JP6482440B2 - Measuring apparatus and measuring system - Google Patents

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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Description

本発明は、生体情報を測定するための測定装置及び測定システムに関する。   The present invention relates to a measuring apparatus and a measuring system for measuring biological information.

従来、被検者の手首等の被検部位から生体情報を測定するための測定装置が知られている。例えば、特許文献1には、被検者の上腕部と膝部に脈波センサを取り付けてそれぞれの脈波を検出することで、脈波伝搬速度(Pulse Wave Velocity (PWV))を測定する脈波伝搬速度測定装置が開示されている。   Conventionally, a measuring device for measuring biological information from a test site such as a wrist of a test subject is known. For example, in Patent Document 1, a pulse wave velocity (PWV) (pulse wave velocity (PWV)) is measured by attaching a pulse wave sensor to the subject's upper arm and knee and detecting each pulse wave. A wave propagation velocity measuring device is disclosed.

特開2005−329122号公報JP-A-2005-329122

しかしながら、特許文献1に記載のような測定装置は、比較的大がかりな構成を要する。   However, the measuring apparatus as described in Patent Document 1 requires a relatively large configuration.

かかる観点に鑑みてなされた本発明の目的は、小規模な構成で精度良く生体情報を測定できる測定装置及び測定システムを提供することにある。   The objective of this invention made | formed in view of this viewpoint is providing the measuring apparatus and measuring system which can measure biological information accurately with a small-sized structure.

上記課題を解決するために、本発明に係る測定装置は、
被検者に装着される装着部と、
前記装着部に支持され、発光部及び受光部をそれぞれ有する第1及び第2のセンサ部と、を備え、
前記第1のセンサ部と前記第2のセンサ部とは、前記被検者の生体情報を取得する際に、前記装着部が前記被検者に装着された状態において、前記被検者の所定の血管に沿って所定間隔で配置され、
前記第1のセンサ部における前記発光部から出射する光の光軸及び前記受光部に入射する光の光軸のうち少なくとも一方が、前記第2のセンサ部側に傾斜するように構成される。
In order to solve the above problems, a measuring apparatus according to the present invention includes:
A wearing part to be worn by the subject;
A first sensor unit and a second sensor unit supported by the mounting unit and having a light emitting unit and a light receiving unit, respectively,
The first sensor unit and the second sensor unit are configured so that when the biological information of the subject is acquired, the first sensor unit and the second sensor unit are configured so that the predetermined part of the subject is in a state where the mounting unit is attached to the subject. Arranged at predetermined intervals along the blood vessels of
In the first sensor unit, at least one of an optical axis of light emitted from the light emitting unit and an optical axis of light incident on the light receiving unit is configured to be inclined toward the second sensor unit.

また、前記第2のセンサ部における前記発光部から出射する光の光軸及び前記受光部に入射する光の光軸のうち少なくとも一方が、前記第1のセンサ部側に傾斜するように構成されてもよい。   Further, at least one of the optical axis of the light emitted from the light emitting unit and the optical axis of the light incident on the light receiving unit in the second sensor unit is configured to be inclined toward the first sensor unit side. May be.

また、
前記発光部は発光素子を備え、
前記受光部は受光素子を備え、
前記発光素子および前記受光素子の少なくとも一方を傾斜させて配置してもよい。
Also,
The light emitting unit includes a light emitting element,
The light receiving unit includes a light receiving element,
At least one of the light emitting element and the light receiving element may be arranged to be inclined.

また、
前記発光部は発光素子を備え、
前記受光部は受光素子を備え、
前記発光素子から出射する光の方向および前記受光素子に入射する光の方向の少なくとも一方を変化させてもよい。
Also,
The light emitting unit includes a light emitting element,
The light receiving unit includes a light receiving element,
At least one of the direction of light emitted from the light emitting element and the direction of light incident on the light receiving element may be changed.

また、前記第1のセンサ部における前記発光部と前記第2のセンサ部における前記発光部との間隔は、前記第1のセンサ部における前記受光部と前記第2のセンサ部における前記受光部との間隔よりも短くてもよい。   Further, the distance between the light emitting unit in the first sensor unit and the light emitting unit in the second sensor unit is such that the light receiving unit in the first sensor unit and the light receiving unit in the second sensor unit are It may be shorter than the interval.

また、前記発光部は、前記被検者の所定の血管に垂直な方向に沿って、前記受光部の両側に配置されてもよい。   The light emitting unit may be disposed on both sides of the light receiving unit along a direction perpendicular to a predetermined blood vessel of the subject.

また、前記受光部は所定の径を有する開口部を備えてもよい。   The light receiving unit may include an opening having a predetermined diameter.

また、前記装着部は、前記被検者の手首に装着されるバンドであってもよい。   Further, the mounting portion may be a band that is mounted on the wrist of the subject.

また、前記生体情報は脈波であってもよい。   The biological information may be a pulse wave.

また、前記取得された脈波に基づいて脈波伝搬速度を算出する制御部を備えてもよい。   Moreover, you may provide the control part which calculates a pulse wave propagation speed based on the said acquired pulse wave.

上記課題を解決するために、本発明に係る測定システムは、
上述した測定装置と、
前記測定装置で取得された生体情報に基づく情報を表示する表示部と、を備える。
In order to solve the above problems, a measurement system according to the present invention includes:
A measuring device as described above;
And a display unit for displaying information based on the biological information acquired by the measuring device.

本発明によれば、小規模な構成で精度良く生体情報を測定できる測定装置及び測定システムを提供可能である。   According to the present invention, it is possible to provide a measuring apparatus and a measuring system that can accurately measure biological information with a small-scale configuration.

本発明の一実施形態に係る測定装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the measuring apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る測定装置の一部とその配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a part of measuring apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, and its arrangement | positioning. 動脈が理想的な状態で、2つの受光素子から出力される出力電圧の時間変化を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the time change of the output voltage output from two light receiving elements in an ideal state. 被検者の手首付近の典型的な血流を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing typical blood flow near a subject's wrist. 動脈が典型的な状態で、2つの受光素子から出力される出力電圧の時間変化を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the time change of the output voltage output from two light receiving elements in a typical state of an artery. 本発明の第1の実施形態に係る測定装置の発光部の配置を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed arrangement | positioning of the light emission part of the measuring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る測定装置の発光部の配置を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed arrangement | positioning of the light emission part of the measuring apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3及び第1の実施形態に係る測定装置のセンサ部の配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows arrangement | positioning of the sensor part of the measuring apparatus which concerns on the 3rd and 1st embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係る測定装置の受光素子のパッケージとその配置を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the package of the light receiving element of the measuring apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention, and its arrangement | positioning. 本発明の第5の実施形態に係る測定装置の受発光素子の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the light receiving / emitting element of the measuring apparatus which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係る測定装置の各受発光素子の被検部位における配置の様子を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the mode of arrangement | positioning in the test site | part of each light receiving / emitting element of the measuring apparatus which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態に係る測定装置のセンサ部の配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows arrangement | positioning of the sensor part of the measuring apparatus which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る測定装置を含む測定システムを示す模式図である。It is a mimetic diagram showing a measuring system containing a measuring device concerning an embodiment of the present invention.

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る測定装置100の概略構成を示す模式的な斜視図である。図1に示すように、測定装置100は、装着部110と、センサ部120a、120bとを備える。図1に示すように、装着部110は、図に示すZ軸負方向を向く裏面111及びZ軸正方向を向く表面112を有する。測定装置100は、装着部110の裏面111側が被検者の生体の被検部位に向いた状態で装着して使用される。このため、被検者が測定装置100の装着部110を装着した状態では、被検者は、装着部110の表面112を見ることができる。   FIG. 1 is a schematic perspective view showing a schematic configuration of a measuring apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the measuring apparatus 100 includes a mounting part 110 and sensor parts 120a and 120b. As shown in FIG. 1, the mounting portion 110 has a back surface 111 facing the negative Z-axis direction and a front surface 112 facing the positive Z-axis direction shown in the drawing. The measuring apparatus 100 is used by being mounted in a state where the back surface 111 side of the mounting unit 110 faces the test site of the subject's living body. For this reason, when the subject wears the mounting portion 110 of the measuring apparatus 100, the subject can see the surface 112 of the mounting portion 110.

測定装置100の装着部110は、その裏面111側に開口部113a、113bを有する。測定装置100は、開口部113aからはセンサ部120aが突出し、開口部113bからはセンサ部120bが突出する構造を有する。   The mounting part 110 of the measuring apparatus 100 has openings 113a and 113b on the back surface 111 side. The measuring apparatus 100 has a structure in which the sensor part 120a protrudes from the opening 113a and the sensor part 120b protrudes from the opening 113b.

装着部110は、被検者に装着された状態で使用されるため、例えばバンド部114、115のような部材を有するのが好適である。図1においては、一例として、被検者の腕などに巻きつけて使用するバンド部114、115を破線により途中まで図示してある。バンド部114、115は、図1に示したような構成に限定されず、被検者に装着可能な任意の構成とすることができる。本実施形態において、装着部110は、バンド部114、115を含めて、被検者の手首に装着されるバンドとすることができる。   Since the mounting unit 110 is used while being mounted on the subject, it is preferable to have members such as band units 114 and 115, for example. In FIG. 1, as an example, band portions 114 and 115 used by being wound around the subject's arm or the like are shown halfway by broken lines. The band portions 114 and 115 are not limited to the configuration shown in FIG. 1 and may have any configuration that can be worn by the subject. In the present embodiment, the wearing unit 110 may be a band that is worn on the wrist of the subject including the band units 114 and 115.

測定装置100は、被検者が測定装置100を装着した状態で、被検者の生体情報を測定する。測定装置100が測定する生体情報は、センサ部120a、120bが測定可能な任意の生体情報とすることができる。以下、一例として、測定装置100は、被検者の2か所の脈波を取得してPWVを測定するものとして説明を行う。   The measuring device 100 measures the biological information of the subject while the subject is wearing the measuring device 100. The biological information measured by the measuring apparatus 100 can be any biological information that can be measured by the sensor units 120a and 120b. Hereinafter, as an example, the measurement apparatus 100 will be described assuming that PWV is measured by acquiring two pulse waves of the subject.

また、本実施形態において、装着部110は、バンド部114、115を含め、細長い帯状のバンドとすることができる。生体情報の測定は、例えば被検者が測定装置100の装着部110を手首に巻きつけた状態で行われる。具体的には、被検者は、センサ部120a、120bが被検部位に接触するように装着部110を手首に巻きつけて、生体情報の測定を行う。測定装置100は、被検者の手首において、尺骨動脈又は橈骨動脈を流れる血液のPWVを測定する。   Further, in the present embodiment, the mounting portion 110 can be an elongated band-like band including the band portions 114 and 115. The measurement of biological information is performed, for example, in a state where the subject wraps the mounting unit 110 of the measuring apparatus 100 around the wrist. Specifically, the subject wraps the mounting unit 110 around the wrist so that the sensor units 120a and 120b are in contact with the test site, and measures biological information. The measuring device 100 measures the PWV of blood flowing through the ulnar artery or radial artery at the subject's wrist.

図2(A)は、本発明の一実施形態に係る測定装置100の一部を模式的に示した側面図である。図2(A)では、図1に示したX軸の正の方向に向いて見た場合の測定装置100の側面を示している。図2(B)は、本発明の一実施形態に係る測定装置100のセンサ部120a、120bの配置を示す模式図である。図2(B)では、図1に示したZ軸の負の方向に向いて見た場合の測定装置100のセンサ部120a、120bのみを示している。なお、図2(A)及び(B)に示したXYZ座標系は、図1と同じものであり、以後の図においても同様とする。   FIG. 2A is a side view schematically showing a part of the measuring apparatus 100 according to one embodiment of the present invention. FIG. 2A shows a side view of the measuring apparatus 100 when viewed in the positive direction of the X axis shown in FIG. FIG. 2B is a schematic diagram showing the arrangement of the sensor units 120a and 120b of the measuring apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2B shows only the sensor units 120a and 120b of the measuring apparatus 100 when viewed in the negative direction of the Z axis shown in FIG. Note that the XYZ coordinate system shown in FIGS. 2A and 2B is the same as that in FIG. 1, and the same applies to the subsequent drawings.

図2(A)に示すとおり、センサ部120a、120bは、装着部110によって支持される。測定装置100は、装着部110の裏面111側からZ軸負方向にセンサ部120a、120bが突出する構造を有する。   As shown in FIG. 2A, the sensor units 120 a and 120 b are supported by the mounting unit 110. The measuring apparatus 100 has a structure in which the sensor units 120a and 120b protrude from the back surface 111 side of the mounting unit 110 in the negative Z-axis direction.

センサ部120a、120bは、被検者の生体情報を取得する生体センサを備える。センサ部120a、120bは、被検者の被検部位に接触した状態で、被検者の生体情報を測定する。   The sensor units 120a and 120b include biological sensors that acquire biological information of the subject. The sensor units 120a and 120b measure the biological information of the subject while being in contact with the test site of the subject.

後述するように、センサ部120aとセンサ部120bとは、被検者の生体情報を取得する際に、装着部110が被検者に装着された状態において、被検者の所定の血管に沿って配置される。その際、センサ部120aとセンサ部120bとの間隔ΔD1は35mm以下となるように配置される。また、各センサ部は、図2(B)に示すとおり、血液がY軸正方向へと流れる動脈に対して垂直(X軸方向)に配置される。センサ部120a及び120bはそれぞれ、異なる被検部位における脈波を光学的手法により取得する。ここで脈波とは、血液の流入によって生じる血管の容積時間変化を体表面から波形としてとらえたものであり、生体情報の一部である。本発明の一実施形態では、センサ部120a、120bは、生体情報である脈波を光学的に取得する。また、取得された脈波に基づいて、測定装置100の制御部はPWVを算出する。なお、図2(B)では、動脈の上流側にセンサ部120aが配置され、下流側にセンサ部120bが配置される構成となっているが、これに限るものではなく、それぞれを入れ替えた配置としてもよい。 As will be described later, the sensor unit 120a and the sensor unit 120b are arranged along the predetermined blood vessels of the subject when the mounting unit 110 is mounted on the subject when acquiring the biological information of the subject. Arranged. At that time, the distance [Delta] D 1 between the sensor portion 120a and the sensor section 120b are arranged to be equal to or less than 35 mm. In addition, as shown in FIG. 2B, each sensor unit is arranged vertically (X-axis direction) with respect to the artery through which blood flows in the positive Y-axis direction. Each of the sensor units 120a and 120b acquires pulse waves at different test sites by an optical method. Here, the pulse wave is a part of biological information obtained by capturing a change in volume of a blood vessel caused by the inflow of blood as a waveform from the body surface. In one embodiment of the present invention, the sensor units 120a and 120b optically acquire pulse waves that are biological information. Further, based on the acquired pulse wave, the control unit of the measuring apparatus 100 calculates PWV. In FIG. 2B, the sensor unit 120a is arranged on the upstream side of the artery and the sensor unit 120b is arranged on the downstream side. However, the arrangement is not limited to this. It is good.

図2(B)に示すように、センサ部120aは、2つの発光部121a、122aと受光部123aとを有する。同様に、センサ部120bは、2つの発光部121b、122bと受光部123bとを有する。図2(B)に示すように、センサ部120a及び120bは、X軸に沿って所定間隔で配置される。センサ部120aにおいて、各受発光部は、動脈と交差してX軸正方向に向かうように、発光部121a、受光部123a、発光部122aの順に配置される。同様に、センサ部120bにおいて、各受発光部は、動脈と交差してX軸正方向に向かうように、発光部121b、受光部123b、発光部122bの順に配置される。すなわち、各発光部は、被検者の所定の血管に垂直な方向(X軸方向)に沿って、対応する受光部の両側に所定間隔離間して配置される。   As shown in FIG. 2B, the sensor unit 120a includes two light emitting units 121a and 122a and a light receiving unit 123a. Similarly, the sensor unit 120b includes two light emitting units 121b and 122b and a light receiving unit 123b. As shown in FIG. 2B, the sensor units 120a and 120b are arranged at a predetermined interval along the X axis. In the sensor unit 120a, the light emitting / receiving units are arranged in the order of the light emitting unit 121a, the light receiving unit 123a, and the light emitting unit 122a so as to cross the artery and go in the positive X-axis direction. Similarly, in the sensor unit 120b, each light emitting / receiving unit is arranged in the order of the light emitting unit 121b, the light receiving unit 123b, and the light emitting unit 122b so as to cross the artery and go in the positive X-axis direction. That is, the light emitting units are arranged at predetermined intervals on both sides of the corresponding light receiving units along a direction perpendicular to the predetermined blood vessel of the subject (X-axis direction).

また、図2(A)及び(B)に示したとおり、発光部121a、122a及び121b、122bは発光素子124a、125a及び124b、125bをそれぞれ含み、受光部123a及び123bは受光素子126a及び126bをそれぞれ含む。各発光素子から出射する光は、発光部の外部に伝搬し、被検部位から生体内部を通過する。その際、生体内部で散乱された光は、各受光素子によって検出される。脈波は、検出された散乱光強度に従って取得される。発光素子は、例えば、LED(発光ダイオード:Light Emitting Diode)、LD(レーザダイオード:Laser Diode)、又はSLD(スーパールミネッセントダイオード:Superluminescent Diode)などの素子を適用できる。また、受光素子は、例えば、PD(フォトダイオード:Photodiode)又はPT(フォトトランジスタ:Phototransistor)などの素子を適用できる。なお、図2(B)において、各受発光部にそれぞれ1つの受発光素子を示しているが、これに限定するものではなく、各受発光部に含まれる受発光素子の数は、複数でもよい。   2A and 2B, the light emitting units 121a, 122a, 121b, and 122b include light emitting elements 124a, 125a, 124b, and 125b, respectively, and the light receiving units 123a and 123b are light receiving elements 126a and 126b. Respectively. The light emitted from each light emitting element propagates to the outside of the light emitting unit and passes through the living body from the test site. At that time, the light scattered inside the living body is detected by each light receiving element. The pulse wave is acquired according to the detected scattered light intensity. As the light emitting element, for example, an element such as an LED (Light Emitting Diode), an LD (Laser Diode), or an SLD (Superluminescent Diode) can be applied. In addition, as the light receiving element, for example, an element such as PD (Photodiode) or PT (Phototransistor: Phototransistor) can be applied. In FIG. 2B, one light emitting / receiving element is shown for each light emitting / receiving unit; however, the present invention is not limited to this, and the number of light receiving / emitting elements included in each light receiving / emitting unit may be plural. Good.

なお、上述の構成においては、各センサ部において、2つの発光部及び1つの受光部を有する場合について説明したが、本発明の一実施形態では、各センサ部において、1つの発光部及び2つの受光部を有する構成によっても測定を行うことができる。また、各センサ部において、発光部及び受光部をそれぞれ1つずつ有する構成によっても測定を行うことができる。以下、2つの発光部及び1つの受光部を有する構成について説明する。   In the above configuration, each sensor unit has been described as having two light emitting units and one light receiving unit. However, in one embodiment of the present invention, each sensor unit includes one light emitting unit and two light receiving units. Measurement can also be performed by a configuration having a light receiving section. Each sensor unit can also perform measurement by a configuration having one light emitting unit and one light receiving unit. Hereinafter, a configuration having two light emitting units and one light receiving unit will be described.

発光部121a、122a及び121b、122bは、例えば、緑色(波長:500〜550nm)、赤色(波長:630〜780nm)、近赤外(波長:800〜1600nm)のいずれかの光を発光する。長波長の光は短波長の光と比べて、体のより深い位置まで光は減衰しないので、近赤外光の発光素子を用いて生体情報の測定を行うと、測定精度は向上する。   The light emitting units 121a, 122a and 121b, 122b emit, for example, one of green light (wavelength: 500 to 550 nm), red light (wavelength: 630 to 780 nm), and near infrared light (wavelength: 800 to 1600 nm). Since long-wavelength light is not attenuated to a deeper position in the body than short-wavelength light, measurement of biological information using a near-infrared light-emitting element improves measurement accuracy.

取得された2つの脈波に基づいて、手首における至近距離間でPWVを測定する原理について、図3(A)及び(B)を用いて説明する。図3(A)は、2つのセンサ部120aと120bとの間で動脈が一直線状となり、生体内部A2において皮膚A1からの距離も変化しないような理想的な状態を示した模式図である。図3(B)は、図3(A)のような状態で、センサ部120a、120bにおける受光部123a、123bに含まれる受光素子126a、126bから出力される出力電圧の時間変化を示した模式図である。図3(A)では、センサ部120a、120bにおける各受発光部の内、特に、センサ部120aの発光部121aとセンサ部120bの発光部121bのみを示している。発光部121a及び121bは、その内部に発光素子124a及び124bをそれぞれ含む。なお、本発明の一実施形態では、各発光素子はLEDであり、各受光素子はPDであるものとして説明する。   Based on the two acquired pulse waves, the principle of measuring PWV between close distances on the wrist will be described with reference to FIGS. FIG. 3A is a schematic diagram showing an ideal state where the artery is in a straight line between the two sensor units 120a and 120b, and the distance from the skin A1 does not change in the living body inside A2. FIG. 3B is a schematic diagram showing a time change of the output voltage output from the light receiving elements 126a and 126b included in the light receiving portions 123a and 123b in the sensor portions 120a and 120b in the state shown in FIG. 3A. FIG. FIG. 3A shows only the light emitting unit 121a of the sensor unit 120a and the light emitting unit 121b of the sensor unit 120b among the light receiving and emitting units in the sensor units 120a and 120b. The light emitting units 121a and 121b include light emitting elements 124a and 124b, respectively. In the embodiment of the present invention, each light emitting element is an LED and each light receiving element is a PD.

図3(A)に示すとおり、発光部121a及び121bは、生体情報を測定する際、実線で表わされた手首表面の皮膚A1と接触する。発光素子124a及び124bから出射した光は等方的に大きく広がりながら、皮膚A1から生体内部A2へと入射し、脈波を測定する対象となる動脈に到達する。動脈では、左から右方向(Y軸正方向)に血液は流れており、従って、脈波も同じ方向に伝搬する。この時、動脈に到達した発光素子124a及び124bからの出射光は散乱され、血管の容積時間変化に応じてその散乱光強度は変化する。この散乱光を、受光部123a及び123bに含まれる受光素子126a及び126bが検出して、電圧を出力することで、脈波は取得される。受光部123a及び123bは、図3(A)においては、発光部121a及び121bとY、Z軸方向の位置が同じであり、X軸方向の位置のみが異なる。   As shown in FIG. 3A, the light emitting units 121a and 121b come into contact with the skin A1 on the wrist surface represented by a solid line when measuring biological information. The light emitted from the light emitting elements 124a and 124b is isotropically greatly spread, enters the living body inside A2 from the skin A1, and reaches the artery for measuring the pulse wave. In the artery, blood flows from the left to the right (Y-axis positive direction), and thus the pulse wave also propagates in the same direction. At this time, the light emitted from the light emitting elements 124a and 124b reaching the artery is scattered, and the intensity of the scattered light changes according to the change in the volumetric time of the blood vessel. The scattered light is detected by the light receiving elements 126a and 126b included in the light receiving portions 123a and 123b, and a pulse wave is acquired by outputting a voltage. In FIG. 3A, the light receiving portions 123a and 123b have the same positions in the Y and Z axis directions as the light emitting portions 121a and 121b, and only the positions in the X axis direction are different.

図3(B)は、図3(A)のような理想的な状態で得られる脈波の波形を示している。脈波aは、発光部121aを有するセンサ部120a側の受光素子126aから出力された電圧の時間変化を示す。脈波bは、発光部121bを有するセンサ部120b側の受光素子126bから出力された電圧の時間変化を示す。図3(B)では、それぞれの波形を上下に並べて比較している。   FIG. 3B shows a pulse wave waveform obtained in an ideal state as shown in FIG. The pulse wave a indicates a time change of the voltage output from the light receiving element 126a on the sensor unit 120a side having the light emitting unit 121a. The pulse wave b indicates a time change of the voltage output from the light receiving element 126b on the sensor unit 120b side having the light emitting unit 121b. In FIG. 3B, the respective waveforms are compared one above the other.

センサ部120aは動脈の上流側に配置され、センサ部120bは動脈の下流側に配置されているので、脈波aのピークの立ち上がりは、脈波bのピークの立ち上がりに比べてΔt1だけ早くなる。PWV(m/秒)は、センサ部120aとセンサ部120bとの間隔ΔD1をΔt1で除算することにより求められる。このように、動脈が一直線状という理想的な状態を仮定すると、脈波a及び脈波bは同一波形となり、任意の点における位相差も一定である。 Since the sensor unit 120a is arranged on the upstream side of the artery and the sensor unit 120b is arranged on the downstream side of the artery, the rise of the peak of the pulse wave a is earlier by Δt 1 than the rise of the peak of the pulse wave b. Become. PWV (m / sec) is obtained by dividing the interval ΔD 1 between the sensor unit 120a and the sensor unit 120b by Δt 1 . Thus, assuming an ideal state where the artery is straight, the pulse wave a and the pulse wave b have the same waveform, and the phase difference at an arbitrary point is also constant.

ところで、実際の血管は、図3(A)に示したような理想的な状態にはならない。以下、実際の血管から生体情報を測定することを想定して説明する。初めに、図4を用いて、実際の血管の様子を説明する。図4は、一般的な被検者の右手首付近にある代表的な骨及び血管を手のひらの上から透視した状態を概略的に示す図である。一般的な被検者の右手首には、尺骨及び橈骨の2つの骨が存在する。さらに、尺骨及び橈骨にそれぞれ沿うように、尺骨動脈V1及び橈骨動脈V2の2つの動脈が生体内部を通っている。それぞれの動脈では、図4に示す矢印の方向に血液は流れている。   By the way, an actual blood vessel is not in an ideal state as shown in FIG. Hereinafter, description will be made assuming that biological information is measured from an actual blood vessel. First, the actual state of blood vessels will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram schematically showing a state in which typical bones and blood vessels near the right wrist of a general subject are seen through from the palm of the hand. There are two bones, an ulna and a radius, on the right wrist of a general subject. Furthermore, two arteries, the ulnar artery V1 and the radial artery V2, pass through the inside of the living body so as to follow the ulna and the radius. In each artery, blood flows in the direction of the arrow shown in FIG.

ここで、図4に示すとおり、尺骨の終端が存在する領域R1においては、尺骨動脈V1は尺骨の終端部に沿うように配置される。また、尺骨動脈V1が尺骨上に配置されなくなる領域R2においては、尺骨動脈V1は生体内部に入り込む。このため、尺骨動脈V1は、図4に示す領域R1、R2において、手首付近で皮膚表面から生体内部へとより深く潜る。すなわち、領域R1から見た尺骨動脈V1の下流側及び領域R2から見た尺骨動脈V1の上流側では、皮膚から尺骨動脈V1までの距離はより長くなっている。逆に、領域R1及びR2に挟まれた領域では、尺骨動脈V1は尺骨上に配置されており、尺骨動脈V1は尺骨と皮膚との間を通るため、尺骨動脈V1の生体内部での深さは浅くなる。領域R1及びR2に挟まれた領域では、皮膚から尺骨動脈V1までの距離はより短くなり、さらにほぼ一定となる。   Here, as shown in FIG. 4, the ulnar artery V <b> 1 is arranged along the terminal portion of the ulna in the region R <b> 1 where the terminal end of the ulna exists. In the region R2 where the ulnar artery V1 is not disposed on the ulna, the ulnar artery V1 enters the living body. For this reason, the ulnar artery V1 dives deeper from the skin surface into the living body in the vicinity of the wrist in the regions R1 and R2 shown in FIG. That is, on the downstream side of the ulnar artery V1 viewed from the region R1 and the upstream side of the ulnar artery V1 viewed from the region R2, the distance from the skin to the ulnar artery V1 is longer. In contrast, in the region sandwiched between the regions R1 and R2, the ulnar artery V1 is disposed on the ulna, and the ulnar artery V1 passes between the ulna and the skin. Becomes shallower. In the region sandwiched between the regions R1 and R2, the distance from the skin to the ulnar artery V1 becomes shorter and becomes substantially constant.

同様に、図4に示すとおり、橈骨の終端が存在する領域R3においては、橈骨動脈V2は橈骨の終端部に沿うように配置される。また、橈骨動脈V2が橈骨上に配置されなくなる領域R4においては、橈骨動脈V2は生体内部に入り込む。このため、橈骨動脈V2は、図4に示す領域R3、R4において、手首付近で皮膚表面から生体内部へとより深く潜る。すなわち、領域R3から見た橈骨動脈V2の下流側及び領域R4から見た橈骨動脈V2の上流側では、皮膚から橈骨動脈V2までの距離はより長くなっている。逆に、領域R3及びR4に挟まれた領域では、橈骨動脈V2は橈骨上に配置されており、橈骨動脈V2は橈骨と皮膚との間を通るため、橈骨動脈V2の生体内部での深さは浅くなる。領域R3及びR4に挟まれた領域では、皮膚から橈骨動脈V2までの距離はより短くなり、さらにほぼ一定となる。   Similarly, as shown in FIG. 4, in the region R3 where the end of the radius exists, the radial artery V2 is arranged along the end of the radius. In the region R4 where the radial artery V2 is not disposed on the radius, the radial artery V2 enters the living body. For this reason, radial artery V2 dives deeper from the skin surface to the inside of the living body near the wrist in regions R3 and R4 shown in FIG. That is, the distance from the skin to the radial artery V2 is longer on the downstream side of the radial artery V2 viewed from the region R3 and the upstream side of the radial artery V2 viewed from the region R4. On the contrary, in the region sandwiched between the regions R3 and R4, the radial artery V2 is arranged on the radius, and the radial artery V2 passes between the radius and the skin, so the depth of the radial artery V2 inside the living body. Becomes shallower. In the region sandwiched between the regions R3 and R4, the distance from the skin to the radial artery V2 becomes shorter and becomes substantially constant.

血管から生体情報を測定する際には、皮膚から血管までの距離が短い、すなわち皮膚表面から生体内部への血管の深さが浅くなる部位を被検部位とするのが好適である。また、図3(A)のように、生体内部において皮膚から血管までの距離が変化しないような状態が理想的である。このような条件を満たすことで、より精度良く脈波の測定を行うことができる。従って、本実施形態では、被検部位は、図4に示す領域R1及びR2に挟まれた領域にある尺骨動脈V1又は領域R3及びR4に挟まれた領域にある橈骨動脈V2の直上となるようにする。   When measuring biological information from a blood vessel, it is preferable that the site to be examined is a site where the distance from the skin to the blood vessel is short, that is, the depth of the blood vessel from the skin surface to the inside of the living body is shallow. In addition, as shown in FIG. 3A, a state where the distance from the skin to the blood vessel does not change inside the living body is ideal. By satisfying such a condition, the pulse wave can be measured with higher accuracy. Therefore, in this embodiment, the region to be examined is directly above the ulnar artery V1 in the region sandwiched between the regions R1 and R2 shown in FIG. 4 or the radial artery V2 in the region sandwiched between the regions R3 and R4. To.

手首の被検部位を種々変更しながら出力された脈波の波形を観測した結果、上述した最適な被検部位直下の尺骨動脈V1及び橈骨動脈V2の長さL1及びL2は、それぞれ35mmであった。観測の結果、血管の配置については多少の個人差はあるものの、上記長さL1及びL2は平均的に35mmであることが判明した。尺骨の終端が存在する領域R1は、手首の突起部(尺骨突起部)として外部から確認できる。橈骨の終端が存在する領域R3は、手首の突起部(橈骨突起部)として外部から確認できる。脈波の測定に最適な範囲は、尺骨突起部から尺骨動脈の上流側に35mmの範囲である。脈波の測定に最適な範囲は、橈骨突起部から橈骨動脈の上流側に35mmの範囲である。脈波の測定に最適な範囲は、それぞれ橈骨の皮膚側又は尺骨の皮膚側に血管が存在する範囲である。   As a result of observing the waveform of the pulse wave output while changing the test site of the wrist variously, the lengths L1 and L2 of the ulnar artery V1 and radial artery V2 immediately below the optimal test site were 35 mm, respectively. It was. As a result of observation, the lengths L1 and L2 were found to be 35 mm on average although there were some individual differences in the arrangement of blood vessels. The region R1 where the end of the ulna exists can be confirmed from the outside as a protrusion (ulna protrusion) of the wrist. The region R3 where the end of the radius exists can be confirmed from the outside as a wrist protrusion (radius protrusion). The optimum range for measuring the pulse wave is a range of 35 mm from the ulnar protrusion to the upstream side of the ulnar artery. The optimum range for measuring the pulse wave is a range of 35 mm from the radial protrusion to the upstream side of the radial artery. The optimum range for measuring the pulse wave is a range where blood vessels are present on the skin side of the radius or the skin side of the ulna, respectively.

図5(A)は、2つのセンサ部120aと120b付近で動脈が湾曲し、皮膚A1からの距離が長く(生体内部A2において深く)なる様子を示した模式図である。図5(A)は、図4のY軸方向に沿った生体内部の一部及び2つのセンサ部120a、120bの断面を示している。上述のとおり、被検者をヒトとする場合、多くの被検者において手首付近の尺骨動脈又は橈骨動脈は、図5(A)に示すような断面形状であるのが典型的である。図5(B)は、図5(A)のような状態で、2つの受光部123a、123bに含まれる受光素子126a、126bから出力される出力電圧の時間変化を示した模式図である。図5(A)は、図3(A)と同様に、各受発光部の内、特に、センサ部120aの発光部121aとセンサ部120bの発光部121bのみを示している。発光部121a及び発光部121bは、その内部に発光素子124a及び124bをそれぞれ含む。   FIG. 5A is a schematic diagram showing a state in which an artery is curved in the vicinity of the two sensor portions 120a and 120b, and the distance from the skin A1 is long (deep in the living body interior A2). FIG. 5A shows a cross section of a part inside the living body and the two sensor units 120a and 120b along the Y-axis direction of FIG. As described above, when the subject is a human, in many subjects, the ulnar artery or radial artery near the wrist typically has a cross-sectional shape as shown in FIG. FIG. 5B is a schematic diagram showing a time change of the output voltage output from the light receiving elements 126a and 126b included in the two light receiving portions 123a and 123b in the state shown in FIG. 5A. FIG. 5A shows only the light emitting unit 121a of the sensor unit 120a and the light emitting unit 121b of the sensor unit 120b among the respective light emitting / receiving units, as in FIG. 3A. The light emitting unit 121a and the light emitting unit 121b include light emitting elements 124a and 124b, respectively.

図3(A)の場合と同様に、動脈では、血液はY軸正方向に流れており、従って、脈波も同じ方向に伝搬する。この時、動脈に到達した発光素子124a及び124bからの出射光は散乱され、血管の容積時間変化に応じてその散乱光強度は変化する。この散乱光を、受光部123a、123bに含まれる受光素子126a、126bが検出して、電圧を出力することで、脈波は測定される。受光部123a及び123bは、図5(A)においては、発光部121a及び121bとY、Z軸方向の位置が同じであり、X軸方向の位置のみが異なる。   As in the case of FIG. 3A, blood flows in the Y-axis positive direction in the artery, and therefore the pulse wave also propagates in the same direction. At this time, the light emitted from the light emitting elements 124a and 124b reaching the artery is scattered, and the intensity of the scattered light changes according to the change in the volumetric time of the blood vessel. The scattered light is detected by the light receiving elements 126a and 126b included in the light receiving portions 123a and 123b, and the pulse wave is measured by outputting a voltage. In FIG. 5A, the light receiving portions 123a and 123b have the same positions in the Y and Z axis directions as the light emitting portions 121a and 121b, but only the positions in the X axis direction.

図5(B)は、図5(A)のような典型的な状態で得られる脈波の波形を実線で示している。脈波a、bは、図3(B)に示した理想的な状態で得られる脈波の波形を、比較のために点線により示したものである。脈波a’は、発光部121aを有するセンサ部120a側の受光素子126aから出力された電圧の時間変化を示す。脈波b’は、発光部121bを有するセンサ部120b側の受光素子126bから出力された電圧の時間変化を示す。図5(B)では、それぞれの波形を、上下に並べて比較している。   FIG. 5B shows the waveform of the pulse wave obtained in a typical state as shown in FIG. Pulse waves a and b show the waveform of the pulse wave obtained in the ideal state shown in FIG. 3B by dotted lines for comparison. A pulse wave a 'indicates a change with time of the voltage output from the light receiving element 126a on the sensor unit 120a side having the light emitting unit 121a. The pulse wave b 'indicates a change with time of the voltage output from the light receiving element 126b on the side of the sensor unit 120b having the light emitting unit 121b. In FIG. 5B, the respective waveforms are compared side by side.

発光素子124a及び124bからの出射光は等方的に広がりながら皮膚A1から生体内部A2を通過するので、各受光素子から出力される波形は、センサ部120a及び120bが配置された被検部位直下の血管情報のみならず、その上流や下流の血管情報も含むことになる。すなわち、図5(A)に示すような状況では、各受光素子からの出力電圧は、動脈の直線部分から得られる脈波の情報のみならず、その上流及び下流側において動脈が湾曲している部分から得られる脈波の情報も含む。   Since the light emitted from the light emitting elements 124a and 124b passes through the living body A2 from the skin A1 while spreading isotropically, the waveform output from each light receiving element is directly under the test site where the sensor units 120a and 120b are arranged. In addition to the blood vessel information, the upstream and downstream blood vessel information is also included. That is, in the situation shown in FIG. 5A, the output voltage from each light receiving element is not only the information on the pulse wave obtained from the straight part of the artery, but also the artery is curved upstream and downstream. It also includes information on the pulse wave obtained from the part.

このような状況で、まず、脈波a’と脈波aとを比較する。発光素子124aから見た上流側で動脈は湾曲し、皮膚A1からの距離は長くなっているので、当該湾曲部分と受光素子126aまでの距離もまた長くなる。受光素子126aまでの距離が長いほど、検出される散乱光の強度は弱くなる。従って、散乱光の強度が弱まった分、脈波a’のピークの立ち上がりは、脈波aのピークの立ち上がりに比べて遅くなる。一方で、発光素子124aから見た下流側の動脈は理想的な状態と同様に直線状となっているので、脈波a’のピークの立ち下がりは、脈波aのピークの立ち下がりと同じになる。このように、ピークの立ち上がりが遅くなる分、脈波a’の位相は脈波aの位相に比べて、時間的に遅れる方向にシフトすることになる。   In such a situation, first, the pulse wave a 'and the pulse wave a are compared. Since the artery is curved upstream from the light emitting element 124a and the distance from the skin A1 is long, the distance from the curved part to the light receiving element 126a is also long. The longer the distance to the light receiving element 126a, the weaker the intensity of the scattered light that is detected. Accordingly, the rise of the peak of the pulse wave a 'becomes slower than the rise of the peak of the pulse wave a because the intensity of the scattered light is weakened. On the other hand, since the downstream artery viewed from the light emitting element 124a is linear as in the ideal state, the fall of the peak of the pulse wave a ′ is the same as the fall of the peak of the pulse wave a. become. In this manner, the phase of the pulse wave a 'is shifted in a direction that is delayed with respect to the phase of the pulse wave a by the amount that the rise of the peak is delayed.

続いて、脈波bと脈波b’とを比較する。発光素子124bから見た下流側で動脈は湾曲し、皮膚A1からの距離は長くなっているので、当該湾曲部分と受光素子126bまでの距離もまた長くなる。受光素子126bまでの距離が長いほど、検出される散乱光の強度は弱くなる。従って、散乱光の強度が弱まった分、脈波b’のピークの立ち下がりは、脈波bのピークの立ち下がりに比べて早くなる。一方で、発光素子124bから見た上流側の動脈は理想的な状態と同様に直線状となっているので、脈波b’のピークの立ち上がりは、脈波bのピークの立ち上がりとほぼ同じになる。このように、ピークの立ち下がりが早くなる分、脈波b’の位相は脈波bの位相に比べて、時間的に進む方向にシフトすることになる。   Subsequently, the pulse wave b and the pulse wave b 'are compared. Since the artery is curved downstream from the light emitting element 124b and the distance from the skin A1 is long, the distance from the curved part to the light receiving element 126b is also long. The longer the distance to the light receiving element 126b, the weaker the intensity of the scattered light that is detected. Accordingly, the fall of the peak of the pulse wave b 'is earlier than the fall of the peak of the pulse wave b because the intensity of the scattered light is weakened. On the other hand, since the upstream artery viewed from the light emitting element 124b is linear as in the ideal state, the rise of the peak of the pulse wave b 'is almost the same as the rise of the peak of the pulse wave b. Become. As described above, the phase of the pulse wave b 'is shifted in the direction of time advance compared to the phase of the pulse wave b by the amount that the peak falls earlier.

ここで、脈波a’と脈波b’とを比較する。脈波a’と脈波b’は、理想的な状態で得られるそれぞれの脈波の波形(脈波a、脈波b)と比べると、互いに逆の方向に位相がシフトしている。脈波a’の位相は時間的に遅れる方向にシフトし、脈波b’の位相は時間的に進む方向にシフトする。また、2つの脈波a’、b’の波形の相似性も失われ易くなる。これにより、理想的な状態では、上流側の脈波aのピークの立ち上がりは、下流側の脈波bのピークの立ち上がりに比べてΔt1だけ早かったが、典型的な状態では、上流側の脈波a’のピークの立ち上がりは、下流側の脈波b’のピークの立ち上がりに比べてΔt2だけ遅くなるような場合も想定される。このように、実際の測定では、2つのセンサ部同士の間隔ΔD1が最適に調整されていない場合、動脈に対する脈波の測定位置によっては、脈波b’のピークは時間的に早く検出される。このため、見かけ上、脈波が右から左方向(Y軸負方向)へ逆流しているかのような波形が得られてしまう。 Here, the pulse wave a ′ and the pulse wave b ′ are compared. The phase of the pulse wave a ′ and the pulse wave b ′ are shifted in directions opposite to each other as compared with the pulse wave waveforms (pulse wave a and pulse wave b) obtained in an ideal state. The phase of the pulse wave a ′ shifts in a direction that is delayed in time, and the phase of the pulse wave b ′ shifts in a direction that advances in time. Also, the similarity of the waveforms of the two pulse waves a ′ and b ′ is easily lost. Thereby, in the ideal state, the rise of the peak of the upstream pulse wave “a” was earlier by Δt 1 than the rise of the peak of the downstream pulse wave “b”. It is also assumed that the rise of the peak of the pulse wave a ′ is delayed by Δt 2 compared to the rise of the peak of the downstream pulse wave b ′. As described above, in the actual measurement, when the interval ΔD 1 between the two sensor units is not optimally adjusted, the peak of the pulse wave b ′ is detected earlier in time depending on the measurement position of the pulse wave with respect to the artery. The For this reason, a waveform as if the pulse wave is flowing backward from the right to the left (Y-axis negative direction) is obtained.

そこで、本発明では、このようなセンサ部120a、120b間の位相差の逆転現象を解消する。以下、いくつかの解決策を、本発明のいくつかの実施形態に基づいて説明する。各実施形態において、上述した構成と異なる構成について重点的に説明する。また、説明の便宜上、上述した構成要素と同じ機能を有する構成部については、同じ符号を付記し、その説明を適宜簡略化又は省略する。なお、本発明を実施する際には、以下の実施形態のうち1つの実施形態のみを適用してもよいし、異なる複数の実施形態を適宜組み合わせて適用してもよい。   Therefore, in the present invention, the reverse phenomenon of the phase difference between the sensor units 120a and 120b is eliminated. In the following, some solutions will be described based on some embodiments of the present invention. In each embodiment, a configuration different from the configuration described above will be mainly described. For convenience of explanation, components having the same functions as the components described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted as appropriate. In carrying out the present invention, only one of the following embodiments may be applied, or a plurality of different embodiments may be applied in appropriate combination.

(第1の実施形態)
図6は、本発明の第1の実施形態に係る測定装置100のセンサ部120a、120bの配置を示した模式図である。なお、図6は、センサ部120a、120bの各構成部のうち、発光部121a、121b及び発光素子124a、124bのみを代表的に示している。
(First embodiment)
FIG. 6 is a schematic diagram showing the arrangement of the sensor units 120a and 120b of the measuring apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 representatively shows only the light emitting units 121a and 121b and the light emitting elements 124a and 124b among the components of the sensor units 120a and 120b.

センサ部120a、120b間の位相差の逆転現象を解消するために、本発明の第1の実施形態に係る測定装置100では、図6に示すように、センサ部120aとセンサ部120bとの間隔は最適に調整される。すなわち、センサ部120aとセンサ部120bとの間隔をΔD2として新たに規定し、図5(A)で示した間隔ΔD1よりも小さくする(ΔD2<ΔD1)。発光素子124a、124bから出射した光は、動脈の湾曲部分に到達しにくくなる位置に、センサ部120a、120bは配置される。これにより、図5(B)で説明したような、脈波a’及び脈波b’の位相シフトは発生せず、図3(B)で説明した理想的な脈波の取得が可能となる。センサ部120aとセンサ部120bとの間隔ΔD2を大きくすると、脈波a’と脈波b’との位相差が十分に大きくなり、測定装置100はより精度良く脈波の測定を行うことができる。しかしながら、ΔD2を大きくしすぎると、動脈が湾曲し皮膚A1からの距離がより長くなる領域(図5(A)に示す領域B1、B2)の直上にセンサ部120a及びセンサ部120bは配置されることになる。これにより、受光素子126a、126bが検出する散乱光の強度は微弱となり、脈波の波形は出力されにくくなる。 In order to eliminate the reversal phenomenon of the phase difference between the sensor units 120a and 120b, in the measuring apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, the distance between the sensor unit 120a and the sensor unit 120b. Is optimally adjusted. That is, the interval between the sensor unit 120a and the sensor unit 120b is newly defined as ΔD 2 and is smaller than the interval ΔD 1 shown in FIG. 5A (ΔD 2 <ΔD 1 ). The sensor units 120a and 120b are arranged at positions where the light emitted from the light emitting elements 124a and 124b is difficult to reach the curved portion of the artery. Thereby, the phase shift of the pulse wave a ′ and the pulse wave b ′ as described in FIG. 5B does not occur, and the ideal pulse wave described in FIG. 3B can be acquired. . When the interval ΔD 2 between the sensor unit 120a and the sensor unit 120b is increased, the phase difference between the pulse wave a ′ and the pulse wave b ′ becomes sufficiently large, and the measurement apparatus 100 can measure the pulse wave with higher accuracy. it can. However, if ΔD 2 is increased too much, the sensor unit 120a and the sensor unit 120b are disposed immediately above the regions where the artery is curved and the distance from the skin A1 becomes longer (regions B1 and B2 shown in FIG. 5A). Will be. As a result, the intensity of the scattered light detected by the light receiving elements 126a and 126b becomes weak, and the pulse wave waveform is less likely to be output.

脈波の波形を検出できるという条件下では、センサ部120aとセンサ部120bとの間隔ΔD2は、上限値を有する。手首の被検部位を種々変更しながら出力された脈波の波形を観測した結果、センサ部120a、120bの間隔の上限値は35mmと判明した。この値は、すなわち、図4の最適な被検部位直下の尺骨動脈V1及び橈骨動脈V2の長さL1及びL2と同等であるととらえることができる。従って、好適には、センサ部120aとセンサ部120bとは、被検者の生体情報を取得する際に、装着部110が被検者に装着された状態において、被検者の所定の血管(例えば被検者の手首付近の尺骨動脈又は橈骨動脈)に沿って35mm以下の間隔で配置されるようにする。より具体的には、センサ部120aにおける発光部121aの発光素子124aとセンサ部120bにおける発光部121bの発光素子124bとは、被検者の所定の血管に沿って35mm以下の間隔で配置されるように構成する。 Under the condition that the waveform of the pulse wave can be detected, the interval ΔD 2 between the sensor unit 120a and the sensor unit 120b has an upper limit value. As a result of observing the waveform of the pulse wave output while changing the test site of the wrist variously, it was found that the upper limit value of the interval between the sensor units 120a and 120b was 35 mm. That is, this value can be regarded as being equivalent to the lengths L1 and L2 of the ulnar artery V1 and radial artery V2 immediately below the optimal test site in FIG. Therefore, the sensor unit 120a and the sensor unit 120b are preferably configured so that, when acquiring the biological information of the subject, the predetermined blood vessels (the subject's blood vessels) are mounted in the state where the mounting unit 110 is mounted on the subject. For example, it is arranged at intervals of 35 mm or less along the ulnar artery or radial artery near the wrist of the subject. More specifically, the light emitting element 124a of the light emitting unit 121a in the sensor unit 120a and the light emitting element 124b of the light emitting unit 121b in the sensor unit 120b are arranged at intervals of 35 mm or less along a predetermined blood vessel of the subject. Configure as follows.

一方で、各センサ部120a、120bの大きさは各幅5mm程度とすることができるため、本実施形態ではΔD2の下限値は5mm程度(発光部121a、121bのそれぞれの発光素子の間隔)とすることもできる。しかしながら、ΔD2を5mmにすると、それぞれの出力波形の位相差は小さくなり、各出力波形は重なってしまう。従って、適切にPWVを測定できるという条件下では、ΔD2の下限値としては、10〜15mmが妥当である。 On the other hand, since the size of each sensor part 120a, 120b can be about 5 mm in width, in this embodiment, the lower limit value of ΔD 2 is about 5 mm (the interval between the light emitting elements of the light emitting parts 121a, 121b). It can also be. However, when ΔD 2 is set to 5 mm, the phase difference between the output waveforms becomes small, and the output waveforms overlap each other. Therefore, under the condition that PWV can be measured appropriately, the lower limit of ΔD 2 is 10 to 15 mm.

このように、ΔD2を上記の下限値と上限値の間でより最適に調整することで、上述した位相差の逆転現象は解消する。これにより、測定装置100は構成を小規模としつつ、PWVを含む生体情報を精度良く測定できる。 Thus, by adjusting ΔD 2 more optimally between the lower limit value and the upper limit value, the above-described phase difference reversal phenomenon is eliminated. Thereby, the measuring apparatus 100 can measure biological information including PWV with high accuracy while reducing the configuration.

(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態では、図7に示すように、発光部の発光素子にレンズ部を設け、各発光素子から出射する光の広がりを抑える。図7は、センサ部120aの1つの発光部121a及びセンサ部120bの1つの発光部121bのみを代表的に示しており、その内部には発光素子124a及び124bがそれぞれ含まれる。本実施形態では、発光素子124aから出射した光の広がりを抑えるためにレンズ部134aを設け、発光素子124bから出射した光の広がりを抑えるためにレンズ部134bを設ける。なお、センサ部120aの他の発光部122a及びセンサ部120bの他の発光部122bの内部に含まれるそれぞれの発光素子についても、同様にレンズ部を設けるのが好適である。
(Second Embodiment)
In the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7, a lens unit is provided in the light emitting element of the light emitting unit to suppress the spread of light emitted from each light emitting element. FIG. 7 representatively shows only one light emitting unit 121a of the sensor unit 120a and one light emitting unit 121b of the sensor unit 120b, and includes light emitting elements 124a and 124b, respectively. In the present embodiment, a lens portion 134a is provided to suppress the spread of light emitted from the light emitting element 124a, and the lens portion 134b is provided to suppress the spread of light emitted from the light emitting element 124b. In addition, it is preferable to similarly provide a lens unit for each light emitting element included in the other light emitting unit 122a of the sensor unit 120a and the other light emitting unit 122b of the sensor unit 120b.

図7に示すとおり、本実施形態では、センサ部120aとセンサ部120bとの間隔ΔD3を規定する。本発明の第1の実施形態と同様に、ΔD3は35mm以下に設定する。すなわち、2つのセンサ部120a、120bは、動脈の直線部分の直上に配置される。動脈では図に示すY軸正方向に血液は流れており、従って、脈波も同じ方向に伝搬する。 As shown in FIG. 7, in the present embodiment, a distance ΔD 3 between the sensor unit 120a and the sensor unit 120b is defined. Similarly to the first embodiment of the present invention, ΔD 3 is set to 35 mm or less. That is, the two sensor units 120a and 120b are arranged immediately above the straight part of the artery. In the artery, blood flows in the positive direction of the Y axis shown in the figure, and therefore the pulse wave also propagates in the same direction.

この時、発光素子124a、124bから出射した光は、レンズ部134a、134bによって集光されるため、生体内部A2での出射光の広がりが抑えられる。生体内部A2に入射した光が散乱される領域は、レンズ部134a、134bを設けずに光が広範囲に出射する場合と比べて狭くなる。言い換えると、生体内部A2に入射した光は動脈の直線部分にのみ到達し、直線部分によってのみ散乱される。すなわち、本実施形態では、各受光素子からの出力電圧は、動脈の直線部分から得られる脈波の情報のみを含み、その上流及び下流側に位置する湾曲部分から得られる脈波の情報を含まない。   At this time, since the light emitted from the light emitting elements 124a and 124b is collected by the lens portions 134a and 134b, the spread of the emitted light inside the living body A2 is suppressed. The region where the light incident on the inside A2 of the living body is scattered is narrower than when light is emitted over a wide range without providing the lens portions 134a and 134b. In other words, the light incident on the inside A2 of the living body reaches only the straight part of the artery and is scattered only by the straight part. That is, in this embodiment, the output voltage from each light receiving element includes only information on the pulse wave obtained from the straight part of the artery, and includes information on the pulse wave obtained from the curved part located upstream and downstream thereof. Absent.

このように、本発明の第2の実施形態では、上述したような位相の逆転現象の原因となる、動脈の湾曲部分からの脈波の情報は含まれない。このため、本実施形態では、測定装置100は脈波の測定の精度を高めることができる。また、本実施形態では、発光素子124a、124b上にレンズ部134a、134bを設けることで、発光素子124a、124bから出射した光は有効に利用される。すなわち、本実施形態では、測定装置100は、動脈方向とは関係のない方向へ光が入射することを防ぎ、効率良く測定を行うことができる。   As described above, in the second embodiment of the present invention, information on the pulse wave from the curved portion of the artery that causes the phase inversion phenomenon as described above is not included. For this reason, in this embodiment, the measuring apparatus 100 can improve the precision of the measurement of a pulse wave. In this embodiment, the light emitted from the light emitting elements 124a and 124b is effectively used by providing the lens portions 134a and 134b on the light emitting elements 124a and 124b. That is, in this embodiment, the measuring apparatus 100 can prevent light from entering in a direction unrelated to the arterial direction and can perform measurement efficiently.

(第3の実施形態)
図8(A)は、本発明の第3の実施形態に係る測定装置100のセンサ部120a、120bの配置を示した模式図である。図8(B)は、本発明の第1の実施形態に係る測定装置100のセンサ部120a、120bの配置を、図8(A)との比較のために再度、模式的に示した図である。図8(A)及び(B)では、センサ部120aとセンサ部120bとの間隔ΔD4を規定する。上述のとおり、ΔD4は35mm以下に設定する。すなわち、2つのセンサ部120a、120bは、動脈の直線部分の直上に配置される。図8(A)及び(B)に示すとおり、動脈では、Y軸正方向に血液は流れており、従って、脈波も同じ方向に伝搬する。
(Third embodiment)
FIG. 8A is a schematic diagram showing the arrangement of the sensor units 120a and 120b of the measuring apparatus 100 according to the third embodiment of the present invention. FIG. 8B is a diagram schematically showing again the arrangement of the sensor units 120a and 120b of the measuring apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention for comparison with FIG. 8A. is there. 8A and 8B, an interval ΔD 4 between the sensor unit 120a and the sensor unit 120b is defined. As described above, ΔD 4 is set to 35 mm or less. That is, the two sensor units 120a and 120b are arranged immediately above the straight part of the artery. As shown in FIGS. 8A and 8B, in the artery, blood flows in the positive Y-axis direction, and thus the pulse wave also propagates in the same direction.

本発明の第3の実施形態では、図8(A)に示すように、センサ部120aにおける発光部121a、122aとセンサ部120bにおける発光部121b、122bとの間隔は、センサ部120aにおける受光部123aとセンサ部120bにおける受光部123bとの間隔よりも短い。また、第2の実施形態同様に、各発光素子にはレンズ部を設け、各発光素子から出射する光の広がりを抑えるようにする。図8(A)においては、各受発光部における受発光素子の図示は省略してある。上述した第1の実施形態では、図8(B)に示すように、各発光素子から出射する光は等方的に広がる。一方、第3の実施形態では、図8(A)に示すように、各発光素子から出射する光に指向性を持たせる。この指向性を実現するために、第3の実施形態では、センサ部120aにおける発光部121a及び122aの各発光素子から出射する光の光軸は、レンズ部を介して受光部123a側に傾いている。同様に、センサ部120bにおける発光部121b及び122bの各発光素子から出射する光の光軸は、レンズ部を介して受光部123b側に傾いている。すなわち、第3の実施形態では、各発光素子から出射する光の方向は、レンズ部を通過した前後で変化する。同様に、各受光素子にはレンズ部が設けられてもよい。この場合、各受光素子に入射する光の方向は、レンズ部を通過した前後で変化する。   In the third embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8A, the interval between the light emitting units 121a and 122a in the sensor unit 120a and the light emitting units 121b and 122b in the sensor unit 120b is the light receiving unit in the sensor unit 120a. It is shorter than the interval between 123a and the light receiving portion 123b in the sensor portion 120b. Further, as in the second embodiment, each light emitting element is provided with a lens portion so as to suppress the spread of light emitted from each light emitting element. In FIG. 8A, illustration of light receiving and emitting elements in each light receiving and emitting unit is omitted. In the first embodiment described above, as shown in FIG. 8B, the light emitted from each light emitting element spreads isotropically. On the other hand, in the third embodiment, as shown in FIG. 8A, the light emitted from each light emitting element is given directivity. In order to realize this directivity, in the third embodiment, the optical axis of light emitted from each light emitting element of the light emitting units 121a and 122a in the sensor unit 120a is inclined to the light receiving unit 123a side through the lens unit. Yes. Similarly, the optical axis of the light emitted from each light emitting element of the light emitting units 121b and 122b in the sensor unit 120b is inclined to the light receiving unit 123b side through the lens unit. That is, in the third embodiment, the direction of light emitted from each light emitting element changes before and after passing through the lens unit. Similarly, each light receiving element may be provided with a lens portion. In this case, the direction of light incident on each light receiving element changes before and after passing through the lens unit.

第3の実施形態では、センサ部120aから見た上流側の血管情報及びセンサ部120bから見た下流側の血管情報は、受光部123a及び123bの受光素子によって検出される散乱光には含まれない。すなわち、第3の実施形態では、動脈の湾曲部分から得られる脈波の情報は測定結果に含まれないので、センサ部120a、120bの各受光素子から出力される脈波の波形の相似性は向上し、位相差の逆転は回避される。また、第3の実施形態では、各発光部から出射する光の光軸がレンズ部を介して対応する受光部123a、123b側に傾くことにより、各受光素子で受光される光出力は大きくなる。さらに、第3の実施形態では、各発光素子から出射する光の光軸は、同一センサ部内の受光素子側に傾くので、一方のセンサ部における発光素子から出射した光が、他方のセンサ部における受光素子に入射することを防ぐ。これにより、測定装置100は精度良く脈波の測定を行うことができる。   In the third embodiment, the upstream blood vessel information viewed from the sensor unit 120a and the downstream blood vessel information viewed from the sensor unit 120b are included in the scattered light detected by the light receiving elements of the light receiving units 123a and 123b. Absent. That is, in the third embodiment, since the information on the pulse wave obtained from the curved portion of the artery is not included in the measurement result, the similarity of the waveform of the pulse wave output from each light receiving element of the sensor units 120a and 120b is And reversal of the phase difference is avoided. In the third embodiment, the light output received by each light receiving element is increased by tilting the optical axis of the light emitted from each light emitting unit toward the corresponding light receiving unit 123a, 123b via the lens unit. . Furthermore, in the third embodiment, since the optical axis of the light emitted from each light emitting element is inclined toward the light receiving element in the same sensor unit, the light emitted from the light emitting element in one sensor unit is reflected in the other sensor unit. Prevents light from entering the light receiving element. Thereby, the measuring apparatus 100 can measure the pulse wave with high accuracy.

(第4の実施形態)
図9(A)は、本発明の第4の実施形態に係る測定装置100の受光素子126aのパッケージを示した模式図である。図9(B)は、本実施形態に係る測定装置100の受光部123a、123bを動脈に沿って配置した際の様子を示した模式図である。なお、図9(B)では、各センサ部の2つの発光部については図示を省略してある。
(Fourth embodiment)
FIG. 9A is a schematic view showing a package of the light receiving element 126a of the measuring apparatus 100 according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 9B is a schematic diagram showing a state when the light receiving portions 123a and 123b of the measuring apparatus 100 according to the present embodiment are arranged along the artery. In FIG. 9B, illustration of the two light emitting units of each sensor unit is omitted.

図9(A)に示すとおり、受光部123aは、受光素子126aを含む。本実施形態では、図9(A)に示すように、受光素子126aは、所定の径を有する開口部140aを備える遮光板150aによって囲まれるようにする。開口部140aは、動脈によって散乱された光の一部を、受光素子126aが検出できるように、受光素子126aの直上に設ける。なお、受光部123bについても、上述と同様の構成を適用することができる。   As shown in FIG. 9A, the light receiving portion 123a includes a light receiving element 126a. In this embodiment, as shown in FIG. 9A, the light receiving element 126a is surrounded by a light shielding plate 150a including an opening 140a having a predetermined diameter. The opening 140a is provided immediately above the light receiving element 126a so that the light receiving element 126a can detect a part of the light scattered by the artery. Note that the same configuration as described above can also be applied to the light receiving unit 123b.

図9(B)に示すように、動脈では、血液はY軸正方向に流れており、従って、脈波も同じ方向に伝搬する。本実施形態では、遮光板150a、150bを設けて、望まない脈波の情報を含む散乱光を排除する。すなわち、受光部123aから見た上流側及び受光部123bから見た下流側の動脈の湾曲部分によって散乱された光は、遮光板150a、150bによって受光素子126a、126bに入射しないように遮られる。よって、開口部140a、140bから入射して受光素子126a、126bによって検出される光は、動脈の直線部分によって散乱された光に限定される。   As shown in FIG. 9B, in the artery, blood flows in the positive direction of the Y axis, and therefore the pulse wave also propagates in the same direction. In the present embodiment, the light shielding plates 150a and 150b are provided to eliminate scattered light including information on unwanted pulse waves. That is, the light scattered by the curved portion of the artery on the upstream side viewed from the light receiving unit 123a and the downstream side viewed from the light receiving unit 123b is blocked by the light shielding plates 150a and 150b from entering the light receiving elements 126a and 126b. Therefore, the light incident from the openings 140a and 140b and detected by the light receiving elements 126a and 126b is limited to the light scattered by the straight part of the artery.

このように、第4の実施形態では、動脈の湾曲部分から得られる脈波の情報は遮光板150a、150bによって排除されるので、センサ部120a、120bの受光素子126a、126bが出力する脈波の波形の相似性は向上し、位相差の逆転は回避される。また、受光部123a、123bを動脈に対して垂直方向(X軸方向)に伸長して配置することで受光部面積は拡大する。これにより、受光素子126a、126bから出力される出力電圧が向上するだけでなく、被検部位に対するその設置位置のトレランスも向上する。   As described above, in the fourth embodiment, since the information on the pulse wave obtained from the curved portion of the artery is excluded by the light shielding plates 150a and 150b, the pulse wave output from the light receiving elements 126a and 126b of the sensor units 120a and 120b. The waveform similarity is improved and the reversal of the phase difference is avoided. In addition, the area of the light receiving portion is expanded by arranging the light receiving portions 123a and 123b so as to extend in the direction perpendicular to the artery (X-axis direction). Thereby, not only the output voltage output from the light receiving elements 126a and 126b is improved, but also the tolerance of the installation position with respect to the test site is improved.

(第5の実施形態)
図10(A)は、本発明の第5の実施形態に係る測定装置100の発光素子124aを示した模式図である。図10(B)は、本発明の第5の実施形態に係る測定装置100の受光素子126aを示した模式図である。
(Fifth embodiment)
FIG. 10A is a schematic view showing a light emitting element 124a of the measuring apparatus 100 according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 10B is a schematic diagram showing the light receiving element 126a of the measuring apparatus 100 according to the fifth embodiment of the present invention.

本発明の第5の実施形態では、センサ部120a、120bの各発光素子及び各受光素子の少なくとも1つの素子は、他方のセンサ部側に傾斜する。好適には3つのパターンが考えられる。すなわち、第1のパターンでは、測定装置100は、センサ部120aの2つの発光素子と1つの受光素子及びセンサ部120bの2つの発光素子と1つの受光素子の全てが、それぞれ他方のセンサ部側に傾斜するように構成される。第2のパターンでは、測定装置100は、センサ部120aの2つの発光素子及びセンサ部120bの2つの発光素子のみが、それぞれ他方のセンサ部側に傾斜するように構成される。第3のパターンでは、測定装置100は、センサ部120aの1つの受光素子及びセンサ部120bの1つの受光素子のみが、それぞれ他方のセンサ部側に傾斜するように構成される。   In the fifth embodiment of the present invention, at least one of the light emitting elements and the light receiving elements of the sensor units 120a and 120b is inclined toward the other sensor unit. Preferably, three patterns are conceivable. That is, in the first pattern, the measuring apparatus 100 is configured such that the two light emitting elements and one light receiving element of the sensor unit 120a and the two light emitting elements and one light receiving element of the sensor unit 120b are all on the other sensor unit side. It is comprised so that it may incline. In the second pattern, the measuring apparatus 100 is configured such that only the two light emitting elements of the sensor unit 120a and the two light emitting elements of the sensor unit 120b are inclined toward the other sensor unit. In the third pattern, the measuring apparatus 100 is configured such that only one light receiving element of the sensor unit 120a and one light receiving element of the sensor unit 120b are inclined toward the other sensor unit.

図10(A)は、一例として、センサ部120aの発光部121aに含まれる発光素子124aがセンサ部120b側に傾斜する様子を示している。図10(A)において、発光部121aの右方には、他方のセンサ部120bが配置されているものとして説明する。発光素子124aを傾斜させることで、発光素子124aから出射する光の光軸はセンサ部120b側に傾斜する。ここで、光軸は、発光素子124aの出射面に対して垂直である。同様に、図10(B)は、一例として、センサ部120aの受光部123aに含まれる受光素子126aがセンサ部120b側に傾斜する様子を示している。図10(B)においても、受光部123aの右方には、他方のセンサ部120bが配置されているものとして説明する。受光素子126aを傾斜させることで、受光素子126aに入射する光の光軸はセンサ部120b側に傾斜する。ここで、光軸は、受光素子126aの入射面に対して垂直である。なお、第4の実施形態同様、本実施形態においても、受光素子126aは、所定の径を有する開口部140aを備える遮光板150aによって囲まれるようにするのが好適である。しかしながら、本実施形態では、第4の実施形態と異なり、受光素子126aは、開口部140aの直下には配置されず、遮光板150a側に若干寄るように配置される。   FIG. 10A shows a state in which the light emitting element 124a included in the light emitting unit 121a of the sensor unit 120a is inclined toward the sensor unit 120b as an example. In FIG. 10A, description will be made assuming that the other sensor unit 120b is arranged on the right side of the light emitting unit 121a. By tilting the light emitting element 124a, the optical axis of the light emitted from the light emitting element 124a is tilted toward the sensor unit 120b. Here, the optical axis is perpendicular to the emission surface of the light emitting element 124a. Similarly, FIG. 10B illustrates a state where the light receiving element 126a included in the light receiving unit 123a of the sensor unit 120a is inclined toward the sensor unit 120b as an example. Also in FIG. 10B, description will be made assuming that the other sensor unit 120b is arranged on the right side of the light receiving unit 123a. By tilting the light receiving element 126a, the optical axis of the light incident on the light receiving element 126a is tilted toward the sensor unit 120b. Here, the optical axis is perpendicular to the incident surface of the light receiving element 126a. As in the fourth embodiment, in this embodiment as well, it is preferable that the light receiving element 126a is surrounded by a light shielding plate 150a including an opening 140a having a predetermined diameter. However, in the present embodiment, unlike the fourth embodiment, the light receiving element 126a is not disposed directly below the opening 140a, but is disposed slightly closer to the light shielding plate 150a side.

なお、上述のように、傾斜させる部分は、あくまでも各受発光部内に含まれる各受発光素子とするのが好適であり、各受発光部は傾斜させないようにするのが好適である。各受発光部は、被検者の生体情報を取得する際に、装着部110が被検者に装着された状態において、被検者の所定の血管に沿って所定間隔で配置される。この時、各発光部の光が出射する出射面及び各受光部の光が入射する入射面全体が、被検者の被検部位である手首表面の皮膚に対して十分に接触している必要がある。従って、各受発光部自体は他方のセンサ部側に傾斜することなく、その内部に含まれる各受発光素子のみを他方のセンサ部側に傾斜させるのが好適である。   As described above, the inclined portion is preferably the light receiving / emitting element included in each light emitting / receiving unit, and is preferably not tilted. Each light emitting / receiving unit is arranged at predetermined intervals along a predetermined blood vessel of the subject when the mounting unit 110 is mounted on the subject when acquiring the biological information of the subject. At this time, the exit surface from which the light from each light emitting portion emits and the entire incident surface from which the light from each light receiving portion is incident must be sufficiently in contact with the skin on the wrist surface, which is the subject site of the subject. There is. Therefore, it is preferable that each light emitting / receiving unit itself is not inclined toward the other sensor unit, but only each light emitting / receiving element included therein is inclined toward the other sensor unit.

本実施形態に係る測定装置100の各受発光素子の動脈に対する配置がより容易に理解できるように、図11(A)及び(B)に、各受発光素子の被検部位における配置の様子を模式的に示している。共に、動脈では、Y軸正方向に血液は流れており、従って、脈波も同じ方向に伝搬する。なお、図11(A)では、各センサ部の2つの発光部の内、発光部121a及び発光部121bのみを一例として示している。また、図11(B)では、各センサ部の受光部123a、123bのみを示し、各センサ部の2つの発光部の図示は省略している。   In order to more easily understand the arrangement of each light emitting / receiving element with respect to the artery of the measuring apparatus 100 according to the present embodiment, FIGS. 11A and 11B show the arrangement of each light emitting / receiving element at the test site. This is shown schematically. In both arteries, blood flows in the positive direction of the Y axis, and therefore the pulse wave also propagates in the same direction. Note that, in FIG. 11A, only the light emitting unit 121a and the light emitting unit 121b are shown as an example among the two light emitting units of each sensor unit. In FIG. 11B, only the light receiving portions 123a and 123b of each sensor unit are shown, and the two light emitting units of each sensor unit are not shown.

図11(A)を参照すると、発光部121a、121bに含まれる発光素子124a、124bは、互いに他方のセンサ部120b、120a側に傾き、それぞれの光軸も他方のセンサ部120b、120a側に傾斜する。このように配置することで、発光素子124aから出射する光は、光軸がセンサ部120b側に傾斜している分、センサ部120aから見た上流側の動脈の湾曲部分には到達しにくい。同様に、発光素子124bから出射する光は、光軸がセンサ部120a側に傾斜している分、センサ部120bから見た下流側の動脈の湾曲部分には到達しにくい。すなわち、生体内部A2に入射した光が散乱される領域は動脈の直線部分にある程度限定することができ、位相差の逆転現象の原因となる、動脈の湾曲部分からの脈波の情報は含まれにくくなる。これにより、測定装置100は精度良く脈波の測定を行うことができる。   Referring to FIG. 11A, the light emitting elements 124a and 124b included in the light emitting units 121a and 121b are inclined to the other sensor units 120b and 120a, and the respective optical axes are also directed to the other sensor units 120b and 120a. Tilt. By arranging in this way, the light emitted from the light emitting element 124a is unlikely to reach the curved portion of the upstream artery viewed from the sensor unit 120a because the optical axis is inclined toward the sensor unit 120b. Similarly, the light emitted from the light emitting element 124b is unlikely to reach the curved portion of the downstream artery viewed from the sensor unit 120b because the optical axis is inclined toward the sensor unit 120a. That is, the region where the light incident on the inside A2 of the living body is scattered can be limited to the straight part of the artery to some extent, and information on the pulse wave from the curved part of the artery that causes the phase difference reversal phenomenon is included. It becomes difficult. Thereby, the measuring apparatus 100 can measure the pulse wave with high accuracy.

図11(B)を参照すると、受光部123a、123bに含まれる受光素子126a、126bは、互いに他方のセンサ部120b、120a側に傾き、それぞれに入射する光の光軸も他方のセンサ部120b、120a側に傾斜する。このように配置することで、センサ部120aから見た上流側の動脈の湾曲部分によって散乱された光はほぼ排除され、それ以外の散乱光が、受光素子126aに入射する。同様に、センサ部120bから見た下流側の動脈の湾曲部分によって散乱された光はほぼ排除され、それ以外の散乱光が、受光素子126bに入射する。すなわち、受光素子126a、126bが検出する散乱光は、動脈の直線部分によって散乱された光にある程度限定することができ、位相差の逆転現象の原因となる、動脈の湾曲部分からの脈波の情報はほぼ排除される。これにより、測定装置100は精度良く脈波の測定を行うことができる。また、受光素子126a、126bの配置を遮光板150a、150b側にずらすことで、センサ部120a、120bの上流・下流側の動脈の湾曲部分から散乱される光はより確実に排除され、遮光効果はさらに向上する。   Referring to FIG. 11B, the light receiving elements 126a and 126b included in the light receiving portions 123a and 123b are inclined with respect to the other sensor portions 120b and 120a, and the optical axis of the light incident on each of them is also the other sensor portion 120b. , Inclined toward 120a. By arranging in this way, light scattered by the curved portion of the upstream artery viewed from the sensor unit 120a is almost eliminated, and other scattered light is incident on the light receiving element 126a. Similarly, light scattered by the curved portion of the downstream artery viewed from the sensor unit 120b is almost eliminated, and other scattered light is incident on the light receiving element 126b. That is, the scattered light detected by the light receiving elements 126a and 126b can be limited to a certain extent to the light scattered by the straight part of the artery, and the pulse wave from the curved part of the artery, which causes the phase difference reversal phenomenon. Information is almost eliminated. Thereby, the measuring apparatus 100 can measure the pulse wave with high accuracy. Further, by shifting the arrangement of the light receiving elements 126a and 126b toward the light shielding plates 150a and 150b, the light scattered from the curved portions of the arteries upstream and downstream of the sensor portions 120a and 120b can be more reliably excluded, and the light shielding effect can be obtained. Is further improved.

(第6の実施形態)
図12(A)は、本発明の第6の実施形態に係る測定装置100のセンサ部120aの配置を示す模式図である。図12(B)は、本発明の第6の実施形態に係る測定装置100の発光素子124a、125a及び受光素子126aが被検者の手首表面の皮膚A1に配置される様子を模式的に示した、図12(A)のA−A断面図である。図12(A)では、センサ部120aのみを示しており、センサ部120bの図示は省略している。動脈中の血液は下から上方向(Y軸正方向)へと流れており、従って、脈波も同じ方向に伝搬する。動脈に沿って垂直(X軸方向)にセンサ部120aを配置した状態で、各受発光部は、X軸正方向に向かって、動脈と交差するように発光部121a、受光部123a、発光部122aの順に配置される。図12(A)の断面図である図12(B)では、動脈中の血液は紙面の表から裏方向(Y軸正方向)へと流れており、従って、脈波も同じ方向に伝搬する。
(Sixth embodiment)
FIG. 12A is a schematic diagram showing the arrangement of the sensor unit 120a of the measuring apparatus 100 according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 12B schematically shows a state in which the light emitting elements 124a and 125a and the light receiving element 126a of the measuring apparatus 100 according to the sixth embodiment of the present invention are arranged on the skin A1 on the wrist surface of the subject. It is AA sectional drawing of Drawing 12 (A). In FIG. 12A, only the sensor unit 120a is shown, and the sensor unit 120b is not shown. The blood in the artery flows from bottom to top (Y-axis positive direction), and thus the pulse wave also propagates in the same direction. In a state where the sensor unit 120a is arranged vertically (X-axis direction) along the artery, each light emitting / receiving unit emits the light emitting unit 121a, the light receiving unit 123a, and the light emitting unit so as to cross the artery in the positive direction of the X axis. They are arranged in the order of 122a. In FIG. 12B, which is a cross-sectional view of FIG. 12A, blood in the artery flows from the front to the back of the page (the Y-axis positive direction), and thus the pulse wave also propagates in the same direction. .

本発明の第6の実施形態では、第5の実施形態で述べた各受発光素子の他方のセンサ部側への傾斜に加えて、各発光素子は動脈方向にも傾斜する。第6の実施形態でも、他の実施形態と同様に、図12(A)に示すセンサ部120aから見てY軸正方向には、所定の間隔をおいて、他方のセンサ部120bが配置される。したがって、各受発光素子の他方のセンサ部への傾斜方向は、図12(B)のY軸方向である。一方で、各発光素子の動脈への傾斜方向は、図12(B)のX軸方向である。すなわち、受光素子126aに入射する光の光軸は、Y軸正の方向にのみ傾き、発光素子124a、125aから出射する光の光軸は、Y軸正の方向に加えて、図12(B)に示すように、X軸方向にも傾く。発光部121a、122aは、動脈を境に、X軸方向に対称に配置されるので、発光素子124a、125aから出射する光の光軸のそれぞれの傾斜方向は、X軸に沿って正反対となる。すなわち、図12(B)では一例として、発光素子124aから出射する光の光軸は、X軸正の方向に傾く一方で、発光素子125aから出射する光の光軸は、X軸負の方向に傾く。   In the sixth embodiment of the present invention, in addition to the inclination of each light emitting / receiving element described in the fifth embodiment toward the other sensor unit, each light emitting element is also inclined in the arterial direction. Also in the sixth embodiment, as in the other embodiments, the other sensor unit 120b is arranged at a predetermined interval in the positive Y-axis direction when viewed from the sensor unit 120a shown in FIG. The Therefore, the inclination direction of each light emitting / receiving element toward the other sensor portion is the Y-axis direction in FIG. On the other hand, the inclination direction of each light emitting element to the artery is the X-axis direction in FIG. That is, the optical axis of the light incident on the light receiving element 126a is inclined only in the Y-axis positive direction, and the optical axis of the light emitted from the light-emitting elements 124a and 125a is in addition to the Y-axis positive direction, as shown in FIG. As shown in FIG. Since the light emitting units 121a and 122a are arranged symmetrically in the X-axis direction with the artery as a boundary, the inclination directions of the optical axes of the light emitted from the light-emitting elements 124a and 125a are opposite to each other along the X-axis. . That is, as an example in FIG. 12B, the optical axis of the light emitted from the light emitting element 124a is inclined in the positive direction of the X axis, while the optical axis of the light emitted from the light emitting element 125a is in the negative direction of the X axis. Lean on.

このように構成することで、本実施形態では、生体内部A2を伝搬する発光素子124a、125aからの出射光の空間的な強度分布のピークは、動脈方向へと傾く。すなわち、発光素子124a、125aから出射する光のうち、その大部分は動脈に到達し、動脈によって散乱される光の散乱光強度は高まる。これにより、受光素子126aに入射する散乱光の強度も高まり、受光素子126aから出力される信号のSN比は向上する。言い換えると、本実施形態では、測定装置100は、動脈方向に各発光素子の光軸を傾けない場合と比べて、ノイズが信号強度に比べて相対的に少ない脈波の波形を取得可能である。   With this configuration, in this embodiment, the peak of the spatial intensity distribution of the emitted light from the light emitting elements 124a and 125a propagating through the living body inside A2 is inclined toward the arterial direction. That is, most of the light emitted from the light emitting elements 124a and 125a reaches the artery, and the scattered light intensity of the light scattered by the artery increases. Thereby, the intensity of the scattered light incident on the light receiving element 126a is also increased, and the SN ratio of the signal output from the light receiving element 126a is improved. In other words, in this embodiment, the measuring apparatus 100 can acquire a pulse wave waveform in which the noise is relatively less than the signal intensity, as compared with the case where the optical axis of each light emitting element is not inclined in the arterial direction. .

図13は、上述した第1から第6までの実施形態のうち少なくとも1つの実施形態を具現化した測定装置100を含む測定システム1の模式図を示す。測定システム1は、測定装置100の他に、サーバ200と表示部300とを含む。サーバ200は、測定装置100によって取得された生体情報を集約し、種々の情報処理を行う。生体情報の集約は、有線又は無線通信ネットワークを介して、各被検者の測定装置100がサーバ200にデータを送信することで行われる。表示部300は、測定装置100で取得された生体情報に基づいて、サーバ200によって情報処理された結果を表示する。すなわち、表示部300は、測定装置100で取得された生体情報に基づく情報を表示する。   FIG. 13 is a schematic diagram of a measurement system 1 including a measurement apparatus 100 that embodies at least one of the first to sixth embodiments described above. The measurement system 1 includes a server 200 and a display unit 300 in addition to the measurement apparatus 100. The server 200 collects biological information acquired by the measurement apparatus 100 and performs various information processing. The biometric information is aggregated by transmitting data to the server 200 by the measurement device 100 of each subject via a wired or wireless communication network. The display unit 300 displays the result processed by the server 200 based on the biological information acquired by the measurement apparatus 100. That is, the display unit 300 displays information based on the biological information acquired by the measuring apparatus 100.

より具体的には、測定装置100で取得された生体情報は、測定装置100の通信部によりサーバ200に送信される。サーバ200が測定装置100から送信された生体情報を受信すると、サーバ200の制御部は、受信した被検者の生体情報に基づいて、様々な情報処理を行う。例えば、サーバ200は、測定装置100で取得された生体情報を、生体情報の取得時間と共に時系列のデータとして、サーバ200の記憶部に記憶することができる。サーバ200の制御部は、例えば、これらの記憶されたデータと、サーバ200の記憶部にすでに記憶されている同一被検者の過去のデータ又は他の被検者のデータとを比較し、比較した結果を基に被検者に最適なアドバイスを生成する。サーバ200の通信部は、取得された被検者の時系列のデータ及び生成されたアドバイスを表示部300に送信する。表示部300は、受信されたデータ及びアドバイスを画面に表示する。また、サーバ200の記憶部及び制御部と同様の機能を有する機能部を、測定装置100又は表示部300に備えてもよく、その場合、測定システム1は必ずしもサーバ200を備えなくてもよい。   More specifically, the biological information acquired by the measurement apparatus 100 is transmitted to the server 200 by the communication unit of the measurement apparatus 100. When the server 200 receives the biological information transmitted from the measuring apparatus 100, the control unit of the server 200 performs various information processing based on the received biological information of the subject. For example, the server 200 can store the biological information acquired by the measurement apparatus 100 in the storage unit of the server 200 as time-series data together with the acquisition time of the biological information. The control unit of the server 200 compares, for example, these stored data with the past data of the same subject already stored in the storage unit of the server 200 or the data of other subjects, and compares them. Based on the result, the best advice for the subject is generated. The communication unit of the server 200 transmits the acquired time-series data of the subject and the generated advice to the display unit 300. The display unit 300 displays the received data and advice on the screen. In addition, a functional unit having the same functions as the storage unit and the control unit of the server 200 may be provided in the measurement device 100 or the display unit 300. In this case, the measurement system 1 does not necessarily include the server 200.

本発明は、その精神又はその本質的な特徴から離れることなく、上述した実施形態以外の他の所定の形態で実現できることは当業者にとって明白である。従って、先の記述は例示的なものであり、これに限定されるものではない。発明の範囲は、先の記述によってではなく、付加した請求項によって定義される。あらゆる変更のうちその均等の範囲内にあるいくつかの変更は、その中に包含されるものとする。   It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be realized in other predetermined forms other than the above-described embodiments without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Accordingly, the above description is illustrative and not restrictive. The scope of the invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description. Some of all changes that fall within the equivalent scope shall be included therein.

100 測定装置
110 装着部
111 裏面
112 表面
113a、113b、140a、140b 開口部
114、115 バンド部
120a、120b センサ部
121a、121b、122a、122b 発光部
123a、123b 受光部
124a、124b、125a、125b 発光素子
126a、126b 受光素子
134a、134b レンズ部
150a、150b 遮光板
200 サーバ
300 表示部
1 測定システム
A1 皮膚
A2 生体内部
R1、R2、R3、R4、B1、B2 領域
V1 尺骨動脈
V2 橈骨動脈
L1、L2 長さ
100 Measuring device 110 Mounting part 111 Back surface 112 Front surface 113a, 113b, 140a, 140b Opening 114, 115 Band part 120a, 120b Sensor part 121a, 121b, 122a, 122b Light emitting part 123a, 123b Light receiving part 124a, 124b, 125a, 125b Light emitting element 126a, 126b Light receiving element 134a, 134b Lens part 150a, 150b Light shielding plate 200 Server 300 Display part 1 Measurement system A1 Skin A2 Internal body R1, R2, R3, R4, B1, B2 Region V1 Ulna artery V2 Radial artery L1, L2 length

Claims (11)

被検者に装着される装着部と、
前記装着部に支持され、発光部及び受光部をそれぞれ有する第1及び第2のセンサ部と、を備え、
前記第1のセンサ部と前記第2のセンサ部とは、前記被検者の生体情報を取得する際に、前記装着部が前記被検者に装着された状態において、前記被検者の所定の血管に沿って所定間隔で配置され、
前記第1のセンサ部における前記発光部から出射する光の光軸及び前記受光部に入射する光の光軸のうち少なくとも一方が、前記第2のセンサ部側に傾斜するように構成される、
測定装置。
A wearing part to be worn by the subject;
A first sensor unit and a second sensor unit supported by the mounting unit and having a light emitting unit and a light receiving unit, respectively,
The first sensor unit and the second sensor unit are configured so that when the biological information of the subject is acquired, the first sensor unit and the second sensor unit are configured so that the predetermined part of the subject is in a state where the mounting unit is attached to the subject. Arranged at predetermined intervals along the blood vessels of
At least one of the optical axis of light emitted from the light emitting unit and the optical axis of light incident on the light receiving unit in the first sensor unit is configured to be inclined toward the second sensor unit side.
measuring device.
前記第2のセンサ部における前記発光部から出射する光の光軸及び前記受光部に入射する光の光軸のうち少なくとも一方が、前記第1のセンサ部側に傾斜するように構成される、
請求項1に記載の測定装置。
At least one of the optical axis of the light emitted from the light emitting unit and the optical axis of the light incident on the light receiving unit in the second sensor unit is configured to be inclined toward the first sensor unit.
The measuring apparatus according to claim 1.
前記発光部は発光素子を備え、
前記受光部は受光素子を備え、
前記発光素子および前記受光素子の少なくとも一方を傾斜させて配置する、請求項1または2に記載の測定装置。
The light emitting unit includes a light emitting element,
The light receiving unit includes a light receiving element,
The measuring apparatus according to claim 1, wherein at least one of the light emitting element and the light receiving element is arranged to be inclined.
前記発光部は発光素子を備え、
前記受光部は受光素子を備え、
前記発光素子から出射する光の方向および前記受光素子に入射する光の方向の少なくとも一方を変化させる、請求項1または2に記載の測定装置。
The light emitting unit includes a light emitting element,
The light receiving unit includes a light receiving element,
The measuring apparatus according to claim 1, wherein at least one of a direction of light emitted from the light emitting element and a direction of light incident on the light receiving element is changed.
前記第1のセンサ部における前記発光部と前記第2のセンサ部における前記発光部との間隔は、前記第1のセンサ部における前記受光部と前記第2のセンサ部における前記受光部との間隔よりも短い、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の測定装置。
The distance between the light emitting part in the first sensor part and the light emitting part in the second sensor part is the distance between the light receiving part in the first sensor part and the light receiving part in the second sensor part. Shorter than,
The measuring device according to any one of claims 1 to 4.
前記発光部は、前記被検者の所定の血管に垂直な方向に沿って、前記受光部の両側に配置される、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の測定装置。
The light emitting unit is disposed on both sides of the light receiving unit along a direction perpendicular to the predetermined blood vessel of the subject.
The measuring device according to any one of claims 1 to 5.
前記受光部は所定の径を有する開口部を備える、
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の測定装置。
The light receiving portion includes an opening having a predetermined diameter,
The measuring apparatus according to any one of claims 1 to 6.
前記装着部は、前記被検者の手首に装着されるバンドである、
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の測定装置。
The wearing part is a band attached to the wrist of the subject.
The measuring apparatus according to any one of claims 1 to 7.
前記生体情報は脈波である、
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の測定装置。
The biological information is a pulse wave.
The measuring apparatus according to any one of claims 1 to 8.
前記取得された脈波に基づいて脈波伝搬速度を算出する制御部を備える、
請求項9に記載の測定装置。
A control unit that calculates a pulse wave velocity based on the acquired pulse wave;
The measuring apparatus according to claim 9.
請求項1乃至10のいずれか一項に記載の測定装置と、
前記測定装置で取得された生体情報に基づく情報を表示する表示部と、を備える、
測定システム。
A measuring apparatus according to any one of claims 1 to 10,
A display unit that displays information based on biological information acquired by the measurement device,
Measuring system.
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