JP6612658B2 - 生体情報計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、生体情報計測装置に関する。

被験者に照射する光を発生させる発光部と、被験者からの反射光を受光する受光部と、発光部で発光し受光部で受光した結果に基づいて被験者の脈波を計測する計測部とを備えた生体情報計測装置が知られている。

特開２００５−１６０６４０号公報

特許文献１に記載された生体情報計測装置では、被験者の脈波を計測するために、発光部を発光する必要があり、消費電力が増加するという課題があった。
つまり、従来の技術では、被験者の脈波を計測可能としつつ、消費電力を抑制することが困難であるという課題があった。

そこで、本発明は、被験者の脈波を計測可能としつつ、消費電力を抑制する技術を提供することを目的とする。

発明者が詳細な検討を行った結果、人の体表面の温度は、心臓の拍動に応じて推移するという知見が得られた。
本発明の一態様は、この知見に基づくものであり、少なくとも１つのセンシングユニット（７，８，９）と、差分導出部（３８，６２）と、脈波導出部（５６）とを備える、生体情報計測装置（１，４）に関する。

センシングユニットは、少なくとも１つの第１センシング部（１０）と、少なくとも１つの第２センシング部（１６）とを有している。第１センシング部は、被験者（１００）の体表面の温度である体表面温度または体表面温度の変化を計測する。第２センシング部は、少なくとも１つの第１センシング部の各々に対応する第２センシング部であって、当該少なくとも１つの第１センシング部の各々における周辺の温度である周辺温度または周辺温度の変化を計測する。

差分導出部は、少なくとも１つの第１センシング部での計測結果と、少なくとも１つの第２センシング部での計測結果との差分である温度差分を導出する。
そして、脈波導出部は、差分導出部で導出した温度差分の推移に基づいて、被験者の脈波を導出する。

このような生体情報計測装置によれば、温度差分の推移に基づいて、被験者の脈波を導出できる。
つまり、生体情報計測装置によれば、被験者の脈波を計測するために、温度または温度変化を計測すればよく、発光部を発光する必要がない。そして、温度または温度の変化の計測は、パッシブなセンサを用いて実現できるため、消費電力を抑制できる。

したがって、生体情報計測装置によれば、被験者の脈波を計測可能としつつ、消費電力を抑制できる。
更に言えば、生体情報計測装置によれば、温度差分に基づいて被験者の脈波を導出するため、その導出される被験者の脈波から、周辺の温度の変化、即ち、外乱を除去できる。

第１実施形態における生体情報計測装置の概略構成を示すブロック図である。 熱流束センサの構造を説明する説明図である。 脈波導出処理の処理手順を示すフローチャートである。 （Ａ）は「脈波に起因する熱流束」に「外乱」が加わった信号であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す信号から「外乱」が除去され、「脈波に起因する熱流束」だけとなった信号である。 （Ａ）は脈波信号におけるピーク回数を集計して脈拍数を算出する方法を説明する図であり、（Ｂ）は脈波信号を周波数解析して脈拍数を算出する方法を説明する図である。 第１実施形態の変形例における生体情報計測装置の概略構成を示すブロック図である。 第１実施形態の変形例における生体情報計測装置の概略構成を示すブロック図である。 変形例における生体情報計測装置の処理概要を説明する図である。 変形例における生体情報計測装置の処理概要を説明する図である。 変形例におけるセンシングユニットの概略構成を説明する図である。 第２実施形態におけるセンシングユニットの構造を説明する図である。 第２実施形態におけるセンシングユニットの構造を説明する図である。 第３実施形態におけるセンシングユニットの構造を説明する図である。 第３実施形態の変形例におけるセンシングユニットの構造を説明する図である。 第４実施形態における生体情報計測装置の概略構成を示すブロック図である。 第４実施形態の変形例における接触センサの概略構成を示すブロック図である。 第４実施形態の変形例における接触状態の判定方法を説明する図である。 その他の実施形態における生体情報計測装置の概略構成を説明する図である。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［１．１ 第１実施形態］
＜１．１−１ 生体情報計測装置＞
図１に示す生体情報計測装置１は、被験者１００の体表面における温度の変化を計測し、その計測した結果に基づいて、生体情報としての脈波に関する指標である脈波指標を導出する装置である。体表面とは、体の表面であり、例えば、皮膚などである。

生体情報計測装置１は、複数のセンシングユニット７と、差分導出部３８と、制御ユニット４０とを備えている。
センシングユニット７の各々は、１つの第１センシング部１０と、１つの第２センシング部１６とを備えている。センシングユニット７が装着される被験者１００の部位として、被験者１００の手首を想定する。

第１センシング部１０の各々は、体表面温度の変化を計測する。体表面温度とは、被験者１００の体表面の温度である。
第１センシング部１０の各々は、第１熱流束センサ１２を備える。第１熱流束センサ１２は、被験者１００の体表面からの熱流束を計測するセンサであり、ゼーベック効果を利用して温度の変化を測定する少なくとも１つの測温接点を有している。熱流束とは、単位時間に単位面積を通過する熱量である。

そして、第１熱流束センサ１２の接触面８０が被験者１００の体表面に取り付けられることで、当該第１熱流束センサ１２は、被験者１００の体表面からの熱流束、即ち、体表面温度の変化を出力する。

第２センシング部１６の各々は、第１センシング部１０の各々に対応する周辺温度の変化を計測する。周辺温度とは、当該第１センシング部１０の各々の周辺における温度である。

第２センシング部１６の各々は、第２熱流束センサ１８と、断熱材２０とを備えている。第２熱流束センサ１８は、熱流束を計測するセンサであり、ゼーベック効果を利用して温度の変化を測定する少なくとも１つの測温接点を有している。

断熱材２０は、熱移動を予め規定された閾値以下に抑制する部材である。この断熱材２０は、第２熱流束センサ１８の各々の接触面８０に設置される。これにより、第２熱流束センサ１８は、対応する第１センシング部１０の周辺における空間からの熱流束、即ち、周辺温度の変化を外乱信号として出力する。なお、接触面８０とは、被験者１００の体表面に対向する面である。接触面８０については、図２を参照。また、外乱信号とは、外乱を表す信号である。

差分導出部３８は、第１センシング部１０の各々で計測された体表面温度の変化と、第２センシング部１６の各々で計測された周辺温度の変化との差分である温度差分を導出して出力する。すなわち、差分導出部３８は、差分器を備える。
＜１．１−２ 熱流束センサの構造＞
図２に示すように、第１熱流束センサ１２及び第２熱流束センサ１８は、各々、シート材２２と、複数の第１接続部材２４と、複数の第２接続部材２６とを備えている。

シート材２２は、可撓性及び絶縁性を有した材料にてシート状に構成された部材である。絶縁性とは、電気を、予め規定された割合以上通さない性質である。
第１接続部材２４は、金属材料により線状に形成された部材である。

第２接続部材２６は、第１接続部材２４とは異なる金属材料で線状に形成された部材である。
第１接続部材２４の一方の端点と第２接続部材２６の一方の端点とは、電気的に接続される。それらの電気的に接続された端点の各々は、ゼーベック効果を利用して温度の変化を測定する測温接点として機能する。そして、第１熱流束センサ１２の測温接点の各々は、シート材２２の接触面８０に配置されている。

一方、第１接続部材２４の他方の端点と第２接続部材２６の他方の端点とは、それぞれ、他の第１接続部材２４の端点または第２接続部材２６の端点に、電気的に直列に接続される。すなわち、第１接続部材２４と第２接続部材２６とは、交互に直列に接続されている。

そして、これらの他方における端点の各々は、基準接点として機能する。第１熱流束センサ１２の基準接点の各々は、シート材２２の反対面８２に配置される。反対面８２とは、シート材２２において、接触面８０とは反対側に位置する面である。
＜１．１−３ 制御ユニット＞
制御ユニット４０は、表示器４２と、メモリ４４と、制御部５０とを備えている。

表示器４２は、制御部５０からの信号に従って情報を表示する。この表示器４２として、例えば、液晶ディスプレイや各種のインジケータなどを用いることが考えられる。
メモリ４４は、記憶内容を書き換え可能な記憶装置である。このメモリ４４は、可搬型の記憶装置であってもよい。

制御部５０は、ＡＤ変換器（図中、ＡＤＣ）５２と、記憶部５４と、脈波導出部５６とを備えている。
ＡＤ変換器５２は、アナログ信号をサンプリングしてデジタル信号へと変換する回路である。

記憶部５４は、各種の処理プログラムや処理に必要なデータ、処理過程で生成されたデータを記憶する記憶装置である。各種の処理プログラムには、差分導出部３８から出力される温度差分に基づいて脈波指標を導出する脈波導出処理を実行するためのプログラムが含まれる。

脈波導出部５６は、少なくともＣＰＵを有したマイクロコンピュータを中心に構成されている。この脈波導出部５６は、脈波導出処理を実行することで脈波指標を導出する。脈波指標とは、被験者１００の脈波に関する指標であり、例えば、脈波そのものや脈拍数などを含む。
＜１．１−４ 脈波導出処理＞
脈波導出処理は、予め規定された規定時間（例えば、１００［ｍｓ］）間隔で繰り返し起動される。

そして、脈波導出処理が起動されると、脈波導出部５６は、図３に示すように、ＡＤ変換器５２で変換された温度差分を取得し、記憶部５４に記憶する（Ｓ１０）。
そして、脈波導出部５６は、記憶部５４に記憶されている温度差分に基づいて脈波指標を導出する（Ｓ２０）。本実施形態のＳ２０では、脈波導出部５６は、ＡＤ変換器５２から取得した温度差分の推移を、脈波指標の１つである被験者１００の脈波そのものとして導出する。

すなわち、センシングユニット７の各々における第１センシング部１０で計測された検出信号、即ち、体表面温度の推移は、図４（Ａ）に示す「脈波に起因する熱流束」に「外乱」が加わった信号である。一方、センシングユニット７の各々における第２センシング部１６で計測された検出信号、即ち、周辺温度の推移は、外乱信号である。そして、差分導出部３８では、「脈波に起因する熱流束」に「外乱」が加わった信号から、外乱信号が除去され、温度差分が出力される。この温度差分は、図４（Ｂ）に示す「被験者１００の脈波を表す脈波信号」となる。

その脈波信号を、Ｓ１０にて脈波導出部５６が取得し、Ｓ２０にて被験者１００の脈波そのものとして取り扱う。
さらに、脈波導出処理のＳ２０では、脈波導出部５６は、その被験者１００の脈波における単位時間（例えば、「１分」）でのピークの回数を、脈波指標の１つである脈拍数として導出する。この脈拍数の導出方法は、図５（Ａ）に示すように、脈波を表す信号におけるピークの回数を集計することで実行してもよいし、図５（Ｂ）に示すように、脈波を表す信号を周波数解析し、ピークとなる周波数から演算することで実行してもよい。

脈波導出処理では、続いて、脈波導出部５６は、Ｓ２０で導出した脈波指標を出力する（Ｓ３０）。このＳ３０での脈波指標の出力先は、表示器４２であってもよいし、メモリ４４であってもよい。

その後、脈波導出部５６は、脈波導出処理を終了し、次の起動タイミングまで待機する。
［１．２ 第１実施形態の効果］
（１．２ａ） 生体情報計測装置１は、発明者が詳細な検討を行った結果として得られた、人の体表面温度は心臓の拍動に応じて推移するという知見に基づくものであり、被験者１００の体表面における温度の変化をセンシングすることで、被験者１００の脈波を導出している。

つまり、生体情報計測装置１によれば、被験者１００の脈波を計測するために、被験者１００の体表面温度の変化を計測すればよく、発光部を発光する必要がない。特に、生体情報計測装置１において、被験者１００の体表面温度の変化の計測に用いられる第１熱流束センサ１２、外乱信号の計測に用いられる第２熱流束センサ１８は、パッシブなセンサであるため、消費電力を抑制できる。

以上説明したように、生体情報計測装置１によれば、被験者１００の脈波を計測可能としつつ、消費電力を抑制できる。
（１．２ｂ） 上記実施形態における第１熱流束センサ１２及び第２熱流束センサ１８は、それぞれ、第１接続部材２４と第２接続部材２６とが交互に直列に接続されたセンサである。

このような第１熱流束センサ１２及び第２熱流束センサ１８を用いることで、熱流束センサの出力値を増加させることができる。そして、生体情報計測装置１によれば、被験者１００の脈波の検出精度を向上させることができる。
［１．３ 第１実施形態の変形例］
以上、本発明の第１実施形態について説明したが、本発明は上記第１実施形態に限定されるものではない。

（１．３ａ） 上記実施形態における差分導出部３８は、第１センシング部１０の各々で計測された体表面温度の変化と、第２センシング部１６の各々で計測された周辺温度の変化とを、アナログ信号で取得して、アナログ信号にて温度差分を出力することを想定している。

なお、アナログ信号とは、連続的に変化する計測値を示す信号である。
しかしながら、差分導出部は、第１センシング部１０の各々で計測された体表面温度の変化のデジタル信号と、第２センシング部１６の各々で計測された周辺温度の変化のデジタル信号とを取得し、デジタル信号にて温度差分を導出するように構成されていてもよい。

デジタル信号とは、連続的に変化する計測値を段階的に区切った数値で離散化して示した信号である。
この場合、差分導出部は、制御部５０に内包されていてもよい。例えば、生体情報計測装置１における制御部５０は、図６に示すように、ＡＤ変換器５８と、ＡＤ変換器６０と、差分導出部６２と、記憶部５４と、脈波導出部５６とを備えていても良い。

ＡＤ変換器５８の各々は、第１センシング部１０からの検出信号をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換器６０の各々は、第２センシング部１６からの検出信号をデジタル信号に変換する。

差分導出部６２は、ＡＤ変換器５８からの体表面温度の変化のデジタル信号、及びＡＤ変換器６０からの周辺温度の変化のデジタル信号の差分を出力する。このような差分導出部６２であれば、デジタル信号へと変換された体表面温度の変化と周辺温度の変化とに従って、デジタル信号での温度差分を導出できる。

（１．３ｂ） また、差分導出部は、体表面温度の変化を周波数解析した結果と、周辺温度の変化を周波数解析した結果とに基づいて、体表面温度の変化における周波数成分から、周辺温度の変化における周波数成分を減算した結果を、温度差分として導出するように構成されていてもよい。

この場合の生体情報計測装置１の制御部５０は、図７に示すように、ＡＤ変換器５８と、ＡＤ変換器６０と、記憶部５４と、脈波導出部５６と、第１周波数解析部６４と、第２周波数解析部６６とを備えても良い。

第１周波数解析部６４は、ＡＤ変換器５８からの体表面温度の変化のデジタル信号を周波数解析する。第２周波数解析部６６は、ＡＤ変換器６０からの周辺温度の変化のデジタル信号（即ち、外乱信号）を周波数解析する。なお、周波数解析の手法としては、例えば、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などの周知の手法を用いればよい。

なお、第１周波数解析部６４で周波数解析を実行すると、図８に示すように、外乱に従った周波数のピーク（例えば、図中の候補１）と、脈拍の周期性に従った周波数のピーク（例えば、図中の候補２）とが検出される。一方、第２周波数解析部６６で周波数解析を実行すると、図９に示すように、外乱に従った周波数のピークが検出される。

そして、脈波導出部５６は、第１周波数解析部６４での周波数解析の結果から、第２周波数解析部６６での周波数解析の結果を減算した結果に基づいて、脈波指標を導出する。すなわち、第１周波数解析部６４と、第２周波数解析部６６と、脈波導出部５６において温度差分を導出する機能とが、差分導出部となる。

このような差分導出部であれば、体表面温度の変化から、周辺温度の変化における周波数成分だけを直接的に除去できる。
（１．３ｃ） ところで、上記実施形態の生体情報計測装置１は、複数のセンシングユニット７を備えていたが、生体情報計測装置１が備えるセンシングユニット７の個数は、図１０に示すように、「１個」であってもよい。
［２．１ 第２実施形態］
本実施形態の生体情報計測装置は、第１実施形態の生体情報計測装置１とは、センシングユニットの構造が異なる。このため、第１実施形態の生体情報計測装置１と同様の構成及び処理には、同一の符号を付して説明を省略し、第１実施形態の生体情報計測装置１とは異なる構成及び処理を中心に説明する。
＜センシングユニットの構造＞
図１１に示すように、センシングユニット８の各々は、Ｎ個の第１センシング部１０と、Ｍ個の第２センシング部１６とを備えている。なお、符号Ｎ，符号Ｍは、それぞれ、１以上の自然数である。

センシングユニット８の各々は、第１センシング部１０と第２センシング部１６とが、規定された配列に従って交互に位置するように、１つのシート材２２に配置されている。本実施形態における配列は、図１１に示すように４行４列であるが、配列はこれに限るものではなく、第１センシング部１０と第２センシング部１６との個数に応じた配列であればどのような配列であってもよい。

さらに、センシングユニット８では、温度差分が出力されるように、第１センシング部１０と第２センシング部１６とが直列に接続されている。
センシングユニット８の構造について、更に説明する。

図１２に示すように、センシングユニット８において、第１熱流束センサ１２及び第２熱流束センサ１８は、それぞれ、シート材２２と、複数の第１接続部材２４と、複数の第２接続部材２６とを備えている。

そして、第１熱流束センサ１２においては、第１接続部材２４の一方の端点と第２接続部材２６の一方の端点とは、電気的に接続される。それらの電気的に接続された端点の各々は、ゼーベック効果を利用して温度の変化を測定する測温接点として機能する。そして、第１熱流束センサ１２の測温接点の各々は、シート材２２の接触面８０に配置されている。

一方、第１熱流束センサ１２において、第１接続部材２４の他方の端点と第２接続部材２６の他方の端点とは、それぞれ、他の第１接続部材２４の端点と第２接続部材２６の端点に、電気的に直列に接続される。これらの他方における端点の各々は、基準接点として機能する。第１熱流束センサ１２の基準接点の各々は、シート材２２の反対面８２に配置される。

次に、第２熱流束センサ１８において、第１接続部材２４の一方の端点と第２接続部材２６の一方の端点とは、電気的に接続される。それらの電気的に接続された端点の各々は、ゼーベック効果を利用して温度の変化を測定する測温接点として機能する。第２熱流束センサ１８の測温接点の各々は、シート材２２の反対面８２に配置される。

一方、第２熱流束センサ１８において、第１接続部材２４の他方の端点と第２接続部材２６の他方の端点とは、それぞれ、他の第１接続部材２４の端点と第２接続部材２６の端点に、電気的に直列に接続される。これらの他方における端点の各々は、基準接点として機能する。そして、第２熱流束センサ１８の基準接点の各々は、シート材２２の接触面８０側に埋設された断熱材２０に接するように配置されている。

すなわち、センシングユニット８では、第１熱流束センサ１２と第２熱流束センサ１８とは、測温接点の向きが反対となるように、交互かつ逆方向に直列に接続されている。
換言すれば、センシングユニット８は、差分導出部３８の機能を兼ね備える。
［２．２ 第２実施形態の効果］
（２．２ａ） 上記実施形態におけるセンシングユニット８の各々においては、第１熱流束センサ１２と第２熱流束センサ１８とが交互かつ逆方向に直列に接続されているため、当該センシングユニット８の出力値を、温度差分とすることができる。

これにより、生体情報計測装置において、差分導出部３８の構成を省略できる。
（２．２ｂ） 上記実施形態におけるセンシングユニット８は、第１センシング部１０と第２センシング部１６とをシート材２２に配列状に配置することで構成されている。

このため、センシングユニット８においては、第１センシング部１０と第２センシング部１６との配置密度を高めることで、センシングユニット８を小型化できる。この結果、生体情報計測装置１をより小型化できる。
［３．１ 第３実施形態］
本実施形態の生体情報計測装置は、先の実施形態の生体情報計測装置とは、センシングユニットの構造が異なる。このため、先の実施形態の生体情報計測装置と同様の構成及び処理には、同一の符号を付して説明を省略し、先の実施形態の生体情報計測装置とは異なる構成及び処理を中心に説明する。
＜センシングユニットの構造＞
センシングユニット９の各々は、図１３に示すように、少なくとも１つの第１センシング部１０と、少なくとも１つの第２センシング部１６と、第１被覆部３０と、第２被覆部３２とを備えている。

第１被覆部３０は、第１センシング部１０及び第２センシング部１６の反対面８２を覆う構造である。本実施形態の第１被覆部３０は、第１センシング部１０及び第２センシング部１６の反対面８２の全面を覆うように構成されている。ただし、第１被覆部３０の構造はこれに限るものではなく、第１センシング部１０及び第２センシング部１６の反対面８２の一部分だけを覆うように構成されていてもよいし、第１センシング部１０及び第２センシング部１６の全ての側面を覆うように構成されていてもよい。

第１被覆部３０は、規定熱容量を有するように構成されている。規定熱容量とは、センシングユニット９で計測される被験者１００の体表面からの熱流束に影響を与えない熱容量として規定された規定値以上の熱容量である。熱容量とは、物体の温度を「１度」上昇させるために必要な熱量である。

規定熱容量を実現する方法として、第１被覆部３０の容積を大きくすることが考えられる。また、規定熱容量を実現する方法として、被験者１００の体表面からの熱流束に影響を与えない程度に熱容量の大きな材料にて形成することや、被験者１００の体表面からの熱流束に影響を与えない程度に熱伝導率の低い材料にて形成することが考えられる。

熱伝導率とは、物質内における熱伝導の大きさを表す指標である。
さらに、第２被覆部３２は、第１被覆部３０において第１センシング部１０及び第２センシング部１６の反対面８２と接する面とは反対側の面（以下、被覆面）を覆う構造である。

本実施形態の第２被覆部３２は、第１被覆部３０の被覆面の全面を覆うように構成されている。ただし、第２被覆部３２の構造はこれに限るものではなく、第１被覆部３０の被覆面の一部分だけを覆うように構成されていても良いし、第１被覆部３０の全ての側面を覆うように構成されていてもよい。

第２被覆部３２は、第１被覆部３０の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有する。
［３．２ 第３実施形態の効果］
（３．２ａ） このようなセンシングユニット９であれば、第１被覆部３０によって、第１センシング部１０及び第２センシング部１６の反対面８２の少なくとも一部分を覆うことにより反対面８２の温度が変化することを抑制でき、被験者１００の体表面からの熱流束の検出精度を向上させることができる。この結果、生体情報計測装置によれば、被験者１００の脈波の導出精度を向上させることができる。

（３．２ｂ） センシングユニット９であれば、第１センシング部１０及び第２センシング部１６の反対面８２の温度の変化をより安定させることができ、第１センシング部１０及び第２センシング部１６での熱流束の検出精度を向上させることができる。

（３．２ｃ） 第２被覆部３２は、熱伝導率が大きいため、第１被覆部３０の被覆面における温度の分布を、より一様な状態に近づけることができる。よって、センシングユニット９であれば、第２被覆部３２によって、第１被覆部３０の被覆面の温度が変化することを抑制でき、被験者１００の体表面からの熱流束の検出精度を向上させることができる。この結果、生体情報計測装置によれば、被験者１００の脈波の導出精度を向上させることができる。
［３．３ 第３実施形態の変形例］
上記実施形態におけるセンシングユニット９は、少なくとも１つの第１センシング部１０と、少なくとも１つの第２センシング部１６と、第１被覆部３０と、第２被覆部３２とを備えていたが、センシングユニット９は、図１４に示すように、少なくとも１つの第１センシング部１０と、少なくとも１つの第２センシング部１６と、第１被覆部３０とを備え、第２被覆部３２が省略されていてもよい。
［４．１ 第４実施形態］
本実施形態においては、先の実施形態における生体情報計測装置と同様の構成及び処理には、同一の符号を付して説明を省略し、先の実施形態の生体情報計測装置とは異なる構成及び処理を中心に説明する。
＜４．１−１ 生体情報計測装置＞
図１５に示す生体情報計測装置４は、被験者１００の体表面の温度の変化を計測し、その計測した結果に基づいて、生体情報としての脈波指標を導出する装置である。

生体情報計測装置４は、複数のセンシングユニット７と、複数の接触センサ８６と、差分導出部８８と、制御ユニット４０とを備えている。
接触センサ８６は、センシングユニット７ごとに設けられたセンサである。この接触センサ８６は、対応するセンシングユニット７と被験者１００の体表面との接触状態を検出する接触検出部としてのセンサである。この接触センサ８６は、静電容量式の接触センサであってもよいし、インピーダンス式の接触センサであってもよい。
＜４．１−２ 差分導出部＞
差分導出部８８は、センシングユニット７ごとに設けられた差分器９０と、選択回路９２とを備える。

差分器９０の各々は、１つのセンシングユニット７における第１センシング部１０で計測された体表面温度の変化と、第２センシング部１６で計測された周辺温度の変化との差分を、温度差分として導出して出力する。

選択回路９２は、制御部５０からの制御信号に従って、差分器９０の各々から入力された複数の信号の中から、制御ユニット４０へと出力する出力信号を選択する回路である。
すなわち、差分導出部８８は、被験者１００の体表面に接触しているセンシングユニット７における、第１センシング部１０で計測した体表面温度の変化と、第２センシング部１６で計測した周辺温度の変化との差分を温度差分として、制御部５０に出力する。

制御部５０の脈波導出部５６は、接触センサ８６の各々での検出結果に従い、被験者１００の体表面に接触している少なくとも１つのセンシングユニット７を特定する。そして、その特定されたセンシングユニット７からの検出信号に基づいて算出された温度差分を出力するように、選択回路９２に制御信号を出力する。

そして、脈波導出部５６は、選択回路９２からの温度差分に従って脈波指標を導出する。
［４．２ 第４実施形態の効果］
このような生体情報計測装置４によれば、被験者１００の体表面に接触している少なくとも１つのセンシングユニット７で計測した体表面温度の変化に基づいて被験者１００の脈波を導出するため、その導出する被験者１００の脈波をより正確なものとすることができる。
［４．３ 第４実施形態の変形例］
上記第４実施形態では、接触センサ８６として、静電容量式の接触センサやインピーダンス式の接触センサを用いることを想定していたが、接触センサ８６は、これに限るものではない。

例えば、図１６に示すように、センシングユニット７と被験者１００の体表面との接触状態を検出する接触検出部としての接触センサ８６は、空間熱流束センサ９４と、検出部９６と、判定部９８とを備えていてもよい。

空間熱流束センサ９４は、少なくとも１つの第１センシング部１０の各々に対応する被験者１００の体表面の周辺からの熱流束を計測するセンサである。この空間熱流束センサ９４は、第１センシング部１０の接触面８０が被験者１００の体表面に接触しても、当該空間熱流束センサ９４の接触面が被験者１００の体表面に非接触となるように、当該空間熱流束センサ９４の接触面が第１センシング部１０の接触面８０よりも窪ませて配置される。これにより、空間熱流束センサ９４からの出力を、被験者１００の体表面の周辺における空間からの熱流束、即ち、空間温度の変化とすることができる。なお、空間温度とは、被験者１００の体表面の周辺における空間の温度である。

また、空間熱流束センサ９４は、対応する第１センシング部１０が備える第１熱流束センサ１２に隣接して設置されてもよい。
検出部９６は、空間熱流束センサ９４で計測した熱流束に基づく空間温度の変化と、当該空間熱流束センサ９４に対応する第１センシング部１０で計測した体表面温度の変化との差分を導出する。検出部９６は、差分器であってもよい。

すなわち、図１７（Ａ）に示すように、第１センシング部１０が被験者１００の体表面に非接触であれば、空間熱流束センサ９４で計測した空間温度の変化と、当該空間熱流束センサ９４に対応する第１センシング部１０で計測した体表面温度の変化との差分は小さくなる。よって、被験者１００の体表面とセンシングユニット７との接触状態を示す接触信号は小さな値となる。なお、この場合、図１７（Ｂ）に示すように、差分器９０から出力される信号、即ち、脈波信号は、変化が乏しく、被験者１００の脈波を正確に表していない信号となる。

一方、第１センシング部１０が被験者１００の体表面に接触していれば、図１７（Ａ）に示すように、空間熱流束センサ９４で計測した空間温度の変化と、当該空間熱流束センサ９４に対応する第１センシング部１０で計測した体表面温度の変化との差分は大きくなる。よって、接触信号は大きな値となる。この場合、図１７（Ｂ）に示すように、差分器９０から出力される信号は、被験者１００の脈波を表す信号となる。

判定部９８は、検出部９６で導出した空間温度の変化と体表面温度の変化との差分が、予め定められた閾値以上であれば、対応するセンシングユニット７と被験者１００の体表面とが接触しているものと判定する。本実施形態における判定部９８は、制御部５０が各種処理を実行することで実現すればよい。

このような生体情報計測装置４によれば、対応するセンシングユニット７と被験者１００の体表面との接触状態の検出を、空間熱流束センサ９４での計測結果と、その空間熱流束センサ９４に対応する第１センシング部１０で計測した体表面温度の変化との差分に従って実現できる。
［５． その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。

（５ａ） 上記実施形態においては、センシングユニットが装着される被験者１００の部位として、被験者１００の手首を想定していたが、センシングユニットが装着される被験者１００の部位は、被験者１００の腰であってもよいし、被験者１００の足首であってもよいし、被験者１００の腕であってもよい。

また、センシングユニットが装着される被験者１００の部位は、センシングユニットごとに異なる部位であってもよい。例えば、図１８に示すように、複数のセンシングユニットのうちの１つが、被験者１００の前腕に装着され、複数のセンシングユニットのうち、他の１つのが、被験者１００の上腕に装着されてもよい。

（５ｂ） また、上記実施形態の第１センシング部１０では、被験者１００の体表面の温度の変化を計測するセンサとして第１熱流束センサ１２を想定していたが、被験者１００の体表面の温度の変化を計測するセンサは、これに限るものではなく、温度の変化を計測するセンサであれば、どのようなものであってもよい。

さらに、上記実施形態の第２センシング部１６では、周辺温度の変化を計測するセンサとして第２熱流束センサ１８を想定していたが、周辺温度の変化を計測するセンサは、これに限るものではなく、温度の変化を計測するセンサであれば、どのようなものであってもよい。

（５ｃ）更に言えば、上記実施形態の第１熱流束センサ１２及び第２熱流束センサ１８は、第１接続部材２４及び第２接続部材２６を複数有していたが、第１熱流束センサ１２及び第２熱流束センサ１８が備える第１接続部材２４及び第２接続部材２６は、単数であってもよい。

（５ｄ） また、第１センシング部１０は、熱流束センサ１２に換えて、被験者１００の体表面温度を計測する温度センサを備えていてもよい。この場合、制御部５０が、被験者１００の体表面温度の変化を導出してもよい。

（５ｅ） また、第２センシング部１６は、熱流束センサ１８に換えて、被験者１００の周辺温度を計測する温度センサを備えていてもよい。この場合、制御部５０が、周辺温度の変化を導出してもよい。

（５ｆ） 上記実施形態における脈波導出部５６が実行する機能の一部または全部は、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成されていてもよい。
（５ｇ） 上記実施形態においては、記憶部５４にプログラムが格納されていたが、プログラムを格納する記憶媒体は、これに限るものではなく、半導体メモリなどの非遷移的実体的記憶媒体に格納されていてもよい。

（５ｈ） また、脈波導出部５６は非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行してもよい。このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実現される。

（５ｉ） なお、上記実施形態の構成の一部を省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記実施形態と変形例とを適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。

（５ｊ） 上記実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではない。

１，４…生体情報計測装置 ７，８，９…センシングユニット １０…第１センシング部 １２…第１熱流束センサ １６…第２センシング部 １８…第２熱流束センサ ２０…断熱材 ２２…シート材 ２４…第１接続部材 ２６…第２接続部材 ３０…第１被覆部 ３２…第２被覆部 ３８，６２…差分導出部 ４０…制御ユニット ４２…表示器 ４４…メモリ ５０…制御部 ５２，５８，６０…ＡＤ変換器 ５４…記憶部 ５６…脈波導出部 ６４…第１周波数解析部 ６６…第２周波数解析部 ８０…接触面 ８２…反対面 ８６…接触センサ ８８…差分導出部 ９０…差分器 ９２…選択回路 ９４…空間熱流束センサ ９６…検出部 ９８…判定部 １００…被験者

Claims (19)

1. 被験者（１００）の体表面温度または体表面温度の変化を計測する少なくとも１つの第１センシング部（１０）と、前記少なくとも１つの第１センシング部の各々に対応する第２センシング部であって、当該少なくとも１つの第１センシング部の各々における周辺温度または周辺温度の変化を計測する第２センシング部（１６）とを有した少なくとも１つのセンシングユニット（７，８，９）と、
   前記少なくとも１つの第１センシング部で計測した結果と、前記少なくとも１つの第２センシング部で計測した結果との差分である温度差分を導出する差分導出部（３８，６２）と、
   前記差分導出部で導出した温度差分に基づいて、前記被験者の脈波を導出する脈波導出部（５６）と
   を備え、
   前記少なくとも１つのセンシングユニットにおいて、前記少なくとも１つの第１センシング部での計測結果と、前記少なくとも１つの第２センシング部での計測結果との差分が出力されるように、前記少なくとも１つの第１センシング部と前記少なくとも１つの第２センシング部とが直列に接続され、
   前記差分導出部は、
   前記少なくとも１つのセンシングユニットの各々における出力値を、前記温度差分として導出する、生体情報計測装置（１，４）。
2. 前記少なくとも１つのセンシングユニットは、
   絶縁性を有したシート材（２２）を、更に備え、
   前記少なくとも１つの第１センシング部と、前記少なくとも１つの第２センシング部とが、規定された配列に沿って前記シート材に配置されている、請求項１に記載の生体情報計測装置。
3. 前記差分導出部は、
   前記第１センシング部での計測結果の推移を周波数解析した結果と、前記第２センシング部での計測結果の推移を周波数解析した結果とに基づいて、前記第１センシング部での計測結果の推移における周波数成分から、前記第２センシング部での計測結果の推移における周波数成分を減算した結果を、前記温度差分として導出する、請求項１または請求項２に記載の生体情報計測装置。
4. 前記少なくとも１つのセンシングユニットは、２以上のセンシングユニットであり、
   前記少なくとも１つのセンシングユニットの各々と、前記被験者の体表面との接触状態を検出する接触検出部（８６）を、更に備え、
   前記差分導出部は、
   前記接触検出部での検出の結果、前記被験者の体表面に接触している少なくとも１つのセンシングユニットにおける、前記少なくとも１つの第１センシング部での計測結果と、前記少なくとも１つの第２センシング部での計測結果との差分を、前記温度差分として導出する、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の生体情報計測装置。
5. 前記接触検出部は、
   前記少なくとも１つの第１センシング部の各々に対応する前記被験者の体表面の周辺からの熱流束を計測する空間熱流束センサ（９４）と、
   前記空間熱流束センサで計測した熱流束に基づく空間温度と、当該空間熱流束センサに対応する前記少なくとも１つの第１センシング部での計測結果との差分を導出する検出部（９６）と、
   前記検出部で導出した差分が、予め定められた閾値以上であれば、前記少なくとも１つのセンシングユニットの各々と、前記被験者の体表面とが接触しているものと判定する判定部（９８）と
   を更に備える、請求項４に記載の生体情報計測装置。
6. 被験者（１００）の体表面温度または体表面温度の変化を計測する少なくとも１つの第１センシング部（１０）と、前記少なくとも１つの第１センシング部の各々に対応する第２センシング部であって、当該少なくとも１つの第１センシング部の各々における周辺温度または周辺温度の変化を計測する第２センシング部（１６）とを有した少なくとも１つのセンシングユニット（７，８，９）と、
   前記少なくとも１つの第１センシング部で計測した結果と、前記少なくとも１つの第２センシング部で計測した結果との差分である温度差分を導出する差分導出部（３８，６２）と、
   前記差分導出部で導出した温度差分に基づいて、前記被験者の脈波を導出する脈波導出部（５６）と
   を備え、
   前記差分導出部は、
   前記第１センシング部での計測結果の推移を周波数解析した結果と、前記第２センシング部での計測結果の推移を周波数解析した結果とに基づいて、前記第１センシング部での計測結果の推移における周波数成分から、前記第２センシング部での計測結果の推移における周波数成分を減算した結果を、前記温度差分として導出する、生体情報計測装置（１，４）。
7. 前記少なくとも１つのセンシングユニットは、２以上のセンシングユニットであり、
   前記少なくとも１つのセンシングユニットの各々と、前記被験者の体表面との接触状態を検出する接触検出部（８６）を、更に備え、
   前記差分導出部は、
   前記接触検出部での検出の結果、前記被験者の体表面に接触している少なくとも１つのセンシングユニットにおける、前記少なくとも１つの第１センシング部での計測結果と、前記少なくとも１つの第２センシング部での計測結果との差分を、前記温度差分として導出する、請求項６に記載の生体情報計測装置。
8. 被験者（１００）の体表面温度または体表面温度の変化を計測する少なくとも１つの第１センシング部（１０）と、前記少なくとも１つの第１センシング部の各々に対応する第２センシング部であって、当該少なくとも１つの第１センシング部の各々における周辺温度または周辺温度の変化を計測する第２センシング部（１６）とを有した少なくとも１つのセンシングユニット（７，８，９）と、
   前記少なくとも１つの第１センシング部で計測した結果と、前記少なくとも１つの第２センシング部で計測した結果との差分である温度差分を導出する差分導出部（３８，６２）と、
   前記差分導出部で導出した温度差分に基づいて、前記被験者の脈波を導出する脈波導出部（５６）と
   を備え、
   前記少なくとも１つのセンシングユニットは、２以上のセンシングユニットであり、
   前記少なくとも１つのセンシングユニットの各々と、前記被験者の体表面との接触状態を検出する接触検出部（８６）を、更に備え、
   前記差分導出部は、
   前記接触検出部での検出の結果、前記被験者の体表面に接触している少なくとも１つのセンシングユニットにおける、前記少なくとも１つの第１センシング部での計測結果と、前記少なくとも１つの第２センシング部での計測結果との差分を、前記温度差分として導出する、生体情報計測装置（１，４）。
9. 前記接触検出部は、
   前記少なくとも１つの第１センシング部の各々に対応する前記被験者の体表面の周辺からの熱流束を計測する空間熱流束センサ（９４）と、
   前記空間熱流束センサで計測した熱流束に基づく空間温度と、当該空間熱流束センサに対応する前記少なくとも１つの第１センシング部での計測結果との差分を導出する検出部（９６）と、
   前記検出部で導出した差分が、予め定められた閾値以上であれば、前記少なくとも１つのセンシングユニットの各々と、前記被験者の体表面とが接触しているものと判定する判定部（９８）と
   を更に備える、請求項７または請求項８に記載の生体情報計測装置。
10. 前記少なくとも１つの第１センシング部の各々は、
    前記被験者の体表面からの熱流束を前記体表面温度の変化として計測する第１熱流束センサ（１２）を更に備え、
    前記少なくとも１つの第２センシング部の各々は、
    前記少なくとも１つの第１センシング部の各々における周辺からの熱流束を前記周辺温度の変化として計測する第２熱流束センサ（１８）を更に備える、請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の生体情報計測装置。
11. 前記第１熱流束センサ及び前記第２熱流束センサは、
    金属で線状に形成された少なくとも１つの第１接続部材（２４）と、
    前記第１接続部材とは異なる金属で線状に形成された少なくとも１つの第２接続部材（２６）と
    を有し、
    前記少なくとも１つの第１接続部材と前記少なくとも１つの第２接続部材とが交互に直列に接続されている、請求項１０に記載の生体情報計測装置。
12. 被験者（１００）の体表面温度または体表面温度の変化を計測する少なくとも１つの第１センシング部（１０）と、前記少なくとも１つの第１センシング部の各々に対応する第２センシング部であって、当該少なくとも１つの第１センシング部の各々における周辺温度または周辺温度の変化を計測する第２センシング部（１６）とを有した少なくとも１つのセンシングユニット（７，８，９）と、
    前記少なくとも１つの第１センシング部で計測した結果と、前記少なくとも１つの第２センシング部で計測した結果との差分である温度差分を導出する差分導出部（３８，６２）と、
    前記差分導出部で導出した温度差分に基づいて、前記被験者の脈波を導出する脈波導出部（５６）と
    を備え、
    前記少なくとも１つの第１センシング部の各々は、
    前記被験者の体表面からの熱流束を前記体表面温度の変化として計測する第１熱流束センサ（１２）を更に備え、
    前記少なくとも１つの第２センシング部の各々は、
    前記少なくとも１つの第１センシング部の各々における周辺からの熱流束を前記周辺温度の変化として計測する第２熱流束センサ（１８）を更に備え、
    前記第１熱流束センサ及び前記第２熱流束センサは、
    金属で線状に形成された少なくとも１つの第１接続部材（２４）と、
    前記第１接続部材とは異なる金属で線状に形成された少なくとも１つの第２接続部材（２６）と、
    を有し、
    前記少なくとも１つの第１接続部材と前記少なくとも１つの第２接続部材とが交互に直列に接続されている、生体情報計測装置（１，４）。
13. 前記少なくとも１つのセンシングユニットは、
    前記被験者の体表面と対向する接触面（８０）とは反対側の面である反対面（８２）の少なくとも一部を覆う第１被覆部（３０）を、更に備える、請求項１から請求項５までのいずれか一項または請求項１０から請求項１２までのいずれか一項に記載の生体情報計測装置。
14. 前記少なくとも１つのセンシングユニットは、
    前記第１被覆部において前記反対面と接する面とは反対側の面を覆う第２被覆部（３２）を、更に備える、請求項１３に記載の生体情報計測装置。
15. 前記第２被覆部は、
    前記第１被覆部の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有する、請求項１４に記載の生体情報計測装置。
16. 被験者（１００）の体表面温度または体表面温度の変化を計測する少なくとも１つの第１センシング部（１０）と、前記少なくとも１つの第１センシング部の各々に対応する第２センシング部であって、当該少なくとも１つの第１センシング部の各々における周辺温度または周辺温度の変化を計測する第２センシング部（１６）とを有した少なくとも１つのセンシングユニット（７，８，９）と、
    前記少なくとも１つの第１センシング部で計測した結果と、前記少なくとも１つの第２センシング部で計測した結果との差分である温度差分を導出する差分導出部（３８，６２）と、
    前記差分導出部で導出した温度差分に基づいて、前記被験者の脈波を導出する脈波導出部（５６）と
    を備え、
    前記少なくとも１つの第１センシング部の各々は、
    前記被験者の体表面からの熱流束を前記体表面温度の変化として計測する第１熱流束センサ（１２）を更に備え、
    前記少なくとも１つの第２センシング部の各々は、
    前記少なくとも１つの第１センシング部の各々における周辺からの熱流束を前記周辺温度の変化として計測する第２熱流束センサ（１８）を更に備え、
    前記少なくとも１つのセンシングユニットは、
    前記被験者の体表面と対向する接触面（８０）とは反対側の面である反対面（８２）の少なくとも一部を覆う第１被覆部（３０）と、
    前記第１被覆部において前記反対面と接する面とは反対側の面を覆う第２被覆部（３２）と、を更に備え、
    前記第２被覆部は、
    前記第１被覆部の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有する、生体情報計測装置（１，４）。
17. 前記第１被覆部は、
    前記被験者の体表面からの熱流束に影響を与えない熱容量として規定された規定値以上の熱容量を有する、請求項１３から請求項１６までのいずれか一項に記載の生体情報計測装置。
18. 前記差分導出部は、
    前記第１センシング部での計測結果のアナログ信号と、前記第２センシング部での計測結果のアナログ信号との差分を、前記温度差分として導出する、請求項１から請求項１７までのいずれか一項に記載の生体情報計測装置。
19. 前記差分導出部は、
    前記第１センシング部での計測結果のデジタル信号と、前記第２センシング部での計測結果のデジタル信号との差分を、前記温度差分として導出する、請求項１から請求項１７までのいずれか一項に記載の生体情報計測装置。