JP3564339B2 - Biological information detection sensor - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、生体表面から生体内に振動を与えて生体内を伝搬した振動を検出し解析することにより、生体情報を測定するための生体情報検出センサに関する 。
【０００２】
【従来の技術】
従来、生体表面から生体内に振動を与え、生体内を伝搬した振動を検出して解析することにより、生体情報を測定するためのセンサとしては、特表平９−５０６０２４号公報に述べられているようなセンサが知られている。このセンサは、生体内に振動を与える励振器と、伝搬した振動を検出する振動検出器とから構成されている。そして、患者の動脈上に励振器を配置して、生体表面から生体内に振動を与えることにより動脈の血液中に振動波を誘発し、動脈上に振動検出器を配置して生体内の動脈を伝搬した振動波を検出して解析することにより、患者の生体情報を連続的に測定することができる。
【０００３】
次に、図４を参照して、この種の従来のセンサとして、上記特表平９−５０６０２４号公報に記載されている生体情報を測定するためのセンサについて簡単に説明する。図４は特表平９−５０６０２４号公報に記載の従来の生体情報検出センサによる生体情報検出の測定動作を示す図である。図４の状態は、励振器２１および振動検出器２２を手首１１の撓骨動脈１２の上に皮膚の上から装着したときの状態を示したものであり、動脈の上に表した振動波形１０は動脈上を伝搬する振動を模式的に表したものである。励振器２１で誘発された振動は撓骨動脈１２を伝達し、撓骨動脈１２を伝達した振動は振動検出器２２で検出される。振動検出器２２で検出された振動を解析し、励振器２１から誘発された振動と比較することにより血圧情報などを検出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、励振器と振動検出器は、特表平９−５０６０２４号公報によると、それぞれ独立して被検体に設置するように記述されている。生体を伝搬した振動を検出し解析することにより生体情報を測定する装置においては、その測定精度を向上するため、励振器と振動検出器を設置する際の相互の位置関係および生体への装着方法が重要な問題であり、特に非観血で連続に生体情報を検出する場合、励振器と振動検出器の位置関係および励振器と振動検出器の生体への装着状態が検出能力を左右することになる。しかし、特表平９−５０６０２４号公報に述べられているような励振器及び振動検出器の設置方法では、励振器及び振動検出器間の位置関係を決定することが難しいという問題があった。そのため、相互の位置関係を決定し易くするために、単に励振器と振動検出器との間に接続部を設けると、励振器で誘発した振動が接続部を直接伝達し、本来測定すべき生体を伝達した振動に重畳して生体情報検出の妨げになるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、励振器及び振動検出器を生体に装着するに際し、励振器で誘発された振動を振動検出器に直接伝達させることなく、相互の位置関係を容易に決定し安定に維持し得るようにして、測定精度を向上させることができる優れた生体情報検出センサを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明における生体情報検出センサは、生体の一部に振動を与える励振器と、生体を伝搬した振動を検出する振動検出器と、前記励振器に接続された励振器信号伝達ケーブルと前記振動検出器に接続された検出信号伝達ケーブルとの間に設置された接続部とを備え、前記接続部により前記励振器と前記振動検出器との間の位置関係を決定するという構成を有している。この構成により、励振器信号伝達ケーブルと検出信号伝達ケーブルとの間を接続部で接続することにより、励振器で誘発された振動が直接振動検出器へ伝達されず、生体を伝搬した振動のみを振動検出器が検出できるようにしながら、励振器と振動検出器の位置関係を容易に決定し安定に維持することができることとなる。
【０００８】
本発明における生体情報検出センサは、生体の一部に振動を与える励振器と、生体を伝搬した振動を検出する振動検出器と、生体に貼付して前記励振器を装着する前記励振器の面積より広い面積の励振器装着手段と、生体に貼付して前記振動検出器を装着する前記振動検出器の面積より広い面積の振動検出器装着手段とを備えるという構成を有している。この構成により、励振器を装着した励振器の面積より広い面積の励振器装着手段と、振動検出器を装着した振動検出器の面積より広い面積の振動検出器装着手段とを生体に貼付するようにしたことにより、励振器及び振動検出器を皮膚に密着させるとともに、皮膚の移動も制限することができるため、励振器及び振動検出器を生体に対し安定に装着できるとこととなる。
【０００９】
本発明における生体情報検出センサは、生体の一部に振動を与える複数の励振器と、生体を伝搬した振動を検出する複数の振動検出器と、前記複数の励振器に接続された複数の励振器信号伝達ケーブルと前記複数の振動検出器に接続された複数の検出信号伝達ケーブルとの間に設置された接続部を備え、前記接続部により前記複数の励振器と前記複数の振動検出器との間の位置関係を決定するという構成を有している。この構成により、複数の励振器に接続された複数の励振器信号伝達ケーブルと複数の振動検出器に接続された複数の検出信号伝達ケーブルとの間を接続部で接続することにより、励振器で誘発された振動が直接振動検出器へ伝達されず、生体を伝搬した振動のみを振動検出器が検出できるようにしながら、複数の励振器と複数の振動検出器の位置関係を容易に決定し安定に維持することができるとともに、複数の測定部位および、または広範囲の測定が可能になることとなる。
【００１０】
本発明における生体情報検出センサは、生体の一部に振動を与える複数の励振器と、生体を伝搬した振動を検出する複数の振動検出器と、生体に貼付して前記複数の励振器を装着する前記複数の励振器の面積より広い面積の励振器装着手段と、生体に貼付して前記複数の振動検出器を装着する前記複数の振動検出器の面積より広い面積の振動検出器装着手段とを備えるという構成を有している。この構成により、複数の励振器を装着した励振器の面積より広い面積の励振器装着手段と、複数の振動検出器を装着した振動検出器の面積より広い面積の振動検出器装着手段とを生体に貼付するようにしたことにより、それぞれ複数の励振器及び振動検出器を皮膚に密着させるとともに皮膚の移動も制限することができるため、複数の励振器及び振動検出器を生体に対し安定に装着することができるとともに、複数の測定部位および、または広範囲の測定が可能になることとなる。
【００１１】
本発明における生体情報検出センサは、生体の一部に振動を与える複数の励振器と、生体を伝搬した振動を検出する複数の振動検出器と、前記複数の励振器に接続された複数の励振器信号伝達ケーブルと前記複数の振動検出器に接続された複数の検出信号伝達ケーブルとの間に設置された接続部と、生体に貼付して前記複数の励振器を装着する前記複数の励振器の面積より広い面積の励振器装着手段と、生体に貼付して前記複数の振動検出器を装着する前記複数の振動検出器の面積より広い面積の振動検出器装着手段とを備え、前記接続部と前記励振器装着手段及び前記振動検出器装着手段とにより前記複数の励振器と前記複数の振動検出器との間の位置関係を決定するという構成を有している。この構成により、複数の励振器を装着した励振器の面積より広い面積の励振器装着手段と、複数の振動検出器を装着した振動検出器の面積より広い面積の振動検出器装着手段とを生体に貼付するようにしたことにより、それぞれ複数の励振器及び振動検出器を皮膚に密着させるとともに皮膚の移動も制限することができ、また、複数の励振器に接続された複数の励振器信号伝達ケーブルと複数の振動検出器に接続された複数の検出信号伝達ケーブルとの間を接続部で接続することにより、励振器で誘発された振動が直接振動検出器へ伝達されず、生体を伝搬した振動のみを振動検出器が検出できるようにしながら、複数の励振器と複数の振動検出器の位置関係を容易に決定し安定に維持することができるとともに、複数の測定部位および、または広範囲の測定が可能になることとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図７に基づき、本発明の第１乃至第３の実施の形態を詳細に説明する。
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態における生体情報検出センサについて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態における生体情報検出センサの構成を示す概略斜視図である。図１において、励振器１が生体（皮膚）に振動を誘発させ、振動検出器２が生体を伝搬してきた振動を検出する。励振器信号伝達ケーブル３が生体情報信号を処理する信号処理装置 （図示せず）から出力された励振器１を振動させる信号を励振器１に伝搬する。検出信号伝達ケーブル４は振動検出器２により検出された生体情報信号を信号処理装置へ伝搬するケーブルである。信号伝達ケーブル８は励振器信号伝達ケーブル３と検出信号伝達ケーブル４を結束したケーブルである。また、接続部５は励振器信号伝達ケーブル３と検出信号伝達ケーブル４を接続する接続手段であり、励振器１から誘発された振動が直接振動検出器２へ到達しないようにケーブル間を接続するものである。
【００１３】
次に、図１及び図４を参照して、本発明の第１の実施の形態における生体情報検出センサを用いた生体情報の測定動作について説明する。本実施の形態における生体情報検出センサを用いた生体情報の測定動作は、使用する生体情報検出センサを本実施の形態によるものを使用するだけで、上記図４を参照し従来技術として説明した、生体表面から生体内に振動を与えて生体内を伝搬した振動を検出し解析することにより、生体情報を測定する動作と同様である。従って、本第１の実施の形態においても、図４における、励振器２１および振動検出器２２の代わりに、図１に示すような、本実施の形態における励振器１及び振動検出器２を使用し、手首１１の撓骨動脈１２の上に、所定の距離離して皮膚の上から装着し測定する。
【００１４】
そこで、励振器１により誘発された振動は撓骨動脈１２上を伝搬し、その振動は振動検出器２で検出される。撓骨動脈１２を伝搬するよう示した振動波形１０は、励振器１から振動検出器２に対し撓骨動脈１２上を伝搬する振動を模式的に表したものである。振動検出器２で検出された振動は解析され励振器１で誘発された振動と比較することにより血圧の情報などを検出することができる。このような測定動作において、本実施の形態による生体情報検出センサを適用すると、生体を伝搬した振動のみを振動検出器により検出することができるとともに、励振器１と振動検出器２との間に位置ずれが発生せず位置関係を安定に維持することができるので、従来の生体情報検出センサによる測定に比べ、測定精度を格段に向上させることができる。
【００１５】
以上説明した本実施の形態における励振器１及び振動検出器２の機能を使用して生体情報検出センサの測定動作を実現するためには、図４における励振器１及び振動検出器２の動作説明には示していないが、励振器１及び振動検出器２の他、図１に示すような、励振器１を振動させるための信号を伝えるための励振器信号伝達ケーブル３と、振動検出器２で検出された生体情報信号を信号処理装置へ伝送するための検出信号伝達ケーブル４と、励振器信号伝達ケーブル３と検出信号伝達ケーブル４との間を安定に接続するための接続部５とが必要である。また、励振器信号伝達ケーブル３と検出信号伝達ケーブル４とは別々になっているより束ねてあったほうが使いやすいので、信号伝達ケーブル８により結束する。
【００１６】
励振器１および振動検出器２の好適な素子としては、圧電セラミック素子などが挙げられる。また励振器信号伝達ケーブル３と検出信号伝達ケーブル４は好適なケーブルとして直径１ｍｍ程度の同軸ケーブルが挙げられる。励振器１および振動検出器２の直径は２０ｍｍ程度で、重量は１０ｇ程度が好適な一例であるが、直径１ｍｍ程度の同軸ケーブルで支持することは困難である。なお、励振器１および振動検出器２の直径及び重量は、上記に限るものではなく、他の如何なる値でもよい。
【００１７】
また、生体へ励振器１及び振動検出器２を装着する場合には、一体となっていたほうが装着しやすい。そこで、励振器１と振動検出器２とを一体にするには、図１に示す接続部を励振器１及び振動検出器２に直接接続することが考えられるが、接続部を直接励振器１と振動検出器２に直接接続すると励振器１で誘発された振動が直接振動検出器２に伝達されてしまい、本来検出すべき動脈を伝達した振動を検出する際の妨げとなってしまう。
【００１８】
そこで本第１の実施の形態では、図１に示すように、励振器信号伝達ケーブル３と検出信号伝達ケーブル４との間に接続部５を設けることにより、励振器１から振動検出器２へ直接振動を伝えることなく、励振器１と振動検出器２との間の距離などの位置関係を固定することができる。
励振器１は、実際には機械振動をしているが、励振器信号伝達ケーブル３と検出信号伝達ケーブル４とを伝送する信号は電気信号であり、励振器信号伝達ケーブル３と検出信号伝達ケーブル４とを接続部５で接続しても励振器１の振動は励振器信号伝達ケーブル３及び検出信号伝達ケーブル４には伝達されない。
【００１９】
以上のように本発明の実施の形態によれば、ケーブル間に接続部５を設置することにより、励振器１と振動検出器２との間の位置関係を一定に設定し維持することができ、安定して生体に装着することができるとともに、測定精度低下の原因となる振動を励振器から振動検出器へ直接伝達させないようにして、生体を伝搬する振動のみを観測することができるので、生体情報計測の精度を向上し、測定の信頼性を向上することができる。
【００２０】
次に、図２を参照して、本発明の第２の実施の形態における生体情報検出センサについて説明する。図２は本発明の第２の実施の形態における生体情報検出センサの構成を示す概略斜視図である。図２において、励振器１、振動検出器２、励振器信号伝達ケーブル３、検出信号伝達ケーブル４、信号伝達ケーブル８は、図１を用い、第１の実施の形態において説明したものと同様の機能を有するものである。
【００２１】
本発明の第２の実施の形態における生体情報検出センサの特徴は、励振器１を粘着材などで励振器装着手段６に装着し、振動検出器２を粘着材などで振動検出器装着手段７に装着して構成することである。このようにして構成された励振器装着手段６は励振器１の面積よりも広い面積で生体に貼付し、また、振動検出器装着手段７は振動検出器２の面積よりも広い面積で生体に貼付される。励振器装着手段６及び振動検出器装着手段７の好適な一例としては厚さが１ｍｍ程度の柔軟性のあるアクリル材などに粘着材が生体側に塗布されているものが考えられる。しかし、装着手段６、７の厚さ及び材質等はそれに限るものではなく、他のものでもよい。
【００２２】
次に、図５を参照して、本発明の第２の実施の形態における生体情報検出センサの手首への装着状態について説明する。図５は本発明の第２の実施の形態における生体情報検出センサを手首に装着した状態を示す概略斜視図である。励振器１、振動検出器２、励振器装着手段６、振動検出器装着手段７は上記図２に示したものと同様であり、図５に示すように、これらを手首１１に装着して使用する。
【００２３】
このような、本発明の第２の実施の形態により励振器１及び振動検出器２を生体に装着すると、励振器装着手段６及び振動検出器装着手段７を広い範囲で手首１１に貼付することができるので、装着手段６、７を貼付した皮膚を広い面積で固定することができ、皮膚のずれにより生じるような、励振器１および振動検出器２と測定対象である動脈との間の位置関係のずれ量を最小限に押さえることができるので、装着の安定性が向上する。
【００２４】
次に、図６及び図７を参照して、本発明の第２の実施の形態における生体情報検出センサによる効果の拡大について説明する。図６は本発明の第２の実施の形態における励振器を装着した励振器装着手段を手首に貼付した場合の効果の拡大を示す手首の概略断面図である。また、図７は本発明の第２の実施の形態における振動検出器を装着した振動検出器装着手段を手首に貼付した場合の効果の拡大を示す手首の概略断面図である。
【００２５】
本発明の第２の実施の形態における励振器装着手段６及び振動検出器装着手段７を使用して手首１１に貼付する範囲を広くすれば、必然的に装着の安定度が向上する。しかし、本第２の実施の形態によれば、更に重要な効果が得られる。以下、その効果について説明する。
【００２６】
図６に示すように、励振器装着手段６を広い面積で貼付することにより、励振器１で誘発された振動は励振器装着手段６全体をも振動させる。その状態を、励振器装着手段６上を振動する振動波形１３として模式的に示す。つまり、励振器１よりも広い面積の励振器が励振器装着手段６により擬似的に構成されることになり、励振器１より広い範囲に振動を与えることができるので、励振器１が対象となる撓骨動脈１２から離れて装着された場合でも誘発された振動が撓骨動脈１２に伝達される。
【００２７】
また、図７に示すように、振動検出器装着手段７を広い面積で貼付することにより、撓骨動脈１２を伝達した振動を広い範囲でとらえて振動検出器２に導くことができるようになる。その状態を、振動検出器装着手段７上を振動する振動波形１４として模式的に示す。図７に示すように、より広い範囲で振動を検出できるようになるので、振動検出器２が対象となる撓骨動脈１２から離れて装着された場合でも撓骨動脈１２を伝達した振動を検出することができるようになる。
また、励振器装着手段６または振動検出器装着手段７を広い範囲で皮膚に貼付することにより、例えば、手首を捩じるような状態になった場合でも皮膚の動きを制限することができるようになる。
【００２８】
以上説明したように、広い面積の励振器装着手段および振動検出器装着手段を備えることにより、小さな励振器および振動検出器であっても、広い範囲に振動を伝達し、広い範囲の振動を検出できるようになり、さらに皮膚の動きも制限することができるので、生体情報計測の精度が向上し測定の信頼性を向上させることができる。
【００２９】
次に、図３を参照して、本発明の第３の実施の形態における生体情報検出センサについて説明する。図３は本発明の第３の実施の形態における生体情報検出センサの構成を示す概略斜視図である。図３において、励振器１、振動検出器２、励振器信号伝達ケーブル３、検出信号伝達ケーブル４、接続部５、信号伝達ケーブル８は、図１を参照して、第１の実施の形態において説明したものと同様の機能をもつ。しかし、励振器１及び振動検出器２は第１の実施の形態の場合と機能は同様であるが、本実施の形態では複数設置される。また、励振器装着手段６および振動検出器装着手段７は、図２を参照して、第２の実施の形態において説明したものと同様の機能を有するが、それぞれ複数の励振器１及び振動検出器２が設置される。
【００３０】
複数の励振器１を振動させるための信号を伝えるために複数の励振器信号伝達ケーブル３を接続し、複数の振動検出器２で検出された生体情報信号をそれぞれ信号処理装置へ伝達する複数の検出信号伝達ケーブル４を使用する。これらのケーブルは別々になっているよりも束ねてあったほうが使いやすいため、複数の励振器信号伝達ケーブル３と複数の検出信号伝達ケーブル４とを信号伝達ケーブル８として纏めて結束する。
【００３１】
本発明の第３の実施の形態における生体情報検出センサの特徴は、複数の励振器１を粘着材などで励振器装着手段６に装着し、複数の振動検出器２を粘着材などで振動検出器装着手段７に装着して構成することである。このようにして、励振器１が装着された励振器装着手段６は、励振器１の面積よりも広い面積で生体に貼付され、また、振動検出器２が装着された振動検出器装着手段７は、振動検出器２の面積よりも広い面積で生体に貼付されることになる。励振器装着手段６及び振動検出器装着手段７の好適な一例としては、厚さが１ｍｍ程度の柔軟性のあるアクリル材などに粘着材が生体側に塗布されているものが考えられる。しかし、装着手段６、７の厚さ及び材質等はそれに限るものではなく、他のものでもよい。
【００３２】
励振器１および振動検出器２の好適な素子としては、圧電セラミック素子などが挙げられる。また、励振器信号伝達ケーブル３と検出信号伝達ケーブル４は好適なケーブルとして直径１ｍｍ程度の同軸ケーブルが挙げられる。励振器１および振動検出器２の直径は２０ｍｍ程度で重量は１０ｇ程度が好適な一例であるが、直径１ｍｍ程度の同軸ケーブルで支持することは困難である。なお、励振器１および振動検出器２の直径及び重量は、上記に限るものではなく、他の如何なる値でもよい。
【００３３】
また、生体へ複数の励振器１と複数の振動検出器２を装着する場合には一体となっていたほうが装着しやすい。そこで、複数の励振器１と複数の振動検出器２とを一体にするには、図３に示す接続部５を直接励振器１と振動検出器２に接続することが考えられるが、接続部を励振器１と振動検出器２に直接接続すると励振器１で誘発された振動が直接振動検出器２に伝達されてしまい、本来検出すべき動脈を伝達した振動を検出する際の妨げになってしまう。
【００３４】
そこで、本発明の第３の実施の形態によると、図３に示すように、複数の励振器信号伝達ケーブル３と複数の検出信号伝達ケーブル４とを接続部５により接続することにより、励振器１から振動検出器２に対し振動が直接伝達されるようなことなく、励振器１と振動検出器２間の位置関係を固定することができる。また、励振器装着手段６に装着することにより複数の励振器１の位置関係を固定し、振動検出器装着手段７に装着することにより複数の振動検出器２の位置関係を固定することができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態における生体情報検出センサは、接続部５により複数の励振器１と複数の振動検出器２の位置関係を固定し、励振器装着手段６により複数の励振器１の位置関係を固定し、振動検出器装着手段７により複数の振動検出器２の位置関係を固定するようにしたことにより、励振器１で誘発された振動を振動検出器２に直接伝達するようなことなく、複数の測定部位および広範囲の測定が可能となるので、生体情報計測の精度が向上し、測定の信頼性を向上することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明による生体情報検出センサは、上記のように構成され、特に励振器信号伝達ケーブルと検出信号伝達ケーブルとの間に接続部を設けるようにしたことにより、励振器から振動検出器へ直接振動を伝えることなく、生体を伝搬する振動のみを観測することができるとともに、励振器と振動検出器との間の位置関係を固定してその位置を安定に維持することができるため、生体情報計測の精度を向上し、測定の信頼性を向上することができる。
【００３７】
また、本発明による生体情報検出センサは、広い面積の励振器装着手段および振動検出器装着手段を備えて、小さな励振器および振動検出器であっても、広範囲に振動を伝達し、広範囲の振動を検出できるようにし、更に皮膚の動きも制限することができるようにしたことにより、生体情報計測の精度を更に向上し、測定の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における生体情報検出センサの構成を示す概略斜視図、
【図２】本発明の第２の実施の形態における生体情報検出センサの構成を示す概略斜視図、
【図３】本発明の第３の実施の形態における生体情報検出センサの構成を示す概略斜視図、
【図４】従来の生体情報検出センサによる生体情報検出の測定動作を示す図、
【図５】本発明の第２の実施の形態における生体情報検出センサを手首に装着した状態を示す概略斜視図、
【図６】本発明の第２の実施の形態における励振器を装着した励振器装着手段を手首に貼付した場合の効果の拡大を示す手首の概略断面図、
【図７】本発明の第２の実施の形態における振動検出器を装着した振動検出器装着手段を手首に貼付した場合の効果の拡大を示す手首の概略断面図。
【符号の説明】
１ 励振器
２ 振動検出器
３ 励振器信号伝達ケーブル
４ 検出信号伝達ケーブル
５ 接続部
６ 励振器装着手段
７ 信号検出器装着手段
８ 信号伝達ケーブル
１０ 動脈を伝搬する振動波形
１１ 手首
１２ 撓骨動脈
１３ 励振器装着手段上を振動する振動波形
１４ 振動検出器装着手段上を振動する振動波形
２１ 励振器
２２ 振動検出器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a living body information detection sensor for measuring living body information by applying vibration to a living body from the surface of the living body and detecting and analyzing the vibration propagated in the living body.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a sensor for measuring biological information by applying vibration to a living body from the surface of the living body and detecting and analyzing the vibration propagated in the living body, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-506024 discloses this sensor. Such sensors are known. This sensor is composed of an exciter for applying vibration to a living body and a vibration detector for detecting the transmitted vibration. Then, an exciter is arranged on the artery of the patient, and a vibration wave is induced in the blood of the artery by applying a vibration from the surface of the living body to the living body. By detecting and analyzing the vibration wave that has propagated, the biological information of the patient can be continuously measured.
[0003]
Next, a sensor for measuring biological information described in Japanese Patent Publication No. 9-506024 will be briefly described as a conventional sensor of this type with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing a measuring operation of detecting biological information by a conventional biological information detecting sensor described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-506024. 4 shows a state in which the exciter 21 and the vibration detector 22 are mounted on the radial artery 12 of the wrist 11 from above the skin, and the vibration waveform 10 shown on the artery is shown. Is a schematic representation of a vibration propagating over an artery. The vibration induced by the exciter 21 is transmitted through the radial artery 12, and the vibration transmitted through the radial artery 12 is detected by the vibration detector 22. By analyzing the vibration detected by the vibration detector 22 and comparing it with the vibration induced from the exciter 21, blood pressure information and the like can be detected.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventionally, according to Japanese Patent Publication No. 9-506024, the exciter and the vibration detector are described so as to be independently installed on the subject. In a device that measures biological information by detecting and analyzing vibrations that have propagated through a living body, in order to improve the measurement accuracy, the mutual positional relationship between the exciter and the vibration detector and the method of mounting on the living body Is an important problem, especially when detecting biological information continuously in a non-invasive manner, the positional relationship between the exciter and the vibration detector and the state of attachment of the exciter and the vibration detector to the living body influence the detection ability. become. However, the method of installing the exciter and the vibration detector as described in Japanese Patent Publication No. 9-506024 has a problem that it is difficult to determine the positional relationship between the exciter and the vibration detector. Therefore, if a connection is simply provided between the exciter and the vibration detector in order to easily determine the mutual positional relationship, the vibration induced by the exciter directly transmits the connection, and the biological body to be measured originally Is superimposed on the transmitted vibration, which hinders the detection of biological information.
[0006]
The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems.When the exciter and the vibration detector are attached to a living body, the vibration induced by the exciter is not directly transmitted to the vibration detector, and the mutual It is intended to provide an excellent biological information detection sensor capable of easily determining and maintaining a stable positional relationship, thereby improving measurement accuracy.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A biological information detection sensor according to the present invention includes an exciter that applies vibration to a part of a living body, a vibration detector that detects vibration transmitted through the living body, an exciter signal transmission cable connected to the exciter, and the vibration detection. And a connection portion installed between the detection signal transmission cable connected to the detector and the connection portion, and the connection portion determines a positional relationship between the exciter and the vibration detector. . With this configuration, by connecting the exciter signal transmission cable and the detection signal transmission cable at the connection portion, the vibration induced by the exciter is not directly transmitted to the vibration detector, and only the vibration transmitted through the living body is transmitted. The positional relationship between the exciter and the vibration detector can be easily determined and stably maintained while the vibration detector can detect the vibration.
[0008]
The biological information detection sensor according to the present invention includes an exciter that applies vibration to a part of a living body, a vibration detector that detects vibration transmitted through the living body, and an area of the exciter that is attached to the living body and the exciter is attached. A vibration detector mounting means having a wider area and a vibration detector mounting means having an area larger than the area of the vibration detector to be attached to a living body and mounting the vibration detector are provided. With this configuration, the exciter mounting means having an area larger than the area of the exciter having the exciter mounted thereon and the vibration detector mounting means having an area larger than the area of the vibration detector having the vibration detector mounted thereon are attached to the living body. With this configuration, the exciter and the vibration detector can be brought into close contact with the skin and the movement of the skin can be restricted, so that the exciter and the vibration detector can be stably attached to the living body.
[0009]
The biological information detection sensor according to the present invention includes a plurality of exciters for applying vibration to a part of a living body, a plurality of vibration detectors for detecting vibration transmitted through the living body, and a plurality of excitations connected to the plurality of exciters. Comprising a connection portion installed between the device signal transmission cable and a plurality of detection signal transmission cables connected to the plurality of vibration detectors, the plurality of exciters and the plurality of vibration detectors by the connection portion Is determined. With this configuration, the connection between the plurality of exciter signal transmission cables connected to the plurality of exciters and the plurality of detection signal transmission cables connected to the plurality of vibration detectors at the connection portion allows the exciter to be connected. The induced vibration is not directly transmitted to the vibration detector, and the vibration detector can detect only the vibration that has propagated through the living body, while easily determining the positional relationship between multiple exciters and multiple vibration detectors and stabilizing it. And a plurality of measurement sites and / or a wide range of measurements can be obtained.
[0010]
The biological information detection sensor according to the present invention includes a plurality of exciters that apply vibration to a part of a living body, a plurality of vibration detectors that detect vibration transmitted through the living body, and the plurality of exciters attached to a living body. Exciter mounting means having an area larger than the area of the plurality of exciters, and vibration detector mounting means having an area larger than the area of the plurality of vibration detectors attached to a living body and mounting the plurality of vibration detectors. Is provided. According to this configuration, the exciter mounting means having an area larger than the area of the exciter on which the plurality of exciters are mounted and the vibration detector mounting means having an area larger than the area of the vibration detector on which the plurality of vibration detectors are mounted are connected to the living body. The multiple exciters and vibration detectors can be attached to the skin and the movement of the skin can be restricted, so that multiple exciters and vibration detectors can be stably attached to the living body. While allowing multiple measurement sites and / or a wide range of measurements.
[0011]
The biological information detection sensor according to the present invention includes a plurality of exciters for applying vibration to a part of a living body, a plurality of vibration detectors for detecting vibration transmitted through the living body, and a plurality of excitations connected to the plurality of exciters. A connecting portion installed between a detector signal transmission cable and a plurality of detection signal transmission cables connected to the plurality of vibration detectors, and the plurality of exciters attached to a living body and mounted with the plurality of exciters Exciter mounting means having an area larger than the area of: and vibration detector mounting means having an area larger than the area of the plurality of vibration detectors to be attached to a living body and mounting the plurality of vibration detectors; And the exciter mounting means and the vibration detector mounting means determine a positional relationship between the plurality of exciters and the plurality of vibration detectors. According to this configuration, the exciter mounting means having an area larger than the area of the exciter on which the plurality of exciters are mounted and the vibration detector mounting means having an area larger than the area of the vibration detector on which the plurality of vibration detectors are mounted are connected to the living body. A plurality of exciters and vibration detectors can be brought into close contact with the skin and the movement of the skin can be restricted, and a plurality of exciter signal transmissions connected to the plurality of exciters can be made. By connecting the cable and the plurality of detection signal transmission cables connected to the plurality of vibration detectors at the connection portion, the vibration induced by the exciter was not directly transmitted to the vibration detector and propagated through the living body While allowing only the vibration to be detected by the vibration detector, the positional relationship between the plurality of exciters and the plurality of vibration detectors can be easily determined and stably maintained. Becomes that it enables a wide range of measurement.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, first to third embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
First, a biological information detection sensor according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of the biological information detection sensor according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an exciter 1 induces a vibration in a living body (skin), and a vibration detector 2 detects a vibration transmitted through the living body. The exciter signal transmission cable 3 propagates to the exciter 1 a signal that vibrates the exciter 1 output from a signal processing device (not shown) that processes a biological information signal. The detection signal transmission cable 4 is a cable for transmitting the biological information signal detected by the vibration detector 2 to the signal processing device. The signal transmission cable 8 is a cable in which the exciter signal transmission cable 3 and the detection signal transmission cable 4 are bound. The connecting portion 5 is a connecting means for connecting the exciter signal transmission cable 3 and the detection signal transmission cable 4, and connects the cables so that the vibration induced from the exciter 1 does not directly reach the vibration detector 2. Things.
[0013]
Next, an operation of measuring biological information using the biological information detection sensor according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The measurement operation of the biological information using the biological information detection sensor in the present embodiment uses only the biological information detection sensor to be used according to the present embodiment, and has been described as the prior art with reference to FIG. This is the same as the operation of measuring biological information by applying vibration to the living body from the surface of the living body and detecting and analyzing the vibration propagated in the living body. Therefore, also in the first embodiment, the exciter 1 and the vibration detector 2 according to the present embodiment as shown in FIG. 1 are used instead of the exciter 21 and the vibration detector 22 in FIG. Then, the wrist 11 is worn over the skin at a predetermined distance above the radial artery 12 and measured.
[0014]
Then, the vibration induced by the exciter 1 propagates on the radial artery 12, and the vibration is detected by the vibration detector 2. The vibration waveform 10 shown to propagate through the radial artery 12 is a schematic representation of the vibration propagating on the radial artery 12 from the exciter 1 to the vibration detector 2. The vibration detected by the vibration detector 2 is analyzed and compared with the vibration induced by the exciter 1 to detect blood pressure information and the like. In such a measurement operation, when the biological information detection sensor according to the present embodiment is applied, only the vibration propagated through the living body can be detected by the vibration detector, and the vibration between the exciter 1 and the vibration detector 2 can be detected. Since the positional relationship can be stably maintained without any displacement, the measurement accuracy can be remarkably improved as compared with the measurement by the conventional biological information detection sensor.
[0015]
In order to realize the measurement operation of the biological information detection sensor using the functions of the exciter 1 and the vibration detector 2 in the present embodiment described above, the operation of the exciter 1 and the vibration detector 2 in FIG. 4 will be described. Although not shown, an exciter 1 and a vibration detector 2, as shown in FIG. 1, an exciter signal transmission cable 3 for transmitting a signal for causing the exciter 1 to vibrate, and a vibration detector 2 And a connecting portion 5 for stably connecting the exciter signal transmitting cable 3 and the detecting signal transmitting cable 4 to each other for transmitting the biological information signal detected in the above to the signal processing device. is necessary. Also, since the exciter signal transmission cable 3 and the detection signal transmission cable 4 are easier to use than they are separate from each other, they are bundled together by the signal transmission cable 8.
[0016]
Suitable elements of the exciter 1 and the vibration detector 2 include a piezoelectric ceramic element. The exciter signal transmission cable 3 and the detection signal transmission cable 4 are preferably coaxial cables having a diameter of about 1 mm. The exciter 1 and the vibration detector 2 preferably have a diameter of about 20 mm and a weight of about 10 g, but it is difficult to support them with a coaxial cable having a diameter of about 1 mm. The diameter and weight of the exciter 1 and the vibration detector 2 are not limited to the above, and may be any other values.
[0017]
Further, when the exciter 1 and the vibration detector 2 are attached to the living body, they are easier to attach if they are integrated. Therefore, in order to integrate the exciter 1 and the vibration detector 2, it is conceivable to directly connect the connecting portion shown in FIG. 1 to the exciter 1 and the vibration detector 2. When directly connected to the vibration detector 2, the vibration induced by the exciter 1 is directly transmitted to the vibration detector 2, which hinders the detection of the vibration transmitted through the artery to be detected.
[0018]
Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 1, by providing a connecting portion 5 between the exciter signal transmission cable 3 and the detection signal transmission cable 4, the connection from the exciter 1 to the vibration detector 2 is established. The positional relationship such as the distance between the exciter 1 and the vibration detector 2 can be fixed without directly transmitting the vibration.
The exciter 1 actually performs mechanical vibration, but the signals transmitted through the exciter signal transmission cable 3 and the detection signal transmission cable 4 are electric signals, and the exciter signal transmission cable 3 and the detection signal transmission cable The vibration of the exciter 1 is not transmitted to the exciter signal transmission cable 3 and the detection signal transmission cable 4 even when the exciter 1 and the detection signal transmission cable 4 are connected to each other at the connection portion 5.
[0019]
As described above, according to the embodiment of the present invention, the positional relationship between the exciter 1 and the vibration detector 2 can be set and maintained constant by installing the connection portion 5 between the cables. Since it can be stably attached to the living body, and vibration that causes a decrease in measurement accuracy is not directly transmitted from the exciter to the vibration detector, only vibrations that propagate through the living body can be observed. The accuracy of the biological information measurement can be improved, and the reliability of the measurement can be improved.
[0020]
Next, a biological information detection sensor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic perspective view showing the configuration of the biological information detection sensor according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, an exciter 1, a vibration detector 2, an exciter signal transmission cable 3, a detection signal transmission cable 4, and a signal transmission cable 8 are the same as those described in the first embodiment with reference to FIG. It has a function.
[0021]
The feature of the biological information detection sensor according to the second embodiment of the present invention is that the exciter 1 is mounted on the exciter mounting means 6 with an adhesive or the like, and the vibration detector 2 is mounted on the vibration detector mounting means 7 with an adhesive or the like. It is configured to be mounted on a computer. The exciter mounting means 6 configured in this manner is attached to the living body over an area larger than the area of the exciter 1, and the vibration detector mounting means 7 is applied to the living body over an area larger than the area of the vibration detector 2. Affixed. A preferable example of the exciter mounting means 6 and the vibration detector mounting means 7 is a flexible acrylic material having a thickness of about 1 mm, which is coated with an adhesive material on the living body side. However, the thickness, material, etc. of the mounting means 6, 7 are not limited thereto, but may be other.
[0022]
Next, with reference to FIG. 5, a description will be given of a state in which the biological information detection sensor is mounted on the wrist according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic perspective view showing a state in which the biological information detection sensor according to the second embodiment of the present invention is mounted on a wrist. The exciter 1, the vibration detector 2, the exciter mounting means 6, and the vibration detector mounting means 7 are the same as those shown in FIG. 2, and they are mounted on the wrist 11 and used as shown in FIG. I do.
[0023]
When the exciter 1 and the vibration detector 2 are mounted on a living body according to the second embodiment of the present invention, the exciter mounting means 6 and the vibration detector mounting means 7 are attached to the wrist 11 in a wide range. Therefore, the skin to which the attachment means 6 and 7 are attached can be fixed in a wide area, and the position between the exciter 1 and the vibration detector 2 and the artery to be measured, which is caused by the displacement of the skin. Since the deviation of the relationship can be minimized, the mounting stability is improved.
[0024]
Next, with reference to FIG. 6 and FIG. 7, the expansion of the effect of the biological information detection sensor according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the wrist showing an enlarged effect when the exciter mounting means having the exciter mounted thereon is attached to the wrist according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a wrist showing an enlarged effect when a vibration detector mounting unit having a vibration detector according to the second embodiment of the present invention is attached to a wrist.
[0025]
If the range to be attached to the wrist 11 by using the exciter mounting means 6 and the vibration detector mounting means 7 in the second embodiment of the present invention is widened, the mounting stability is inevitably improved. However, according to the second embodiment, more important effects can be obtained. Hereinafter, the effect will be described.
[0026]
As shown in FIG. 6, by attaching the exciter mounting means 6 over a large area, the vibration induced by the exciter 1 also causes the entire exciter mounting means 6 to vibrate. This state is schematically shown as a vibration waveform 13 that vibrates on the exciter mounting means 6. In other words, an exciter having a larger area than the exciter 1 is simulated by the exciter mounting means 6, and vibration can be given to a wider range than the exciter 1. The vibrations induced are transmitted to the radial artery 12 even when it is mounted away from the radial artery 12.
[0027]
Further, as shown in FIG. 7, by attaching the vibration detector mounting means 7 over a wide area, the vibration transmitted through the radial artery 12 can be captured over a wide range and guided to the vibration detector 2. . This state is schematically shown as a vibration waveform 14 that vibrates on the vibration detector mounting means 7. As shown in FIG. 7, since the vibration can be detected in a wider range, the vibration transmitted through the radial artery 12 can be detected even when the vibration detector 2 is mounted away from the target radial artery 12. Will be able to
In addition, by attaching the exciter mounting means 6 or the vibration detector mounting means 7 to the skin in a wide range, the movement of the skin can be restricted even when the wrist is twisted, for example. become.
[0028]
As described above, by providing the exciter mounting means and the vibration detector mounting means with a large area, even with a small exciter and vibration detector, the vibration is transmitted to a wide range and the vibration in a wide range is detected. As a result, the movement of the skin can be restricted, so that the accuracy of the biological information measurement can be improved and the reliability of the measurement can be improved.
[0029]
Next, a biological information detection sensor according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic perspective view showing the configuration of the biological information detection sensor according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 3, an exciter 1, a vibration detector 2, an exciter signal transmission cable 3, a detection signal transmission cable 4, a connecting portion 5, and a signal transmission cable 8 are the same as those in the first embodiment with reference to FIG. It has the same function as described. However, although the functions of the exciter 1 and the vibration detector 2 are the same as those of the first embodiment, a plurality of them are provided in the present embodiment. The exciter mounting means 6 and the vibration detector mounting means 7 have the same functions as those described in the second embodiment with reference to FIG. The vessel 2 is installed.
[0030]
A plurality of exciter signal transmission cables 3 are connected to transmit signals for causing the plurality of exciters 1 to vibrate, and a plurality of biological information signals detected by the plurality of vibration detectors 2 are transmitted to the signal processing device. The detection signal transmission cable 4 is used. Since it is easier to use these cables than to bundle them separately, the plurality of exciter signal transmission cables 3 and the plurality of detection signal transmission cables 4 are bundled together as a signal transmission cable 8.
[0031]
The feature of the biological information detection sensor according to the third embodiment of the present invention is that a plurality of exciters 1 are mounted on the exciter mounting means 6 with an adhesive or the like, and a plurality of vibration detectors 2 are detected with an adhesive or the like. It is configured to be mounted on the container mounting means 7. In this way, the exciter mounting means 6 on which the exciter 1 is mounted is attached to the living body with an area larger than the area of the exciter 1 and the vibration detector mounting means 7 on which the vibration detector 2 is mounted. Is attached to the living body in an area larger than the area of the vibration detector 2. A preferable example of the exciter mounting means 6 and the vibration detector mounting means 7 is a flexible acrylic material having a thickness of about 1 mm, which is coated with an adhesive material on the living body side. However, the thickness, material, etc. of the mounting means 6, 7 are not limited thereto, but may be other.
[0032]
Suitable elements of the exciter 1 and the vibration detector 2 include a piezoelectric ceramic element. The exciter signal transmission cable 3 and the detection signal transmission cable 4 are preferably coaxial cables having a diameter of about 1 mm. A preferable example is that the diameter of the exciter 1 and the vibration detector 2 is about 20 mm and the weight is about 10 g, but it is difficult to support the exciter 1 and the vibration detector 2 with a coaxial cable having a diameter of about 1 mm. The diameter and weight of the exciter 1 and the vibration detector 2 are not limited to the above, and may be any other values.
[0033]
Further, when a plurality of exciters 1 and a plurality of vibration detectors 2 are mounted on a living body, they are easier to mount if they are integrated. Then, in order to integrate the plurality of exciters 1 and the plurality of vibration detectors 2, it is conceivable to connect the connecting part 5 shown in FIG. 3 directly to the exciter 1 and the vibration detector 2. Is directly connected to the exciter 1 and the vibration detector 2, the vibration induced by the exciter 1 is directly transmitted to the vibration detector 2, which hinders the detection of the vibration transmitted through the artery to be detected. Would.
[0034]
Therefore, according to the third embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, the exciter is connected by connecting the plurality of exciter signal transmission cables 3 and the plurality of detection signal transmission cables 4 with the connection unit 5. The positional relationship between the exciter 1 and the vibration detector 2 can be fixed without transmitting the vibration directly from the vibration detector 1 to the vibration detector 2. In addition, the positional relationship between the plurality of exciters 1 can be fixed by attaching to the exciter attaching means 6, and the positional relationship among the plurality of vibration detectors 2 can be fixed by attaching to the vibration detector attaching means 7. .
[0035]
As described above, in the biological information detection sensor according to the present embodiment, the positional relationship between the plurality of exciters 1 and the plurality of vibration detectors 2 is fixed by the connection unit 5, and the plurality of exciters are 1 is fixed, and the positional relationship between the plurality of vibration detectors 2 is fixed by the vibration detector mounting means 7, whereby the vibration induced by the exciter 1 is directly transmitted to the vibration detector 2. Without this, a plurality of measurement sites and a wide range of measurements can be performed, so that the accuracy of the biological information measurement is improved and the reliability of the measurement can be improved.
[0036]
【The invention's effect】
The biological information detection sensor according to the present invention is configured as described above, and in particular, by providing a connection between the exciter signal transmission cable and the detection signal transmission cable, the vibration is directly transmitted from the exciter to the vibration detector. It is possible to observe only the vibrations propagating through the living body without transmitting the information, and to fix the positional relationship between the exciter and the vibration detector and maintain the position stably. And the reliability of the measurement can be improved.
[0037]
Further, the biological information detection sensor according to the present invention is provided with an exciter mounting means and a vibration detector mounting means having a large area, and even if it is a small exciter and a vibration detector, it transmits a wide range of vibrations and a wide range of vibrations. Can be detected, and the movement of the skin can be restricted, so that the accuracy of the biological information measurement can be further improved and the reliability of the measurement can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of a biological information detection sensor according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating a configuration of a biological information detection sensor according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a schematic perspective view illustrating a configuration of a biological information detection sensor according to a third embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a diagram showing a measurement operation of detecting biological information by a conventional biological information detection sensor;
FIG. 5 is a schematic perspective view showing a state where a biological information detection sensor according to a second embodiment of the present invention is mounted on a wrist;
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a wrist, showing an enlarged effect when an exciter mounting unit having an exciter mounted thereon is attached to a wrist according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a wrist showing an enlarged effect when a vibration detector mounting unit having a vibration detector according to a second embodiment of the present invention is attached to a wrist.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exciter 2 Vibration detector 3 Exciter signal transmission cable 4 Detection signal transmission cable 5 Connection part 6 Exciter mounting means 7 Signal detector mounting means 8 Signal transmission cable 10 Vibration waveform propagating through artery 11 Wrist 12 Radial artery 13 Vibration waveform 14 vibrating on exciter mounting means Vibration waveform 21 vibrating on vibration detector mounting means Exciter 22 Vibration detector
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