JP6189701B2

JP6189701B2 - センサ、および固定具

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Publication number: JP6189701B2
Application number: JP2013209470A
Authority: JP
Inventors: 秀輝藤崎
Original assignee: Nihon Kohden Corp
Current assignee: Nihon Kohden Corp
Priority date: 2013-10-04
Filing date: 2013-10-04
Publication date: 2017-08-30
Anticipated expiration: 2033-10-04
Also published as: CN104510477A; JP2015073557A; US20150099982A1; US9770198B2; EP2857743A1

Description

本発明は、被検者の頭部に装着されて生体情報を検出するセンサに関する。また本発明は、当該センサを被検者の頭部に固定する固定具に関する。

被検者の頭部に装着され、生体情報を検出するセンサが知られている（例えば、特許文献１を参照）。このようなセンサは、装着部からの脱落を防止するために、ベルト状の固定具により頭部に固定される（例えば、特許文献２を参照）。

特表２００５−５０５３６０号公報特表２００７−５２４４８２号公報

特許文献１に記載のセンサは、発光素子と受光素子を備えている。発光素子と受光素子は、センサ本体における被検者への装着面に配置されている。発光素子と受光素子は、装着面から突出するように設けられている。そのため、センサ本体を頭部に装着する際に、発光素子と受光素子の先端が皮膚に当接し、煩わしさを感じる。さらに特許文献２に記載のような固定具によりセンサ本体が皮膚に押し付けられるため、検査が長時間に及ぶと、発光素子および受光素子の皮膚への当接部に被検者が痛みを感じる。

よって本発明は、センサを頭部に装着する際に、被検者が感じる煩わしさを抑制する技術を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明がとりうる第１の態様は、被検者の頭部に装着されるセンサであって、
第１端部と第２端部を有し、弧状に延びる第１固定具と、
前記第１固定具の内周側に設けられた第１結合部と、
第１貫通孔と第２貫通孔を有する第２固定具と、
前記第２固定具の第１の側に設けられ、前記第１結合部に対して着脱自在とされた第２結合部と、
前記第２固定具の第１の側に配置されて前記第１貫通孔に対向する発光素子と、
前記第２固定具の第１の側に配置されて前記第２貫通孔に対向する受光素子とを備え、
前記第１固定具は、第１端部と第２端部の間隔を拡開可能な弾性を有しており、
装着時において前記第１結合部は、被検者の額に対向する位置に配置され、
装着時において前記第１端部と前記第２端部は、被検者の後頭部に配置され、
前記第１結合部と前記第２結合部を結合することにより、前記発光素子と前記受光素子が、前記第１固定具と前記第２固定具の間に挟持される。

上記の目的を達成するために、本発明がとりうる第２の態様は、被検者の頭部に装着される第１固定具に対して、発光素子と受光素子を固定する第２固定具であって、
第１の側と、
前記第１の側と反対側であり、前記被検者に対向する第２の側と、
前記第１の側と前記第２の側を連通する第１貫通孔と、
前記第１の側と前記第２の側を連通する第２貫通孔と、
前記第１の側に設けられ、前記第１固定具が有する第１結合部に対して着脱自在とされた第２結合部とを備え、
前記第２結合部を前記第１結合部に結合することにより、前記発光素子と前記受光素子を前記第１固定具との間に挟持可能とされている。

上記の構成によれば、弧状に延びる第１固定具の第１端部と第２端部が離間しており、その間隔が拡開可能な弾性を有している。また発光素子と受光素子は、第１結合部と第２結合部の結合により、第１固定具と第２固定具の間に保持されている。したがって、センサを被検者の額の前方から一動作で容易に装着できる。これにより、例えば被検者が就寝中においても、被検者の頭部を持ち上げる作業を必要とせずにセンサを装着できる。医療従事者にとっては作業性が向上するとともに、被検者にとってはセンサの装着に際しての煩わしさが抑制される。

発光素子と受光素子が第１固定具と第２固定具の間に保持されているため、第１固定具は、発光素子と受光素子を被検者の額に押し付けて保持するための力を発生させる必要がない。第１固定具は、発光素子と受光素子を用いた測定が可能な程度に第２固定具を被検者の額に密着させる程度の力を発生させれば十分である。したがって、第２固定具が必要以上に強く額に押し付けられることがなく、被検者が感じる煩わしさを抑制できる。

また、このとき発光素子と受光素子は、第１固定具と第２固定具の間に挟持されて被検者の額に当接することがない。発光素子と受光素子よりも接触面積の大きな第２固定具が額に当接することにより押圧力が分散され、被検者が感じる煩わしさを抑制できる。

前記第１の側と反対側の第２の側は、第１弾性を有する第１部分、および前記第１弾性よりも低い第２弾性を有する第２部分を有する構成としてもよい。この場合、前記第２部分は、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔の間を延びている。

このような構成によれば、センサの装着時において、第１部分が被検者の額の形状にあわせて変形する。これにより、第２固定具の額への密着性が高まるとともに、被検者が感じる圧迫感を軽減できる。このとき第１部分よりも低い弾性を有する第２部分の変形量は、第１部分よりも小さく、第１貫通孔と第２貫通孔を隔てる隔壁として機能する。したがって、第１貫通孔を通過する発光素子より出射された光が、被検者の額による反射を経ることなく第２貫通孔側に回り込んで受光素子により検出される事態を回避できる。すなわち、圧迫感による被検者が感じる煩わしさを抑制しつつ、被検者の生体情報を正確に取得できる。

前記第１の側に第１凹部と第２凹部が形成されている構成としてもよい。この場合、前記発光素子は前記第１凹部内に配置され、前記受光素子は前記第２凹部内に配置される。

このような構成によれば、発光素子と受光素子の位置決めが確実になされ、保持性が高まるだけでなく、第２固定具の厚み寸法を小さくすることができる。これにより、センサの装着時における第２固定具の接触に伴う違和感が軽減され、被検者が感じる煩わしさを抑制できる。

前記第１固定具は、前記第１固定具の長手方向における長さ寸法を調節可能な機構を備える構成としてもよい。

このような構成によれば、被検者の頭部のサイズに応じて第１固定具の長手方向における長さ寸法を調節可能である。これにより、第１固定具の装着に係る違和感が、被検者に応じて軽減されうる。したがって、センサの装着時に被検者が感じる煩わしさを抑制できる。

前記第１固定具は、長手方向における中央部よりも前記第１端部寄りに設けられた第１ケーブル保持部、および当該中央部よりも前記第２端部寄りに設けられた第２ケーブル保持部を備える構成としてもよい。この場合、前記第１ケーブル保持部と前記第２ケーブル保持部は、それぞれ前記発光素子と前記受光素子に接続されたケーブルを保持可能に構成される。

このような構成によれば、額に装着された発光素子と受光素子から延びるケーブルが眼前で揺れることが防止され、被検者が感じる煩わしさが抑制されるとともに、ケーブルを通じて伝送される信号へのノイズ混入が防止される。また被検者の好みに応じて、あるいは検査条件に応じて、第１ケーブル保持部と第２ケーブル保持部の少なくとも一方を使用できるため、被検者が煩わしさを感じにくい態様でのケーブル保持が可能となる。

前記第１結合部は、面ファスナのループ側であり、前記第２結合部は、面ファスナのフック側である構成としてもよい。

第２結合部が結合される箇所以外の第１結合部は、第１固定具の内周側に設けられているため、被検者の額に当接する。しかしながら面ファスナのループ側は、肌触りが柔軟であるため、被検者が感じる煩わしさを抑制できる。

本発明の一実施形態に係るセンサを示す斜視図である。図１のセンサが備える第２固定具の第１の側における構成を示す図である。図１のセンサが被検者の頭部に装着された状態を示す図である。図１のセンサが備える第２固定具の第２の側における構成を示す図である。図１のセンサが備える第１固定具の端部の構成を示す斜視図である。

本発明に係る実施形態の例を添付の図面を参照しつつ以下詳細に説明する。なお以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

図１は、本発明の一実施形態に係るセンサ１を示す斜視図である。被検者の頭部に装着されるセンサ１は、第１固定具１０、第２固定具２０、発光素子３０、および受光素子４０を備えている。

第１固定具１０は、第１端部１１、第２端部１２、および本体部１３を備えている。第１端部１１は、本体部１３の左端部に接続されている。第２端部１２は、本体部１３の右端部に接続されている。

第１固定具１０は、全体として弧状に延び、第１端部１１と第２端部１２は離間している。第１固定具１０は、第１端部１１と第２端部１２の間隔を拡開可能な弾性を有している。

本体部１３の内周側には、第１結合部１４が設けられている。第１結合部１４は、例えば面ファスナのループ側である。第１端部１１と第２端部１２の内周側には、それぞれクッション部材１５が設けられている。クッション部材１５の素材としては、低反発スポンジなどが挙げられる。

第２固定具２０は、第１固定具１０の内周側と対向する第１の側、および当該第１の側の反対側である第２の側を有している。第２固定具２０は、第１の側と第２の側を連通する第１貫通孔２１と第２貫通孔２２を有している。

図２（ａ）は、第２固定具２０の第１の側を拡大して示す斜視図である。第１の側には、第２結合部２３が設けられている。第２結合部２３は、例えば面ファスナのフック側であり、第１固定具１０の第１結合部１４に対して着脱自在とされている。

図２（ｂ）は、発光素子３０と受光素子４０を示す斜視図である。発光素子３０は、発光部３１、装着部３２、および信号線３３を備えている。受光素子４０は、受光部４１、装着部４２、および信号線４３を備えている。

発光部３１は、信号線３３を通じて図示しない制御部から入力される制御信号に応じて、所定の波長を有する光を出射する。装着部３２は、発光部３１を包囲するように設けられ、第２固定具２０の第２結合部２３に対して着脱自在とされている。装着部３２は、例えばゴム材料、タオル生地、パイル生地、または面ファスナのループ側である。

受光部４１は、受光強度に応じた信号を信号線４３を通じて出力する。装着部４２は、受光部４１を包囲するように設けられ、第２固定具２０の第２結合部２３に対して着脱自在とされている。装着部４２は、例えばゴム材料、タオル生地、パイル生地、または面ファスナのループ側である。

図２（ｃ）に示すように、発光素子３０と受光素子４０は、第２固定具２０の第１の側に配置される。具体的には、発光素子３０の発光部３１が第１貫通孔２１に対向し、受光素子４０の受光部４１が第２貫通孔２２に対向するように配置される。

図１に示すように、第２固定具２０は、第１固定具１０の本体部１３における内周側に装着される。このとき第１結合部１４と第２結合部２３が結合され、発光素子３０と受光素子４０が、第１固定具１０と第２固定具２０の間に挟持される。第２固定具２０の装着場所は、第１結合部１４が設けられている範囲内であれば、被検者に応じて任意に定めることができる。

図３（ａ）は、上記の構成を有するセンサ１を、被検者の頭部に装着した状態を示す斜視図である。図３（ｂ）は、同状態を頭部の上方から見た状態を示す図である。センサ１の装着時において、第１固定具１０の第１結合部１４は、被検者の額に対向する位置に配置される。またセンサ１の装着時において、第１固定具１０の第１端部１１と第２端部１２は、被検者の後頭部に配置される。

発光素子３０と受光素子４０は、例えばパルスオキシメータのプローブとして用いられる。この場合、赤色光と赤外光を照射するように構成される。発光素子３０は、発光素子３０の発光部３１から照射された赤色光と赤外光は、第２固定具２０の第１貫通孔２１を通じて被検者の額に照射される。額により反射された赤色光と赤外光は、第２固定具の第２貫通孔２２を通じて受光素子４０の受光部４１で検出される。血液中のヘモグロビンは、酸素との結合の有無により赤色光と赤外光の吸光度が異なるため、受光部４１が検出する各光の強度を分析することにより、動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）を測定できる。また心臓の拍動に伴う脈波成分を検出することにより、心拍数を測定できる。

上記の構成を有するセンサ１によれば、弧状に延びる第１固定具１０の第１端部１１と第２端部が離間しており、その間隔が拡開可能な弾性を有している。また発光素子３０と受光素子４０は、第１結合部１４と第２結合部２３の結合により、第１固定具１０と第２固定具２０の間に保持されている。したがって、センサ１を被検者の額の前方から一動作で容易に装着できる。これにより、例えば被検者が就寝中においても、被検者の頭部を持ち上げる作業を必要とせずにセンサ１を装着できる。医療従事者にとっては作業性が向上するとともに、被検者にとってはセンサ１の装着に際しての煩わしさが抑制される。

発光素子３０と受光素子４０が第１固定具１０と第２固定具２０の間に保持されているため、第１固定具１０は、発光素子３０と受光素子４０を被検者の額に押し付けて保持するための力を発生させる必要がない。第１固定具１０は、発光素子３０と受光素子４０を用いた測定が可能な程度に第２固定具２０を被検者の額に密着させる程度の力を発生させれば十分である。図３（ｂ）に示したように、センサ１の装着時において第１端部１１と第２端部被検者の後頭部に回り込むことにより、第１固定具１０自身が有する弾性と相俟って、このような力を発生させることができる。したがって、第２固定具２０が必要以上に強く額に押し付けられることがなく、被検者が感じる煩わしさを抑制できる。

また、このとき発光素子３０と受光素子４０は、第１固定具１０と第２固定具２０の間に挟持されて被検者の額に当接することがない。発光素子３０と受光素子４０よりも接触面積の大きな第２固定具２０が額に当接することにより押圧力が分散され、被検者が感じる煩わしさを抑制できる。

図４に示すように、第２固定具２０の第２の側は、左接触部２４、右接触部２５、および中央接触部２６を備えている。左接触部２４と右接触部２５（第１部分の一例）は、例えばスポンジなどにより形成されており、弾性を備えている。中央接触部２６（第２部分の一例）は、例えば低反発性スポンジなどにより形成されており、左接触部２４と右接触部２５よりも低い弾性を備えている。

第１貫通孔２１は、左接触部２４において開口している。第２貫通孔２２は、右接触部２５において開口している。中央接触部２６は、第１貫通孔２１と第２貫通孔２２の間を横切るように延びている。

このような構成によれば、センサ１の装着時において、左接触部２４と右接触部２５が被検者の額の形状にあわせて変形する。これにより、第２固定具２０の額への密着性が高まるとともに、被検者が感じる圧迫感を軽減できる。このとき左接触部２４と右接触部２５よりも低い弾性を有する中央接触部２６の変形量は、左接触部２４と右接触部２５よりも小さく、第１貫通孔２１と第２貫通孔２２を隔てる隔壁として機能する。したがって、第１貫通孔２１を通過する発光素子３０より出射された光が、被検者の額による反射を経ることなく第２貫通孔２２側に回り込んで受光素子４０により検出される事態を回避できる。すなわち、圧迫感による被検者が感じる煩わしさを抑制しつつ、被検者の生体情報を正確に取得できる。

図２（ａ）に示すように、第２固定具２０の第１の側に設けられた第２結合部２３の一部には、第１凹部２７と第２凹部２８が形成されている。第１凹部２７の底部には第１貫通孔２１が開口している。第２凹部２８の底部には第２貫通孔２２が開口している。第１凹部２７と第２凹部２８の形状は、それぞれ発光素子３０の装着部３２と受光素子４０の装着部４２に対応している。図２（ｃ）に示す発光素子３０と受光素子４０の装着状態においては、装着部３２が第１凹部２７内に配置され、装着部４２が第２凹部２８内に配置される。

第１凹部２７と第２凹部２８の底部は、それぞれ発光素子３０の装着部３２と受光素子４０の装着部４２と着脱自在に結合可能とされる限りにおいて、適宜の態様をとりうる。第２結合部２３と同様に面ファスナのフック部として構成してもよいし、粘着テープを設けてもよい。

このような構成によれば、発光素子３０と受光素子４０の位置決めが確実になされ、保持性が高まるだけでなく、第２固定具２０の厚み寸法を小さくすることができる。これにより、センサ１の装着時における第２固定具２０の接触に伴う違和感が軽減され、被検者が感じる煩わしさを抑制できる。

図５に示すように、第１固定具１０の第２端部１２は、本体部１３に対してスライド可能に支持されている。図示を省略するが、第１端部１１も同様の構成とされている。これにより、第１固定具１０の長手方向における長さ寸法が調節可能である。センサ１の装着時において第１端部１１と第２端部１２が被検者の後頭部に配置されるように、スライド量が調節される。

このような構成によれば、被検者の頭部のサイズに応じて第１固定具１０の長手方向における長さ寸法を調節可能である。これにより、第１固定具１０の装着時の違和感が、被検者に応じて軽減されうる。したがって、センサ１の装着時に被検者が感じる煩わしさを抑制できる。

図１に示すように、第１固定具１０は、第１ケーブル保持部１６と第２ケーブル保持部１７を備えている。第１ケーブル保持部１６は、第１固定具１０の長手方向における中央部よりも第１端部１１寄りに設けられている。第２ケーブル保持部１７は、第１固定具１０の長手方向における中央部よりも第２端部１２寄りに設けられている。

第１ケーブル保持部１６と第２ケーブル保持部１７は、発光素子３０と受光素子４０に接続された信号線３３、４３（ケーブルの一例）を保持可能な構成とされている。図３（ａ）に示すように、第１ケーブル保持部１６と第２ケーブル保持部１７のいずれかに信号線３３、４３の双方を保持させてもよいし、第１ケーブル保持部１６と第２ケーブル保持部１７にそれぞれ信号線３３と信号線４３を保持させてもよい（逆もまた然り）。本実施形態においては、第１ケーブル保持部１６と第２ケーブル保持部１７は、面ファスナにより着脱可能とされた一対のベルトである。しかしながら、信号線３３、４３を保持可能である限り、他の保持構造でもよい。

このような構成によれば、額に装着された発光素子３０と受光素子４０から延びる信号線３３、４３が眼前で揺れることが防止され、被検者が感じる煩わしさが抑制されるとともに、信号線３３、４３を通じて伝送される信号にノイズが混入することが防止される。また被検者の好みに応じて、あるいは検査条件に応じて、第１ケーブル保持部１６と第２ケーブル保持部１７の少なくとも一方を使用できるため、被検者が煩わしさを感じにくい態様でのケーブル保持が可能となる。

上記の実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであって、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更・改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは明らかである。

上記の実施形態においては、第１固定具１０の第１結合部１４として面ファスナのループ側が用いられ、第２固定具２０の第２結合部２３として面ファスナのフック側が用いられている。

第２結合部２３が結合する箇所以外の第１結合部１４は、第１固定具１０の内周側に設けられているため、被検者の額に当接する。しかしながら面ファスナのループ側は、肌触りが柔軟であるため、被検者が感じる煩わしさを抑制できる。

なお第１結合部１４と第２結合部２３は、相互に着脱自在とされる限りにおいて面ファスナ以外の構成を採用しうる。例えば、再粘着性のあるシリコン系接着剤層を表面に有するテープ部材を、第１結合部１４と第２結合部２３のそれぞれに用いてもよい。

第１固定具１０の長手方向の長さ調節を可能とする機構は、第１端部１１と第２端部１２のスライド機構に限定するものではない。第１固定具１０の長手方向の長さを調節可能である限りにおいて、第１端部１１、第２端部１２、および本体部１３の少なくとも１つに適宜の機構を採用することができる。

１：センサ、１０：第１固定具、１１：第１端部、１２：第２端部、１４：第１結合部、１６：第１ケーブル保持部、１７：第２ケーブル保持部、２０：第２固定具、２１：第１貫通孔、２２：第２貫通孔、２３：第２結合部、２４：左接触部、２５：右接触部、２６：中央接触部、２７：第１凹部、２８：第２凹部、３０：発光素子、４０：受光素子

Claims

被検者の頭部に装着されるセンサであって、
第１端部と第２端部を有し、弧状に延びる第１固定具と、
前記第１固定具の内周側に設けられた第１結合部と、
第１貫通孔と第２貫通孔を有する第２固定具と、
前記第２固定具の第１の側に設けられ、前記第１結合部に対して着脱自在とされた第２結合部と、
前記第２固定具の第１の側に配置されて前記第１貫通孔に対向する発光素子と、
前記第２固定具の第１の側に配置されて前記第２貫通孔に対向する受光素子とを備え、前記第１固定具は、第１端部と第２端部の間隔を拡開可能な弾性を有しており、
装着時において前記第１結合部は、被検者の額に対向する位置に配置され、
装着時において前記第１端部と前記第２端部は、被検者の後頭部に配置され、
前記第１結合部と前記第２結合部を結合することにより、前記発光素子と前記受光素子が、前記第１固定具と前記第２固定具の間に挟持され、
前記第２固定具における前記第１の側と反対側の第２の側は、装着時において前記額に接触する弾性の異なる第１接触部分と第２接触部分を有しており、
前記第１接触部分は、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔を有するとともに、前記第２接触部分よりも高い弾性を有しており、
前記第２接触部分は、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔の間を延びているとともに、前記第１接触部分よりも前記額に向かう方向へ突出している、センサ。
前記第１の側は第１凹部と第２凹部が形成されており、
前記発光素子は前記第１凹部内に配置され、
前記受光素子は前記第２凹部内に配置される、請求項１に記載のセンサ。
前記第１固定具は、前記第１固定具の長手方向における長さ寸法を調節可能な機構を備える、請求項１または２に記載のセンサ。
前記第１固定具は、長手方向における中央部よりも前記第１端部寄りに設けられた第１ケーブル保持部、および当該中央部よりも前記第２端部寄りに設けられた第２ケーブル保持部を備え、
前記第１ケーブル保持部と前記第２ケーブル保持部は、それぞれ前記発光素子と前記受光素子に接続されたケーブルを保持可能に構成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサ。
前記第１結合部は、面ファスナのループ側であり、前記第２結合部は、面ファスナのフック側である、請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサ。
被検者に装着される第１固定具に対して、発光素子と受光素子を固定する第２固定具であって、
第１の側と、
前記第１の側と反対側であり、前記被検者に対向する第２の側と、
前記第１の側と前記第２の側を連通する第１貫通孔と、
前記第１の側と前記第２の側を連通する第２貫通孔と、
前記第１の側に設けられ、前記第１固定具が有する第１結合部に対して着脱自在とされた第２結合部とを備え、
前記第２結合部を前記第１結合部に結合することにより、前記発光素子と前記受光素子を前記第１固定具との間に挟持可能とされており、
前記第２の側は、前記第１固定具の装着時において前記被検者に接触する弾性の異なる第１接触部分と第２接触部分を有しており、
前記第１接触部分は、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔を有するとともに、前記第２接触部分よりも高い弾性を有しており、
前記第２接触部分は、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔の間を延びているとともに、前記第１接触部分よりも前記被検者に向かう方向へ突出している、第２固定具。
前記第１の側に形成され、前記発光素子を保持可能な第１凹部と、
前記第１の側に形成され、前記受光素子を保持可能な第２凹部とを備える、請求項６に記載の第２固定具。