for example, in Japanese Utility Model Laid-Open No. 57-103705,
As shown in JP-A-84605, light-emitting and light-receiving elements are provided so as to face each other in a pair of clip-shaped detection cases, and the earlobe is attached by a mounting member formed of the clip-shaped detection case by the action of a compression spring. And so on.
〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上述の圧縮スプリングを用いたクリッ
プ構造のものでは、検出ケースを構成するクリップ片の
開き量が、耳たぶ等の被装着部の厚さによって変化す
る。そして、圧縮スプリングの特性から耳たぶ等の被装
着部の厚さが変わると、検出ケースの挟み込み力が変化
し、脈波検出手段と皮膚との接触圧力も変化する。[Problem to be Solved by the Invention] However, in the above-described clip structure using the compression spring, the opening amount of the clip piece constituting the detection case changes depending on the thickness of the attached portion such as the earlobe. When the thickness of the attached portion such as the earlobe changes due to the characteristics of the compression spring, the pinching force of the detection case changes, and the contact pressure between the pulse wave detecting means and the skin also changes.
ここで、脈波検出手段と皮膚との接触圧力が大きいと
すると、脈波検出手段の接触位置及びその周辺の血管を
圧迫し、血管断面形状を変化させることになり、正規の
脈流に影響を与え、正しい血流信号を検出し難くなって
しまう。Here, if the contact pressure between the pulse wave detecting means and the skin is large, the contact position of the pulse wave detecting means and the surrounding blood vessels are compressed, and the cross-sectional shape of the blood vessels is changed, which affects the normal pulse flow. And it becomes difficult to detect a correct blood flow signal.
本発明者らは先に特願平1−108101号において血流脈
波の振幅から生体の温感を検出するものを提案している
が、上述の接触圧による血管断面形状の変化は検出され
る脈波振幅VPPに影響を及ぼし(第5図参照)、脈波の
振幅量から温感を検出しようとすると接触圧の変化によ
り大きく誤差を含んでしまうという問題を見出した。The present inventors have previously proposed in Japanese Patent Application No. 1-108101 a method for detecting the warmth of a living body from the amplitude of a blood flow pulse wave, but the change in the cross-sectional shape of a blood vessel due to the contact pressure described above is detected. The pulse wave amplitude V PP is affected (see FIG. 5), and it is found that when a sense of warmth is detected from the amplitude of the pulse wave, a large error is included due to a change in the contact pressure.
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、耳た
ぶ等の被装着部の厚さに拘らず、血流脈波の振幅を精度
よく検出することができる血流検出器を提供することを
目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a blood flow detector that can accurately detect the amplitude of a blood flow pulse wave regardless of the thickness of a worn portion such as an earlobe. Aim.
本発明は、上記目的を達成するために、生体の皮膚に
定圧荷重を加えて挟持することにより装着されて、該生
体の心拍に対応した脈波信号を発生する脈波検出手段
と、この脈波検出手段からの脈波信号に基づいて、生体
の前記被装着部における組織量に相当する組織量信号を
演算し、前記脈波信号から演算された脈波振幅を前記組
織量信号によって補正して、この補正された脈波振幅を
前記被装着部における皮膚下の血流量の変化に相当する
脈波振幅として出力する脈波振幅補正手段とを備えると
いう技術的手段を採用する。In order to achieve the above object, the present invention provides a pulse wave detecting means which is attached by applying a constant pressure load to the skin of a living body and sandwiches the same to generate a pulse wave signal corresponding to the heartbeat of the living body, Based on the pulse wave signal from the wave detecting means, a tissue volume signal corresponding to the tissue volume in the attached portion of the living body is calculated, and the pulse wave amplitude calculated from the pulse wave signal is corrected by the tissue volume signal. In addition, a technical means including pulse wave amplitude correction means for outputting the corrected pulse wave amplitude as a pulse wave amplitude corresponding to a change in blood flow under the skin in the attached portion is adopted.
上記構成においてその作用を説明する。 The operation of the above configuration will be described.
生体の皮膚に定圧荷重を加えて挟持することによって
装着された脈波検出手段は、該生体の心拍に対応した前
記被装着部における皮膚下の血流量の変化を検出し、脈
波信号として発生する。Pulse wave detecting means attached by applying a constant pressure load to the skin of the living body and holding it, detects a change in blood flow under the skin in the attached portion corresponding to the heartbeat of the living body, and generates a pulse wave signal. I do.
この脈波検出手段からの脈波信号に基づいて、脈波振
幅補正手段は、該生体の前記被装着部における組織量に
相当すう組織重信号と、前記血流量の変化に相当する脈
波振幅とを演算し、この脈波振幅を前記組織量信号によ
って補正し、この補正された脈波振幅を発生する。Based on the pulse wave signal from the pulse wave detection means, the pulse wave amplitude correction means includes a tissue weight signal corresponding to a tissue amount in the attached portion of the living body and a pulse wave amplitude corresponding to a change in the blood flow. , And the pulse wave amplitude is corrected by the tissue volume signal to generate the corrected pulse wave amplitude.
すなわち、生体の被装着部の組織量の差異によって生
じる脈波振幅への影響は、脈波検出手段の生体への定圧
荷重による装着および脈波振幅補正手段の組織量信号に
よる脈波振幅の補正により除去される。That is, the influence on the pulse wave amplitude caused by the difference in the tissue volume of the attached portion of the living body depends on the mounting of the pulse wave detecting means by the constant pressure load on the living body and the correction of the pulse wave amplitude by the tissue volume signal of the pulse wave amplitude correcting means. To be removed.
以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings.
第2図は本発明の血流検出器の第1実施例を適用した
温感センサの電気回路ブロック構成図、第3図はそのク
リップ状の装着部材に構成した脈波検出手段の構造を示
す断面図である。FIG. 2 is a block diagram of an electric circuit of a thermal sensor to which the first embodiment of the blood flow detector according to the present invention is applied, and FIG. 3 shows a structure of a pulse wave detecting means formed on the clip-shaped mounting member. It is sectional drawing.
第3図において、脈波検出手段は生体の耳たぶMを挟
持する黒色材料からなるクリップ100を備えており、こ
のクリップ100は、その両クリップ片100a、100bの各基
端部を外方から把持し定圧スプリング104に抗して押圧
した時軸102を軸として両クリップ100a、100bの各先端
部を互いに外方へ傾動させて耳たぶMの挟持を解除する
仕組みとなっている。一方、クリップ100は、両クリッ
プ片100a、100bに対する把持押圧の解除時には定圧スプ
リング104の作用により、軸102を軸として両クリップ片
100a、100bの各先端部を互いに内方へ傾動させ耳たぶM
を挟持するようになっている。In FIG. 3, the pulse wave detecting means is provided with a clip 100 made of a black material for holding the earlobe M of a living body, and this clip 100 grasps each base end of both clip pieces 100a and 100b from outside. Then, when pressed against the constant pressure spring 104, the distal ends of the clips 100a and 100b are tilted outward with respect to the shaft 102 to release the pinch M from being pinched. On the other hand, when the clip 100 is released from the gripping pressure on the clip pieces 100a and 100b, the clip 100
Each tip of 100a and 100b is tilted inward to each other,
Is to be clamped.
さらに、第3図において、103はクリップ片100bに定
圧スプリング104のスプリングボビン104aを回転自在に
固定するための軸であり、前記軸102に対してクリップ1
00の中心側に配置することにより、耳たぶ保持力を作り
出すものである。Further, in FIG. 3, reference numeral 103 denotes a shaft for rotatably fixing the spring bobbin 104a of the constant pressure spring 104 to the clip piece 100b.
By arranging it on the center side of 00, an earlobe holding force is created.
また、104は、クリップ片100aと100bの開き度合、す
なわち耳たぶの厚さが変化しても、一定の耳たぶ保持力
(接触圧)が得られる様に構成された定圧スプリングで
ある。この定圧スプリング104は、スプリングボビン104
aに密着渦巻状の薄板(例えば、大阪熱処理製コプリン
グを使用)が巻かれており、その先端104bをクリップ片
100aに固定し、スプリングボビン104aは、軸103に回転
自在とすることにより、耳たぶの厚さに関わらず一定の
接触力によって耳たぶを保持するものである。Reference numeral 104 denotes a constant pressure spring configured to obtain a constant earlobe holding force (contact pressure) even when the degree of opening between the clip pieces 100a and 100b, that is, the thickness of the earlobe changes. This constant pressure spring 104 is a spring bobbin 104
A thin spiral plate (for example, using a Coupling made by Osaka Heat Treatment Co.) is wound around a.
The spring bobbin 104a is fixed to 100a, and is rotatable about the shaft 103, thereby holding the earlobe with a constant contact force regardless of the thickness of the earlobe.
次に第3図において、105は、900nm付近にピーク波長
を有す赤外光の発光ダイオード105aとホトトランジスタ
105bで構成される脈波の光学的検出手段であり、それぞ
れクリップ片100a及び100bの内面凹所内に適宜な手段に
より、同凹所の底壁に平行に支持されると共に対向して
配置されている。Next, in FIG. 3, reference numeral 105 denotes an infrared light emitting diode 105a having a peak wavelength near 900 nm and a phototransistor.
Pulse wave optical detection means constituted by 105b, respectively, by appropriate means in the inner recesses of the clip pieces 100a and 100b, supported parallel to the bottom wall of the recess and arranged facing each other. I have.
また、106及び107は、黒色のフォーム材により円板状
に形成されたスペーサであり、その中空部内に発光ダイ
オード105a、ホトトランジスタ105bを嵌装させる様にし
て、それぞれクリップ片100a、100bの凹所開口端部に固
着されている。このスペーサ106及び107は、発光ダイオ
ード105a及びホトトランジスタ105bの開口面よりも凸に
なっており、クリップ100により耳たぶMを挟持した
時、その板厚方向に収縮してい発光ダイオード105a及び
ホトトランジスタ105bの開口面を耳たぶMの表面に一様
に接触させる機能を有している。106 and 107 are disk-shaped spacers made of black foam material, and the light-emitting diodes 105a and the phototransistors 105b are fitted in the hollow portions thereof, so that the concave portions of the clip pieces 100a and 100b are respectively fitted. Is fixed to the opening end. The spacers 106 and 107 are more convex than the opening surfaces of the light emitting diode 105a and the phototransistor 105b. When the earlobe M is sandwiched by the clip 100, the spacers 106 and 107 are contracted in the thickness direction of the earlobe M, and the light emitting diode 105a and the phototransistor 105b Has a function of uniformly contacting the opening surface of the earlobe M with the surface of the earlobe M.
そして、108及び109は、発光ダイオード105a及びホト
トランジスタ105bの端子信号を外部に出力する接続部を
保護するカバーであり、101は、発光ダイオード105a及
びホトトランジスタ105bからの信号を出力するリード線
である。Reference numerals 108 and 109 denote covers for protecting a connection part that outputs terminal signals of the light emitting diode 105a and the phototransistor 105b to the outside, and 101 denotes a lead wire that outputs signals from the light emitting diode 105a and the phototransistor 105b. is there.
上述の様に構成した脈波検出手段において、以下作用
を説明する。The operation of the pulse wave detecting means configured as described above will be described below.
発光ダイオード105aがその導通により発光すると、こ
の発光ダイオード105aからの光は耳たぶM内に入射し
て、同耳たぶM内の耳たぶ組織と血液によって吸収さ
れ、残りが透過光量として、ホトトランジスタ105bで受
光されて光電変換され、同ホトトランジスタ105bから脈
波信号として生じる。その場合、同脈波信号の振幅VPP
は、ホトトランジスタ105bの受光量、すなわち耳たぶM
内の血流の変化量に相当する。なお、第4図にその脈波
信号の波形を例示する。When the light emitting diode 105a emits light due to its conduction, the light from the light emitting diode 105a enters the earlobe M, is absorbed by the earlobe tissue and blood in the earlobe M, and the rest is received by the phototransistor 105b as the amount of transmitted light. The phototransistor 105b generates a pulse wave signal. In that case, the amplitude V PP of the pulse wave signal
Is the amount of light received by the phototransistor 105b, ie, the earlobe M
It corresponds to the amount of change in the blood flow inside. FIG. 4 shows an example of the waveform of the pulse wave signal.
ここで、耳たぶM内の細動脈血管形状は、クリップ10
0及び定圧スプリング104による耳たぶ接触圧によって、
その断面形状が変化する。すなわち、接触圧が無い場合
の血管断面形状はほぼ円形状であるが、接触圧が印加さ
れると血管断面形状はだ円形状に変化する。この接触圧
による血管断面形状の変化は、前述の第5図に示すよう
に、ホトトランジスタ105bから出力される脈波振幅VPP
に影響する。ところで、耳たぶの接触圧は、例えば上述
の実開平1−84605号公報に示されている圧縮スプリン
グを用いた構造では、挟持片の開き量によって変化する
ため、耳たぶの厚さにより接触圧が変化し、それに伴い
血管断面形状が変化し、その結果脈波振幅が変化してし
まうと言う問題があった。これに対して本実施例の装着
部材構造では、クリップ片100a、100bの開き量に関わら
ず、一定の接触圧が得られるため、耳たぶの厚さが変化
しても、一定の血管断面形状を維持することができる。Here, the arteriolar blood vessel shape in the earlobe M is represented by the clip 10
0 and the contact pressure of the earlobe by the constant pressure spring 104,
The cross-sectional shape changes. That is, the blood vessel cross-sectional shape when there is no contact pressure is substantially circular, but when the contact pressure is applied, the blood vessel cross-sectional shape changes to an elliptical shape. The change in the blood vessel cross-sectional shape due to the contact pressure is caused by the pulse wave amplitude V PP output from the phototransistor 105b as shown in FIG.
Affect. By the way, in the structure using a compression spring disclosed in the above-mentioned Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 1-84605, for example, the contact pressure of the earlobe changes depending on the opening amount of the holding piece. However, there is a problem that the blood vessel cross-sectional shape changes with the change, and as a result, the pulse wave amplitude changes. On the other hand, in the mounting member structure of the present embodiment, a constant contact pressure is obtained regardless of the opening amount of the clip pieces 100a and 100b, so that even if the thickness of the earlobe changes, a constant blood vessel cross-sectional shape is obtained. Can be maintained.
しかしながら、上述の様に構成した脈波検出手段から
の脈波信号における脈波振幅には、まだ耳たぶの厚さの
違いによる光学的な誤差が含まれるため、電気的に補正
する必要がある。すなわち、発光ダイオード105aから発
光された赤外光は、耳たぶMの組織によっても吸収され
るため、組織量(ここでは主に耳たぶの厚さ)が違うと
ホトトランジスタ105bで検出される受光量が変化し、脈
波振幅にも影響がでる。この耳たぶ達さの違いによる光
学的誤差特性を第6図に示す。However, since the pulse wave amplitude in the pulse wave signal from the pulse wave detecting means configured as described above still includes an optical error due to the difference in the thickness of the earlobe, it must be electrically corrected. That is, since the infrared light emitted from the light emitting diode 105a is also absorbed by the tissue of the earlobe M, if the amount of tissue (here, mainly the thickness of the earlobe) is different, the amount of light received by the phototransistor 105b is reduced. The pulse wave amplitude. FIG. 6 shows the optical error characteristics due to the difference in the earlobe reach.
ここで、組織量信号ホトトランジスタ105bで検出され
る透過光量、すなわち脈波信号から、第2図に示す電気
回路ブロック図による電気処理によって算出される信号
である。この算出された、組織量信号は、耳たぶの皮膚
組織(血液分を除く)で吸収された透過量に相当する信
号であり、耳たぶの厚さに比例する信号である。本実施
例では、耳たぶ厚さ補正手段を、組織量信号によって耳
たぶの厚さを求め、同時に検出される脈波振幅を式
(1)に示すように、組織量信号によって耳たぶの厚さ
が0.4mmである時の脈波振幅となるように補正するもの
とした。Here, it is a signal calculated from the transmitted light amount detected by the tissue amount signal phototransistor 105b, that is, the pulse wave signal, by electric processing according to the electric circuit block diagram shown in FIG. The calculated tissue volume signal is a signal corresponding to the amount of transmission absorbed by the skin tissue of the earlobe (excluding blood), and is a signal proportional to the thickness of the earlobe. In the present embodiment, the earlobe thickness correction means determines the earlobe thickness by the tissue volume signal, and simultaneously detects the pulse wave amplitude detected by the tissue volume signal, as shown in equation (1). Correction was made so that the pulse wave amplitude when mm was obtained.
CVPP=VPP×(K×Ydc/0.82) …(1) ここで、CVPPは補正脈波振幅、Vdcは組織量信号、K
はマッティング定数、0.82は耳たぶ厚さ4mm時の組織量
信号である。CV PP = V PP × (K × Y dc /0.82) (1) where CV PP is the corrected pulse wave amplitude, V dc is the tissue volume signal, and K
Is a matting constant, and 0.82 is a tissue volume signal when the earlobe thickness is 4 mm.
次に、第2図の電気回路ブロック図を用いて、脈波振
幅補正手段としての耳たぶ厚さ補正手段及び温感検出手
段を説明する。Next, the earlobe thickness correcting means and the thermal sensation detecting means as the pulse wave amplitude correcting means will be described with reference to the electric circuit block diagram of FIG.
発光ダイオード105aから耳たぶM内に入射した赤外光
は、耳たぶ組織及び血液によって吸収され、残りの透過
光がホトトランジスタ105bで光電変換され、耳たぶM内
の血流変化が電圧変化信号すなわち脈波信号として、AC
増幅器30及びローパスフィルタ31に入力される。The infrared light incident on the earlobe M from the light emitting diode 105a is absorbed by the earlobe tissue and blood, and the remaining transmitted light is photoelectrically converted by the phototransistor 105b, and the blood flow change in the earlobe M is converted into a voltage change signal, that is, a pulse wave. AC as signal
The signal is input to the amplifier 30 and the low-pass filter 31.
AC増幅器30では、脈波信号の交流成分すなわち血流量
変化成分のみを増幅し、パルス発生器32及びピークホー
ルド回路33に出力する。パルス発生器32は、脈波信号の
交流成分から心拍に同期した心拍パルス信号を作成し,c
pu38に入力する。また、ピークホールド回路33では、入
力された脈波信号の交流成分すなわち脈波振波幅から最
大値と最小値をそれぞれピークホールドし、差動増幅器
34に入力する。差動増幅器34では、入力された脈波振幅
の最大値から最小値を減算し、脈波振幅に対応する直流
電圧をA/D変換器37に入力する。The AC amplifier 30 amplifies only the AC component of the pulse wave signal, that is, the blood flow change component, and outputs it to the pulse generator 32 and the peak hold circuit 33. The pulse generator 32 creates a heartbeat pulse signal synchronized with the heartbeat from the AC component of the pulse wave signal, c
Input to pu38. In the peak hold circuit 33, the maximum value and the minimum value are peak-held from the AC component of the input pulse wave signal, that is, the pulse wave amplitude, and the differential amplifier is used.
Enter 34. The differential amplifier 34 subtracts the minimum value from the maximum value of the input pulse wave amplitude, and inputs a DC voltage corresponding to the pulse wave amplitude to the A / D converter 37.
一方、ローパスフィルタ回路31では、入力された脈波
信号にローパスフィルタ(本実施例では、中心周波数1H
z)をかけ、血流変化成分を除去し、差動増幅器35に入
力する。差動増幅器35では、ローパスフィルタ31からの
入力信号と基準値設定回路36からの入力信号を差動増幅
し、前記式(1)に適応可能な組織量信号をA/D変換器3
7に入力する。On the other hand, in the low-pass filter circuit 31, a low-pass filter (in the present embodiment, the center frequency 1H
z) is applied to remove the blood flow change component and input to the differential amplifier 35. The differential amplifier 35 differentially amplifies the input signal from the low-pass filter 31 and the input signal from the reference value setting circuit 36, and converts the tissue amount signal applicable to the above equation (1) into the A / D converter 3
Enter 7
A/D変換器37は、cpu38からの制御信号によって、脈波
振幅に対応する直流電圧及び組織量信号をA/D変換し、
各デジタル信号をcpu38に入力する。The A / D converter 37 A / D converts the DC voltage and the tissue volume signal corresponding to the pulse wave amplitude by the control signal from the CPU 38,
Each digital signal is input to cpu38.
cpu38は第7図の制御フローチャートに従い、補正脈
波振幅CVPP及び温感量の演算を行う。cpu38 is under the control flowchart of FIG. 7 performs an operation of correcting the pulse wave amplitude CV PP and warming amount.
まず、ステップ40で心拍パルス発生回路32から心拍パ
ルスが発生しているかどうか(本実施例では心拍パルス
信号の立上りにより判断)判断し、心拍パルスが発生し
た場合、ステップ41に進み、A/D変換器37に制御信号を
送出し、脈波振幅と組織量信号のA/D変換を開始し、そ
れぞれデジタル信号として値をcpu38内に取り込む。そ
の後、後述するステップ43で取り込みデータ数nが100
になるまで、ステップ42でそれぞれ平均値を累積的に演
算する。ステップ43での取り込みデータ数nが100にな
ったがどうかの判定は、データ数、すなわち、心拍数を
100拍入力したか否かに相当する。データ数nが100以下
の場合には、データ数nが100になるまでステップ40か
ら43の処理を繰り返し、データ数nが100になると、ス
テップ44で、前記式(1)に基づき、前述のステップ42
で算出された脈波振幅および組織量信号の平均値より補
正脈波振幅CVPPを演算する。次のステップ45では、第8
図に示す脈波振幅と温感の関係から温感量を演算し、ス
テップ46で温感量(本実施例ではアナログ電圧)を出力
すると共にデータ数カウンタ等をクリアし、ステップ40
に戻り、同様の処理を繰り返す。First, in step 40, it is determined whether or not a heartbeat pulse is generated from the heartbeat pulse generation circuit 32 (determined by the rising edge of the heartbeat pulse signal in the present embodiment). A control signal is sent to the converter 37 to start A / D conversion of the pulse wave amplitude and the tissue volume signal, and the values are respectively taken as digital signals into the CPU 38. Thereafter, in step 43 described later, the number n of captured data is 100
Until, the average value is cumulatively calculated in step 42. The determination of whether the number n of captured data has reached 100 in step 43 is based on the number of data, that is, the heart rate.
This corresponds to whether or not 100 beats have been input. If the number of data n is 100 or less, the processing of steps 40 to 43 is repeated until the number of data n becomes 100. Step 42
In computing the corrected pulse wave amplitude CV PP than the average value of the calculated pulse wave amplitude and the tissue volume signal. In the next step 45, the eighth
A thermal sensation amount is calculated from the relationship between the pulse wave amplitude and the thermal sensation shown in FIG.
And the same processing is repeated.
すなわち、第2図に示すもは、耳たぶの血流量変化を
透過型光電脈波方式によって検出し、その検出された脈
波信号から耳たぶの組織量に相当する信号と、血流変化
に相当する信号とを算出し、この組織量に相当する信号
によって、もう一方の血流変化に相当する信号の組織量
誤差を式(1)によって補正し、その補正した血流変化
に相当する信号に基づいて温感を検出するようにしてい
る。That is, as shown in FIG. 2, a change in the blood flow in the earlobe is detected by the transmission type photoelectric pulse wave method, and a signal corresponding to the tissue amount of the earlobe and a change in the blood flow are detected from the detected pulse wave signal. And a signal corresponding to the tissue volume is used to correct the tissue volume error of the other signal corresponding to the change in blood flow by equation (1), and based on the corrected signal corresponding to the change in blood flow. To detect warmth.
なお、第8図は、温感−脈波振幅特性であり、多数の
被検者の各環境温度をそれぞれ種々変化させた時の各被
検者の耳たぶで検出される脈波振幅とその時の温感を
“寒い”から“暑い”まで7ランクに分けて各被検者に
申告させた時の温感申告の関係を示すものである。これ
によれば、多数の被検者の温感に対応して脈波振幅が変
化することが確認できる。ここで、VPP特性は本実施の
実施前の相関を示し、CVPP特性は本実施例を実施するこ
とによって得られた相関を示している。なお、本実施例
を実施することによって、温感と脈波振幅の相関係数
(指数補間して算出)は、0.914から0.972へと向上し
た。FIG. 8 shows the thermal sensation-pulse wave amplitude characteristic, in which the pulse wave amplitude detected by the earlobe of each subject when various environmental temperatures of a large number of subjects are variously changed, and the pulse wave amplitude at that time. It shows the relationship of the warmth report when each subject reports the warmth in seven ranks from "cold" to "hot". According to this, it can be confirmed that the pulse wave amplitude changes according to the warm feeling of many subjects. Here, the VPP characteristic indicates a correlation before the present embodiment is performed, and the CVPP characteristic indicates a correlation obtained by performing the present embodiment. The correlation coefficient (calculated by exponential interpolation) between the thermal sensation and the pulse wave amplitude was improved from 0.914 to 0.972 by implementing this embodiment.
上記本発明を温感センサに適用したものを車両用空調
装置を実施した一例を第9図のブロック図を用いて説明
する。An example in which the present invention is applied to a thermal sensor and an air conditioner for a vehicle is implemented will be described with reference to a block diagram of FIG.
例えば車両乗員の耳たぶに装着して耳たぶ内の細動脈
の血流脈波を第3図に示す脈波検出手段により光学的に
検出し、この脈波検出手段からの脈波信号を、第2図で
説明した耳たぶ厚さ補正手段によりその脈波振幅を補正
する。すなわち、耳たぶ厚さ補正手段は、光学的に耳た
ぶの脈波を検出する脈波検出手段の光学的な検出誤差を
補正する手段で、人の違いや脈波検出手段の装着部位差
によって生じる耳たぶ厚さの違いによる検出誤差を補正
する。そして、この補正された脈波振幅に基づいて、先
の出願(特願平1−108101号)に示すように、温感検出
手段によって対応する温感を算出し、この温感量によっ
て、空調制御手段により乗員の温感を例えば暑くも寒く
もない無感の状態になるように空調制御するものであ
る。For example, it is mounted on an earlobe of a vehicle occupant and optically detects blood flow pulse waves in arterioles in the earlobe by pulse wave detection means shown in FIG. 3, and outputs a pulse wave signal from this pulse wave detection means to a second pulse wave. The pulse wave amplitude is corrected by the earlobe thickness correcting means described in the figure. That is, the earlobe thickness correction means is a means for correcting an optical detection error of the pulse wave detection means for optically detecting a pulse wave of the earlobe. The detection error due to the difference in thickness is corrected. Then, based on the corrected pulse wave amplitude, as shown in the previous application (Japanese Patent Application No. 1-108101), a corresponding thermal sensation is calculated by the thermal sensation detecting means, and the amount of air conditioning is calculated based on the amount of the thermal sensation. The control means controls the air-conditioning so that the occupant feels no warmth or cold, for example.
上記構成の空調制御によれば、運転者あるいは乗員等
に脈波検出手段の被装着部における個体差があっても、
精度よく血流脈波の振幅を検出できるため、脈波の振幅
量から温感を検出しても大きく誤差を生じることもな
く、ひいては良好な空調制御を実現できる。According to the air conditioning control having the above-described configuration, even if the driver or the occupant has an individual difference in a portion where the pulse wave detection unit is mounted,
Since the amplitude of the blood flow pulse wave can be detected with high accuracy, even if a sense of warmth is detected from the amplitude of the pulse wave, a large error does not occur, and good air conditioning control can be realized.
なお、車両用空調装置に限らず、各種の空調装置にも
適用できることには言うまでもない。It goes without saying that the present invention can be applied not only to the vehicle air conditioner but also to various types of air conditioners.
また、上記実施例は脈波振幅から温感を検出する温感
センサに適用するものであったが、生体の各種運動量を
検出するようにしたものにも適用可能である。Further, the above embodiment is applied to a thermal sensor for detecting a thermal sensation from a pulse wave amplitude, but may also be applied to a sensor configured to detect various amounts of exercise of a living body.
また、第3図に示すように、上記実施例では、密着渦
巻状の薄板バネを用いた接触圧一定構造を示したが、こ
れに限定されるものではなく、接触圧が一定となる構造
であれば、例えば、空気袋等を用いるものであっても良
い。Further, as shown in FIG. 3, in the above-described embodiment, a structure in which the contact pressure is constant using a close-contact spiral-shaped thin plate spring is shown. However, the present invention is not limited to this, and a structure in which the contact pressure is constant. If so, for example, an air bag or the like may be used.
さらに、上記実施例では発光ダイオード、ホトトラン
ジスタからなる光電脈波式心拍センサを採用するもので
あったが、これに限定されるものではなく、血流量変化
を検出する、例えば、血流のインピーダンス変化を検出
するインピーダンスプレスチモ法等に採用することもで
きる。Further, in the above embodiment, a light-emitting diode and a photoelectric pulse wave type heart rate sensor comprising a phototransistor are employed.However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be used for an impedance prestimo method for detecting a change.
以上述べた様に本発明による血流検出器は、生体の被
装着部の組織量の差異によって生じる脈波振幅への影響
を、脈波検出手段の生体への定圧荷重による装着および
脈波振幅補正手段の組織量信号による脈波振幅の補正に
より除去するようにしているため、例えば生体の耳たぶ
等に装着する場合、この耳たぶ等の被装着部の厚さに拘
わらず、血流脈波の振幅を精度よく検出することができ
るという優れた効果がある。As described above, the blood flow detector according to the present invention can measure the influence on the pulse wave amplitude caused by the difference in the amount of Since it is removed by correcting the pulse wave amplitude based on the tissue volume signal of the correction means, for example, when it is attached to an earlobe or the like of a living body, regardless of the thickness of the attached portion such as the earlobe, the blood flow pulse wave is removed. There is an excellent effect that the amplitude can be accurately detected.
第1図は本発明の基本構成図、第2図は本発明第1実施
例を適用した温感センサの電気回路ブロック図、第3図
は第2図に示すものの脈波検出手段の構造を示す断面
図、第4図は第2図に示す脈波検出手段からの脈波信号
波形図、第5図は脈波検出手段の生体への接触圧の脈波
振幅への影響を示す特性図、第6図は耳たぶ厚さの違い
による脈波振幅への光学的誤差特性を示す特性図、第7
図は、第2図中のcpu38の制御フローチャート、第8図
は脈波振幅と温感との相関を示す特性図、第9図は、第
2図に示すものを空調制御に用いた場合のブロック構成
図である。 31……ローパスフィルタ回路,33……ピークホールド回
路,34,35……差動増幅器,36……基準値設定回路,37……
A/D変換器,38……cpu,100……クリップ,102……軸,104
……定圧スプリング,105a……発光ダイオード,105b……
ホトトランジスタ。FIG. 1 is a basic configuration diagram of the present invention, FIG. 2 is an electric circuit block diagram of a thermal sensor to which the first embodiment of the present invention is applied, and FIG. 3 shows a structure of a pulse wave detecting means shown in FIG. FIG. 4 is a waveform diagram of a pulse wave signal from the pulse wave detecting means shown in FIG. 2, and FIG. 5 is a characteristic diagram showing an influence of a contact pressure of the pulse wave detecting means on a living body on a pulse wave amplitude. FIG. 6 is a characteristic diagram showing an optical error characteristic to a pulse wave amplitude due to a difference in earlobe thickness.
The figure is a control flowchart of the CPU 38 in FIG. 2, FIG. 8 is a characteristic diagram showing the correlation between the pulse wave amplitude and the feeling of warmth, and FIG. 9 is a diagram in the case where the thing shown in FIG. It is a block block diagram. 31 ... Low-pass filter circuit, 33 ... Peak hold circuit, 34, 35 ... Differential amplifier, 36 ... Reference value setting circuit, 37 ...
A / D converter, 38… cpu, 100… clip, 102 …… axis, 104
…… Constant pressure spring, 105a …… Light emitting diode, 105b ……
Phototransistor.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A61B 5/02──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) A61B 5/02
Claims (1)
とにより装着されて、該生体の心拍に対応した脈波信号
を発生する脈波検出手段と、この脈波検出手段からの脈
波信号に基づいて、生体の前記被装着部における組織量
に相当する組織量信号を演算し、前記脈波信号から演算
された脈波振幅を前記組織量信号により補正し、この補
正された脈波振幅を前記被装着部における皮膚下の血流
量の変化に相当する脈波振幅として出力する脈波振幅補
正手段とを備えることを特徴とする血流検出器。1. A pulse wave detecting means which is attached by applying a constant pressure load to the skin of a living body and clamps the same to generate a pulse wave signal corresponding to the heartbeat of the living body, and a pulse wave from the pulse wave detecting means. Based on the signal, a tissue volume signal corresponding to the tissue volume in the attached portion of the living body is calculated, and a pulse wave amplitude calculated from the pulse wave signal is corrected by the tissue volume signal, and the corrected pulse wave A blood flow detector, comprising: a pulse wave amplitude correction unit that outputs the amplitude as a pulse wave amplitude corresponding to a change in blood flow under the skin in the attached portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1305672A JP2857895B2 (en) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | Blood flow detector |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP1305672A JP2857895B2 (en) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | Blood flow detector |
Publications (2)
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JPH03165740A JPH03165740A (en) | 1991-07-17 |
JP2857895B2 true JP2857895B2 (en) | 1999-02-17 |
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ID=17947963
Family Applications (1)
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JP1305672A Expired - Lifetime JP2857895B2 (en) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | Blood flow detector |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2857895B2 (en) |
Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
US8140191B2 (en) * | 2005-07-11 | 2012-03-20 | Panasonic Corporation | Environment control device, environment control method, environment control program, and computer-readable recording medium containing the environment control program |
JP4968023B2 (en) * | 2007-11-29 | 2012-07-04 | 株式会社デンソー | Air conditioner |
-
1989
- 1989-11-24 JP JP1305672A patent/JP2857895B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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