JP3758824B2 - 生体の圧力一定化装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学的生体情報測定装置を用いて生体情報を測定する際に、被測定部位の圧力を一定化するとともに被測定部位と検出端子との密着性を高めることができ、さらには被測定部位が血液成分を含まない状態における生体情報の測定をも可能にする圧力一定化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生体（例えば、人体）の所定の被測定部位（例えば、手のひらの一部）に光を照射するとともに、該被測定部位による上記光の透過光もしくは反射光又は透過反射光（以下、これらを「透過・反射光」と総称する）のスペクトルを測定し、該スペクトルに基づいて生体内の所定の生体情報（例えば、生体内の所定成分の濃度、具体例として血糖値等）を測定するようにした光学的生体情報測定装置は従来より知られている（例えば、特開平６−１４９０６号公報参照）。
【０００３】
そして、かかる光学的生体情報測定装置には、普通、被測定部位に光を照射する発光部と、被測定部位による透過・反射光を受光（検出）する受光部とを備えた検出端子が設けられ、生体情報測定時にはこの検出端子が被測定部位に当接させられるようになっている。そして、かかる光学的生体情報測定装置においては、測定条件を一定にする必要があり、とくに被測定部位の圧力、温度等を一定化する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば特開平６−１４９０６号公報に開示されているような従来の光学的生体情報測定装置では、クリップあるいは両面テープを用いて検出端子を被測定部位に固定しているだけであり、被測定部位の圧力、温度等についてはとくには考慮されていない。このため、生体情報測定時の生体の姿勢等（例えば、手の掌の一部分を被測定部位とした場合は手の向き等）が変化し、あるいは温度環境が変化すると、これに伴って生体情報の測定値も変化し、測定データにばらつきが生じ、該データの精度が低下するといった問題がある。
また、従来の光学的生体情報測定装置では、被測定部位と検出端子との密着性が比較的悪く、これによっても測定データにばらつきが生じ、該データの精度が低下するといった問題がある。
【０００５】
ところで、一般に、被測定部位内に血液成分を含まない状態で生体情報の測定を行うことが要求されることがあるが、このような場合、従来の光学的生体情報測定装置では、何らかの方法で被測定部位の血液流を止めて（例えば、被測定部位まわりをきつく締め付ける）、この後で生体情報の測定を行うことになるので、測定操作が極めて煩瑣であるといった問題がある。
【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あって、光学的生体情報測定装置を用いて生体情報を測定する際に、被測定部位の圧力あるいは温度を一定化することができるとともに、被測定部位と検出端子との密着性を高めることができ、さらには被測定部位に血液成分を含まない状態における生体情報の測定をも行うことができる手段を提供することを解決すべき課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、生体の被測定部位に当接する検出端子により該被測定部位に光を照射するとともに該被測定部位による上記光の透過光もしくは反射光又は透過反射光を検出し、該透過光もしくは反射光又は透過反射光のスペクトルに基づいて生体内の所定の生体情報（例えば、生体内の所定成分の濃度、具体例として血糖値等）を測定する生体情報測定装置を用いて該生体情報を測定する際に、被測定部位の圧力を一定化する生体の圧力一定化装置において、検出端子が配置された、生体情報の測定時にその上面に生体を載せるプレートと、検出端子の真上となる位置に配置され生体情報を測定する際に柔らかい圧力媒体を介して検出端子と反対側から生体の所定の部位を押圧する押圧力を任意に増減することができる押圧手段と、検出端子の真上となる位置に配置され生体情報を測定する際に押圧手段と生体との間に配置されるようにして該押圧手段に取り付けられた圧力計とが設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
この圧力一定化装置においては、圧力計により、生体の押圧部位の押圧力を検出することができる。そして、この圧力計の指示値が設定値に一致するように、押圧手段で押圧部位を押圧すれば、被測定部位の圧力が一定化される。
かくして、生体情報の測定時には、被測定部位の圧力が一定化されるので、測定データのばらつきが低減され、生体情報測定装置の測定精度が高められる。さらに、生体ないしは被測定部位が検出端子に向かって押圧されるので、被測定部位と検出端子との密着性が高められ、生体情報測定装置の測定精度がさらに高められる。また、生体の所定の部位が柔らかい圧力媒体を介して押圧されるので、押圧部位に凹凸ないしは起伏がある場合でも、該部位をまんべんなく押圧することができる。
また、圧力計が検出端子の真上に配置されているので、被測定部位が生体の押圧部位の直下に位置し、押圧部位の押圧力と被測定部位の圧力とがほぼ等しくなる。したがって、押圧部位の押圧力を一定にすれば、これに伴って被測定部位の圧力が高精度で一定化される。
【００１４】
上記圧力一定化装置において、圧力媒体は、ゴム系材料、軟質樹脂又は硬質樹脂で形成された風船、あるいはゴム系材料、軟質樹脂又は無機系の可塑材で形成されたクッションであるのが好ましい。このようにすれば、容易に生体をまんべんなく押圧することができる圧力媒体を低コストで製作することができる。
【００１５】
上記圧力一定化装置においては、押圧手段が、バネの付勢力又は空気圧により生体の所定の部位を押圧するようになっているのが好ましい。このようにすれば、押圧手段を極めて簡素な構造とすることができ、該押圧手段の製作コストが低減される。
【００１６】
上記圧力一定化装置においては、押圧手段が、被測定部位の血液流を止めることが可能な強い押圧力でもって生体の上記所定の部位を押圧することができるようになっているのが好ましい。このようにすれば、押圧手段の押圧力を高めることにより、被測定部位内に血液成分を含まない状態で生体情報の測定を行うことができる。
【００１７】
上記圧力一定化装置において、生体情報の測定時に生体を載せるプレートが設けられている場合は、検出端子が該プレートの上面から生体側にやや突き出ているのが好ましい。このようにすれば、被測定部位と検出端子との密着性をさらに高めることができる。
【００１８】
また、上記圧力一定化装置において、生体情報の測定時に生体を載せるプレートが設けられている場合は、該プレートの温度を所定値に保持するプレート温度制御手段が設けられているのが好ましい。一般に、生体情報の測定において、被測定部位の温度が変化するとこれに伴って測定データも若干変化するが、このようにプレートの温度を制御すれば、被測定部位の温度が一定に保たれ、生体情報の測定精度が高められる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
図１は、本発明の実施の形態を示す光学的生体情報測定装置のシステム構成を示す図である。
図１に示すように、この光学的生体情報測定装置は、基本的には、温調プレート１の上面に載せられた人の手２の掌の一部分を被測定部位として、該被測定部位と当接している検出端子３から被測定部位に光を照射し、該被測定部位による上記光の透過・反射光を検出端子３で受光し、この透過・反射光のスペクトルを測定光学系４で測定し、該スペクトルに基づいて所定の生体情報（例えば、生体内の所定成分の濃度、具体例として血糖値等）を得るようになっている。
ここで、検出端子３は、被測定部位との密着性を高めるために、温調プレート１の上面から上方に５ｍｍ程度突出するようにして配置されている。
【００２０】
具体的には、測定光学系４は、光源５と、分光装置６と、発光側光ファイバ７と、受光側光ファイバ８と、検出器９と、インターフェース回路１０とで構成されている。かくして、測定光学系４は、光源５から放射された光を、分光装置６で分光して所定の波長域の光を測定光として取り出し、この測定光を発光側光ファイバ７を介して検出端子３に伝送するようになっている。ここで、検出端子３は、この測定光をその発光部（図示せず）から放射して被測定部位に照射する一方、該被測定部位による透過・反射光を受光部（図示せず）で受光するようになっている。
【００２１】
そして、測定光学系４は、検出端子３に受光された透過・反射光を受光側光ファイバ８を介して検出器９に伝送し、ここで透過・反射光を電気信号に変換し、この電気信号をインターフェース回路１０を介して演算制御部１１に送信するようになっている。
この演算制御部１１は、これに入力された電気信号に基づいて透過・反射光のスペクトルを求め、さらにこのスペクトルに基づいて生体情報を求め、この生体情報を出力部１２（例えば、ディスプレイ、プリンタ等）に出力するようになっている。
【００２２】
ところで、一般に、光学的生体情報測定装置においては、生体情報測定時に被測定部位の温度（体温）が変化すると、これに伴って生体情報の測定値が少なからず変化し、生体情報の測定精度が低下することになる。そこで、本発明にかかる光学的生体情報測定装置には、温調プレート１を加熱・冷却することができる加熱・冷却器１３と、該加熱・冷却器１３を制御して温調プレート１の温度を所定の一定値に保持する温度制御装置１４とが設けられている。かくして、温調プレート１が所定の一定温度に保持され、これにより被測定部位の温度（体温）が一定に保持される。
【００２３】
図１１に、体温が異なる３つの状態において、被測定部位の反射光のスペクトルを測定した結果を示す。ここでは、光ファイバを使用し、被験者の掌の一部を被測定部位として該被測定部位に光を照射し、その反射光のスペクトルを計測している。なお、ここではスペクトルの測定時にこれと同時に被測定部位近傍の温度を測定し、この温度を体温としている。また、図１１に示すグラフは、体温が３７°Ｃのときに測定したスペクトルを基準スペクトルとし、この基準スペクトルと各体温で測定されたスペクトルとの差分値でスペクトル強度を示している。図１１から明らかなとおり、スペクトル強度は、体温変化により変動している。この結果によれば、かかるスペクトル変動をなくすためにも、体温を一定にして生体情報の測定を行う必要があることがわかる。
【００２４】
また、一般に、光学的生体情報測定装置においては、生体情報測定時に、検出端子３と当接している被測定部位の圧力が変化すると、これに伴って生体情報の測定値が少なからず変化し、生体情報の測定精度が低下する。さらに、被測定部位が検出端子３に密接していないと、生体情報の測定精度が低下する。そこで、本発明にかかる光学的生体情報測定装置には、検出端子３と当接している被測定部位の圧力を一定化するとともに、被測定部位の検出端子３への密着性を高めるための圧力一定化装置が設けられている。
【００２５】
以下、圧力一定化装置の具体的な構造及び機能を説明する。この圧力一定化装置には、そのハウジングをなし、検出端子３を覆うようにして温調プレート１の上面に配置される中空略直方体形のボックス１５が設けられている。このボックス１５は、生体情報測定時に、その中空部に手２を差し入れることができるように、差し入れ方向にみて前側と後側とが開放されている。つまり、このボックス１５は、その天井部をなす上面壁と、左右２つの側壁とで構成されている。図１から明らかなとおり、生体情報を測定する際、手２を後側開口部からボックス１５内に差し入れて温調プレート１の上面の測定位置に載せる。
【００２６】
ボックス１５の上面壁の下面には、中空円柱形の筒部材１６が、その中心軸線が該下面と直交するようにして取り付けられている。ここで、筒部材１６は検出端子３の真上に位置するように配置されている。また、筒部材１６の中心軸線と対応する位置において、ボックス１５の上面壁には、その内周面に雌ネジが切られたネジ穴２４が設けられ、このネジ穴２４には、その外周面に雄ネジが切られたネジ棒１８が螺入されている。このネジ棒１８は、ボックス１５の上方から筒部材１６の中空部内に伸びている。そして、ネジ棒１８の上端部には調整ノブ１７が取り付けられている。他方、ネジ棒１８の下端部には、筒部材１６の中空部とほぼ同一径（若干小さい）の円板状の円形プレート１９が取り付けられ、この円形プレート１９は筒部材１６の中空部内に位置している。ここで、調整ノブ１７は棒ネジ１８を手で回すために設けられており、したがってこの調整ノブ１７は手で握りやすい形状に形成されている。また、ネジ棒１８は、その長さが筒部材１６の長さよりも長くなるように形成されている。
【００２７】
さらに、円形プレート１９の下面には、コイル状の伸縮バネ２０が、コイル中心軸線が筒部材１６の中心軸線とほぼ一致するようにして取り付けられ、この伸縮バネ２０の下端部に押圧プレート２１が取り付けられている。また、押圧プレート２１の下面には、その内部に空気が封入された風船２２が圧力媒体として取り付けられ、この風船２２の下面に圧力計２３が取り付けられている。
ここで、コイル状の伸縮バネ２０のコイル直径（外径）は、円形プレート１９の直径とほぼ同一寸法に設定されている。また、伸縮バネ２０の伸縮方向の長さは、筒部材１６の長さとほぼ同一寸法に設定されている。
平面視で、押圧プレート２１は、手の甲（掌）全体を覆うことができる大きさ（寸法）に形成され、風船２２は押圧プレート２１とほぼ同程度（同等）の大きさ（寸法）に形成されている。
風船２２の材料としては、例えばゴム系材料、軟質樹脂、硬質樹脂等が用いられる。なお、風船２２に代わる圧力媒体として、ゴム系材料、軟質樹脂、無機系の可塑材で形成されたクッション等を用いてもよい。
【００２８】
このように構成された圧力一定化装置においては、ボックス１５は、それぞれ可動部材である調整ノブ１７と、ネジ棒１８と、円形プレート１９と、伸縮バネ２０と、押圧プレート２１と、風船２２と、圧力計２３とからなる組立体（以下、これらを「可動押圧部」と総称する）を支持している。なお、筒部材１６はボックス１５によって固定的に支持されている。そして、このボックス１５の高さは、筒部材１６と可動押圧部（調整ノブ１７とネジ棒１８の一部とを除く）とがボックス内中空部に支障なく収まり、かつ円形プレート１９が最上位に位置するときに、温調プレート１と圧力計２３との間に、手２を抵抗なく自然に差し入れることができるような寸法に設定されている。
また、可動押圧部は検出端子３の上方に位置するように配置され、とくに圧力計２３は検出端子３の真上に位置するように配置されている。
【００２９】
この伸縮バネ２０の付勢力を利用する圧力一定化装置で、検出端子３と当接する被測定部位の圧力が一定となるように手２を押圧する際には、およそ次のような手順で該圧力一定化装置が操作される。
まず、圧力一定化装置の円形プレート１９を最上位に位置させた上で、ボックス１５の後側開口部から手２をボックス内中空部に差し込み、温調プレート１の所定の位置に手２を載せ、この手２を、後で説明する位置決め装置で固定・位置決めする。かくして、手２は位置決め装置によって所定の測定位置に正確に位置決めされる。このとき、手２の被測定部位及び圧力計２３は、検出端子３の真上に位置している。
【００３０】
次に、調整ノブ１７を徐々に時計回り方向に回す。このとき、ネジ棒１８が調整ノブ１７と一体回転するが、ネジ棒１８はネジ穴２４と螺合している関係上、その回転量に相応して下向きに移動する。これに伴って、可動押圧部（調整ノブ１７、ネジ棒１８、円形プレート１９、伸縮バネ２０、押圧プレート２１、風船２２及び圧力計２３）が徐々に下向きに、すなわち手の甲に向かって移動する。そして、圧力計２３が手の甲に当接（接触）した時点から、圧力計２３の指示値を観察する。
【００３１】
さらに、調整ノブ１７を時計回り方向に回してゆくと、圧力計２３に続いて風船２２が手の甲に当接（接触）し、さらに手の甲を次第に強く押圧してゆく。このとき、風船２２は、手の甲の凹凸ないしは起伏にかかわりなく手の甲に密着してゆくので、手全体を均一ないしは一様に押圧する。調整ノブ１７をさらに時計回り方向に回してゆくと、手２に加わる圧力はさらに強くなるが、手２が痛みを感じたときにこの時計回り方向の回転操作を停止する。なお、この状態においては、圧力計２３の指示値は、所定の設定値を超えている。すなわち、この設定値は、手２が痛くなるような値よりも弱く設定されている。
【００３２】
この後、調整ノブ１７を徐々に反時計回り方向に回し、圧力計２３の指示値を観察しながら、手２に対する押圧力を徐々に弱めてゆく。そして、圧力計２３の指示値が設定値まで低下したときに、この反時計回り方向の回転操作を停止する。そして、この状態で生体情報の測定を行う。
このとき、圧力計２３が検出端子３の真上に位置し、したがって手の甲の、検出端子３の真上すなわち被測定部位の真上に位置する部分（以下、この部分を「押圧力測定部」という）の押圧力が一定に保持される。ここで、手の甲の押圧力測定部は被測定部位の真上に位置するので、押圧力測定部の押圧力は被測定部位の圧力とほぼ等しくなる。かくして、手の甲の押圧力測定部の押圧力が一定の設定値に保持されるので、掌の被測定部位の圧力も一定の設定値に保持され、生体情報の測定精度が高められる。
【００３３】
ここで、手２にかかる押圧力を、設定値を超えて、手２に痛みを感じるまで高めるのは、検出端子３と被測定部位との密着性を高めるためである。このようにせず、押圧力が低い状態から徐々にこれを高めつつ押圧力を設定値に合わせた場合は、検出端子３と被測定部位との間に空気が含まれることがあり、このような場合には生体情報の測定精度が低下する。なお、前記したとおり、検出端子３が、温調プレート１の上面から上向きにおよそ５ｍｍ突出しているので、検出端子３と被測定部位との密着性がさらに高められる。
【００３４】
上記の圧力一定化装置では、基本的には、伸縮バネ２０により手の甲を押圧するようにしているが、このようにせず、空気圧で手の甲を押圧するようにしてもよい。
この場合は、図３に示すように、ボックス１５内においてその上面壁の下面に取り付けられ空気で膨らむ風船２６と、チューブ２７を介して風船２６内に空気を圧入し又は風船２６内の空気を抜き出す空気給排器２８とが設けられる。そして、風船２６の下面に圧力計２３が取り付けられる。ここで、風船２６は、手の甲全体を覆うことができる大きさ（寸法）に形成される。なお、風船２６は、ボックス１５内に収まる大きさであれば、ボックス１５の前後の開口部からはみ出しても構わない。ここで、風船２６は検出端子３の上方に配置され、とくに圧力計２３は検出端子３の真上に配置される。
【００３５】
この空気圧を利用する圧力一定化装置で、検出端子３と当接する被測定部位の圧力が一定となるように手２を押圧する際には、およそ次のような手順で該圧力一定化装置が操作される。
まず、風船２６内の空気を抜き出した上で、伸縮バネ２０の付勢力を利用する圧力一定化装置の場合と同様に、手２を、位置決め装置で所定の測定位置に正確に位置決めする。このとき、手２の被測定部位及び圧力計２３は、検出端子３の真上に位置している。
【００３６】
次に、空気給排器２８を操作して風船２６に徐々に空気を送り込み、風船２６を膨らませてゆく。これに伴って、風船２６の下面と圧力計２３とが徐々に下向きに、すなわち手の甲に向かって移動する。そして、圧力計２３が手の甲に当接（接触）した時点から、圧力計２３の指示値を観察する。
【００３７】
さらに、風船２６に空気を送り込んでゆくと、圧力計２３に続いて風船２６が手の甲に当接（接触）し、さらに風船２６内の空気圧の上昇に伴って手の甲を次第に強く押圧してゆく。このとき、風船２６は、手の甲の凹凸ないしは起伏にかかわりなく手の甲に密着してゆくので、手全体を均一ないしは一様に押圧する。そして、手２が痛みを感じたときに風船２６への空気の供給操作を停止する。なお、この状態においては、圧力計２３の指示値は所定の設定値を超えている。
【００３８】
この後、空気給排器２８を操作して風船２６内の空気を徐々に抜き出し（空気圧を低下させ）、圧力計２３の指示値を観察しながら、手２に対する押圧力を徐々に弱めてゆく。そして、圧力計２３の指示値が設定値まで低下したときに、空気の抜き出し操作を停止する。そして、この状態で生体情報の測定を行う。
このとき、圧力計２３が検出端子３の真上に位置し、したがって手の甲の押圧力測定部の押圧力が一定に保持される。ここで、手の甲の押圧力測定部は被測定部位の真上に位置するので、押圧力測定部の押圧力は被測定部位の圧力とほぼ等しくなる。かくして、伸縮バネ２０の付勢力を利用する圧力一定化装置の場合と同様に、手の甲の押圧力測定部の押圧力が一定の設定値に保持され、掌の被測定部位の圧力も一定の設定値に保持され、生体情報の測定精度が高められる。
なお、手２にかかる押圧力を、設定値を超えて、手２に痛みを感じるまで高めるのは、伸縮バネ２０の付勢力を利用する圧力一定化装置の場合と同様の理由による。
【００３９】
伸縮バネ２０の付勢力又は空気圧を利用する圧力一定化装置のいずれにおいても、前記のように手の甲の押圧力測定部の押圧力を一定にした状態で生体情報の測定を行う場合、手２内には血液の循環があり、被測定部位に血液成分を含んだ状態で生体情報の測定を行うことになる。しかしながら、被測定部位内に血液成分を含まない状態で生体情報の測定を行うことが要求されることがある。そこで、このような場合、本発明にかかる圧力一定化装置では、次のような操作で、被測定部位内に血液成分を含まない状態で生体情報の測定を行うことができる。
【００４０】
すなわち、この場合、伸縮バネ２０の付勢力を利用する圧力一定化装置では、手２を所定の測定位置に位置決めした後、調整ノブ１７を十分に時計回り方向に回し、手２への押圧力を強くして掌内で血液の循環が起こらない状態をつくればよい。また、空気圧を利用する圧力一定化装置では、手２を所定の測定位置に位置決めした後、空気給排器２８を操作して風船２６内の空気圧を十分に高め、手２への押圧力を強くして掌内で血液の循環が起こらない状態をつくればよい。
したがって、本発明にかかる圧力一定化装置を備えた光学的生体情報測定装置では、単一の装置でもって、被測定部位に血液成分が含まれている状態と、血液成分の含まれていない状態のいずれにおいても、生体情報を正確に測定することができる。
【００４１】
図１２に、この圧力一定化装置を用いた場合と、用いない場合とについて、実際に生体情報の測定を行って得られた結果を示す。ここでは、光ファイバを使用し、被験者の掌の一部を被測定部位として該被測定部位に光を照射し、その反射光のスペクトルを計測して生体情報の測定を行っている。この測定においては、近赤外領域を用いて、手の置き直し（被測定部位の着脱）を１５回行い、その都度測定を行い、これらのデータの標準偏差を求めた結果を図１２にグラフで示している。
図１２から明らかなとおり、本発明にかかる圧力一定化装置を用いた場合は、用いない場合に比べて、大半の波長域で標準偏差が小さくなっている。すなわち、本発明にかかる圧力一定化装置を用いた場合は、手が所定の測定位置に正確に配置され、その結果データのばらつきないしは変動が非常に小さくなり、測定値再現性が極めて高くなっているといえる。
【００４２】
ところで、本発明にかかる光学的生体情報測定装置には、手２を温調プレート１上の所定の測定位置に固定し、もって被測定部位を検出端子３に対して正確に位置決めするための位置決め装置（位置一定化装置）が設けられているが、以下この位置決め装置の具体的な構造及び機能を説明する。
図４は本発明にかかる位置決め装置の斜視図であり、図５は図４に示す位置決め装置で温調プレート１上に手２を固定・位置決めした状態を示す図である。
図４と図５とに示すように、この位置決め装置は、手首を把持して固定する手首用切欠リング３０（把持リング）と、それぞれ親指と人差し指と中指と薬指と小指とを把持して固定する第１〜第５指用切欠リング３１〜３５（把持リング）と、指の付け根に当接する柱状の第１〜第３当接ポール３６〜３８とで構成されている。ここで、手首用切欠リング３０及び第１〜第５指用切欠リングは、それぞれ、その円周方向にみて一部分が欠如した略Ｃ字状リング形に形成されている。なお、各切欠リング３０〜３５の切欠部は、主として、手２を固定する際に手首又は指をはめやすくするために設けられている。
【００４３】
手首用切欠リング３０は、手２が所定の測定位置に配置されたときに手首がくる位置で、切欠部が真上に位置するような姿勢でもって、温調プレート１に取り付けられている。また、第１〜第５指用切欠リング３１〜３５は、それぞれ、手２が所定の測定位置に配置されたときに、親指、人差し指、中指、薬指又は小指の第１関節と第２関節の中間部（中央部）がくる位置で、切欠部が真上に位置するような姿勢でもって、温調プレート１に取り付けられている。
【００４４】
図６（ａ）に示すように、手首用切欠リング３０又は第１〜第５指用切欠リング３１〜３５の切欠部と反対側の部分、すなわち温調プレート１に取り付けられた状態では最下位となる部分には止めネジ３９が取り付けられている。そして、各切欠リング３０〜３５は、それぞれ、止めネジ３９を温調プレート１に形成されたネジ穴（図示せず）に螺入することにより温調プレート１に取り付けられるようになっている。
また、図６（ｂ）に示すように、各切欠リング３０〜３５に穴４０を形成しておき、別体のネジ（図示せず）を穴４０を通して温調プレート１のネジ穴に螺入することにより、各切欠リング３０〜３５を温調プレート１に取り付けるようにしてもよい。
なお、各切欠リング３０〜３５を、これに取り付けられたピン又は別体のピンを温調プレート１に形成された穴に嵌入することにより、各切欠リング３０〜３５を温調プレート１に取り付けるようにしてもよい。
【００４５】
また、第１〜第３当接ポール３６〜３８は、それぞれ、手２が所定の測定位置に配置されたときに、人差し指と中指の間の付け根、中指と薬指の間の付け根又は薬指と小指の付け根がくる位置で、その軸線が温調プレート上面と直交するような姿勢でもって、温調プレート１に取り付けられている。各当接ポール３６〜３８は、温調プレート１に取り付けた状態における高さが温調プレート１の上面に載っている手２（掌）の厚さよりも若干小さくなるように形成されている。
【００４６】
図７（ａ）に示すように、第１〜第３当接ポール３６〜３８は、それぞれ、温調プレート１に取り付けられた状態では最下位となる部分にネジ部４１が設けられている。そして、各当接ポール３６〜３８は、それぞれ、ネジ部４１を温調プレート１に形成されたネジ穴（図示せず）に螺入することにより温調プレート１に取り付けられるようになっている。
なお、図７（ｂ）に示すように、各当接ポール３６〜３８の、温調プレート１に取り付けられた状態では最下位となる部分にその本体部よりも細い差し込み部４２を設け、この差し込み部４２を温調プレート１に形成された穴（図示せず）に嵌入することにより、各当接ポール３６〜３８を温調プレート１に取り付けるようにしてもよい。
【００４７】
ところで、一般に、生体情報が測定される手の大きさは被験者によって異なるので、場合によっては被験者の手の大きさに応じて各切欠リング３０〜３５及び各当接ポール３６〜３８を配置すべき温調プレート上の位置を変更することが必要となることがある。そこで、この位置決め装置においては、温調プレート１の上面に、所定の配置パターンで（例えば、数ｍｍ間隔の等方配列ないしは正方形配列等）、各切欠リング３０〜３５及び各当接ポール３６〜３８を固定するための多数（複数）のネジ穴（ピン止めの場合は穴）が設けられている。したがって、各切欠リング３０〜３５及び各当接ポール３６〜３８は、上記ネジ穴の配列パターンの範囲内で、所望の位置に配置することができる。
【００４８】
したがって、ある被験者について生体情報の測定を行う際に、各切欠リング３０〜３５及び各当接ポール３６〜３８の一部又は全部が前記の所定の位置からずれていれば、ずれている切欠リング３０〜３５又は当接ポール３６〜３８について、それぞれネジを外してこれらを温調プレート１から取り外し、本来の配置位置に最も近接したネジ穴にネジ止めすればよい。
【００４９】
また、ある被験者について、切欠リング３０〜３５及び当接ポール３６〜３８をネジ止めすべき温調プレート１上の適切なネジ穴を一度設定し、このネジ穴を記録しておけば、以後、切欠リング３０〜３５及び当接ポール３６〜３８の位置が何らかの事情で変更された場合でも、この被験者について再度生体情報の測定を行う際には、上記記録に基づいて各切欠リング３０〜３５及び各当接ポール３６〜３８の位置を容易に修正（調整）することができる。
【００５０】
ここで、各切欠リング３０〜３５は、伸縮性を有する材料で形成されている。そして、手首用切欠リング３０はこれによって把持される手首よりもやや小さいサイズに形成され、第１〜第５指用切欠リング３１〜３５はこれらによって把持される指よりもやや小さいサイズに形成されている。各切欠リング３０〜３５は伸縮性を有する材料で形成されているので、これらが前記のようにやや小さいサイズとされていても、手首あるいは指をこれらに容易にはめることができる。また、各切欠リング３０〜３５と手首又は指との密着性が高められ、手２が所定の測定位置に確実に固定ないしは位置決めされる。
なお、切欠リング３０〜３５の材料としては、具体的には、例えばゴム系材料、軟質樹脂、硬質樹脂、無機系可塑材、金属系材料等があげられる。なお、形状記憶合金を用いることもできる。
また、当接ポール３６〜３８の材料としては、具体的には、例えばゴム系材料、軟質樹脂、硬質樹脂、無機系可塑材、金属系材料等があげられる。
【００５１】
この位置決め装置で、手２を温調プレート１上の所定の測定位置に固定ないしは位置決めする際の手順はおよそ次のとおりである。
すなわち、まず手首用切欠リング３０に手首をはめるとともに、第１〜第５指用切欠リング３１〜３５にそれぞれ対応する指をはめる。そして、人差し指と中指の間の付け根と、中指と薬指の間の付け根と、薬指と小指の間の付け根とが、それぞれ、第１〜第３当接ポール３６〜３８に当接する位置まで手２を前方にずらせる。
【００５２】
これらの指の付け根がこのように対応する当接ポール３６〜３８に当接した状態においては、当接ポール３６〜３８によって手２の前後方向の変位がくい止められ、かつ各切欠リング３０〜３５によって手２の左右方向の変位がくい止められる。かくして、手２が温調プレート１上の所定の測定位置に確実かつ正確に固定ないしは位置決めされる。
このように、各切欠リング３０〜３５及び当接ポール３６〜３８が一定の位置に配置され、これらによって手２が一定の位置に位置決めされるので、生体情報の測定時には、検出端子３は常に手２の掌の同一部位すなわち正しい被測定部位に正確に当接する。
【００５３】
上記の位置決め装置では、手２の左右方向の変位を切欠リング３０〜３５によってくい止めるようにしているが、このようにせず、それぞれ固定板と可動板とを備えていて両板間に対応する手首又は指を押圧・挟持するプレス装置により手２の左右方向の変位をくい止めるようにしてもよい。
図８は、かかるプレス装置を備えた位置決め装置の斜視図であり、図９は、図８に示す位置決め装置により温調プレート１上に手２を固定した状態を示す図である。
図８と図９とに示すように、この位置決め装置は、手首を押圧・挟持して固定する手首用プレス装置４５と、それぞれ親指と人差し指と中指と薬指と小指とを押圧・挟持して固定する第１〜第５指用プレス装置４６〜５０と、指の付け根に当接する柱状の第１〜第３当接ポール３６〜３８とで構成されている。なお、各当接ポール３６〜３８の構造及び機能は、前記の切欠リング３０〜３５を用いた位置決め装置（図４〜図７参照）の場合と同様である。
【００５４】
手首用プレス装置４５は、手２が所定の測定位置に配置されたときに手首がくる位置で温調プレート１に取り付けられている。また、第１〜第５指用プレス装置４６〜５０は、それぞれ、手２が所定の測定位置に配置されたときに、親指、人差し指、中指、薬指又は小指の第１関節と第２関節の中間部（中央部）がくる位置で温調プレート１に取り付けられている。
【００５５】
図１０に示すように、各プレス装置４５〜５０においては、ベースプレート５１（プレス装置固定台）上の所定の位置に固定板５２と、可動板支持部材５３とが固定されている。なお、ベースプレート５１には、該ベースプレート５１を温調プレート１にネジ止めする際に、止めネジを通すための穴５７が形成されている。そして、可動板支持部材５３にはネジ穴が形成され、このネジ穴にネジ５４が螺入されている。このネジ５４は、その軸線が固定板５２の広がり面と直交するように配置されている。また、ネジ５４の先端部（固定板側の端部）には可動板５６が取り付けられ、後端部にはつまみ５５が取り付けられている。ここで、固定板５２と可動板５６とは広がり面同士が互いに対向するように配置されている（平行に配置されている）。なお、固定板５２及び可動板５６の、手首又は指と接触する面には、手首又は指を保護するためのクッション材（図示せず）が取り付けられている。
【００５６】
これらのプレス装置４５〜５０において、つまみ５５を時計回り方向に回すと、ネジ５４が可動板支持部材５３のネジ穴と螺合している関係上、ネジ５４とつまみ５５と可動板５６とは、一体的にＸ₁方向に移動する（前進する）。すなわち、可動板５６が固定板５２に向かって移動する。他方、つまみ５５を反時計回り方向に回すと、ネジ５４とつまみ５５と可動板５６とは、一体的にＸ₂方向に移動する（後退する）。すなわち、可動板５６が固定板５２から離反する。かくして、固定板５２と可動板５６との間に手首又は指を入れ、つまみ５５を時計回り方向又は反時計回り方向にまわして調整することにより、固定板５２と可動板５６とでもって、手首又は指を適切な押圧力で押圧・挟持することができる。
【００５７】
なお、上記のプレス装置４５〜５０では、固定板５２と可動板５６とが平行となるように配置されているが、これらを上側の間隔が下側の間隔よりも若干狭くなるような位置関係（略ハの字形配置、ないしは扇形配置）で配置してもよい。このようにすれば、両板５２、５６と手首又は指との密着性が高められ、さらに手首又は指が温調プレートに対して適度に押さえつけられ（下向きに押さえつけられる）、手２の温調プレート１との密着性が高められる。
【００５８】
これらのプレス装置４５〜５０の温調プレート１上での位置を変更する場合は、ベースプレート５１を温調プレート１から取り外した後、該ベースプレート５１を所望の位置に再びネジ止めすればよい。なお、温調プレート１の上面には、ベースプレート５１をネジ止めするための多数のネジ穴が、所定の配列パターンで設けられている。したがって、各プレス装置４５〜５０（ベースプレート５１）は、上記配列パターンの範囲内において所望の位置に配置することができる。
【００５９】
なお、上記のプレス装置４５〜５０では、つまみ５５を回すことによって可動板５６を手首又は指に押し付けるようになっているが、このようにせず、可動板５６を固定板５２に向かって常時付勢するバネを設け、このバネの付勢力で手首又は指を押圧・挟持するようにしてもよい。この場合、手首又は指を確実に固定するために、バネの付勢力（伸縮力）をかなり強くする必要がある。
【００６０】
図１３に、この位置決め装置を用いた場合と、用いない場合とについて、実際に生体情報の測定を行って得られた結果を示す。ここでは、光ファイバを使用し、被験者の掌の一部を被測定部位として該被測定部位に光を照射し、その反射光のスペクトルを計測して生体情報の測定を行っている。この測定においては、近赤外領域を用いて、手の置き直しを１５回行い、その都度生体情報の測定を行い、これらのデータの標準偏差を求めた結果をグラフで示している。
図１３から明らかなとおり、本発明にかかる位置決め装置を用いた場合は、用いない場合に比べて、大半の波長域で標準偏差が小さくなっている。すなわち、本発明にかかる位置決め装置を用いた場合は、手の置き直しすなわち被測定部位の着脱が伴われる場合でも、手が所定の測定位置に正確に位置決めされ、その結果データのばらつきないしは変動が非常に小さくなり、測定値再現性が極めて高くなっているといえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態を示す光学的生体情報測定装置の一部断面立面説明図である。
【図２】 図１に示す光学的生体情報測定装置の圧力一定化装置の一部断面正面図である。
【図３】 圧力一定化装置の変形例の正面図である。
【図４】 図１に示す光学的生体情報測定装置の位置決め装置の斜視図である。
【図５】 手を測定位置に配置した状態における図４と同様の図である。
【図６】 （ａ）は切欠リングの斜視図であり、（ｂ）は切欠リングの変形例の斜視図である。
【図７】 （ａ）は当接ポールの立面図であり、（ｂ）は当接ポールの変形例の立面図である。
【図８】 位置決め装置の変形例の斜視図である。
【図９】 手を測定位置に配置した状態における図８と同様の図である。
【図１０】 図８に示す位置決め装置で用いられるプレス装置の斜視図である。
【図１１】 体温の変化に対する生体情報の測定値の変化特性を示すグラフである。
【図１２】 圧力一定化装置を用いた場合と用いない場合とにおける、生体情報の測定値の標準偏差を比較して示したグラフである。
【図１３】 位置決め装置を用いた場合と用いない場合とにおける、生体情報の測定値の標準偏差を比較して示したグラフである。
【符号の説明】
１…温調プレート、２…手、３…検出端子、４…測定光学系、５…光源、６…分光装置、７…発光側光ファイバ、８…受光側光ファイバ、９…検出器、１０…インターフェース回路、１１…演算制御部、１２…出力部、１３…加熱・冷却器、１４…温度制御装置、１５…ボックス、１６…筒部材、１７…調整ノブ、１８…棒ネジ、１９…円形プレート、２０…伸縮バネ、２１…押圧プレート、２２…風船、２３…圧力計、２４…ネジ穴、２６…風船、２７…チューブ、２８…空気給排器、３０…手首用切欠リング、３１…第１指用切欠リング、３２…第２指用切欠リング、３３…第３指用切欠リング、３４…第４指用切欠リング、３５…第５指用切欠リング、３６…第１当接ポール、３７…第２当接ポール、３８…第３当接ポール、３９…止めネジ、４０…穴、４１…ネジ部、４２…差し込み部、４５…手首用プレス装置、４６…第１指用プレス装置、４７…第２指用プレス装置、４８…第３指用プレス装置、４９…第４指用プレス装置、５０…第５指用プレス装置、５１…ベースプレート、５２…固定板、５３…可動部支持部材、５４…ネジ、５５…つまみ、５６…可動板、５７…穴。

Claims (8)

1. 生体の被測定部位に当接する検出端子により該被測定部位に光を照射するとともに該被測定部位による上記光の透過光もしくは反射光又は透過反射光を検出し、該透過光もしくは反射光又は透過反射光のスペクトルに基づいて生体内の所定の生体情報を測定する生体情報測定装置を用いて該生体情報を測定する際に、上記被測定部位の圧力を一定化する生体の圧力一定化装置であって、
   検出端子が配置された、生体情報の測定時にその上面に生体を載せるプレートと、
   検出端子の真上となる位置に配置され、生体情報を測定する際に柔らかい圧力媒体を介して、検出端子と反対側から生体の所定の部位を押圧する、押圧力を任意に増減することができる押圧手段と、
   検出端子の真上となる位置に配置され、生体情報を測定する際に押圧手段と生体との間に配置されるようにして該押圧手段に取り付けられた圧力計とが設けられていることを特徴とする生体の圧力一定化装置。
2. 上記圧力媒体が、ゴム系材料、軟質樹脂又は硬質樹脂で形成された風船であることを特徴とする、請求項１に記載された生体の圧力一定化装置。
3. 上記圧力媒体が、ゴム系材料、軟質樹脂又は無機系の可塑材で形成されたクッションであることを特徴とする、請求項１に記載された生体の圧力一定化装置。
4. 上記押圧手段が、バネの付勢力により生体の上記所定の部位を押圧するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載された生体の圧力一定化装置。
5. 上記押圧手段が、空気圧により生体の上記所定の部位を押圧するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載された生体の圧力一定化装置。
6. 上記押圧手段が、上記被測定部位の血液流を止めることが可能な強い押圧力でもって生体の上記所定の部位を押圧することができるようになっていることを特徴とする、請求項１に記載された生体の圧力一定化装置。
7. 上記検出端子が上記プレートの上面から生体側にやや突き出ていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載された生体の圧力一定化装置。
8. 上記プレートの温度を所定値に保持するプレート温度制御手段とが設けられていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載された生体の圧力一定化装置。

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