JPH1147118A - 生体の圧力一定化方法及び圧力一定化装置 - Google Patents
生体の圧力一定化方法及び圧力一定化装置Info
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Abstract
測定する際に、被測定部位の圧力を一定化することがで
きるとともに、被測定部位と検出端子との密着性を高め
ることができる手段を提供する。 【解決手段】 光学的生体情報測定装置においては、温
調プレート1上に乗せられた手2の掌の一部分である被
測定部位の生体情報を測定する際に、手の甲の、被測定
部位の上方に位置する部分が風船22を介して下向きに
押圧される。このとき、圧力計23の指示値に基づい
て、手の甲に対する押圧力が予め設定された一定値に調
整される。これにより、被測定部位の圧力が一定化され
る。また、手2(手の甲)が下向きに押圧されるので、
被測定部位と検出端子3との密着性が高められる。
Description
定装置を用いて生体情報を測定する際に、被測定部位の
圧力を一定化するとともに被測定部位と検出端子との密
着性を高めることができ、さらには被測定部位が血液成
分を含まない状態における生体情報の測定をも可能にす
る圧力一定化方法及び圧力一定化装置に関するものであ
る。
位(例えば、手のひらの一部)に光を照射するととも
に、該被測定部位による上記光の透過光もしくは反射光
又は透過反射光(以下、これらを「透過・反射光」と総
称する)のスペクトルを測定し、該スペクトルに基づい
て生体内の所定の生体情報(例えば、生体内の所定成分
の濃度、具体例として血糖値等)を測定するようにした
光学的生体情報測定装置は従来より知られている(例え
ば、特開平6−14906号公報参照)。
は、普通、被測定部位に光を照射する発光部と、被測定
部位による透過・反射光を受光(検出)する受光部とを
備えた検出端子が設けられ、生体情報測定時にはこの検
出端子が被測定部位に当接させられるようになってい
る。そして、かかる光学的生体情報測定装置において
は、測定条件を一定にする必要があり、とくに被測定部
位の圧力、温度等を一定化する必要がある。
特開平6−14906号公報に開示されているような従
来の光学的生体情報測定装置では、クリップあるいは両
面テープを用いて検出端子を被測定部位に固定している
だけであり、被測定部位の圧力、温度等についてはとく
には考慮されていない。このため、生体情報測定時の生
体の姿勢等(例えば、手の掌の一部分を被測定部位とし
た場合は手の向き等)が変化し、あるいは温度環境が変
化すると、これに伴って生体情報の測定値も変化し、測
定データにばらつきが生じ、該データの精度が低下する
といった問題がある。また、従来の光学的生体情報測定
装置では、被測定部位と検出端子との密着性が比較的悪
く、これによっても測定データにばらつきが生じ、該デ
ータの精度が低下するといった問題がある。
分を含まない状態で生体情報の測定を行うことが要求さ
れることがあるが、このような場合、従来の光学的生体
情報測定装置では、何らかの方法で被測定部位の血液流
を止めて(例えば、被測定部位まわりをきつく締め付け
る)、この後で生体情報の測定を行うことになるので、
測定操作が極めて煩瑣であるといった問題がある。
になされたものであって、光学的生体情報測定装置を用
いて生体情報を測定する際に、被測定部位の圧力あるい
は温度を一定化することができるとともに、被測定部位
と検出端子との密着性を高めることができ、さらには被
測定部位に血液成分を含まない状態における生体情報の
測定をも行うことができる手段を提供することを解決す
べき課題とする。
なされた本発明の1つの態様は、生体の被測定部位に当
接する検出端子により該被測定部位に光を照射するとと
もに該被測定部位による上記光の透過光もしくは反射光
又は透過反射光を検出し、該透過光もしくは反射光又は
透過反射光のスペクトルに基づいて生体内の所定の生体
情報(例えば、生体内の所定成分の濃度、具体例として
血糖値等)を測定する生体情報測定装置を用いて該生体
情報を測定する際に、被測定部位の圧力を一定化する生
体の圧力一定化方法において、生体情報を測定する際
に、柔らかい圧力媒体を介して生体の所定の部位を、予
め設定された一定の押圧力で押圧し、被測定部位の圧力
を一定化するようにしたことを特徴とするものである。
の測定時には、被測定部位の圧力が一定化されるので、
測定データのばらつきが低減され、生体情報測定装置の
測定精度が高められる。さらに、生体ないしは被測定部
位が検出端子に向かって押圧されるので、被測定部位と
検出端子との密着性が高められ、生体情報測定装置の測
定精度がさらに高められる。また、生体の所定の部位が
柔らかい圧力媒体を介して押圧されるので、押圧される
部位に凹凸ないしは起伏がある場合でも、該部位がまん
べんなく押圧される。
位の真上から生体の上記所定の部位を押圧するのが好ま
しい。このようにすれば、被測定部位が、生体の押圧さ
れる部位(以下、これを「押圧部位」という)の直下に
位置するので、押圧部位の押圧力と被測定部位の圧力と
がほぼ等しくなる。したがって、押圧部位の押圧力を一
定にすれば、これに伴って被測定部位の圧力が高精度で
一定化される。
め設定された設定値よりも高い所定の圧力まで押圧力を
高め、この後押圧力を上記設定値まで低下させることに
より、押圧力を上記設定値に合わせるのが好ましい。こ
のようにすれば、押圧力を高めたときに、被測定部位と
検出端子との間の空気が確実に排除されるので、被測定
部位と検出端子との密着性が一層高められる。
部位に当接する検出端子により該被測定部位に光を照射
するとともに該被測定部位による上記光の透過光もしく
は反射光又は透過反射光を検出し、該透過光もしくは反
射光又は透過反射光のスペクトルに基づいて生体内の所
定の生体情報(例えば、生体内の所定成分の濃度、具体
例として血糖値等)を測定する生体情報測定装置を用い
て該生体情報を測定する際に、被測定部位の圧力を一定
化する生体の圧力一定化装置において、生体情報を測定
する際に柔らかい圧力媒体を介して生体の所定の部位を
押圧する押圧手段と、生体情報を測定する際に押圧手段
と生体との間に配置されるようにして該押圧手段に取り
付けられた圧力計とが設けられていることを特徴とする
ものである。
より、生体の押圧部位の押圧力を検出することができ
る。そして、この圧力計の指示値が設定値に一致するよ
うに、押圧手段で押圧部位を押圧すれば、被測定部位の
圧力が一定化される。かくして、生体情報の測定時に
は、被測定部位の圧力が一定化されるので、測定データ
のばらつきが低減され、生体情報測定装置の測定精度が
高められる。さらに、生体ないしは被測定部位が検出端
子に向かって押圧されるので、被測定部位と検出端子と
の密着性が高められ、生体情報測定装置の測定精度がさ
らに高められる。また、生体の所定の部位が柔らかい圧
力媒体を介して押圧されるので、押圧部位に凹凸ないし
は起伏がある場合でも、該部位をまんべんなく押圧する
ことができる。
が、検出端子の真上に配置されているのが好ましい。こ
のようにすれば、被測定部位が生体の押圧部位の直下に
位置するので、押圧部位の押圧力と被測定部位の圧力と
がほぼ等しくなる。したがって、押圧部位の押圧力を一
定にすれば、これに伴って被測定部位の圧力が高精度で
一定化される。
は、ゴム系材料、軟質樹脂又は硬質樹脂で形成された風
船、あるいはゴム系材料、軟質樹脂又は無機系の可塑材
で形成されたクッションであるのが好ましい。このよう
にすれば、容易に生体をまんべんなく押圧することがで
きる圧力媒体を低コストで製作することができる。
が、バネの付勢力又は空気圧により生体の所定の部位を
押圧するようになっているのが好ましい。このようにす
れば、押圧手段を極めて簡素な構造とすることができ、
該押圧手段の製作コストが低減される。
が、被測定部位の血液流を止めることが可能な強い押圧
力でもって生体の上記所定の部位を押圧することができ
るようになっているのが好ましい。このようにすれば、
押圧手段の押圧力を高めることにより、被測定部位内に
血液成分を含まない状態で生体情報の測定を行うことが
できる。
測定時に生体を載せるプレートが設けられている場合
は、検出端子が該プレートの上面から生体側にやや突き
出ているのが好ましい。このようにすれば、被測定部位
と検出端子との密着性をさらに高めることができる。
情報の測定時に生体を載せるプレートが設けられている
場合は、該プレートの温度を所定値に保持するプレート
温度制御手段が設けられているのが好ましい。一般に、
生体情報の測定において、被測定部位の温度が変化する
とこれに伴って測定データも若干変化するが、このよう
にプレートの温度を制御すれば、被測定部位の温度が一
定に保たれ、生体情報の測定精度が高められる。
的に説明する。図1は、本発明の実施の形態を示す光学
的生体情報測定装置のシステム構成を示す図である。図
1に示すように、この光学的生体情報測定装置は、基本
的には、温調プレート1の上面に載せられた人の手2の
掌の一部分を被測定部位として、該被測定部位と当接し
ている検出端子3から被測定部位に光を照射し、該被測
定部位による上記光の透過・反射光を検出端子3で受光
し、この透過・反射光のスペクトルを測定光学系4で測
定し、該スペクトルに基づいて所定の生体情報(例え
ば、生体内の所定成分の濃度、具体例として血糖値等)
を得るようになっている。ここで、検出端子3は、被測
定部位との密着性を高めるために、温調プレート1の上
面から上方に5mm程度突出するようにして配置されて
いる。
分光装置6と、発光側光ファイバ7と、受光側光ファイ
バ8と、検出器9と、インターフェース回路10とで構
成されている。かくして、測定光学系4は、光源5から
放射された光を、分光装置6で分光して所定の波長域の
光を測定光として取り出し、この測定光を発光側光ファ
イバ7を介して検出端子3に伝送するようになってい
る。ここで、検出端子3は、この測定光をその発光部
(図示せず)から放射して被測定部位に照射する一方、
該被測定部位による透過・反射光を受光部(図示せず)
で受光するようになっている。
光された透過・反射光を受光側光ファイバ8を介して検
出器9に伝送し、ここで透過・反射光を電気信号に変換
し、この電気信号をインターフェース回路10を介して
演算制御部11に送信するようになっている。この演算
制御部11は、これに入力された電気信号に基づいて透
過・反射光のスペクトルを求め、さらにこのスペクトル
に基づいて生体情報を求め、この生体情報を出力部12
(例えば、ディスプレイ、プリンタ等)に出力するよう
になっている。
置においては、生体情報測定時に被測定部位の温度(体
温)が変化すると、これに伴って生体情報の測定値が少
なからず変化し、生体情報の測定精度が低下することに
なる。そこで、本発明にかかる光学的生体情報測定装置
には、温調プレート1を加熱・冷却することができる加
熱・冷却器13と、該加熱・冷却器13を制御して温調
プレート1の温度を所定の一定値に保持する温度制御装
置14とが設けられている。かくして、温調プレート1
が所定の一定温度に保持され、これにより被測定部位の
温度(体温)が一定に保持される。
て、被測定部位の反射光のスペクトルを測定した結果を
示す。ここでは、光ファイバを使用し、被験者の掌の一
部を被測定部位として該被測定部位に光を照射し、その
反射光のスペクトルを計測している。なお、ここではス
ペクトルの測定時にこれと同時に被測定部位近傍の温度
を測定し、この温度を体温としている。また、図11に
示すグラフは、体温が37°Cのときに測定したスペク
トルを基準スペクトルとし、この基準スペクトルと各体
温で測定されたスペクトルとの差分値でスペクトル強度
を示している。図11から明らかなとおり、スペクトル
強度は、体温変化により変動している。この結果によれ
ば、かかるスペクトル変動をなくすためにも、体温を一
定にして生体情報の測定を行う必要があることがわか
る。
おいては、生体情報測定時に、検出端子3と当接してい
る被測定部位の圧力が変化すると、これに伴って生体情
報の測定値が少なからず変化し、生体情報の測定精度が
低下する。さらに、被測定部位が検出端子3に密接して
いないと、生体情報の測定精度が低下する。そこで、本
発明にかかる光学的生体情報測定装置には、検出端子3
と当接している被測定部位の圧力を一定化するととも
に、被測定部位の検出端子3への密着性を高めるための
圧力一定化装置が設けられている。
機能を説明する。この圧力一定化装置には、そのハウジ
ングをなし、検出端子3を覆うようにして温調プレート
1の上面に配置される中空略直方体形のボックス15が
設けられている。このボックス15は、生体情報測定時
に、その中空部に手2を差し入れることができるよう
に、差し入れ方向にみて前側と後側とが開放されてい
る。つまり、このボックス15は、その天井部をなす上
面壁と、左右2つの側壁とで構成されている。図1から
明らかなとおり、生体情報を測定する際、手2を後側開
口部からボックス15内に差し入れて温調プレート1の
上面の測定位置に載せる。
柱形の筒部材16が、その中心軸線が該下面と直交する
ようにして取り付けられている。ここで、筒部材16は
検出端子3の真上に位置するように配置されている。ま
た、筒部材16の中心軸線と対応する位置において、ボ
ックス15の上面壁には、その内周面に雌ネジが切られ
たネジ穴24が設けられ、このネジ穴24には、その外
周面に雄ネジが切られたネジ棒18が螺入されている。
このネジ棒18は、ボックス15の上方から筒部材16
の中空部内に伸びている。そして、ネジ棒18の上端部
には調整ノブ17が取り付けられている。他方、ネジ棒
18の下端部には、筒部材16の中空部とほぼ同一径
(若干小さい)の円板状の円形プレート19が取り付け
られ、この円形プレート19は筒部材16の中空部内に
位置している。ここで、調整ノブ17は棒ネジ18を手
で回すために設けられており、したがってこの調整ノブ
17は手で握りやすい形状に形成されている。また、ネ
ジ棒18は、その長さが筒部材16の長さよりも長くな
るように形成されている。
イル状の伸縮バネ20が、コイル中心軸線が筒部材16
の中心軸線とほぼ一致するようにして取り付けられ、こ
の伸縮バネ20の下端部に押圧プレート21が取り付け
られている。また、押圧プレート21の下面には、その
内部に空気が封入された風船22が圧力媒体として取り
付けられ、この風船22の下面に圧力計23が取り付け
られている。ここで、コイル状の伸縮バネ20のコイル
直径(外径)は、円形プレート19の直径とほぼ同一寸
法に設定されている。また、伸縮バネ20の伸縮方向の
長さは、筒部材16の長さとほぼ同一寸法に設定されて
いる。平面視で、押圧プレート21は、手の甲(掌)全
体を覆うことができる大きさ(寸法)に形成され、風船
22は押圧プレート21とほぼ同程度(同等)の大きさ
(寸法)に形成されている。風船22の材料としては、
例えばゴム系材料、軟質樹脂、硬質樹脂等が用いられ
る。なお、風船22に代わる圧力媒体として、ゴム系材
料、軟質樹脂、無機系の可塑材で形成されたクッション
等を用いてもよい。
いては、ボックス15は、それぞれ可動部材である調整
ノブ17と、ネジ棒18と、円形プレート19と、伸縮
バネ20と、押圧プレート21と、風船22と、圧力計
23とからなる組立体(以下、これらを「可動押圧部」
と総称する)を支持している。なお、筒部材16はボッ
クス15によって固定的に支持されている。そして、こ
のボックス15の高さは、筒部材16と可動押圧部(調
整ノブ17とネジ棒18の一部とを除く)とがボックス
内中空部に支障なく収まり、かつ円形プレート19が最
上位に位置するときに、温調プレート1と圧力計23と
の間に、手2を抵抗なく自然に差し入れることができる
ような寸法に設定されている。また、可動押圧部は検出
端子3の上方に位置するように配置され、とくに圧力計
23は検出端子3の真上に位置するように配置されてい
る。
一定化装置で、検出端子3と当接する被測定部位の圧力
が一定となるように手2を押圧する際には、およそ次の
ような手順で該圧力一定化装置が操作される。まず、圧
力一定化装置の円形プレート19を最上位に位置させた
上で、ボックス15の後側開口部から手2をボックス内
中空部に差し込み、温調プレート1の所定の位置に手2
を載せ、この手2を、後で説明する位置決め装置で固定
・位置決めする。かくして、手2は位置決め装置によっ
て所定の測定位置に正確に位置決めされる。このとき、
手2の被測定部位及び圧力計23は、検出端子3の真上
に位置している。
に回す。このとき、ネジ棒18が調整ノブ17と一体回
転するが、ネジ棒18はネジ穴24と螺合している関係
上、その回転量に相応して下向きに移動する。これに伴
って、可動押圧部(調整ノブ17、ネジ棒18、円形プ
レート19、伸縮バネ20、押圧プレート21、風船2
2及び圧力計23)が徐々に下向きに、すなわち手の甲
に向かって移動する。そして、圧力計23が手の甲に当
接(接触)した時点から、圧力計23の指示値を観察す
る。
してゆくと、圧力計23に続いて風船22が手の甲に当
接(接触)し、さらに手の甲を次第に強く押圧してゆ
く。このとき、風船22は、手の甲の凹凸ないしは起伏
にかかわりなく手の甲に密着してゆくので、手全体を均
一ないしは一様に押圧する。調整ノブ17をさらに時計
回り方向に回してゆくと、手2に加わる圧力はさらに強
くなるが、手2が痛みを感じたときにこの時計回り方向
の回転操作を停止する。なお、この状態においては、圧
力計23の指示値は、所定の設定値を超えている。すな
わち、この設定値は、手2が痛くなるような値よりも弱
く設定されている。
方向に回し、圧力計23の指示値を観察しながら、手2
に対する押圧力を徐々に弱めてゆく。そして、圧力計2
3の指示値が設定値まで低下したときに、この反時計回
り方向の回転操作を停止する。そして、この状態で生体
情報の測定を行う。このとき、圧力計23が検出端子3
の真上に位置し、したがって手の甲の、検出端子3の真
上すなわち被測定部位の真上に位置する部分(以下、こ
の部分を「押圧力測定部」という)の押圧力が一定に保
持される。ここで、手の甲の押圧力測定部は被測定部位
の真上に位置するので、押圧力測定部の押圧力は被測定
部位の圧力とほぼ等しくなる。かくして、手の甲の押圧
力測定部の押圧力が一定の設定値に保持されるので、掌
の被測定部位の圧力も一定の設定値に保持され、生体情
報の測定精度が高められる。
超えて、手2に痛みを感じるまで高めるのは、検出端子
3と被測定部位との密着性を高めるためである。このよ
うにせず、押圧力が低い状態から徐々にこれを高めつつ
押圧力を設定値に合わせた場合は、検出端子3と被測定
部位との間に空気が含まれることがあり、このような場
合には生体情報の測定精度が低下する。なお、前記した
とおり、検出端子3が、温調プレート1の上面から上向
きにおよそ5mm突出しているので、検出端子3と被測
定部位との密着性がさらに高められる。
伸縮バネ20により手の甲を押圧するようにしている
が、このようにせず、空気圧で手の甲を押圧するように
してもよい。この場合は、図3に示すように、ボックス
15内においてその上面壁の下面に取り付けられ空気で
膨らむ風船26と、チューブ27を介して風船26内に
空気を圧入し又は風船26内の空気を抜き出す空気給排
器28とが設けられる。そして、風船26の下面に圧力
計23が取り付けられる。ここで、風船26は、手の甲
全体を覆うことができる大きさ(寸法)に形成される。
なお、風船26は、ボックス15内に収まる大きさであ
れば、ボックス15の前後の開口部からはみ出しても構
わない。ここで、風船26は検出端子3の上方に配置さ
れ、とくに圧力計23は検出端子3の真上に配置され
る。
検出端子3と当接する被測定部位の圧力が一定となるよ
うに手2を押圧する際には、およそ次のような手順で該
圧力一定化装置が操作される。まず、風船26内の空気
を抜き出した上で、伸縮バネ20の付勢力を利用する圧
力一定化装置の場合と同様に、手2を、位置決め装置で
所定の測定位置に正確に位置決めする。このとき、手2
の被測定部位及び圧力計23は、検出端子3の真上に位
置している。
に徐々に空気を送り込み、風船26を膨らませてゆく。
これに伴って、風船26の下面と圧力計23とが徐々に
下向きに、すなわち手の甲に向かって移動する。そし
て、圧力計23が手の甲に当接(接触)した時点から、
圧力計23の指示値を観察する。
と、圧力計23に続いて風船26が手の甲に当接(接
触)し、さらに風船26内の空気圧の上昇に伴って手の
甲を次第に強く押圧してゆく。このとき、風船26は、
手の甲の凹凸ないしは起伏にかかわりなく手の甲に密着
してゆくので、手全体を均一ないしは一様に押圧する。
そして、手2が痛みを感じたときに風船26への空気の
供給操作を停止する。なお、この状態においては、圧力
計23の指示値は所定の設定値を超えている。
6内の空気を徐々に抜き出し(空気圧を低下させ)、圧
力計23の指示値を観察しながら、手2に対する押圧力
を徐々に弱めてゆく。そして、圧力計23の指示値が設
定値まで低下したときに、空気の抜き出し操作を停止す
る。そして、この状態で生体情報の測定を行う。このと
き、圧力計23が検出端子3の真上に位置し、したがっ
て手の甲の押圧力測定部の押圧力が一定に保持される。
ここで、手の甲の押圧力測定部は被測定部位の真上に位
置するので、押圧力測定部の押圧力は被測定部位の圧力
とほぼ等しくなる。かくして、伸縮バネ20の付勢力を
利用する圧力一定化装置の場合と同様に、手の甲の押圧
力測定部の押圧力が一定の設定値に保持され、掌の被測
定部位の圧力も一定の設定値に保持され、生体情報の測
定精度が高められる。なお、手2にかかる押圧力を、設
定値を超えて、手2に痛みを感じるまで高めるのは、伸
縮バネ20の付勢力を利用する圧力一定化装置の場合と
同様の理由による。
る圧力一定化装置のいずれにおいても、前記のように手
の甲の押圧力測定部の押圧力を一定にした状態で生体情
報の測定を行う場合、手2内には血液の循環があり、被
測定部位に血液成分を含んだ状態で生体情報の測定を行
うことになる。しかしながら、被測定部位内に血液成分
を含まない状態で生体情報の測定を行うことが要求され
ることがある。そこで、このような場合、本発明にかか
る圧力一定化装置では、次のような操作で、被測定部位
内に血液成分を含まない状態で生体情報の測定を行うこ
とができる。
力を利用する圧力一定化装置では、手2を所定の測定位
置に位置決めした後、調整ノブ17を十分に時計回り方
向に回し、手2への押圧力を強くして掌内で血液の循環
が起こらない状態をつくればよい。また、空気圧を利用
する圧力一定化装置では、手2を所定の測定位置に位置
決めした後、空気給排器28を操作して風船26内の空
気圧を十分に高め、手2への押圧力を強くして掌内で血
液の循環が起こらない状態をつくればよい。したがっ
て、本発明にかかる圧力一定化装置を備えた光学的生体
情報測定装置では、単一の装置でもって、被測定部位に
血液成分が含まれている状態と、血液成分の含まれてい
ない状態のいずれにおいても、生体情報を正確に測定す
ることができる。
合と、用いない場合とについて、実際に生体情報の測定
を行って得られた結果を示す。ここでは、光ファイバを
使用し、被験者の掌の一部を被測定部位として該被測定
部位に光を照射し、その反射光のスペクトルを計測して
生体情報の測定を行っている。この測定においては、近
赤外領域を用いて、手の置き直し(被測定部位の着脱)
を15回行い、その都度測定を行い、これらのデータの
標準偏差を求めた結果を図12にグラフで示している。
図12から明らかなとおり、本発明にかかる圧力一定化
装置を用いた場合は、用いない場合に比べて、大半の波
長域で標準偏差が小さくなっている。すなわち、本発明
にかかる圧力一定化装置を用いた場合は、手が所定の測
定位置に正確に配置され、その結果データのばらつきな
いしは変動が非常に小さくなり、測定値再現性が極めて
高くなっているといえる。
測定装置には、手2を温調プレート1上の所定の測定位
置に固定し、もって被測定部位を検出端子3に対して正
確に位置決めするための位置決め装置(位置一定化装
置)が設けられているが、以下この位置決め装置の具体
的な構造及び機能を説明する。図4は本発明にかかる位
置決め装置の斜視図であり、図5は図4に示す位置決め
装置で温調プレート1上に手2を固定・位置決めした状
態を示す図である。図4と図5とに示すように、この位
置決め装置は、手首を把持して固定する手首用切欠リン
グ30(把持リング)と、それぞれ親指と人差し指と中
指と薬指と小指とを把持して固定する第1〜第5指用切
欠リング31〜35(把持リング)と、指の付け根に当
接する柱状の第1〜第3当接ポール36〜38とで構成
されている。ここで、手首用切欠リング30及び第1〜
第5指用切欠リングは、それぞれ、その円周方向にみて
一部分が欠如した略C字状リング形に形成されている。
なお、各切欠リング30〜35の切欠部は、主として、
手2を固定する際に手首又は指をはめやすくするために
設けられている。
定位置に配置されたときに手首がくる位置で、切欠部が
真上に位置するような姿勢でもって、温調プレート1に
取り付けられている。また、第1〜第5指用切欠リング
31〜35は、それぞれ、手2が所定の測定位置に配置
されたときに、親指、人差し指、中指、薬指又は小指の
第1関節と第2関節の中間部(中央部)がくる位置で、
切欠部が真上に位置するような姿勢でもって、温調プレ
ート1に取り付けられている。
グ30又は第1〜第5指用切欠リング31〜35の切欠
部と反対側の部分、すなわち温調プレート1に取り付け
られた状態では最下位となる部分には止めネジ39が取
り付けられている。そして、各切欠リング30〜35
は、それぞれ、止めネジ39を温調プレート1に形成さ
れたネジ穴(図示せず)に螺入することにより温調プレ
ート1に取り付けられるようになっている。また、図6
(b)に示すように、各切欠リング30〜35に穴40
を形成しておき、別体のネジ(図示せず)を穴40を通
して温調プレート1のネジ穴に螺入することにより、各
切欠リング30〜35を温調プレート1に取り付けるよ
うにしてもよい。なお、各切欠リング30〜35を、こ
れに取り付けられたピン又は別体のピンを温調プレート
1に形成された穴に嵌入することにより、各切欠リング
30〜35を温調プレート1に取り付けるようにしても
よい。
は、それぞれ、手2が所定の測定位置に配置されたとき
に、人差し指と中指の間の付け根、中指と薬指の間の付
け根又は薬指と小指の付け根がくる位置で、その軸線が
温調プレート上面と直交するような姿勢でもって、温調
プレート1に取り付けられている。各当接ポール36〜
38は、温調プレート1に取り付けた状態における高さ
が温調プレート1の上面に載っている手2(掌)の厚さ
よりも若干小さくなるように形成されている。
ポール36〜38は、それぞれ、温調プレート1に取り
付けられた状態では最下位となる部分にネジ部41が設
けられている。そして、各当接ポール36〜38は、そ
れぞれ、ネジ部41を温調プレート1に形成されたネジ
穴(図示せず)に螺入することにより温調プレート1に
取り付けられるようになっている。なお、図7(b)に
示すように、各当接ポール36〜38の、温調プレート
1に取り付けられた状態では最下位となる部分にその本
体部よりも細い差し込み部42を設け、この差し込み部
42を温調プレート1に形成された穴(図示せず)に嵌
入することにより、各当接ポール36〜38を温調プレ
ート1に取り付けるようにしてもよい。
手の大きさは被験者によって異なるので、場合によって
は被験者の手の大きさに応じて各切欠リング30〜35
及び各当接ポール36〜38を配置すべき温調プレート
上の位置を変更することが必要となることがある。そこ
で、この位置決め装置においては、温調プレート1の上
面に、所定の配置パターンで(例えば、数mm間隔の等
方配列ないしは正方形配列等)、各切欠リング30〜3
5及び各当接ポール36〜38を固定するための多数
(複数)のネジ穴(ピン止めの場合は穴)が設けられて
いる。したがって、各切欠リング30〜35及び各当接
ポール36〜38は、上記ネジ穴の配列パターンの範囲
内で、所望の位置に配置することができる。
の測定を行う際に、各切欠リング30〜35及び各当接
ポール36〜38の一部又は全部が前記の所定の位置か
らずれていれば、ずれている切欠リング30〜35又は
当接ポール36〜38について、それぞれネジを外して
これらを温調プレート1から取り外し、本来の配置位置
に最も近接したネジ穴にネジ止めすればよい。
0〜35及び当接ポール36〜38をネジ止めすべき温
調プレート1上の適切なネジ穴を一度設定し、このネジ
穴を記録しておけば、以後、切欠リング30〜35及び
当接ポール36〜38の位置が何らかの事情で変更され
た場合でも、この被験者について再度生体情報の測定を
行う際には、上記記録に基づいて各切欠リング30〜3
5及び各当接ポール36〜38の位置を容易に修正(調
整)することができる。
性を有する材料で形成されている。そして、手首用切欠
リング30はこれによって把持される手首よりもやや小
さいサイズに形成され、第1〜第5指用切欠リング31
〜35はこれらによって把持される指よりもやや小さい
サイズに形成されている。各切欠リング30〜35は伸
縮性を有する材料で形成されているので、これらが前記
のようにやや小さいサイズとされていても、手首あるい
は指をこれらに容易にはめることができる。また、各切
欠リング30〜35と手首又は指との密着性が高めら
れ、手2が所定の測定位置に確実に固定ないしは位置決
めされる。なお、切欠リング30〜35の材料として
は、具体的には、例えばゴム系材料、軟質樹脂、硬質樹
脂、無機系可塑材、金属系材料等があげられる。なお、
形状記憶合金を用いることもできる。また、当接ポール
36〜38の材料としては、具体的には、例えばゴム系
材料、軟質樹脂、硬質樹脂、無機系可塑材、金属系材料
等があげられる。
1上の所定の測定位置に固定ないしは位置決めする際の
手順はおよそ次のとおりである。すなわち、まず手首用
切欠リング30に手首をはめるとともに、第1〜第5指
用切欠リング31〜35にそれぞれ対応する指をはめ
る。そして、人差し指と中指の間の付け根と、中指と薬
指の間の付け根と、薬指と小指の間の付け根とが、それ
ぞれ、第1〜第3当接ポール36〜38に当接する位置
まで手2を前方にずらせる。
当接ポール36〜38に当接した状態においては、当接
ポール36〜38によって手2の前後方向の変位がくい
止められ、かつ各切欠リング30〜35によって手2の
左右方向の変位がくい止められる。かくして、手2が温
調プレート1上の所定の測定位置に確実かつ正確に固定
ないしは位置決めされる。このように、各切欠リング3
0〜35及び当接ポール36〜38が一定の位置に配置
され、これらによって手2が一定の位置に位置決めされ
るので、生体情報の測定時には、検出端子3は常に手2
の掌の同一部位すなわち正しい被測定部位に正確に当接
する。
の変位を切欠リング30〜35によってくい止めるよう
にしているが、このようにせず、それぞれ固定板と可動
板とを備えていて両板間に対応する手首又は指を押圧・
挟持するプレス装置により手2の左右方向の変位をくい
止めるようにしてもよい。図8は、かかるプレス装置を
備えた位置決め装置の斜視図であり、図9は、図8に示
す位置決め装置により温調プレート1上に手2を固定し
た状態を示す図である。図8と図9とに示すように、こ
の位置決め装置は、手首を押圧・挟持して固定する手首
用プレス装置45と、それぞれ親指と人差し指と中指と
薬指と小指とを押圧・挟持して固定する第1〜第5指用
プレス装置46〜50と、指の付け根に当接する柱状の
第1〜第3当接ポール36〜38とで構成されている。
なお、各当接ポール36〜38の構造及び機能は、前記
の切欠リング30〜35を用いた位置決め装置(図4〜
図7参照)の場合と同様である。
定位置に配置されたときに手首がくる位置で温調プレー
ト1に取り付けられている。また、第1〜第5指用プレ
ス装置46〜50は、それぞれ、手2が所定の測定位置
に配置されたときに、親指、人差し指、中指、薬指又は
小指の第1関節と第2関節の中間部(中央部)がくる位
置で温調プレート1に取り付けられている。
50においては、ベースプレート51(プレス装置固定
台)上の所定の位置に固定板52と、可動板支持部材5
3とが固定されている。なお、ベースプレート51に
は、該ベースプレート51を温調プレート1にネジ止め
する際に、止めネジを通すための穴57が形成されてい
る。そして、可動板支持部材53にはネジ穴が形成さ
れ、このネジ穴にネジ54が螺入されている。このネジ
54は、その軸線が固定板52の広がり面と直交するよ
うに配置されている。また、ネジ54の先端部(固定板
側の端部)には可動板56が取り付けられ、後端部には
つまみ55が取り付けられている。ここで、固定板52
と可動板56とは広がり面同士が互いに対向するように
配置されている(平行に配置されている)。なお、固定
板52及び可動板56の、手首又は指と接触する面に
は、手首又は指を保護するためのクッション材(図示せ
ず)が取り付けられている。
つまみ55を時計回り方向に回すと、ネジ54が可動板
支持部材53のネジ穴と螺合している関係上、ネジ54
とつまみ55と可動板56とは、一体的にX1方向に移
動する(前進する)。すなわち、可動板56が固定板5
2に向かって移動する。他方、つまみ55を反時計回り
方向に回すと、ネジ54とつまみ55と可動板56と
は、一体的にX2方向に移動する(後退する)。すなわ
ち、可動板56が固定板52から離反する。かくして、
固定板52と可動板56との間に手首又は指を入れ、つ
まみ55を時計回り方向又は反時計回り方向にまわして
調整することにより、固定板52と可動板56とでもっ
て、手首又は指を適切な押圧力で押圧・挟持することが
できる。
固定板52と可動板56とが平行となるように配置され
ているが、これらを上側の間隔が下側の間隔よりも若干
狭くなるような位置関係(略ハの字形配置、ないしは扇
形配置)で配置してもよい。このようにすれば、両板5
2、56と手首又は指との密着性が高められ、さらに手
首又は指が温調プレートに対して適度に押さえつけられ
(下向きに押さえつけられる)、手2の温調プレート1
との密着性が高められる。
ート1上での位置を変更する場合は、ベースプレート5
1を温調プレート1から取り外した後、該ベースプレー
ト51を所望の位置に再びネジ止めすればよい。なお、
温調プレート1の上面には、ベースプレート51をネジ
止めするための多数のネジ穴が、所定の配列パターンで
設けられている。したがって、各プレス装置45〜50
(ベースプレート51)は、上記配列パターンの範囲内
において所望の位置に配置することができる。
つまみ55を回すことによって可動板56を手首又は指
に押し付けるようになっているが、このようにせず、可
動板56を固定板52に向かって常時付勢するバネを設
け、このバネの付勢力で手首又は指を押圧・挟持するよ
うにしてもよい。この場合、手首又は指を確実に固定す
るために、バネの付勢力(伸縮力)をかなり強くする必
要がある。
と、用いない場合とについて、実際に生体情報の測定を
行って得られた結果を示す。ここでは、光ファイバを使
用し、被験者の掌の一部を被測定部位として該被測定部
位に光を照射し、その反射光のスペクトルを計測して生
体情報の測定を行っている。この測定においては、近赤
外領域を用いて、手の置き直しを15回行い、その都度
生体情報の測定を行い、これらのデータの標準偏差を求
めた結果をグラフで示している。図13から明らかなと
おり、本発明にかかる位置決め装置を用いた場合は、用
いない場合に比べて、大半の波長域で標準偏差が小さく
なっている。すなわち、本発明にかかる位置決め装置を
用いた場合は、手の置き直しすなわち被測定部位の着脱
が伴われる場合でも、手が所定の測定位置に正確に位置
決めされ、その結果データのばらつきないしは変動が非
常に小さくなり、測定値再現性が極めて高くなっている
といえる。
定装置の一部断面立面説明図である。
定化装置の一部断面正面図である。
め装置の斜視図である。
同様の図である。
は切欠リングの変形例の斜視図である。
は当接ポールの変形例の立面図である。
同様の図である。
ス装置の斜視図である。
化特性を示すグラフである。
合とにおける、生体情報の測定値の標準偏差を比較して
示したグラフである。
とにおける、生体情報の測定値の標準偏差を比較して示
したグラフである。
学系、5…光源、6…分光装置、7…発光側光ファイ
バ、8…受光側光ファイバ、9…検出器、10…インタ
ーフェース回路、11…演算制御部、12…出力部、1
3…加熱・冷却器、14…温度制御装置、15…ボック
ス、16…筒部材、17…調整ノブ、18…棒ネジ、1
9…円形プレート、20…伸縮バネ、21…押圧プレー
ト、22…風船、23…圧力計、24…ネジ穴、26…
風船、27…チューブ、28…空気給排器、30…手首
用切欠リング、31…第1指用切欠リング、32…第2
指用切欠リング、33…第3指用切欠リング、34…第
4指用切欠リング、35…第5指用切欠リング、36…
第1当接ポール、37…第2当接ポール、38…第3当
接ポール、39…止めネジ、40…穴、41…ネジ部、
42…差し込み部、45…手首用プレス装置、46…第
1指用プレス装置、47…第2指用プレス装置、48…
第3指用プレス装置、49…第4指用プレス装置、50
…第5指用プレス装置、51…ベースプレート、52…
固定板、53…可動部支持部材、54…ネジ、55…つ
まみ、56…可動板、57…穴。
Claims (12)
- 【請求項1】 生体の被測定部位に当接する検出端子に
より該被測定部位に光を照射するとともに該被測定部位
による上記光の透過光もしくは反射光又は透過反射光を
検出し、該透過光もしくは反射光又は透過反射光のスペ
クトルに基づいて生体内の所定の生体情報を測定する生
体情報測定装置を用いて該生体情報を測定する際に、上
記被測定部位の圧力を一定化する生体の圧力一定化方法
であって、 生体情報を測定する際に、柔らかい圧力媒体を介して生
体の所定の部位を、予め設定された一定の押圧力で押圧
し、上記被測定部位の圧力を一定化するようにしたこと
を特徴とする生体の圧力一定化方法。 - 【請求項2】 被測定部位の真上から生体の上記所定の
部位を押圧するようにしたことを特徴とする、請求項1
に記載された生体の圧力一定化方法。 - 【請求項3】 予め設定された設定値よりも高い所定の
圧力まで押圧力を高め、この後押圧力を上記設定値まで
低下させることにより、押圧力を上記設定値に合わせる
ようにしたことを特徴とする、請求項1又は2に記載さ
れた生体の圧力一定化方法。 - 【請求項4】 生体の被測定部位に当接する検出端子に
より該被測定部位に光を照射するとともに該被測定部位
による上記光の透過光もしくは反射光又は透過反射光を
検出し、該透過光もしくは反射光又は透過反射光のスペ
クトルに基づいて生体内の所定の生体情報を測定する生
体情報測定装置を用いて該生体情報を測定する際に、上
記被測定部位の圧力を一定化する生体の圧力一定化装置
であって、 生体情報を測定する際に柔らかい圧力媒体を介して生体
の所定の部位を押圧する押圧手段と、 生体情報を測定する際に押圧手段と生体との間に配置さ
れるようにして該押圧手段に取り付けられた圧力計とが
設けられていることを特徴とする生体の圧力一定化装
置。 - 【請求項5】 上記圧力計が、検出端子の真上に配置さ
れていることを特徴とする、請求項4に記載された生体
の圧力一定化装置。 - 【請求項6】 上記圧力媒体が、ゴム系材料、軟質樹脂
又は硬質樹脂で形成された風船であることを特徴とす
る、請求項4又は5に記載された生体の圧力一定化装
置。 - 【請求項7】 上記圧力媒体が、ゴム系材料、軟質樹脂
又は無機系の可塑材で形成されたクッションであること
を特徴とする、請求項4又は5に記載された生体の圧力
一定化装置。 - 【請求項8】 上記押圧手段が、バネの付勢力により生
体の上記所定の部位を押圧するようになっていることを
特徴とする、請求項4又は5に記載された生体の圧力一
定化装置。 - 【請求項9】 上記押圧手段が、空気圧により生体の上
記所定の部位を押圧するようになっていることを特徴と
する、請求項4又は5に記載された生体の圧力一定化装
置。 - 【請求項10】 上記押圧手段が、上記被測定部位の血
液流を止めることが可能な強い押圧力でもって生体の上
記所定の部位を押圧することができるようになっている
ことを特徴とする、請求項4又は5に記載された生体の
圧力一定化装置。 - 【請求項11】 生体情報の測定時に生体を載せるプレ
ートが設けられていて、上記検出端子が該プレートの上
面から生体側にやや突き出ていることを特徴とする、請
求項4〜10のいずれか1つに記載された生体の圧力一
定化装置。 - 【請求項12】 生体情報の測定時に生体を載せるプレ
ートと、該プレートの温度を所定値に保持するプレート
温度制御手段とが設けられていることを特徴とする、請
求項4〜10のいずれか1つに記載された生体の圧力一
定化装置。
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