JP4676540B2 - Pulse measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、血液循環から脈拍の状態を把握し脈拍数、脈波形を測定する脈拍測
定装置に関し、バンドで手首等に取り付けられ、スポーツ時の心臓への負荷の評
価、及び健康の評価等をおこなう技術に関する。
The present invention relates to a pulse measuring device that grasps the state of a pulse from blood circulation and measures the pulse rate and pulse waveform, and is attached to a wrist or the like with a band to evaluate the load on the heart during sports, the evaluation of health, etc. It relates to the technology to be performed.
生体の脈拍数等の情報は、運動に対する身体の生理的負荷の指標となることか
ら、被計測者の運動強度の管理や健康の管理に用いられている。生体の血液循環
から脈拍を得るために体表に近い動脈に脈拍センサを密着させている。取り付け
はバンドにより行われ、締め付け力を調整する方法として空気圧を利用し、運動
等による検出位置のずれに対処し脈拍信号を得ている。(例えば、特許文献1参
照)。
Information such as the pulse rate of a living body serves as an index of the physiological load of the body with respect to exercise, and is therefore used for management of exercise intensity and health of the measurement subject. In order to obtain a pulse from the blood circulation of a living body, a pulse sensor is brought into close contact with an artery close to the body surface. The attachment is performed by a band, and air pressure is used as a method for adjusting the tightening force, and a pulse signal is obtained in response to a shift in the detection position due to movement or the like. (For example, refer to Patent Document 1).
しかし、上記の技術には次のような課題がある。脈拍センサと皮膚は十分に密
着させ固定していても、骨格の周りに弾性に富む体組織で構成された生体は、体
動および運動等による衝撃が装置または取り付け部位に加わった場合、装置の重
量による慣性が影響し、該皮膚と接触している該脈拍検出部が一体となり該体組
織とのズレが一時的に生じてしまう。このため、検出部位である動脈血管からの
脈拍信号が乱れることにより、大きなノイズが発生する原因となっている。ここ
で生じるノイズ成分は、脈拍検出の信号と重なってしまうため電気的に分離する
ことができない。
However, the above technique has the following problems. Even if the pulse sensor and the skin are sufficiently adhered and fixed, a living body composed of elastic body tissue around the skeleton will not be able to operate when the impact due to body movement or movement is applied to the device or the attachment site. Inertia due to weight is affected, and the pulse detection unit in contact with the skin is united with the body tissue temporarily. For this reason, the pulse signal from the arterial blood vessel which is the detection site is disturbed, which causes a large noise. The noise component generated here overlaps with the pulse detection signal and cannot be electrically separated.
本発明は、前記した点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、
強い衝撃が加わっても脈拍の検出を可能とする脈拍測定装置を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above points, and its object is to
An object of the present invention is to provide a pulse measuring device capable of detecting a pulse even when a strong impact is applied.
本発明の脈拍測定装置は、脈拍の変動を検出する脈拍検出部と、該脈拍検出部
を体表面に密接させるべく該体表面のまわりに巻き付けられるように構成された
バンドと、該脈拍検出部と該バンドがルーズに支持し、体動による該脈拍検出部
への衝撃を緩和する衝撃緩和部を有する。
A pulse measuring device according to the present invention includes a pulse detecting unit for detecting fluctuations in a pulse, a band configured to be wound around the body surface so as to bring the pulse detecting unit into close contact with the body surface, and the pulse detecting unit. And the band is loosely supported, and has an impact relieving part that relieves an impact on the pulse detecting part due to body movement.
次に、本発明の脈拍測定装置は、前記脈拍検出部が脈拍センサ領域と粘着領域
とからなる。また、本発明の脈拍測定装置は、前記脈拍検出部と前記バンドがル
ーズに支持される浮動構造で構成される。
Next, in the pulse measuring device according to the present invention, the pulse detecting unit includes a pulse sensor region and an adhesive region. In addition, the pulse measuring device of the present invention has a floating structure in which the pulse detecting unit and the band are loosely supported.
次に、本発明の脈拍測定装置は、前記浮動構造が、前記脈拍検出部の裏面と前
記バンドとを摩擦力により保持する。また、前記浮動構造は前記脈拍検出部が前
記バンドに固定された摩擦低減部に対して2次元の自由度を有する。
Next, in the pulse measuring device of the present invention, the floating structure holds the back surface of the pulse detecting unit and the band by a frictional force. In addition, the floating structure has a two-dimensional degree of freedom with respect to the friction reduction unit in which the pulse detection unit is fixed to the band.
そして、本発明の脈拍測定装置は、前記脈拍検出部が、超音波センサである。 In the pulse measurement device of the present invention, the pulse detection unit is an ultrasonic sensor.
本発明の脈拍測定装置は、以上説明したように構成されるので、下記の効果が
ある。バンドと脈拍検出部をルーズに支持することで体動による衝撃を緩和し、
ノイズの伝達を押さえることでSN比を改善できる。皮膚に接触する粘着領域を
設ける事で、バンドによる締め付け力の範囲を拡大することが出来るため取り付
けが容易になる。さらに、脈拍検出部を皮膚が動いたときでも、追従性を向上さ
せる効果がある。脈拍検出部のルーズな支持が2次元の自由度があることで、多
方向の衝撃力に対応できる効果がある。生態情報の検出に超音波を使い安定した
動脈流を検出することで、体動ノイズに強い脈拍測定装置が得られる効果がある
。
Since the pulse measuring device of the present invention is configured as described above, it has the following effects. By loosely supporting the band and the pulse detector, the impact due to body movement is reduced,
SNR can be improved by suppressing noise transmission. By providing an adhesive area that comes into contact with the skin, the range of tightening force by the band can be expanded, so that attachment is facilitated. Furthermore, even when the skin moves through the pulse detection unit, there is an effect of improving followability. The loose support of the pulse detector has a two-dimensional degree of freedom, so that there is an effect that can deal with multidirectional impact forces. By detecting the stable arterial flow using ultrasonic waves for detecting the biological information, there is an effect that a pulse measuring device that is resistant to body motion noise can be obtained.
本発明の脈拍測定装置は、前記目的を達成すべく、脈拍の変動を検出する該脈
拍検出部と、該脈拍検出部を体表面に密接させるべく該体表面のまわりに巻き付
けられるように構成されたバンドと、該脈拍検出部と該バンドとの間に配置され
た衝撃緩和部と該バンドに搭載した信号処理部および表示部からなり携帯できる
ことを特徴とする。この脈拍測定装置は、脈拍検出部は、表面がセンサ領域と粘
着領域で構成されていて脈拍信号を該センサ領域で検出し、該粘着領域は、脈拍
検出部と皮膚がズレなく密着させるものである。該衝撃緩和部は、該バンドとそ
の搭載した該信号処理部と該表示部などの重量物から該脈拍検出部を機械的にル
ーズな状態にし、衝撃などの強い動きをやわらげるもので皮膚に密着した状態で
平面的な動きを許容するものである。
In order to achieve the above object, the pulse measuring device of the present invention is configured to be wound around the body surface in order to bring the pulse detecting unit into close contact with the body surface, and to detect the fluctuation of the pulse. And a signal processing unit and a display unit mounted on the band, and is portable. In this pulse measuring device, the pulse detecting unit has a surface composed of a sensor region and an adhesive region, detects a pulse signal in the sensor region, and the adhesive region allows the pulse detecting unit and the skin to adhere closely to each other. is there. The shock mitigating unit is a mechanism that loosens the pulse detecting unit mechanically from heavy objects such as the band, the signal processing unit mounted thereon, and the display unit, and softens strong motion such as impact, and adheres to the skin. In this state, planar movement is allowed.
衝撃緩和部は、LPFの機能を有し急峻な衝撃が外部より入力された場合、つ
まり高域の周波数スペクトルを含んだ衝撃力のピークを緩和することにある。該
バンドと該搭載物から該脈拍検出部はルーズに接触し浮動構造となっている。た
とえば、該ベルトの内側の一部または全域に摩擦係数の低いフィルムなどを貼り
付け、同様に該脈拍検出部のベルトと接触する部分に摩擦係数の低いフィルムや
素材で構成されていて、これらの構成要素を手首等に取り付けると、それぞれ低
摩擦のフィルム面のスライドで平面的(2次元)に自由度を有し、衝撃に対し該
ベルトと該脈拍検出部が瞬間的にスライドを生じ衝撃力のピークを緩和するもの
である。
The impact mitigating unit has an LPF function, and is intended to alleviate the peak of impact force including a high frequency spectrum when a steep impact is input from the outside. From the band and the mounted object, the pulse detecting unit comes into contact with the loose and has a floating structure. For example, a film having a low friction coefficient is attached to a part or the entire area of the inside of the belt, and similarly, a portion of the pulse detecting unit that is in contact with the belt is made of a film or material having a low friction coefficient. When the components are attached to the wrist, etc., the belt and the pulse detector instantaneously slide against the impact and have a degree of freedom in two-dimensional freedom by sliding on the low friction film surface. It is intended to alleviate the peak.
脈拍検出部は、生体と接触する面を確実に保持させるため、該衝撃緩和部の浮
動構造の静止摩擦力より高い摩擦力を必要とする。これは、急峻な衝撃が外部よ
り入力された場合に、皮膚とのズレを防ぐために該バンドによる締め付け力だけ
でなく、脈拍センサ領域の周囲に粘着領域を設け、該バンドの締め付け力が変化
しても、十分な保持力を有しズレを防いでいる。たとえば、生体情報の動脈血流
速を検出する超音波センサの周囲に粘着性を有するパッドをバンド幅と同等に広
く設け、バンドで軽く押さえることでも十分にズレを防いでいる。このことから
バンドを強く締め付けなくともノイズを低減できるので、強く絞めすぎて血流を
妨げること無く運動中に脈拍数をカウントすることができる。
The pulse detection unit requires a frictional force higher than the static frictional force of the floating structure of the impact mitigation unit in order to securely hold the surface in contact with the living body. This is because when a steep impact is input from the outside, not only the tightening force by the band but also an adhesive region is provided around the pulse sensor region to prevent deviation from the skin, and the tightening force of the band changes. However, it has sufficient holding power to prevent misalignment. For example, an adhesive pad is provided as wide as the band width around the ultrasonic sensor for detecting the arterial blood flow velocity of biological information, and the shift is sufficiently prevented even by lightly pressing with the band. From this, noise can be reduced without strongly tightening the band, so that the pulse rate can be counted during exercise without squeezing the band too much and hindering blood flow.
該衝撃緩和部と該脈拍検出部は、衝撃が加わったときにスライドする必要があ
るために完全に固定することはできない。そこで、磁石などを該衝撃緩和部およ
び該脈拍検出部の中心に取り付け、磁力による弱い支持方法をとり衝撃を緩和す
る方法が用いられる。また、平面的な範囲で1mm以上自由に動かせる様にゴム
などでルーズに支持する方法でも良い。これにより、脈拍検出部を手首の橈骨動
脈や尺骨動脈の上に位置する皮膚表面部などの所定部位で、バンドをとめること
が容易になり、該脈拍検出部の位置合わせを容易に行うことができる。バンドの
留め部ないし止め部は、面ファスナーなどを用いる。なお、バンドの孔とピン状
部との組合せなど、バンドを留めるための他の手段を用いてもよい。また、場合
によっては、バンド自体が弾力的に伸縮可能な材料又は構造体からなるリング状
物であってもよい。
The impact relaxation portion and the pulse detection portion cannot be completely fixed because they need to slide when an impact is applied. Therefore, a method is used in which a magnet or the like is attached to the center of the impact mitigating unit and the pulse detecting unit, and a weak support method using magnetic force is taken to mitigate the impact. Further, a method of loosely supporting with rubber or the like so that it can be freely moved by 1 mm or more in a planar range may be used. This makes it easy to stop the band at a predetermined site such as the surface of the skin located above the radial artery or ulnar artery of the wrist, and to easily align the pulse detecting unit. it can. A hook-and-loop fastener or the like is used for the fastening part or the fastening part of the band. Note that other means for fastening the band, such as a combination of a hole in the band and a pin-like portion, may be used. In some cases, the band itself may be a ring-shaped object made of a material or structure that can be elastically expanded and contracted.
該脈拍検出部により検出される脈拍の変動は、典型的には、心臓の拍動に伴う
脈拍の脈動的な変動で、該脈動は一方では血液流速の変動として、他方では脈拍
の圧力のパルス状変動として捉えられる。従って、該脈拍検出部は、脈拍の圧力
変動を検出するものでも、血流速変動を検出するものでも、脈動的な脈拍の変動
に随伴する他の特性の変動を検出するものでもよい。本発明の脈拍測定装置は、
例えば、血液の流速を実際上連続的に検出ないし監視することにより血液の流速
の脈動的な変動を検出して、脈動の時間間隔や単位時間当たりの脈動の回数を求
めることを可能にする。ここで、血流速が脈動している単位時間当りの回数は、
圧力の脈動している単位時間当りの回数と一致しているから、例えば血液の流速
変動を検出することにより、単位時間当りの脈拍数を検出することができる。
The fluctuation of the pulse detected by the pulse detector is typically a pulsating fluctuation of the pulse accompanying the pulsation of the heart, the pulsation on the one hand as a fluctuation in blood flow velocity and on the other hand a pulse of pulse pressure. It is regarded as a state fluctuation. Therefore, the pulse detecting unit may detect a pulse pressure variation, a blood flow velocity variation, or another characteristic variation associated with a pulsating pulse variation. The pulse measuring device of the present invention is
For example, it is possible to detect the pulsation fluctuation of the blood flow rate by continuously detecting or monitoring the blood flow rate in practice to determine the time interval between pulsations and the number of pulsations per unit time. Here, the number of times per unit time that the blood flow rate pulsates is
Since the number of pressure pulsations coincides with the number of times per unit time, the number of pulses per unit time can be detected by detecting, for example, fluctuations in blood flow velocity.
バンドには、さらに表示部が設けられる。この表示部は、通常は脈拍検出部を
取り付けたバンド部分から離れたところに設けられる。これによって、表示部の
質量による慣性で表示部が動く際、その動きが直接に脈拍検出部に伝わること無
く、動きが最低限に抑えられる。また、脈拍検出部で橈骨動脈や尺骨動脈の脈拍
の変動を検出する場合に、脈拍検出部が手首の内側(手のひらの側)に位置して
いても、表示部が手首の外側(手の甲の側)に配置され得る。なお、表示部には
、脈拍検出部からの検出信号に基づいて単位時間当りの脈拍数等を求めるための
制御部ないし演算制御部が一体に設けられる。
The band is further provided with a display unit. This display part is normally provided in the place away from the band part which attached the pulse detection part. Thus, when the display unit moves due to inertia due to the mass of the display unit, the movement is not directly transmitted to the pulse detection unit, and the movement is suppressed to the minimum. In addition, when detecting pulse fluctuations in the radial artery or ulnar artery with the pulse detection unit, the display unit is located outside the wrist (on the back of the hand) even if the pulse detection unit is located inside the wrist (the palm side). ). The display unit is integrally provided with a control unit or a calculation control unit for obtaining a pulse rate per unit time based on a detection signal from the pulse detection unit.
次に本発明の一実施例の脈拍測定装置を、添付図面に示した実施例に基づいて
説明する。
Next, a pulse measuring device according to an embodiment of the present invention will be described based on an embodiment shown in the accompanying drawings.
図1は本発明の第1の実施例における携帯型脈波計測装置の断面図である。こ
の図面において、11は脈拍測定装置の本体、12はバンド、17は手首の断面
、18は橈骨動脈、14は血液の変化の検出を行う脈拍センサ、13は脈拍セン
サの周囲に配置した粘着パッドである。この脈波センサ14と粘着パッド13は
、バンド12の所定位置に取り付けられ、バンド12の手首17側に向いている
。そして、粘着パッド13を配置することで脈波センサ14と手首17の皮膚と
のズレを防止している。これらが一体となった脈拍検出部15を被脈拍検出部位
、例えば、手首17の橈骨動脈部18に当て、血液の流速変化を計測する。計測
は、超音波を血流に当て反射信号であるドップラー信号を検出することで、みか
けの流速を得ることで行う。脈波センサ14は、超音波の送信と受信を行い、ド
ップラー信号を含んだ超音波信号を電気信号に変換する。この電気信号は、脈波
センサ14に接続され、バンド12の長手方向に埋設された電気ケーブル16を
通して、本体11内に設けられた演算処理手段に接続され処理され、その結果が
表示される。
FIG. 1 is a sectional view of a portable pulse wave measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. In this drawing, 11 is a main body of a pulse measuring device, 12 is a band, 17 is a wrist cross section, 18 is a radial artery, 14 is a pulse sensor for detecting changes in blood, and 13 is an adhesive pad disposed around the pulse sensor. It is. The
衝撃緩和部105は、低摩擦材A101と低摩擦材B102の面が向き合うよ
うに配置される。低摩擦材A101及び低摩擦材B102の中央に配置された磁
石A103と磁石B104の磁極は、互いに吸着する向き(例えば、S極/N極
、N極/S極)にルーズに支持する。このとき、片方が鉄のような磁性体で、他
方が磁石であっても良い。この磁石A103と磁石B104は、衝撃緩和部10
5の低摩擦材A101と低摩擦材B102を中立の位置に保つことで、装着を容
易にするものである。さらに、衝撃力のダンパーの役割も得ている。また、磁石
を複数使用しても良い。
The
The low friction material A101 and the low friction material B102 of No. 5 are kept in a neutral position to facilitate mounting. In addition, it has a role of shock damper. A plurality of magnets may be used.
図2は、図1の衝撃緩和部105とその周辺を説明した図である。図2(a)
は、バンド12に取り付けた低摩擦材B102と脈拍検出部15を脈拍センサ1
4面から見た図である。脈拍センサ14は、超音波送信素子19と超音波受信素
子20が隣接するように配置され、粘着パッド13が脈拍センサ14の周囲を囲
んでいる。
FIG. 2 is a diagram for explaining the
The
It is the figure seen from the 4th page. The
図2(b)は衝撃緩和部105の磁石A103と磁石B104の取り付けを示
した。衝撃緩和部105は磁力103、104によってルーズに支持されている
。
FIG. 2B shows the attachment of the magnet A103 and the magnet B104 of the
図2(c)は、衝撃緩和部105の低摩擦材A101と低摩擦材B102が中
立の位置Yである状態を示す。
FIG. 2C shows a state where the low friction material A101 and the low friction material B102 of the
図2(d)は、図2(c)の状態に、脈拍センサ14に横方向からの衝撃力F
が加わった状態を示す。衝撃力Fが加えられると、磁石A103は距離Sだけ中
立位置Yから移動する。このように、脈拍センサ14がスライドすることで、衝
撃力を緩和することが出来る。なお、図に示していないが、回転力を発生するよ
うな衝撃が加わっても、脈拍センサ14がスライドすることにより緩和できる。
FIG. 2D shows an impact force F from the lateral direction on the
Indicates the state with added. When the impact force F is applied, the magnet A103 moves from the neutral position Y by the distance S. Thus, the impact force can be reduced by sliding the
図7は、本発明の脈拍測定装置の制御部を示す代表的な一例のブロック図であ
る。発振部401は基準となる信号を発振する。駆動部(送信)402は超音波
素子19を振動させ、超音波を血管18に向けて照射するための駆動電圧を送信
する。超音波素子20は、血管18から反射してきた超音波を受信する。このと
き、超音波素子19と超音波素子20は同じものでもよい。
FIG. 7 is a block diagram of a typical example showing a control unit of the pulse measuring device of the present invention. The
受信した信号は、電気変換を行い増幅部(受信)403で受信信号の増幅を行
う。増幅した信号は、信号演算部404で演算処理される。信号演算部404も
演算処理としては、電気信号の増幅、レベル変換(A/D変換など)、比較、加
減算、正規化、平均化、量子化、記憶などの様々な信号処理を行う機能を有し、
どのような信号処理が必要かによって適宜選択され実行される。
The received signal is subjected to electrical conversion, and the amplification unit (reception) 403 amplifies the received signal. The amplified signal is processed by the
It is appropriately selected and executed depending on what kind of signal processing is required.
演算処理された結果は、本体11に設けられた表示部405で表示する。表示
内容としては、例えば脈拍数、血流速などの直接的な数値や、あるいはこれらの
数値に基づく判定情報、履歴情報などを挙げることができる。
The result of the arithmetic processing is displayed on the
図3は、本発明の第2の実施例における携帯型脈波計測装置の断面図である。
この図面において、11は脈拍測定装置の本体、12はバンド、17は手首の断
面、18は橈骨動脈、14は血液の変化の検出を行う脈拍センサ、13は脈拍セ
ンサの周囲に配置した粘着パッドである。この脈波センサ14と粘着パッド13
は、バンド12の所定位置に取り付けられ、バンド12の手首17側に向いてい
る。そして、粘着パッド13を配置することで、脈波センサ14と手首の皮膚と
のズレを防止している。これらが一体となった脈拍検出部15を被脈拍検出部位
、例えば、手首の橈骨動脈部18に当て血液の流速変化を計測する。計測は、超
音波を血流に当て反射信号であるドップラー信号を検出することで、みかけの流
速を得ることで行う。
FIG. 3 is a sectional view of a portable pulse wave measuring device according to the second embodiment of the present invention.
In this drawing, 11 is a main body of a pulse measuring device, 12 is a band, 17 is a wrist cross section, 18 is a radial artery, 14 is a pulse sensor for detecting changes in blood, and 13 is an adhesive pad disposed around the pulse sensor. It is. This
Is attached to a predetermined position of the
脈波センサ14は、超音波の送信及び受信を行い、ドップラー信号を含んだ超
音波信号を電気信号に変換している。この電気信号は、バンド12の長手方向に
埋設された電気ケーブル16を通して、本体11内に設けられた演算処理手段に
接続され処理および、その結果が表示される。
The
弾性材203から突き出た取り付け部205(図4(d))は、脈拍検出部1
5をバンド12へルーズに取り付けるために用いられる。取り付け部205は、
衝撃緩和部207の低摩擦材C201と低摩擦材D202を貫通する。このとき
、ボール状の先端部が固定穴204の穴へ弾性変形することで通過し、通過後は
、元の形に戻って固定される。なお、先端部はくさび型でも良い。さらに、固定
穴204をバンド12の長手方向に複数配置することで、取り付け位置を調整す
ることができる。
The attachment portion 205 (FIG. 4D) protruding from the
Used to loosely attach 5 to
It penetrates through the low friction material C201 and the low friction material D202 of the
低摩擦材C201と低摩擦材D202は、スライドできるよう面が向き合うよ
うに配置される。低摩擦材C201と低摩擦材D202は、脈拍検出部15の裏
面に配置された弾性材203から突き出た取り付け部205(図4(d))が支
持されることで、中立の位置に保たれ、手首の装着を容易にするもである。さら
に弾性材203から突き出た取り付け部205(図4(d))が衝撃力のダンパ
ーの役割も得ている。さらに弾性材203取り付け部205(図4(d))は2
本以上あっても良い。
The low-friction material C201 and the low-friction material D202 are arranged so that their surfaces face each other so that they can slide. The low friction material C201 and the low friction material D202 are maintained in a neutral position by supporting the attachment portion 205 (FIG. 4D) protruding from the
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図4は、図3の衝撃緩和部207とその周辺を説明した図である。図4(a)
は、バンド12に取り付けた低摩擦材D202、脈拍検出部15を脈拍センサ1
4面から見た図である。脈拍センサ14は、超音波送信素子19と超音波受信素
子20が隣接するように配置され、粘着パッド13が脈拍センサ14の周囲を囲
んでいる。
FIG. 4 is a diagram for explaining the
The
It is the figure seen from the 4th page. The
図4(b)は衝撃緩和部207の弾性材201の取り付けおよびを示した。衝
撃緩和部207の低摩擦材C201と低摩擦材D202が、中立の位置Yにある
状態を示す。
FIG. 4B shows the attachment of the
図4(c)は、図4(b)の状態に、脈拍センサ14に横方向からの衝撃力F
が加わった状態を示す。衝撃力Fが加えられると、低摩擦材C201は距離Sだ
け中立位置Yから移動する。このように、脈拍センサ14がスライドすることで
、衝撃力を緩和することが出来る。なお、図に示していないが、回転力を発生す
るような衝撃が加わっても、脈拍センサ14がスライドすることにより緩和でき
る。
FIG. 4C shows an impact force F from the lateral direction on the
Indicates the state with added. When the impact force F is applied, the low friction material C201 moves from the neutral position Y by the distance S. Thus, the impact force can be reduced by sliding the
図4(d)は、弾性材203の側面図を示す。弾性材203は、脈拍検出部15と接着剤で固定または弾性変形させ嵌め込みで固定する。取り付けつまみを引っ張ってボール状の取り付け部205を固定穴204に通す。
FIG. 4D shows a side view of the
なお、第2の実施例の脈拍測定方法は、第1の実施例と同様であるため、説明
を省略する。
Note that the pulse measurement method of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
図5は、本発明の第3の実施例における携帯型脈波計測装置の断面図である。
この図面において、11は脈拍測定装置の本体、12はバンド、17は手首の断
面、18は橈骨動脈、14は血液の変化の検出を行う脈拍センサ、13は脈拍セ
ンサ14の周囲に配置した粘着パッドである。この脈波センサ14と粘着パッド
13は、バンド12の所定位置に取り付けられ、バンド12の手首17側に向い
ている。そして、粘着パッド13を配置することで、脈波センサ14と手首17
の皮膚とのズレを防止している、これらが一体となった脈拍検出部15を被脈拍
検出部位、例えば、手首17の橈骨動脈部18に当て血液の流速変化を計測する
。計測は、超音波を血流に当て反射信号であるドップラー信号を検出することで
、みかけの流速を得ることで行う。
FIG. 5 is a sectional view of a portable pulse wave measuring device according to the third embodiment of the present invention.
In this drawing, 11 is a body of a pulse measuring device, 12 is a band, 17 is a wrist cross section, 18 is a radial artery, 14 is a pulse sensor for detecting blood changes, and 13 is an adhesive disposed around the
The
脈波センサ14は、超音波の送信及び受信を行い、ドップラー信号を含んだ超
音波信号を電気信号に変換している。この電気信号は、脈波センサ14に接続さ
れ、バンドの長手方向に埋設された電気ケーブル16を通して、本体11内に設
けられた演算処理手段に接続され処理され、その結果が表示される。
The
衝撃緩和部305は低摩擦材E301、ガイド付き低摩擦材F302の面が向
き合うように配置される。低摩擦材E301とガイド付き低摩擦材F302の中
央に配置された、磁石C303と磁石D304の磁極は、互いに吸着する向き(
例えば、S極/N極、N極/S極)にする。このとき、片方が鉄のような磁性体
でも良い。この磁石C303と磁石D304は、衝撃緩和部305の低摩擦材E
301とガイド付き低摩擦材F302を中立の位置に支持し、装着を容易にする
ものである。さらに衝撃力のダンパーの役割も得ている。さらに磁石を複数使用
しても良い。
The
For example, S pole / N pole, N pole / S pole). At this time, one of them may be a magnetic material such as iron. The magnet C303 and the magnet D304 are composed of the low friction material E of the
301 and the low friction material F302 with a guide are supported in a neutral position to facilitate mounting. In addition, it has a role of shock damper. Further, a plurality of magnets may be used.
図6は、図5の衝撃緩和部305とその周辺を説明した図である。図6(a)
は、バンド12に取り付けたガイド付き低摩擦材F302と脈拍検出部15を脈
拍センサ14面から見た図である。脈拍センサ14は、超音波送信素子19、超
音波受信素子20が隣接するように配置され、粘着パッド13が脈拍センサ14
の周囲を囲んでいる。
FIG. 6 is a diagram for explaining the
These are the figures which looked at the low friction material F302 with a guide attached to the
Surrounding.
図6(b)は図6(a)のA−A’断面図を示す。衝撃緩和部305の磁石C
303と磁石D304の取り付けを示した。バンド側に取り付けるガイド付き低
摩擦材F302にガイドを設けることで、脈拍検出部15が強い力で引っ張られ
ても外れることは無い。
FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. Magnet C of
The attachment of 303 and magnet D304 is shown. By providing the guide to the low friction material with guide F302 attached to the band side, even if the
図6(c)〜(f)は、図6(b)のB−B’断面を示す。図6(c)は、衝
撃緩和部305の低摩擦材E301が中立の位置を示す。ここに衝撃力が加えら
れると図6(d)、(e)の様に、スライドして衝撃力を緩和することが出来る
。さらに図6(f)に示す様に回転力を発生するような衝撃もスライドにより緩
和できる。
6C to 6F show the BB ′ cross section of FIG. FIG. 6C shows a position where the low friction material E301 of the
なお、第3の実施例の脈拍測定方法は、第1の実施例と同様であるため、説明
を省略する。
Note that the pulse measurement method of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
図8は、手首17への取り付け方法を変えた時のドップラー信号とノイズ信号
の実験データを示している。実験の条件は以下の通りである。
FIG. 8 shows experimental data of a Doppler signal and a noise signal when the attachment method to the
Model01は、バンドに脈拍検出部を固定した状態におけるデータを示す
。Model02は、バンドに脈拍センサを固定した状態におけるデータを示す
。Model03は、バンドに脈拍検出部を固定し、脈拍センサに密着層を加え
た状態におけるデータを示す。Model04は、バンドに脈拍センサを固定し
、脈拍センサに密着層を加えた状態におけるデータを示す。Model05は、
バンドと脈拍検出部は浮動構造、脈拍センサに密着層を加えた状態におけるデー
タを示す。
A band and a pulse detection part show the data in the state which added the adhesion layer to the floating structure and the pulse sensor.
以上の各Modelを手首17に装着し、加振機により9Hzの振動と1Gの
衝撃を与えた、データは3拍分を表している。
Each model described above is attached to the
Model05が示す様に、浮動構造とすることでノイズ信号が押さえられ、
明らかに脈拍を確認する事ができる事が分かる。
As Model05 shows, the noise signal is suppressed by adopting a floating structure,
Obviously you can see the pulse.
図9に、移動平均の処理を行ったデータを示す。このデータからもModel
05の様に浮動構造とすることで、SN比を大きく改善出来る事を得た。
FIG. 9 shows data obtained by performing a moving average process. From this data, Model
By using a floating structure like 05, it was found that the SN ratio could be greatly improved.
11 脈拍測定装置の本体
12 バンド
13 粘着パッド
14 脈拍センサ
15 脈拍検出部
16 電気ケーブル
17 手首
18 橈骨動脈
19 超音波送信素子
20 超音波素子
101 低摩擦材A
102 低摩擦材B
103 磁石A
104 磁石B
105、207、305 衝撃緩和部
201 低摩擦材C
202 低摩擦材D
203 弾性材
204 固定穴
205 取り付け部
301 低摩擦材E
302 ガイド付き低摩擦材F
303 磁石C
304 磁石D
401 発振部
402 駆動部(送信)
403 増幅部(受信)
404 信号演算部
405 表示部
DESCRIPTION OF
102 Low friction material B
103 Magnet A
104 Magnet B
105, 207, 305
202 Low friction material D
203
302 Low friction material with guide F
303 Magnet C
304 Magnet D
403 Amplifier (Reception)
404
Claims (4)
前記脈拍検出部を体表面に密接させるために前記体表面のまわりに巻き付けられるように構成されたバンドと、
前記脈拍検出部と前記バンドとの間に生じる摩擦を低減する摩擦低減部と、
を有し、
前記脈拍検出部は、
脈拍信号を検出するセンサ領域と、
前記センサ領域と前記体表面とを密着させる粘着面と、
前記粘着面が配置されている側とは逆側に配置される取り付け部とを有し、
前記バンドは、前記取り付け部が前記体表面に沿った方向に移動可能に前記取り付け部を保持する穴を長手方向に複数有し、
前記脈拍検出部は、前記取り付け部が前記穴に保持されることにより、前記体表面に沿って2次元の自由度を有するようにルーズに支持されることを特徴とする脈拍測定装置。 A pulse detector for detecting fluctuations in the pulse;
A band configured to be wrapped around the body surface to bring the pulse detector into close contact with the body surface;
A friction reducing unit that reduces friction generated between the pulse detecting unit and the band;
Have
The pulse detector is
A sensor region for detecting a pulse signal;
An adhesive surface that closely contacts the sensor region and the body surface;
A mounting portion disposed on the side opposite to the side on which the adhesive surface is disposed;
It said band has a plurality of holes to be able to hold the mounting portion moving longitudinally in a direction in which the mounting portion along the surface,
The pulse measuring device is characterized in that the pulse detecting unit is loosely supported so as to have a two-dimensional degree of freedom along the body surface by holding the attachment portion in the hole.
前記脈拍検出部を体表面に密接させるために前記体表面のまわりに巻き付けられるように構成されたバンドと、
前記脈拍検出部と前記バンドとの間に生じる摩擦を低減する摩擦低減部と、
を有し、
前記脈拍検出部は、
脈拍信号を検出するセンサ領域と、
前記センサ領域と前記体表面とを密着させる粘着面と、
を有し、
前記摩擦低減部は、
前記体表面に対向する側とは逆側に配置された端部が前記端部以外の部分に比べて幅広な第1の摩擦低減部と、
前記第1の摩擦低減部に対向し、前記端部よりも小さい開口を有し、前記バンドに設けられる第2の摩擦低減部とを備え、
前記脈拍検出部は、前記端部が前記体表面に沿った方向に対して移動可能になるように前記第2の摩擦低減部に収容されることにより、前記体表面に沿って2次元の自由度を有するようにルーズに支持されることを特徴とする脈拍測定装置。 A pulse detector for detecting fluctuations in the pulse;
A band configured to be wrapped around the body surface to bring the pulse detector into close contact with the body surface;
A friction reducing unit that reduces friction generated between the pulse detecting unit and the band;
Have
The pulse detector is
A sensor region for detecting a pulse signal;
An adhesive surface that closely contacts the sensor region and the body surface;
Have
The friction reducing part is
A first friction reducing portion whose end disposed on the side opposite to the body surface is wider than a portion other than the end; and
Facing the first friction reduction section, it has a smaller opening than said end portion, and a second friction portion provided in said band,
The pulse detection unit is housed in the second friction reduction unit so that the end portion can move in a direction along the body surface, thereby allowing two-dimensional freedom along the body surface. A pulse measuring device that is loosely supported to have a degree.
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