JPH04158835A - 発汗センサおよび発汗センシング法 - Google Patents
発汗センサおよび発汗センシング法Info
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- JPH04158835A JPH04158835A JP2285631A JP28563190A JPH04158835A JP H04158835 A JPH04158835 A JP H04158835A JP 2285631 A JP2285631 A JP 2285631A JP 28563190 A JP28563190 A JP 28563190A JP H04158835 A JPH04158835 A JP H04158835A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、健康管理、体調監視等を目的とした人体情報
測定機器に利用される、発汗状態をセンシングする発汗
センサ及び発汗センシング法に関するものである。
測定機器に利用される、発汗状態をセンシングする発汗
センサ及び発汗センシング法に関するものである。
従来の技術
近年、成人病予防・健康管理等に対する関心は、人口の
高齢化が進行している現在非常に大きいものとなってい
る。これに伴い、家庭や職場において簡単に血圧、脈拍
、体温等を測定する各種の人体情報機器、例えは電子体
温計、電子血圧計等が提供され、また、血圧、脈拍およ
び体温を総合評価する機器も提案されている。
高齢化が進行している現在非常に大きいものとなってい
る。これに伴い、家庭や職場において簡単に血圧、脈拍
、体温等を測定する各種の人体情報機器、例えは電子体
温計、電子血圧計等が提供され、また、血圧、脈拍およ
び体温を総合評価する機器も提案されている。
さらに、従来の血圧、脈拍、体温測定のほかに発汗量、
活動量等のセンシングにより精神的、肉体的活動状態を
検出し、その結果に基づいての人体の異常状態検知が必
要性となってきている。
活動量等のセンシングにより精神的、肉体的活動状態を
検出し、その結果に基づいての人体の異常状態検知が必
要性となってきている。
しかしながら、発汗状態をセンシングするポータブル機
器の開発は余りなされていない。例えば、従来の発汗状
態のセンシング機器としては、人体に装着したカプセル
に乾燥窒素ガスを流入させ、その湿度の増加分から発汗
量を測定するものや、人体皮膚表面近傍の湿度を大気湿
度との差から検出する方法が主であり、センシング手段
としては湿度センサが利用されている（実開昭６１−１
０１０１４号）。
器の開発は余りなされていない。例えば、従来の発汗状
態のセンシング機器としては、人体に装着したカプセル
に乾燥窒素ガスを流入させ、その湿度の増加分から発汗
量を測定するものや、人体皮膚表面近傍の湿度を大気湿
度との差から検出する方法が主であり、センシング手段
としては湿度センサが利用されている（実開昭６１−１
０１０１４号）。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、このような従来の湿度センサを用いる発
汗センサは大がかりな測定装置であり、また着脱等測定
に要する手間を考えると、これらは日常的に測定機器装
着者（以下、被測定者と称する）に装着して手軽に測定
するという観点からは、不適当なものであった。
汗センサは大がかりな測定装置であり、また着脱等測定
に要する手間を考えると、これらは日常的に測定機器装
着者（以下、被測定者と称する）に装着して手軽に測定
するという観点からは、不適当なものであった。
さらに、従来の湿度センサは化学センサであり経時変化
も大きく測定誤差が大きかった。
も大きく測定誤差が大きかった。
課題を解決するための手段
本発明は、人体の皮膚表面に接触するセンサヘッド部が
、少なくとも２個以上の露出電極から成り、その露出電
極は信号処理手段に接続されており、人体の皮膚表面の
電気抵抗を測定する信号処理手段が使用する、その皮膚
表面の電気抵抗測定周波数が１０Ｈｚ〜１０ＭＨｚであ
る発汗センサである。
、少なくとも２個以上の露出電極から成り、その露出電
極は信号処理手段に接続されており、人体の皮膚表面の
電気抵抗を測定する信号処理手段が使用する、その皮膚
表面の電気抵抗測定周波数が１０Ｈｚ〜１０ＭＨｚであ
る発汗センサである。
また、本発明は、人体の皮膚表面に接触するセンサヘッ
ド部が、少なくとも２個以上の露出電極から成り、測定
周波数が１０Ｈｚから］ＯＭＨｚで測定した電気抵抗値
と、被測定者周囲雰囲気の湿度測定値とにより人体の発
汗状態を的確に評価する発汗センシング法である。
ド部が、少なくとも２個以上の露出電極から成り、測定
周波数が１０Ｈｚから］ＯＭＨｚで測定した電気抵抗値
と、被測定者周囲雰囲気の湿度測定値とにより人体の発
汗状態を的確に評価する発汗センシング法である。
また、本発明は、人体の皮膚表面に接触するセンサヘッ
ド部が、少なくとも２個以上の露出電極から成り、測定
周波数が１０ Ｈｚから１０ＭＨｚで測定した電気抵抗
値をもちいて発汗状態をセンシングする際、被測定者の
皮膚表面抵抗を各発汗状態において測定し、基準となる
標準データを予め作成しておき、該標準データと測定デ
ータを相対比較することにより、より正確に個人別に発
汗状態を評価する発汗センシング法である。すなわち、
電極間の電気的抵抗を物理的手段で精度良く測定し、そ
の測定値から被測定者の発汗状態をセンシングするもの
である。
ド部が、少なくとも２個以上の露出電極から成り、測定
周波数が１０ Ｈｚから１０ＭＨｚで測定した電気抵抗
値をもちいて発汗状態をセンシングする際、被測定者の
皮膚表面抵抗を各発汗状態において測定し、基準となる
標準データを予め作成しておき、該標準データと測定デ
ータを相対比較することにより、より正確に個人別に発
汗状態を評価する発汗センシング法である。すなわち、
電極間の電気的抵抗を物理的手段で精度良く測定し、そ
の測定値から被測定者の発汗状態をセンシングするもの
である。
作用
本発明は、運動、体温上昇により皮膚表面に発生した汗
が電極間電気抵抗を低下させることに基づくものであり
、小型で簡便な測定手段、測定法により発汗状態がセン
シング出来る。
が電極間電気抵抗を低下させることに基づくものであり
、小型で簡便な測定手段、測定法により発汗状態がセン
シング出来る。
人体に常時装着可能な小型ポータブル発汗センサが実現
でき、検出された血圧、脈拍、体温等の測定値の変動が
体調異常に基づくものか、被測定者の活動状態によるも
の要因を容易に分析することが可能となり、より正確に
健康管理が出来る。
でき、検出された血圧、脈拍、体温等の測定値の変動が
体調異常に基づくものか、被測定者の活動状態によるも
の要因を容易に分析することが可能となり、より正確に
健康管理が出来る。
実施例
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明の一実施例による発汗センサの概略構成
を示すものであって、ｌはセラミックス、樹脂、布等か
らなるセンサヘッド基材であり、２は耐酸化性に優れた
金、銀、白金、ステンレス、ニクロム等の金属電極で体
表面に接触する一対の露出電極、３はそれらの露出電極
のリード電極部、４はリード電極部３からの信号線が人
力された電気回路を各々示す。
を示すものであって、ｌはセラミックス、樹脂、布等か
らなるセンサヘッド基材であり、２は耐酸化性に優れた
金、銀、白金、ステンレス、ニクロム等の金属電極で体
表面に接触する一対の露出電極、３はそれらの露出電極
のリード電極部、４はリード電極部３からの信号線が人
力された電気回路を各々示す。
露出電極２の形状は、体表面に接触し易いように凸状に
なっているのが好ましい０例えば０．５ｍ ｍ ｒｌｘ
の金電極をプラスチックバンドの上に設けたものでもよ
い。電極間隔は０． ５ ｒｎｍ −１０ｍｍ°程度の
櫛形がよい。
なっているのが好ましい０例えば０．５ｍ ｍ ｒｌｘ
の金電極をプラスチックバンドの上に設けたものでもよ
い。電極間隔は０． ５ ｒｎｍ −１０ｍｍ°程度の
櫛形がよい。
いま、手首の体表面上にバンドを用いて上記発汗センサ
を露出電極２が体表面に接触するように固定し、１０ｋ
Ｈｚから５０ ｋ Ｈｚの測定周波数、平均印加電圧Ｏ
■、電圧賑輻０．５Ｖにより電極間複素インピーダンス
を測定し、実数部−虚数部プロット、いわゆるコール・
コールプロットを求めた結果、第２図に示す結果が得ら
れた。測定点から半円を求め、半円の半径から複素イン
ピーダンスを算出し、他の条件における測定結果と共に
表１に示す。
を露出電極２が体表面に接触するように固定し、１０ｋ
Ｈｚから５０ ｋ Ｈｚの測定周波数、平均印加電圧Ｏ
■、電圧賑輻０．５Ｖにより電極間複素インピーダンス
を測定し、実数部−虚数部プロット、いわゆるコール・
コールプロットを求めた結果、第２図に示す結果が得ら
れた。測定点から半円を求め、半円の半径から複素イン
ピーダンスを算出し、他の条件における測定結果と共に
表１に示す。
表ま
ただし、表における乾燥状態とは皮膚表面を乾いた布で
拭いた後の状態、水濡れ状態とはきれいな皮膚表面に水
滴を滴下し濡れた状態、発汗状態初期とは発汗により汁
が若干にじんできた状態、発汗状態とは汁で皮膚表面が
濡れた状態をさす。
拭いた後の状態、水濡れ状態とはきれいな皮膚表面に水
滴を滴下し濡れた状態、発汗状態初期とは発汗により汁
が若干にじんできた状態、発汗状態とは汁で皮膚表面が
濡れた状態をさす。
表１から明らかなように発汗状態は、本発明の皮膚表面
の複素インピーダンスを測定することにより精度良く評
価できることが分った。また、測定ばらつきも小さく安
定した値が得られた。水濡れ状態と発汗状態のインピー
ダンスの差異は汗中に含まれるＮａイオン、Ｃ１イオン
、Ｋイオン等の無機化合物、乳酸等の有機化合物の存在
によるものと思われる。
の複素インピーダンスを測定することにより精度良く評
価できることが分った。また、測定ばらつきも小さく安
定した値が得られた。水濡れ状態と発汗状態のインピー
ダンスの差異は汗中に含まれるＮａイオン、Ｃ１イオン
、Ｋイオン等の無機化合物、乳酸等の有機化合物の存在
によるものと思われる。
測定周波数については１０１（ｚから１０ＭＨｚまでの
範囲で評価することができた。
範囲で評価することができた。
また、上述においては１０ｋＨｚから５０ｋＨ２までの
複数のデータをもとに複素インピーダンスを算出したが
、他の方法として、若干変化量が小さくなるが測定周波
数を固定してその交流インピーダンスの値を用いて評価
することも可能であった。
複数のデータをもとに複素インピーダンスを算出したが
、他の方法として、若干変化量が小さくなるが測定周波
数を固定してその交流インピーダンスの値を用いて評価
することも可能であった。
表２に１ ｋＨｚ〜５０ｋＨｚにおける測定結果の一例
を示す。
を示す。
表２ 交流インピーダンス（ｋΩ）
測定周波数
表２から分るように、本実験に用いたセンサヘッドの場
合、測定周波数が２０ＫＨｚ以下では測定不能であり、
水濡れ、発汗状態において、観測可能となる。また、水
濡れ状態と発汗状態とを判別するには測定周波数が低い
方がＳＮ比が多くとれるので、Ｉ Ｋ Ｈｚから２０
Ｋ Ｈｚの範囲が好ましい。
合、測定周波数が２０ＫＨｚ以下では測定不能であり、
水濡れ、発汗状態において、観測可能となる。また、水
濡れ状態と発汗状態とを判別するには測定周波数が低い
方がＳＮ比が多くとれるので、Ｉ Ｋ Ｈｚから２０
Ｋ Ｈｚの範囲が好ましい。
以上の結果はセンサヘッドの電極構造により測定条件が
変化するものであるが、基本的には複素インピーダンス
法もしくは交流インピーダンスを用いることにより精度
良く発汗状態を評価することができる。
変化するものであるが、基本的には複素インピーダンス
法もしくは交流インピーダンスを用いることにより精度
良く発汗状態を評価することができる。
第３図は本発明の他の実施例による発汗センサの概略構
成を示すものであって、ｌはセラミックス、樹脂等から
なるセンサヘッド基材であり、２は耐酸化性に優れた金
、銀、白金、ステンレス、ニクロム等の金属電極で体表
面に接触する第一露出電極、５は第一露出電極と同質の
第二露出電極、３はリード電極部、４は電気回路を各々
示す。
成を示すものであって、ｌはセラミックス、樹脂等から
なるセンサヘッド基材であり、２は耐酸化性に優れた金
、銀、白金、ステンレス、ニクロム等の金属電極で体表
面に接触する第一露出電極、５は第一露出電極と同質の
第二露出電極、３はリード電極部、４は電気回路を各々
示す。
第一露出電極２の形状は、体表面に接触し易いように凸
状になっているのが好ましい。第二露出電極の形状は特
に制限されないが第一露出電極と同形状の物が好ましい
。
状になっているのが好ましい。第二露出電極の形状は特
に制限されないが第一露出電極と同形状の物が好ましい
。
いま、手首の体表面上にバンドを用いて上記発汗センサ
を第一露出電極２が体表面に接触するように固定する。
を第一露出電極２が体表面に接触するように固定する。
このとき、第二露出電極５は皮膚表面には接触しない位
置に設ける。第２露出電極５は人体に接触していないの
で、外部条件、例えば、水濡れ状態においてのみ、大き
なインピーダンス変化を示すことから、例えば、雨に濡
れたときなど、第一露出電極２と、第二露出電極５が同
じインピーダンスを示すことから、本センサを用いるこ
とにより、水濡れ状態と発汗状態を判別することができ
、発汗状態のランクを精度良く評価することが可能とな
フた。
置に設ける。第２露出電極５は人体に接触していないの
で、外部条件、例えば、水濡れ状態においてのみ、大き
なインピーダンス変化を示すことから、例えば、雨に濡
れたときなど、第一露出電極２と、第二露出電極５が同
じインピーダンスを示すことから、本センサを用いるこ
とにより、水濡れ状態と発汗状態を判別することができ
、発汗状態のランクを精度良く評価することが可能とな
フた。
さらに、被測定者周囲雰囲気の湿度が高いと皮膚表面が
べたつき、発汗状態に近い状態となり、正確な発汗状態
を把握できなくる。そこで、被測定者周囲雰囲気の湿度
を、第二露出電極５を利用し、あるいは他の湿度センサ
を利用して、測定し、湿度測定値を用いて発汗センサ測
定値を補正することにより発汗状態を的確に評価するこ
とができた。
べたつき、発汗状態に近い状態となり、正確な発汗状態
を把握できなくる。そこで、被測定者周囲雰囲気の湿度
を、第二露出電極５を利用し、あるいは他の湿度センサ
を利用して、測定し、湿度測定値を用いて発汗センサ測
定値を補正することにより発汗状態を的確に評価するこ
とができた。
次に本発明の他の実施例に付いて説明する。
予め、被測定者の皮膚表面抵抗を各発汗状態において測
定し、基準となる標準データを作成する。
定し、基準となる標準データを作成する。
該標準データと本発明によって得られる測定データを相
対比較することにより、より正確に個人別に発汗状態を
評価することができた。
対比較することにより、より正確に個人別に発汗状態を
評価することができた。
これらの情報は、その他のセンサの情報、例えば、活動
量、血圧、脈拍および体温等の情報と刊み合わせること
により、被測定者の体調が検出できものである。
量、血圧、脈拍および体温等の情報と刊み合わせること
により、被測定者の体調が検出できものである。
なお、本発明の発汗センサの取り付は位置は、時計バン
ドの内側、指輪、ヘアバンド等体表面に接触できる位置
であれがよく特に限定されるものではないが、装着位置
として、センサヘッド部をポータブル手首装着型がより
正確に発汗状態を検知できた。
ドの内側、指輪、ヘアバンド等体表面に接触できる位置
であれがよく特に限定されるものではないが、装着位置
として、センサヘッド部をポータブル手首装着型がより
正確に発汗状態を検知できた。
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明は、人体に皮膚
表面に接触するセンサヘッド部が、露出電極であフて、
１０Ｈｚから］ＯＭＨｚの測定周波数で皮膚表面の電気
抵抗を測定することにより、被測定者の発汗状態を精度
良く評価することを可能とするものである。
表面に接触するセンサヘッド部が、露出電極であフて、
１０Ｈｚから］ＯＭＨｚの測定周波数で皮膚表面の電気
抵抗を測定することにより、被測定者の発汗状態を精度
良く評価することを可能とするものである。
第１図、第３図は本発明の一実施例における発汗センサ
のセンサヘッド略示断面図、第２図は同実施例における
測定結果の一例を示すグラフである。 １・・・センサヘッド基材、２・・・露出電極、３・・
・リード電極部、４・・・電気回路部、５・・・第２露
出電極。 代理人 弁理士 松 １）正 道 第１図 第２図 Ｒ 実数部 第３図
のセンサヘッド略示断面図、第２図は同実施例における
測定結果の一例を示すグラフである。 １・・・センサヘッド基材、２・・・露出電極、３・・
・リード電極部、４・・・電気回路部、５・・・第２露
出電極。 代理人 弁理士 松 １）正 道 第１図 第２図 Ｒ 実数部 第３図
Claims (5)
- （１）人体の皮膚表面に接触するセンサヘッド部が、少
なくとも２個以上の露出電極から成り、その露出電極は
信号処理手段に接続されており、前記人体の皮膚表面の
電気抵抗を測定する信号処理手段が使用する、その皮膚
表面の電気抵抗測定周波数が１０Ｈｚ〜１０ＭＨｚであ
ることを特徴とする発汗センサ。 - （２）露出電極に隣接し設けられた第２の２個以上の露
出電極間の電気抵抗を参照値として、前記人体の発汗状
態を的確に評価することを特徴とする請求項１記載の発
汗センサ。 - （３）発汗センサの人体に装着する前記センサヘッド部
をポータブル手首装着型機器としたことを特徴とする請
求項１記載の発汗センサ。 - （４）人体の皮膚表面に接触するセンサヘッド部が、少
なくとも２個以上の露出電極から成り、測定周波数が１
０Ｈｚから１０ＭＨｚで測定した電気抵抗値と、被測定
者周囲雰囲気の湿度測定値とにより人体の発汗状態を的
確に評価することを特徴とする発汗状態の発汗センシン
グ法。 - （５）人体の皮膚表面に接触するセンサヘッド部が、少
なくとも２個以上の露出電極から成り、測定周波数が１
０Ｈｚから１０ＭＨｚで測定した電気抵抗値をもちいて
発汗状態をセンシングする際、被測定者の皮膚表面抵抗
を各発汗状態において測定し、基準となる標準データを
予め作成しておき、該標準データと測定データを相対比
較することにより、より正確に個人別に発汗状態を評価
することを特徴とする発汗センシング法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2285631A JPH04158835A (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | 発汗センサおよび発汗センシング法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2285631A JPH04158835A (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | 発汗センサおよび発汗センシング法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04158835A true JPH04158835A (ja) | 1992-06-01 |
Family
ID=17694035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2285631A Pending JPH04158835A (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | 発汗センサおよび発汗センシング法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04158835A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008058309A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-03-13 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 流体試験装置および方法 |
| JP2014514002A (ja) * | 2011-03-02 | 2014-06-19 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 乾燥皮膚伝導性電極 |
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| JP2017023408A (ja) * | 2015-07-22 | 2017-02-02 | ライフケア技研株式会社 | 発汗量測定用パッチと発汗量測定装置 |
-
1990
- 1990-10-22 JP JP2285631A patent/JPH04158835A/ja active Pending
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