JP6513541B2 - Measuring device and measuring system - Google Patents

Measuring device and measuring system Download PDF

Info

Publication number
JP6513541B2
JP6513541B2 JP2015190475A JP2015190475A JP6513541B2 JP 6513541 B2 JP6513541 B2 JP 6513541B2 JP 2015190475 A JP2015190475 A JP 2015190475A JP 2015190475 A JP2015190475 A JP 2015190475A JP 6513541 B2 JP6513541 B2 JP 6513541B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
light emitting
light
sensor unit
pulse wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015190475A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017063892A (en
Inventor
雄治 増田
雄治 増田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2015190475A priority Critical patent/JP6513541B2/en
Priority to US15/271,408 priority patent/US10244952B2/en
Publication of JP2017063892A publication Critical patent/JP2017063892A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6513541B2 publication Critical patent/JP6513541B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • 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 device and 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。   BACKGROUND Conventionally, a measuring device for measuring biological information from a test site such as the wrist of a subject is known. For example, in Patent Document 1, a pulse wave velocity (Pulse Wave Velocity (PWV)) is measured by attaching a pulse wave sensor to an upper arm and a knee of a subject and detecting each pulse wave. A wave propagation velocity measuring device is disclosed.

特開2005−329122号公報JP 2005-329122 A

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 device 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。   An object of the present invention made in view of such a point of view is to provide a measuring device and a measuring system capable of measuring biological information with high accuracy with a small scale configuration.

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35mm以下の間隔で配置され、
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。
In order to solve the above-mentioned subject, the measuring device concerning the present invention is:
An attachment unit attached to the subject;
And a first sensor unit supported by the mounting unit and having a light emitting unit and a light receiving unit, respectively.
When the first sensor unit and the second sensor unit acquire biological information of the subject, the first sensor unit and the second sensor unit are configured to receive the test subject while the mounting unit is attached to the subject. are arranged at intervals of less than 35mm along the blood vessel,
The distance between the light emitting unit in the first sensor unit and the light emitting unit in the second sensor unit is the distance between the light receiving unit in the first sensor unit and the light receiving unit in the second sensor unit. Less than.

また、前記第1のセンサ部における前記発光部の発光素子と前記第2のセンサ部における前記発光部の発光素子とが、前記被検者の所定の血管に沿って35mm以下の間隔で配置されてもよい。   In addition, the light emitting element of the light emitting unit in the first sensor unit and the light emitting element of the light emitting unit in the second sensor unit are arranged at intervals of 35 mm or less along a predetermined blood vessel of the subject. May be

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 units 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。   The mounting unit may be a band 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, the control part which calculates a pulse wave propagation velocity based on the acquired pulse wave may be provided.

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。
MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, the measurement system which concerns on this invention is
The measuring device described above,
And a display unit configured to display information based on the biological information acquired by the measurement 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 device and a measuring system capable of measuring biological information with high accuracy in 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 showing the appearance of the measuring device concerning one embodiment of the present 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 measurement 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 model which showed the time change of the output voltage output from two light receiving elements in an ideal state of an artery. 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 schematic diagram which shows the typical blood flow of wrist vicinity of a subject. 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 model which showed the time change of the output voltage output from two light receiving elements in a typical condition 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 model 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 model 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 concerning 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 model which showed the structure of the light emitting / receiving 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 model which showed the mode of arrangement | positioning in the to-be-tested site | part of each light emitting / receiving element of the measuring apparatus concerning 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 schematic diagram which shows the measuring system containing the measuring device which concerns on embodiment of this 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 unit 110 and sensor units 120 a and 120 b. As shown in FIG. 1, the mounting portion 110 has a back surface 111 facing in the negative Z-axis direction and a surface 112 facing in the positive Z-axis direction shown in the figure. The measuring apparatus 100 is mounted and used in a state in which the back surface 111 side of the mounting unit 110 is directed to the test site of the living body of the subject. Therefore, in a state in which the subject wears the mounting unit 110 of the measurement apparatus 100, the subject can view the surface 112 of the mounting unit 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 unit 110 of the measuring apparatus 100 has openings 113a and 113b on the back surface 111 side. The measuring device 100 has a structure in which the sensor unit 120a protrudes from the opening 113a and the sensor unit 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 in a state of being mounted on a subject, it is preferable that the mounting unit 110 have a member such as, for example, the band units 114 and 115. In FIG. 1, as an example, band portions 114 and 115 which are used by being wound around the arm of a subject are illustrated halfway through broken lines. The band portions 114 and 115 are not limited to the configuration as shown in FIG. 1 and may be any configuration that can be attached to the subject. In the present embodiment, the mounting portion 110 can be a band that is mounted on the wrist of the subject, including the band portions 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 biological information of the subject while the subject wears the measuring device 100. The biological information measured by the measuring device 100 can be any biological information that can be measured by the sensor units 120a and 120b. Hereinafter, as an example, measurement device 100 explains as what measures pulse wave of two places of a subject, and measures PWV.

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 including the band portions 114 and 115. The measurement of the biological information is performed, for example, in a state in which the subject wraps the mounting portion 110 of the measuring device 100 around the wrist. Specifically, the subject winds the mounting unit 110 around the wrist such that the sensor units 120a and 120b contact the test site, and measures biological information. The measuring apparatus 100 measures the PWV of the blood flowing in the ulnar artery or radial artery at the wrist of the subject.

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 a measuring apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A shows the side surface of the measuring apparatus 100 when viewed from the positive direction of the X axis shown in FIG. FIG. 2B is a schematic view 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. In addition, the XYZ coordinate system shown to FIG. 2 (A) and (B) is the same as FIG. 1, and suppose that it is the same also in subsequent figures.

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。   Sensor part 120a, 120b is provided with a living body sensor which acquires living body information on a subject. The sensor units 120a and 120b measure biological information of the subject while 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 described later, when the sensor unit 120a and the sensor unit 120b acquire the biological information of the subject, the sensor unit 120a and the sensor unit 120b extend along a predetermined blood vessel of the subject when the mounting unit 110 is attached to the subject. Will be placed. At that time, an interval ΔD 1 between the sensor unit 120 a and the sensor unit 120 b is arranged to be 35 mm or less. Further, as shown in FIG. 2 (B), each sensor unit is disposed vertically (in the X-axis direction) with respect to the artery through which the blood flows in the positive Y-axis direction. The sensor units 120a and 120b respectively acquire pulse waves at different test sites by an optical method. Here, the pulse wave refers to a change in blood vessel volume caused by blood inflow as a waveform from the body surface, and is a part of biological information. 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 disposed on the upstream side of the artery and the sensor unit 120b is disposed on the downstream side. However, the present invention is not limited to this. It may be

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 disposed at predetermined intervals along the X axis. In the sensor unit 120a, each light emitting / receiving unit is disposed in the order of the light emitting unit 121a, the light receiving unit 123a, and the light emitting unit 122a so as to intersect the artery and move in the positive X-axis direction. Similarly, in the sensor unit 120b, each light emitting / receiving unit is disposed in the order of the light emitting unit 121b, the light receiving unit 123b, and the light emitting unit 122b so as to intersect the artery and move 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 unit along a direction (X-axis direction) perpendicular to a predetermined blood vessel of the subject.

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。   Further, as shown in FIGS. 2A and 2B, the light emitting portions 121a, 122a and 121b, 122b include the light emitting elements 124a, 125a and 124b, 125b, respectively, and the light receiving portions 123a and 123b are light receiving elements 126a and 126b. Each contains The light emitted from each of the light emitting elements propagates to the outside of the light emitting unit, and passes from the test site to the inside of the living body. 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 a light emitting element, an element such as an LED (Light Emitting Diode: Light Emitting Diode), an LD (Laser Diode: Laser Diode), or an SLD (Super Luminescent Diode: Superluminescent Diode) can be applied. Further, as the light receiving element, an element such as PD (photodiode: Photodiode) or PT (phototransistor: Phototransistor) can be applied, for example. In FIG. 2B, one light emitting / receiving element is shown for each light emitting / receiving unit, but the present invention is not limited to this, and the number of light emitting / receiving elements included in each light emitting / receiving 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, the case where each sensor unit includes two light emitting units and one light receiving unit has been described, but in one embodiment of the present invention, one light emitting unit and two light emitting units are included in each sensor unit. The measurement can also be performed by the configuration having the light receiving unit. Moreover, in each sensor part, it can measure also by the structure which has a light emission part and a light reception part one each, respectively. 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 and 122a and 121b and 122b emit, for example, light of any one of green (wavelength: 500 to 550 nm), red (wavelength: 630 to 780 nm), and near infrared (wavelength: 800 to 1600 nm). As long-wavelength light does not attenuate to a deeper position in the body as compared with short-wavelength light, measurement accuracy improves when biological information is measured using a near-infrared light emitting element.

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。   The principle of measuring PWV between close distances on the wrist based on the two acquired pulse waves will be described with reference to FIGS. 3 (A) and 3 (B). FIG. 3A is a schematic diagram showing an ideal state in which an 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 A2. FIG. 3B is a schematic diagram showing the time change of the output voltage output from the light receiving elements 126a and 126b included in the light receiving units 123a and 123b in the sensor units 120a and 120b in the state as illustrated in FIG. 3A. FIG. In FIG. 3A, among the light emitting and receiving units in the sensor units 120a and 120b, in particular, only the light emitting unit 121a of the sensor unit 120a and the light emitting unit 121b of the sensor unit 120b are shown. The light emitting units 121a and 121b respectively include light emitting elements 124a and 124b therein. 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 contact the skin A1 on the surface of the wrist represented by a solid line when measuring biological information. The light emitted from the light emitting elements 124 a and 124 b is isotropically spread widely and enters the inside of the living body A 2 from the skin A 1 and reaches an artery to be measured for a pulse wave. In the artery, blood flows from left to right (Y-axis positive direction), and thus the pulse wave propagates in the same direction. At this time, the emitted light from the light emitting elements 124a and 124b that has reached the artery is scattered, and the scattered light intensity changes according to the volume time change of the blood vessel. The light receiving elements 126a and 126b included in the light receiving sections 123a and 123b detect the scattered light and output a voltage, whereby a pulse wave is obtained. In FIG. 3A, the light receiving portions 123a and 123b have the same position in the Y and Z axis directions as the light emitting portions 121a and 121b, and only the position in the X axis direction differs.

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. 3 (B) shows a pulse wave waveform obtained in an ideal state as shown in FIG. 3 (A). The pulse wave a indicates the time change of the voltage output from the light receiving element 126a on the side of the sensor unit 120a having the light emitting unit 121a. The pulse wave b indicates the time change 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. 3 (B), the respective waveforms are arranged vertically and compared.

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 disposed on the upstream side of the artery and the sensor unit 120b is disposed on the downstream side of the artery, the rising of the peak of the pulse wave a is earlier by Δt 1 compared to the rising of the peak of the pulse wave b. Become. The PWV (m / sec) is obtained by dividing the interval ΔD 1 between the sensor unit 120 a and the sensor unit 120 b by Δt 1 . Thus, assuming an ideal state in which the artery is straight, the pulse waves a and b have the same waveform, and the phase difference at any 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 does not become an ideal state as shown in FIG. 3 (A). The following description is given on the assumption that biological information is measured from an actual blood vessel. First, an actual blood vessel will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a view schematically showing a state in which representative bones and blood vessels in the vicinity of the right wrist of a general subject are seen through from above the palm. At the right wrist of a typical subject, there are two bones, an ulna and a rib. Furthermore, two arteries, the ulnar artery V1 and the radial artery V2, pass through the inside of the living body along the ulna and the calcaneus respectively. 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, in the region R1 where the terminal end of the ulna is present, the ulnar artery V1 is disposed along the terminal end of the ulna. In the region R2 where the ulnar artery V1 is not disposed on the ulna, the ulnar artery V1 enters the inside of the living body. For this reason, the ulnar artery V1 dives deeper into the living body from the skin surface near 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 on 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. Conversely, in the region 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, so the depth of the ulnar artery V1 in the living body It gets shallow. In the region sandwiched by the regions R1 and R2, the distance from the skin to the ulnar artery V1 is shorter and is almost 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 rib is present, the radial artery V2 is disposed along the end of the rib. In the region R4 where the radial artery V2 is not placed on the radial bone, the radial artery V2 enters the inside of the living body. Therefore, the radial artery V2 dives deeper from the skin surface to the inside of the living body in the vicinity of the wrist in the regions R3 and R4 shown in FIG. That is, on the downstream side of the radial artery V2 viewed from the region R3 and on the upstream side of the radial artery V2 viewed from the region R4, the distance from the skin to the radial artery V2 is longer. Conversely, in the region between the regions R3 and R4, the radial artery V2 is disposed on the radial bone, and the radial artery V2 passes between the radial bone and the skin, so the depth of the radial artery V2 in the living body is It gets shallow. In the region sandwiched by the regions R3 and R4, the distance from the skin to the radial artery V2 is shorter and is almost 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 to use a site where the distance from the skin to the blood vessel is short, that is, where the depth of the blood vessel from the skin surface to the inside of the living body is shallow is the test site. Further, as shown in FIG. 3A, a state in which the distance from the skin to the blood vessel does not change inside the living body is ideal. By satisfying such conditions, the pulse wave can be measured more accurately. Therefore, in the present embodiment, the test site is immediately above the radial artery V2 in the region between the ulnar artery V1 or the regions R3 and R4 in the region between the regions R1 and R2 shown in FIG. Make it

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 outputted while variously changing the test site of the wrist, the lengths L1 and L2 of the ulnar artery V1 and the radial artery V2 just under the above-mentioned optimum test site are respectively 35 mm. The As a result of observation, it was found that the lengths L1 and L2 were 35 mm on average, though there were individual differences in the arrangement of blood vessels. The region R1 in which the terminal end of the ulna is present can be confirmed from the outside as a protrusion (ulnar protrusion) of the wrist. The region R3 in which the end of the rib is present can be confirmed from the outside as a protrusion (radial protrusion) of the wrist. The optimum range for pulse wave measurement is a range of 35 mm from the ulnar process to the upstream side of the ulnar artery. The optimum range for pulse wave measurement is a range of 35 mm from the radial projection to the upstream of the radial artery. The optimum range for pulse wave measurement is a range in which a blood vessel is present on the skin side of the rib or on 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 view showing how the artery is curved near the two sensor portions 120a and 120b, and the distance from the skin A1 is long (deep in the living body A2). FIG. 5A shows a part of the inside of the living body along the Y-axis direction in FIG. 4 and a cross section of the two sensor units 120a and 120b. As described above, when the subject is a human, in many subjects, the ulnar artery or radial artery near the wrist is typically in a cross-sectional shape as shown in FIG. 5 (A). FIG. 5B is a schematic diagram showing the 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 as shown in FIG. 5A. Similar to FIG. 3A, FIG. 5A particularly 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 emitting and receiving units. The light emitting unit 121a and the light emitting unit 121b respectively include the light emitting elements 124a and 124b therein.

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, in the artery, the blood flows in the positive Y-axis direction, and therefore the pulse wave also propagates in the same direction. At this time, the emitted light from the light emitting elements 124a and 124b that has reached the artery is scattered, and the scattered light intensity changes according to the volume time change of the blood vessel. The pulse waves are measured by detecting the scattered light by the light receiving elements 126a and 126b included in the light receiving sections 123a and 123b and outputting a voltage. In FIG. 5A, the light receiving portions 123a and 123b have the same position in the Y and Z axis directions as the light emitting portions 121a and 121b, and only the position in the X axis direction differs.

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. 5 (B) shows the waveform of the pulse wave obtained in a typical state as shown in FIG. 5 (A) by a solid line. The pulse waves a and b show the waveform of the pulse wave obtained in the ideal state shown in FIG. 3B by a dotted line for comparison. The pulse wave a 'indicates the time change of the voltage output from the light receiving element 126a on the side of the sensor unit 120a having the light emitting unit 121a. The pulse wave b 'indicates the time change 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. 5 (B), the respective waveforms are arranged vertically and compared.

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 spreads isotropically and passes from the skin A1 through the inside of the living body A2, the waveform outputted from each light receiving element is directly below the test site where the sensor parts 120a and 120b are disposed. In addition to the blood vessel information of the above, blood vessel information of the upstream and downstream thereof is included. That is, in the situation as shown in FIG. 5A, the output voltage from each light receiving element is not only the information of the pulse wave obtained from the straight part of the artery, but the artery is curved upstream and downstream thereof It also includes pulse wave information 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 on the upstream side as viewed from the light emitting element 124a and the distance from the skin A1 is long, the distance between the curved portion and 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 to be detected. Therefore, the rising of the peak of the pulse wave a 'is delayed relative to the rising of the peak of the pulse wave a, as the intensity of the scattered light is weakened. On the other hand, since the downstream artery seen from the light emitting element 124a is linear as in the ideal state, the falling edge of the pulse wave a 'is the same as the falling edge of the pulse wave a. become. As described above, the phase of the pulse wave a 'is shifted in a direction delayed in time as compared to the phase of the pulse wave a by the delay of the rising of the peak.

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 between the curved portion and 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 to be detected. Therefore, the fall of the peak of the pulse wave b 'is faster than the fall of the peak of the pulse wave b as the intensity of the scattered light becomes weaker. On the other hand, since the upstream artery seen 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 temporally advancing direction as compared with the phase of the pulse wave b, as the fall of the peak becomes faster.

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 pulse wave a ′ and the pulse wave b ′ have phases shifted in opposite directions to each other as compared with the waveform (pulse wave a, pulse wave b) of each pulse wave obtained in an ideal state. The phase of the pulse wave a 'is shifted in the direction of delay in time, and the phase of the pulse wave b' is shifted in the direction of progress in time. In addition, the similarity of the waveforms of the two pulse waves a ′ and b ′ tends to be lost. Thus, in the ideal state, the rise of the peak of the pulse wave a on the upstream side is earlier by Δt 1 than the rise of the peak of the pulse wave b on the downstream side. 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 pulse wave b ′ on the downstream side. Thus, in an actual measurement, if the interval ΔD 1 between the two sensor parts 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. Ru. For this reason, apparently, a waveform is obtained as if the pulse wave is backflowing from the right to the left (in the negative Y-axis direction).

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 are described on the basis of some embodiments of the present invention. In each embodiment, a configuration different from the above-described configuration will be mainly described. Further, for convenience of explanation, the same reference numerals are appended to components having the same functions as the components described above, and the description thereof will be simplified or omitted as appropriate. When the present invention is carried out, only one of the following embodiments may be applied, or a plurality of different embodiments may be appropriately combined and applied.

(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 view 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 reverse 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 adjusted optimally. 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 disposed at positions where light emitted from the light emitting elements 124a and 124b does not easily reach the curved portion of the artery. Thereby, the phase shift of pulse wave a 'and pulse wave b' as described in FIG. 5B does not occur, and acquisition of the ideal pulse wave described in FIG. 3B becomes possible. . When the interval ΔD 2 between the sensor unit 120 a and the sensor unit 120 b is increased, the phase difference between the pulse wave a ′ and the pulse wave b ′ becomes sufficiently large, and the measuring apparatus 100 can measure the pulse wave more accurately. it can. However, if ΔD 2 is too large, the sensor unit 120a and the sensor unit 120b are disposed immediately above the region where the artery is curved and the distance from the skin A1 is longer (regions B1 and B2 shown in FIG. 5A). It will be As a result, the intensity of the scattered light detected by the light receiving elements 126a and 126b becomes weak, and it becomes difficult to output the pulse wave waveform.

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 conditions that can detect the waveform of the pulse wave, the interval [Delta] D 2 between the sensor portion 120a and the sensor section 120b has an upper limit. As a result of observing the waveform of the pulse wave outputted while variously changing the test site of the wrist, the upper limit value of the distance between the sensor units 120a and 120b was found to be 35 mm. This value can be considered to be equal to the lengths L1 and L2 of the ulnar artery V1 and the radial artery V2 immediately below the optimum test site in FIG. Therefore, preferably, when the sensor unit 120a and the sensor unit 120b acquire the biological information of the subject, the predetermined blood vessels of the subject (the mounting part 110 is attached to the subject) For example, they are arranged at intervals of 35 mm or less along the ulnar artery or radial artery near the subject's wrist. 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 an interval of 35 mm or less along a predetermined blood vessel of the subject Configure as.

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 unit 120a, 120b can be about 5 mm in width, in the present embodiment, the lower limit value of ΔD 2 is about 5 mm (the distance between the light emitting elements of light emitting units 121a, 121 b ) It can also be done. However, if ΔD 2 is 5 mm, the phase difference between the output waveforms becomes small, and the output waveforms overlap. Therefore, under the condition that PWV can be measured appropriately, 10 to 15 mm is appropriate as the lower limit value of ΔD 2 .

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, the above-mentioned reversal phenomenon of the phase difference is eliminated by adjusting ΔD 2 more optimally between the above lower limit value and the upper limit value. As a result, the measuring apparatus 100 can accurately measure the biological information including the PWV while reducing the size of 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, and the spread of light emitted from each light emitting element is suppressed. 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 the light emitting elements 124a and 124b are respectively included therein. In the present embodiment, the lens portion 134a is provided to suppress the spread of the light emitted from the light emitting element 124a, and the lens portion 134b is provided to suppress the spread of the light emitted from the light emitting element 124b. In addition, it is preferable to provide a lens part similarly about each light emitting element contained inside the other light emission part 122a of the sensor part 120a, and the other light emission part 122b of the sensor part 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 this embodiment, it defines the distance [Delta] D 3 between the sensor portion 120a and the sensor section 120b. As in 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 disposed directly above the straight portion of the artery. In the artery, blood flows in the positive Y-axis direction shown in the figure, and thus 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, the light emitted from the light emitting elements 124a and 124b is condensed by the lens portions 134a and 134b, so that the spread of the emitted light in the living body A2 is suppressed. The area where the light incident on the inside of the living body A2 is scattered is narrower than in the case where the light is emitted widely without providing the lens portions 134a and 134b. In other words, light incident on the inside of the living body A2 only reaches the straight part of the artery and is scattered only by the straight part. That is, in the present embodiment, the output voltage from each light receiving element includes only pulse wave information obtained from the straight portion of the artery, and includes pulse wave information obtained from the curved portions 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。   Thus, in the second embodiment of the present invention, the pulse wave information from the curved portion of the artery, which causes the phase inversion phenomenon as described above, is not included. For this reason, in the present embodiment, the measuring device 100 can improve the measurement accuracy of the pulse wave. Further, in the present embodiment, by providing the lens portions 134a and 134b on the light emitting elements 124a and 124b, the light emitted from the light emitting elements 124a and 124b is effectively used. That is, in the present embodiment, the measuring apparatus 100 can prevent light from entering in a direction not related 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 view 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. In FIGS. 8 (A) and 8 (B), defining a distance [Delta] D 4 of the sensor unit 120a and the sensor section 120b. As described above, ΔD 4 is set to 35 mm or less. That is, the two sensor units 120a and 120b are disposed directly above the straight portion of the artery. As shown in FIGS. 8A and 8B, in the artery, blood flows in the positive Y-axis direction, and hence 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 distance 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 distance between 123 a and the light receiving unit 123 b in the sensor unit 120 b. 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 the light emitting / receiving element in each light emitting / receiving 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, directivity is given to light emitted from each light emitting element. In order to realize this directivity, in the third embodiment, the optical axis of the light emitted from each of the light emitting elements of the light emitting units 121a and 122a in the sensor unit 120a is inclined toward the light receiving unit 123a via the lens unit. There is. Similarly, the optical axes of light emitted from the light emitting elements of the light emitting units 121b and 122b in the sensor unit 120b are inclined toward the light receiving unit 123b via 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 pulse wave information obtained from the curved portion of the artery is not included in the measurement result, the similarity of the pulse wave waveforms output from the light receiving elements of the sensor units 120a and 120b is It is improved and reversal of the phase difference is avoided. In the third embodiment, the optical axis of the light emitted from each light emitting unit is inclined toward the corresponding light receiving unit 123a or 123b through the lens unit, and the light output received by each light receiving element is increased. . Furthermore, in the third embodiment, the optical axis of the light emitted from each light emitting element is inclined to the light receiving element side in the same sensor unit, so the light emitted from the light emitting element in one sensor unit is in the other sensor unit Prevent incident light to the light receiving element. Thus, 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 126 a of the measuring apparatus 100 according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 9B is a schematic view showing the light receiving units 123a and 123b of the measurement apparatus 100 according to the present embodiment when arranged along an artery. In FIG. 9B, the two light emitting units of each sensor unit are not shown.

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 unit 123a includes a light receiving element 126a. In the present embodiment, as shown in FIG. 9A, the light receiving element 126a is surrounded by a light shielding plate 150a having 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 part of the light scattered by the artery. The same configuration as that described above can 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. 9 (B), in the artery, blood flows in the positive Y-axis direction, and therefore, the pulse wave also propagates in the same direction. In the present embodiment, light shielding plates 150a and 150b are provided to exclude 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 artery viewed from the light receiving unit 123b is blocked by the light blocking plates 150a and 150b so as not to be incident on 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, the pulse wave information obtained from the curved portion of the artery is excluded by the light shielding plates 150a and 150b, so the pulse waves output from the light receiving elements 126a and 126b of the sensor units 120a and 120b. The resemblance of the waveforms of D.I. is improved, and inversion of the phase difference is avoided. In addition, the light receiving unit area is enlarged by arranging the light receiving units 123a and 123b in a direction perpendicular to the artery (in the X-axis direction). Thus, 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 124 a of the measuring apparatus 100 according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 10B is a schematic view showing a 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, each light emitting element of the sensor units 120a and 120b and at least one element of each light receiving element are inclined toward the other sensor unit. Preferably three patterns are conceivable. That is, in the first pattern, in the measuring apparatus 100, all of the two light emitting elements of the sensor unit 120a, one light receiving element, and the two light emitting elements of the sensor unit 120b and one light receiving element are on the other sensor unit side. It is configured to tilt. 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, as an example, that the light emitting element 124a included in the light emitting unit 121a of the sensor unit 120a is inclined toward the sensor unit 120b. In FIG. 10A, it is assumed that the other sensor unit 120b is disposed to the right of the light emitting unit 121a. By inclining the light emitting element 124a, the optical axis of the light emitted from the light emitting element 124a is inclined toward the sensor unit 120b. Here, the optical axis is perpendicular to the emission surface of the light emitting element 124a. Similarly, FIG. 10B shows, as an example, that the light receiving element 126a included in the light receiving unit 123a of the sensor unit 120a is inclined toward the sensor unit 120b. Also in FIG. 10 (B), it demonstrates as that by which the other sensor part 120b is arrange | positioned on the right of the light-receiving part 123a. By inclining the light receiving element 126a, the optical axis of light incident on the light receiving element 126a is inclined 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, also in the present embodiment, it is preferable that the light receiving element 126a be surrounded by a light shielding plate 150a having an opening 140a having a predetermined diameter. However, in the present embodiment, unlike the fourth embodiment, the light receiving element 126a is not disposed immediately below the opening 140a, and is disposed so as to be slightly closer to the light shielding plate 150a.

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, it is preferable that the inclined portions be the respective light emitting / receiving elements included in the respective light emitting / receiving units, and it is preferable that the light emitting / receiving portions not be inclined. The respective light emitting and receiving units are disposed at predetermined intervals along a predetermined blood vessel of the subject in a state where the mounting unit 110 is mounted on the subject when acquiring the biological information of the subject. At this time, it is necessary that the emission surface from which the light of each light emitting portion is emitted and the entire incident surface where the light of each light receiving portion is incident are sufficiently in contact with the skin of the wrist surface which is the test site of the subject. There is. Therefore, it is preferable that each light emitting and receiving unit itself is not inclined to the other sensor unit side, but only each light emitting and receiving element included in the inside is inclined to the other sensor unit side.

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。   11A and 11B show the arrangement of the light emitting and receiving elements at the test site so that the arrangement of the light emitting and receiving elements with respect to the artery of the measurement apparatus 100 according to the present embodiment can be more easily understood. It is shown schematically. In both arteries, blood flows in the positive direction of the Y-axis, and thus the pulse wave also propagates in the same direction. In FIG. 11A, of the two light emitting units of each sensor unit, only the light emitting unit 121a and the light emitting unit 121b are shown as an example. Further, in FIG. 11B, only the light receiving units 123a and 123b of each sensor unit are shown, and illustration of two light emitting units of each sensor unit is omitted.

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 toward the other sensor units 120b and 120a, and the optical axes of the light emitting elements 124a and 124b are also closer to the other sensor units 120b and 120a Incline. 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 seen 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 hardly reaches the curved portion of the downstream artery seen from the sensor unit 120b because the light axis is inclined toward the sensor unit 120a. That is, the region where light incident on the living body A2 is scattered can be limited to a certain extent to the straight part of the artery, and the pulse wave information from the curved part of the artery causing the reversal of the phase difference is included. It becomes difficult. Thus, 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 units 123a and 123b are inclined toward the other sensor units 120b and 120a, respectively, and the optical axes of light incident thereon are also the other sensor unit 120b. , Incline to the side of 120a. With this arrangement, light scattered by the curved portion of the upstream artery seen from the sensor unit 120a is substantially eliminated, and the other scattered light enters the light receiving element 126a. Similarly, the light scattered by the curved portion of the downstream artery viewed from the sensor unit 120b is substantially eliminated, and the other scattered light enters 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 portion of the artery, and pulse waves from the curved portion of the artery cause the reversal of the phase difference. Information is almost eliminated. Thus, 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, light scattered from the curved portions of the arteries upstream and downstream of the sensor portions 120a and 120b is more reliably excluded, and the light shielding effect Improve further.

(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 view 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 how 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 disposed on the skin A1 on the wrist surface of the subject 12A is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 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 the bottom to the top (the Y-axis positive direction), so the pulse wave also propagates in the same direction. With the sensor unit 120a disposed vertically (in the 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 intersect the artery in the positive X-axis direction. It is arranged in order of 122a. In FIG. 12B, which is a cross-sectional view of FIG. 12A, the blood in the artery flows from the front to the back of the paper (in the positive Y-axis direction), and therefore 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 to the other sensor unit side of each light emitting / receiving element described in the fifth embodiment, each light emitting element is also inclined in the artery direction. Also in the sixth embodiment, as in the other embodiments, the other sensor unit 120b is disposed at a predetermined interval in the positive Y-axis direction as viewed from the sensor unit 120a shown in FIG. Ru. Therefore, the inclination direction to the other sensor part of each light emitting / receiving element is the Y-axis direction of FIG. 12 (B). On the other hand, the inclination direction to the artery of each light emitting element is the X axis direction of FIG. 12 (B). That is, the optical axis of the light incident on the light receiving element 126a is inclined only in the positive direction of the Y axis, and the optical axis of the light emitted from the light emitting elements 124a and 125a is in the positive direction of the Y axis. As shown in), it also tilts in the X-axis direction. Since the light emitting units 121a and 122a are arranged symmetrically in the X axis direction with respect to the artery, the tilt directions of the optical axes of the light emitted from the light emitting elements 124a and 125a are directly opposite 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 to

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 the present embodiment, the peak of the spatial intensity distribution of the light emitted from the light emitting elements 124a and 125a propagating through the inside of the living body A2 inclines in the direction of the artery. 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. As a result, the intensity of the scattered light incident on the light receiving element 126a also increases, and the SN ratio of the signal output from the light receiving element 126a is improved. In other words, in the present embodiment, the measurement apparatus 100 can acquire a pulse wave waveform with relatively less noise compared to the signal intensity, as compared to 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 shows a schematic view of a measurement system 1 including a measurement apparatus 100 embodying at least one of the first to sixth embodiments described above. Measurement system 1 includes server 200 and display unit 300 in addition to measurement apparatus 100. The server 200 aggregates the biological information acquired by the measuring device 100 and performs various information processing. The collection of biological information is performed by the measurement device 100 of each subject transmitting data to the server 200 via a wired or wireless communication network. The display unit 300 displays the result of the information processing performed by the server 200 based on the biological information acquired by the measuring device 100. That is, the display unit 300 displays information based on the biological information acquired by the measuring device 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 measuring device 100 is transmitted to the server 200 by the communication unit of the measuring device 100. When the server 200 receives the biological information transmitted from the measuring device 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 device 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. Based on the results, the system generates advice that is optimal for the subject. 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 function as the storage unit and the control unit of the server 200 may be included in the measuring apparatus 100 or the display unit 300, and in that case, the measuring system 1 may 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 embodiment without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Thus, the foregoing 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 the changes that come within the scope of the equivalents are intended to be embraced 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 portion 111 back surface 112 front surface 113a, 113b, 140a, 140b opening portion 114, 115 band portion 120a, 120b sensor portion 121a, 121b, 122a, 122b light emitting portion 123a, 123b light receiving portion 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, R1, B1, B2 Area V1 ulnar artery V2 radial artery L1, L2 length

Claims (8)

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35mm以下の間隔で配置され、
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、
測定装置。
An attachment unit attached to the subject;
And a first sensor unit supported by the mounting unit and having a light emitting unit and a light receiving unit, respectively.
When the first sensor unit and the second sensor unit acquire biological information of the subject, the first sensor unit and the second sensor unit are configured to receive the test subject while the mounting unit is attached to the subject. are arranged at intervals of less than 35mm along the blood vessel,
The distance between the light emitting unit in the first sensor unit and the light emitting unit in the second sensor unit is the distance between the light receiving unit in the first sensor unit and the light receiving unit in the second sensor unit. Shorter than
measuring device.
前記第1のセンサ部における前記発光部の発光素子と前記第2のセンサ部における前記発光部の発光素子とが、前記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、
請求項1に記載の測定装置。
The light emitting element of the light emitting unit in the first sensor unit and the light emitting element of the light emitting unit in the second sensor unit are disposed at an interval of 35 mm or less along a predetermined blood vessel of the subject.
The measuring device according to claim 1.
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又は2に記載の測定装置。
The light emitting units are disposed on both sides of the light receiving unit along a direction perpendicular to a predetermined blood vessel of the subject.
The measuring device according to claim 1 or 2 .
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乃至のいずれか一項に記載の測定装置。
The light receiving unit includes an opening having a predetermined diameter,
The measuring device according to any one of claims 1 to 3 .
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乃至のいずれか一項に記載の測定装置。
The attachment unit is a band attached to a wrist of the subject.
The measuring device according to any one of claims 1 to 4 .
前記生体情報は脈波である、
請求項1乃至のいずれか一項に記載の測定装置。
The biological information is a pulse wave,
The measuring device according to any one of claims 1 to 5 .
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、
請求項に記載の測定装置。
A controller configured to calculate a pulse wave velocity based on the acquired pulse wave;
The measuring device according to claim 6 .
請求項1乃至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 device according to any one of claims 1 to 7 ;
A display unit configured to display information based on biological information acquired by the measurement device;
Measurement system.
JP2015190475A 2015-09-28 2015-09-28 Measuring device and measuring system Active JP6513541B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015190475A JP6513541B2 (en) 2015-09-28 2015-09-28 Measuring device and measuring system
US15/271,408 US10244952B2 (en) 2015-09-28 2016-09-21 Measuring apparatus and measuring system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015190475A JP6513541B2 (en) 2015-09-28 2015-09-28 Measuring device and measuring system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017063892A JP2017063892A (en) 2017-04-06
JP6513541B2 true JP6513541B2 (en) 2019-05-15

Family

ID=58490735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015190475A Active JP6513541B2 (en) 2015-09-28 2015-09-28 Measuring device and measuring system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6513541B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019093078A (en) * 2017-11-28 2019-06-20 京セラ株式会社 Optical sensor device
CN113711267B (en) * 2019-04-17 2024-07-05 株式会社日本显示器 Detection device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE132720T1 (en) * 1990-07-18 1996-01-15 Avl Medical Instr Ag DEVICE AND METHOD FOR MEASURING BLOOD PRESSURE
JP2010220638A (en) * 2009-03-19 2010-10-07 Kanazawa Univ Device for measuring blood pressure information
JP5948836B2 (en) * 2011-12-09 2016-07-06 ソニー株式会社 Measuring device, measuring method, program, and recording medium
WO2015129843A1 (en) * 2014-02-27 2015-09-03 京セラ株式会社 Sensor, sensor device, and method for driving sensor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017063892A (en) 2017-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102411658B1 (en) Apparatus for detecting information of the living body
JP6672899B2 (en) Measuring and detecting devices
JP6597410B2 (en) Biological information measuring device and biological information measuring method
JP5324999B2 (en) Biological light measurement device and biological light measurement method
JP4229919B2 (en) Pulse wave detection device and method
US20140221848A1 (en) Biological information detecting device, biological information detecting method, and biological information detection program
JP6293927B2 (en) Sensor
US10357165B2 (en) Method and apparatus for acquiring bioinformation and apparatus for testing bioinformation
WO2014116483A1 (en) Deep tissue flowmetry using diffuse speckle contrast analysis
JP2015503933A (en) Pulse meter / oximeter that can be worn on the body
JP6431697B2 (en) Wrist-mounted pulse oximeter
US10244952B2 (en) Measuring apparatus and measuring system
JP6482440B2 (en) Measuring apparatus and measuring system
CN109475313A (en) Measurement device, measuring method and mensuration program
JP6513541B2 (en) Measuring device and measuring system
JP2016146994A (en) Biological information measurement device
US10058273B2 (en) Detection device and measuring apparatus
JPWO2017064836A1 (en) measuring device
JP2020018430A (en) Biological information measuring device
JP6679605B2 (en) Measuring device and measuring method
JPH11318840A (en) Pulse wave detector
JP6530892B2 (en) Biological information display device
JP6437893B2 (en) Pulse meter
WO2021241609A1 (en) Measurement device and estimation system
JP2012135380A (en) Probe and light measuring instrument using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180316

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190108

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190304

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190402

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190410

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6513541

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150