JP3126098U - 携帯用の生理パラメーター検出・表示組立体 - Google Patents
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Abstract
【課題】使用者に関する生理パラメーターを瞬時にまた常に提供することができる携帯用の生理パラメーター検出・表示組立体を提供すること。
【解決手段】携帯用の生理パラメーター検出・表示組立体は、使用者が接触する光学センサーであってパルス信号を得る光学センサーと、前記パルス信号をデジタル形式に変換するAD変換器と、デジタル形式のパルス信号を受け取りかつ少なくとも１つの心拍変動のパラメーターの計算を行うマイクロプロセッサーと、前記パラメーターを表示するディスプレーと、必要な電気を供給する電源モジュールとを含む。
【選択図】図１
【解決手段】携帯用の生理パラメーター検出・表示組立体は、使用者が接触する光学センサーであってパルス信号を得る光学センサーと、前記パルス信号をデジタル形式に変換するAD変換器と、デジタル形式のパルス信号を受け取りかつ少なくとも１つの心拍変動のパラメーターの計算を行うマイクロプロセッサーと、前記パラメーターを表示するディスプレーと、必要な電気を供給する電源モジュールとを含む。
【選択図】図１
Description
本考案は、使用者に関する生理パラメーターを得るために、心拍数に応じて光電脈波技術に基づきパルス信号を検出しかつ心拍変動を解析することができる携帯用の生理パラメーター検出・表示組立体に関する。
現代社会が発展するに従い、日常生活のペースがより速くなる。人々が職場のプレッシャーにより健康に気を付ける時間を持てない。食べ過ぎ及び運動不足が、高コレステロール、高血圧及び心血管系疾患のような病気の主な原因となる。仕事において勤勉さが求められるが、過剰な仕事量が労働者に「過労死」や「突然死」をもたらす。
最近の研究によると、労働者が職場にいる間、前記労働者の神経系は長時間緊張し、また前記労働者の精神状態は常に強いプレッシャーを受けている状態であるため、突然死と過剰な残業時間との間には密接な関係がある。さらなる研究によれば、心拍変動（HRV）が突然死の評価の指標となる。１９９２年のHuikuri HV他による研究及び１９９９年のSasaki T.他による研究によると、心拍変動の減少は突然死の可能性の増大と密接に関連する。心拍変動は心臓の活動及び自律神経系の障害の有無を反映する。心臓の活動が正常であり、自律神経障害がないとき、心臓のリズムが身体の状態に合わせて心臓自身により自動的に調整され、心拍変動は比較的高い。心臓の活動が正常ではなく、自律神経系が身体の状態をすぐに反映できないとき、心拍変動は比較的低い。このため、心拍変動は突然死の指標として用いることができる。
心拍変動の小さな変化を検出するために生理パラメーターを監視する必要がある。本考案は、常に十分な生理パラメーターを提供することができないという従来のバイタルサイン検出装置の欠点を改善する携帯用の生理パラメーター検出・表示組立体を提供する。
本考案の目的は、使用者に関する生理パラメーターを瞬時にまた常に提供することができる携帯用の生理パラメーター検出・表示組立体を提供することである。
本考案に係る携帯用の生理パラメーター検出・表示組立体は、パルス信号を検出する光学センサーと、前記パルス信号をデジタル形式に変換するAD変換器と、デジタル形式のパルス信号を受け取りかつ少なくとも１つの心拍変動のパラメーターの計算を行うマイクロプロセッサーと、得られたパラメーターを表示するディスプレーと、電気を供給する電源モジュールとを含む。
本考案の他の目的、利点及び新規な特徴は、添付の図面に関しての以下の詳細な説明からより明らかになる。
図１に示すように、携帯用の生理パラメーター検出・表示組立体は、使用者のパルス信号を得るために前記使用者の肌が接触する光学センサー１０と、該光学センサーに電気的に接続されたAD変換器１２であって得られたアナログのパルス信号をデジタル形式に変換するAD変換器１２と、該AD変換器に電気的に接続され、デジタル形式のパルス信号を受け取り、かつ少なくとも１つの心拍変動（HRV）のパラメーターを得るために計算を行うマイクロプロセッサー１４と、得られたパラメーターを表示するディスプレー１６とを含む。HRVの解析は、前記パラメーターの計算において複数の選択肢を備えるために時間領域解析と周波数領域解析とに分けられている。前記生理パラメーター検出・表示組立体は、必要な電気を供給する電源モジュール１８を含む。
HRVの解析は主に心拍の変動を解析する。最近の研究によると、HRVレベルは神経調節機能に関連する。このため、身体の状態の評価指標としてHRVを用いるのが適している。１９９６年に欧州心臓病学会及び北米心臓ペーシング・電気生理学会議により示された心拍変動信号の測定及び解析の基準（Circulation. 1996; 93:1043-1065）に従い、前記時間領域解析は、HRVを解析するために統計的又は幾何学的手法を用いる。前記時間領域解析から得られるパラメーターには、例えば、心拍数、NN（normal-to-normal）間隔の平均値（MEAN）、NN間隔の標準偏差（SD）、NN間隔の変動係数（CV）、隣接するNN間隔の差の２乗値の平均値の平方根（RMSSD）、通常のRR間隔のSDの標準偏差（SDSD）、HRVトライアングラーインデックス及びNN間隔のヒストグラムのトライアングラーインターポレーション（TINN）が含まれる。前記周波数領域解析は、最小の変動を強めるために測定期間中の心拍の小さな変化をスペクトルに変換する。前記周波数領域解析から得られるパラメーターには、高周波数成分（HF）、低周波数成分（LF）、トータルパワー（TP）を超えるHF又はLFの比率、高周波数成分のパワー（HFP）、低周波数成分のパワー（LFP）等が含まれる。
図１に示すように、前記生理パラメーター検出・表示組立体は、それぞれがマイクロプロセッサー１４に接続された記憶ユニット２０、タイミングユニット２２及び制御ユニット２４を含む。記憶ユニット２０はマイクロプロセッサー１４から得られたHRVのパラメーターを記憶し、タイミングユニット２２は使用者に関する測定期間中の瞬時の時間情報を提供し、使用者は制御ユニット２４により前記生理パラメーター検出・表示組立体を制御することができる。例えば、使用者は、起動、信号取得処理の停止及び記憶ユニット２０の情報の呼び込み又は消去を選択することができる。
記憶ユニット２０は、ROM、RAM、フラッシュメモリー又はEEPROMから選択することができる。制御ユニット２４は、キー、スイッチ又はタッチパネルにより起動させることができる。電源モジュール１８は太陽電池又は充電式電池とすることができる。
光学センサー１０を用いる理由は、血液が血管を通過するとき、前記血液に含まれる酸素量が心拍に合わせて変化することが前記血液の光の反射に影響を与えるためである。このため、光学センサー１０はパルス信号を得ることができ、前記パルス信号は心臓の収縮期及び拡張期を反映する。
図２に示すように、光学センサー１０は少なくとも１つの発光体１００と、少なくとも１つの光検出器１１０とを有する。発光体１００は、使用者の耳、手、胸、指等の細胞組織に放射される光線を発する。図２に示した例では、指先が用いられているが、体の他の部分が用いられてもよい。前記細胞組織からの反射光は一心拍の血液の酸素量を示す。光検出器１１０が前記反射光を検出するとき、パルス信号が得られ、得られたパルス信号は、心拍数及びHRVのパラメーターの計算を行うためにマイクロプロセッサー１４に送られる。発光体１００から放射される光は赤色光又は赤外線である。
図３に示すように、前記生理パラメーター検出・表示組立体は、多機能のペン４０が形成されるようにペンに組み込まれている。ペン４０はチューブ４２を有し、光学センサー１０’の発光体１００’及び光検出器１１０’は、使用者がその肌を接触させ易いようにチューブ４２の内面に取り付けられている。ペン４０は回路基板４４を有し、AD変換器１２、マイクロプロセッサー１４、記憶ユニット２０及びタイミングユニット２２のそれぞれは、回路基板４４に取り付けられている。マイクロプロセッサー１４により計算された心拍数及びHRVのパラメーターは、使用者が身体の状態を評価することができるようにディスプレーユニット１６’に送られる。ディスプレーユニット１６’は液晶ディスプレーとすることができる。制御ユニット２４’はチューブ４２に取り付けられており、電源モジュール１８’はチューブ４２内にあって該チューブに取り付けられている。
前記生理パラメーター検出・表示組立体は、寸法が小さく、構造が単純である。マイクロプロセッサー１４の計算からの生理パラメーターは、使用者が身体の状態を監視し、かつ前記生理パラメーターが正常でない場合に予防措置を講じることができるように、瞬時に身体の状態の評価を提供する。
１０、１０’ 光学センサー
１２ AD変換器
１４ マイクロプロセッサー
１６ ディスプレー
１８、１８’ 電源モジュール
２０ 記憶ユニット
２２ タイミングユニット
２４、２４’ 制御ユニット
１００、１００’ 発光体
１１０、１１０’ 光検出器
１２ AD変換器
１４ マイクロプロセッサー
１６ ディスプレー
１８、１８’ 電源モジュール
２０ 記憶ユニット
２２ タイミングユニット
２４、２４’ 制御ユニット
１００、１００’ 発光体
１１０、１１０’ 光検出器
Claims (3)
- 使用者が接触する光学センサーであってパルス信号を得る光学センサーと、前記パルス信号をデジタル形式に変換するAD変換器と、デジタル形式のパルス信号を受け取りかつ少なくとも１つの心拍変動のパラメーターの計算を行うマイクロプロセッサーと、該マイクロプロセッサーに電気的に接続され、前記パルス信号及び前記パラメーターを記憶する記憶ユニットと、前記パラメーターを表示するディスプレーと、必要な電気を供給する電源モジュールとを含み、前記光学センサーは、使用者の細胞組織に光を放射する少なくとも１つの発光体と、前記使用者の細胞組織からの反射光を受け取る少なくとも１つの光検出器とを有する、携帯用の生理パラメーター検出・表示組立体。
- 前記マイクロプロセッサーに接続され時間情報を提供するタイミングユニットを含む、請求項１に記載の携帯用の生理パラメーター検出・表示組立体。
- 前記マイクロプロセッサーに接続された制御ユニットを含む、請求項１又は２に記載の携帯用の生理パラメーター検出・表示組立体。
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