JPWO2014024626A1 - 生体情報測定装置、およびパルスオキシメータ - Google Patents

生体情報測定装置、およびパルスオキシメータ Download PDF

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Abstract

生産における寸法の変更が容易であり且つ長時間の指への装着による被験者への負担が軽減され得る生体情報測定装置を提供するために、生体情報測定装置は、本体部と、該本体部に一体的に取り付けられており且つ生体の指に装着するための装着部とを備え、装着部による指の装着時に指が配される領域を挟んで対向している光源部と受光部とを含む。ここで、本体部が、信号処理部を含む電気回路と電源部と該電気回路に電気的に接続されている第１端子部とを有し、装着部が、光源部および受光部のうちの少なくとも一方の部分と、該少なくとも一方の部分に電気的に接続されている第２端子部とを有している。また、第１端子部と第２端子部とが、機械的に接し且つ電気的に接続している。そして、信号処理部が、光源部から発せられて指を透過した光が受光部で受光されることによって受光部から出力される信号に基づいて、脈波に係るデジタル値を取得する。

Description

本発明は、生体情報測定装置、およびパルスオキシメータに関する。
血液中の酸素飽和度（ＳｐＯ２）の測定が可能なパルスオキシメータが知られている。このパルスオキシメータでは、被験者の生体部位に装着される測定部において、生体部位に向けて光が照射され、生体部位を透過または生体部位で反射した光の光量に基づいてＳｐＯ２が導出される。
このパルスオキシメータについては、一体型のハウジング内に、光源、センサー、プロセッサーおよびアンプ等が配されている装置が提案されている（例えば、特許文献１等）。これにより、装置の製造コストが低減されるとともに、装置が壊れ難い。また、本体部が手首に装着され、プローブが帯状のテープで指に固定される装置が提案されている（例えば、特許文献２等）。
欧州特許第１８３０６９５号明細書 特開２００５−１１０８１６号公報
しかしながら、上記特許文献１の技術では、一体型のハウジングの構造を一体成形する際に特殊な金型が必要であり、回路基板等の位置決めも難しい。そして、ハウジングのうちの指に装着される部分（装着部とも言う）の寸法は、特殊な金型の寸法によって決まるため、装着部の寸法のみを、大人用の寸法や子供用の寸法等といった具合に変更することは難しい。このため、寸法毎に特殊な金型を準備してパルスオキシメータの生産を行う必要があるが、製品の在庫および流通の管理が容易でない。
また、上記特許文献２の技術では、手首に装着された本体部およびこの本体部から指に固定されたプローブまで伸びるケーブルの存在によって、装置の長時間の装着が被験者にとって大きな負担となる。
このような問題は、指に装着するタイプの酸素飽和度以外の生体情報を測定する装置一般に共通する。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、生産における寸法の変更が容易であり且つ長時間の指への装着による被験者への負担が軽減され得る生体情報測定装置およびパルスオキシメータを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、一態様に係る生体情報測定装置は、本体部と、該本体部に一体的に取り付けられており且つ生体の指に装着するための装着部とを備え、前記指に前記装着部が装着される際に前記指が配される領域を挟んで対向している光源部と受光部とを含んでおり、前記本体部が、信号処理部を含む電気回路と、電源部と、該電気回路に電気的に接続されている第１端子部とを有し、前記装着部が、前記光源部および前記受光部のうちの少なくとも一方の部分と、該少なくとも一方の部分に電気的に接続されている第２端子部とを有しており、前記第１端子部と前記第２端子部とが、機械的に接し且つ電気的に接続しており、前記信号処理部が、前記光源部から発せられて前記指を透過した光が前記受光部で受光されることによって前記受光部から出力される信号に基づいて、脈波に係るデジタル値を取得する。
他の一態様に係るパルスオキシメータは、本体部と、該本体部に一体的に取り付けられており且つ生体の指に装着するための装着部とを備え、前記指に前記装着部が装着される際に前記指が配される領域を挟んで対向している光源部と受光部とを含んでおり、前記本体部が、信号処理部を含む電気回路と、電源部と、該電気回路に電気的に接続されている第１端子部とを有し、前記装着部が、前記光源部および前記受光部のうちの少なくとも一方の部分と、該少なくとも一方の部分に電気的に接続されている第２端子部とを有しており、前記第１端子部と前記第２端子部とが、機械的に接し且つ電気的に接続しており、前記信号処理部が、前記光源部から発せられて前記指を透過した光が前記受光部で受光されることによって前記受光部から出力される信号に基づいて、血液中の酸素飽和度に係る値を取得する。
一態様に係る生体情報測定装置および他の一態様に係るパルスオキシメータの何れによっても、本体部と装着部とを別々に生産した後に本体部に対して装着部を取り付けることが可能であるため、被験者の指のサイズに合わせて装着部の寸法を容易に変更することができる。したがって、生産における寸法の変更が容易であり且つ長時間の指への装着による被験者への負担が軽減され得る。
図１は、一実施形態に係る生体情報測定装置の外観を模式的に示す図である。 図２は、一実施形態に係る生体情報測定装置の外観を模式的に示す図である。 図３は、一実施形態に係る生体情報測定装置の外観を模式的に示す図である。 図４は、一実施形態に係る生体情報測定装置の構成を模式的に示す図である。 図５は、図４にて一点鎖線Ｖ−Ｖで示した位置におけるＹＺ断面を示す図である。 図６は、装着部が本体部に取り付けられる前の様子を示す図である。 図７は、図６にて一点鎖線VII−VIIで示した位置におけるＹＺ断面を示す図である。 図８は、一実施形態に係る生体情報測定装置の機能的な構成を示すブロック図である。 図９は、一実施形態に係る電気回路の機能的な構成を示すブロック図である。 図１０は、一実施形態に係る生体情報測定装置が指へ装着される様子を示す図である。 図１１は、一実施形態に係る生体情報測定装置が指へ装着される様子を示す図である。 図１２は、一実施形態に係る生体情報測定装置が指へ装着される様子を示す図である。 図１３は、第１変形例に係る生体情報測定装置の構成を模式的に示す図である。 図１４は、第１変形例に係る生体情報測定装置の指への装着態様を示す図である。 図１５は、第２変形例に係る生体情報測定装置の構成を模式的に示す図である。 図１６は、第２変形例に係る生体情報測定装置の機能的な構成を示すブロック図である。 図１７は、第２変形例に係る電気回路の機能的な構成を示すブロック図である。 図１８は、第３変形例に係る生体情報測定装置の構成を模式的に示す図である。 図１９は、第３変形例に係る生体情報測定装置の機能的な構成を示すブロック図である。 図２０は、第３変形例に係る電気回路の機能的な構成を示すブロック図である。 図２１は、その他の変形例に係る接続部の態様を示す図である。 図２２は、その他の変形例に係る接続部の態様を示す図である。 図２３は、その他の変形例に係る接続部の態様を示す図である。 図２４は、その他の変形例に係る接続部の態様を示す図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面においては同様な構成および機能を有する部分については同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。また、図面は模式的に示されたものであり、各図における各種構造のサイズおよび位置関係等は正確に図示されたものではない。なお、図１から図７、図１０から図１５、図１８および図２１図２４には、生体情報測定装置１の長手方向の一方向（図１の図面視右方向）を＋Ｘ方向とする右手系のＸＹＺ座標系が付されている。
＜(１)一実施形態＞
＜(１−１)生体情報測定装置の構成＞
一実施形態に係る生体情報測定装置１は、例えば、光源部４から発せられて指を透過した光が受光部５で受光されることで該受光部５から出力される信号に基づいて、血液中の酸素飽和度に係るデジタル値（ＳｐＯ２値）を取得するパルスオキシメータである。
図１から図３は、生体情報測定装置１の外観を模式的に示す図である。図１には、生体情報測定装置１を側方から見た図が示されている。図２には、生体情報測定装置１を正面から見た図が示されている。図３には、生体情報測定装置１を上方から見た図が示されている。また、図４および図５は、生体情報測定装置１の構成を模式的に示す図である。図５には、図４の一点鎖線Ｖ−Ｖで示した位置におけるＹＺ断面が示されている。
図１から図５で示されるように、生体情報測定装置１は、本体部２と装着部３とを備えている。そして、生体情報測定装置１は、光源部４と受光部５とを備えている。この光源部４と受光部５とは、指に装着部３が装着される際に指が配される領域を挟んで対向している。
本体部２は、第１ハウジング部としてのハウジング部２ｈと該ハウジング部２ｈ内に配されている各種構成とを備えている。該ハウジング部２ｈ内に配されている各種構成には、電気回路６、電源部７、充電回路８、通信部９、操作部１０および第１端子部Ｃ１１が含まれている。ハウジング部２ｈは、例えば、略直方体の形状を有している。ここで、ハウジング部２ｈが装着部３よりも硬く十分な剛性を持つことで、本体部２に格納される各種構成が壊れ難くなる。また、第１端子部Ｃ１１は、電気回路６に電気的に接続されている。
装着部３は、本体部２に対して一体的に取り付けられており、生体の各種情報を測定する際に生体の指に装着するための部分である。ここで、装着部３がハウジング部２ｈよりも相対的に柔らかければ、被験者における生体情報測定装置１の装着感が良好となり得る。該装着部３は、光源部４および受光部５、ならびに光源部４および受光部５に電気的に接続されている第２端子部Ｃ１２を備えている。そして、第２端子部Ｃ１２が、第１端子部Ｃ１１に機械的に接し且つ電気的に接続されている。これにより、第１端子部Ｃ１１と第２端子部Ｃ１２とが接続部Ｃ１を形成している。
図６および図７は、生体情報測定装置１について本体部２に装着部３が取り付けられる前の様子が示す図である。図７には、図６の一点鎖線VII−VIIで示した位置におけるＹＺ断面が示されている。図６および図７で示されるように、例えば、本体部２の長手方向に交わる方向から該本体部２に対して装着部３が取り付けられる。図６および図７には、本体部２に対して矢印で示される＋Ｚ方向に装着部３が取り付けられる例が挙げられている。ここで、本体部２が、該本体部２の外周を構成するハウジング部２ｈを有し、該ハウジング部２ｈが第１端子部Ｃ１１のみを外部に対して露出させている。このため、本体部２の防水性等が確保され、例えば、本体部２の水洗い等が可能となる。また、装着部３が、該装着部３の外周を構成する第２ハウジング部としてのハウジング部３ｈを有し、該ハウジング部３ｈが第２端子部Ｃ１２のみを外部に対して露出させている。このため、装着部３の防水性等が確保され、例えば、装着部３の水洗い等が可能となる。
なお、例えば、第１端子部Ｃ１１および第２端子部Ｃ１２は、コネクタまたは電極切片を含んでいれば良い。例えば、第１端子部Ｃ１１および第２端子部Ｃ１２がコネクタであり、一方のコネクタが他方のコネクタに嵌合等によって連結するような態様であれば、該コネクタによって本体部２に装着部３が容易に取り付けられ得る。
ここで、装着部３が本体部２に対して着脱自在に取り付けられる構成が採用されれば、例えば、装着部３の数と本体部２の数とが異なっていても良く、寸法の異なる複数の装着部３を、本体部２に順次に取り付けることが可能となる。これにより、本体部２の有効利用を図ることが可能となる。
一方、接続部Ｃ１以外の部分において、本体部２と装着部３とが当接または接近する境界部分Ｔａ１が、例えば、接着材等で相互に接着された接着部とされれば、本体部２から装着部３が脱落し難い。この場合、本体部２のうちの−Ｚ側において装着部３が連結される部分（被連結部とも言う）Ｔａ１１が、第１端子部Ｃ１１とは異なり、装着部３のうちの＋Ｚ側において本体部２に連結される部分（連結部とも言う）Ｔａ１２が、第２端子部Ｃ１２とは異なる。そして、被連結部Ｔａ１１に対して連結部Ｔａ１２が連結されることで、本体部２に対して装着部３が取り付けられる。また、例えば、被連結部Ｔａ１１と連結部Ｔａ１２とが、リベットやネジ等の連結部材によって連結されても良い。すなわち、装着部３が、接着部および連結部材のうちの少なくとも一方によって、本体部２に取り付けられる構成が採用されれば、本体部２から装着部３が脱落し難い。
なお、被連結部Ｔａ１１に対して連結部Ｔａ１２が連結される態様としては、接着部および連結部材を介した間接的な連結だけに限られない。例えば、被連結部Ｔａ１１に対して連結部Ｔａ１２が嵌合、螺合および係合等と言った種々の態様で直接的に連結されることで本体部２に装着部３が取り付けられても良い。このような態様により、本体部２に装着部３を取り付けるための構造が容易に作製され得る。
また、装着部３が、例えば、指を保持するための弾性力を発する弾性体を含んでいれば、生体情報測定装置１の指への装着が容易である。該弾性体としては、例えば、ゴム等の高分子材料およびバネ等が採用され得る。具体的には、例えば、装着部３の略全体が弾性を有するゴム等の樹脂によって構成される態様、および略Ｕ字状の板バネが樹脂に埋め込まれた態様等が採用され得る。
ところで、本体部２と装着部３との間における配置および寸法に係る関係については、例えば、本体部２の長手方向としてのＸ方向における長さ（第１長さとも言う）Ｌ２が、該Ｘ方向における装着部３の長さ（第２長さとも言う）Ｌ３よりも長ければ良い。具体例としては、第１長さＬ２が、第２長さＬ３の２倍以上の長さである構成が考えられる。さらに、装着部３のＸ方向における中心位置ＣＰ３は、本体部２のＸ方向における中心位置ＣＰ２から本体部２のうちの長手方向における一端部側（−Ｘ側の端部）に向けた一方向（−Ｘ方向）にずれていれば良い。このような本体部２と装着部３との間における配置および寸法に係る関係が満たされる場合には、生体情報測定装置１が指に装着された状態であっても、装着部３が小型であるため、指の関節を曲げる動作の妨げとなり難く、さらに指先側に本体部２が突出し難い。したがって、装置の長時間の指への装着による被験者への負担が軽減され得る。
ここで、例えば、装着部３が、生体の指が−Ｘ方向に挿入される挿入孔３Ｈを有する環状部３Ｒを含んでいれば、挿入孔３Ｈが、指に装着部３が装着される際に指が配される領域となる。この場合、挿入孔３Ｈへの指の挿入によって、生体情報測定装置１の指への装着が非常に容易に行われ得る。さらに、挿入孔３Ｈへ挿入された指に対する負担が小さいため、生体情報測定装置１の長時間の指への装着による被験者への負担がさらに軽減され得る。そして、装着部３の弾性体によって発生する弾性力によって、挿入孔３Ｈが閉じる方向に環状部３Ｒが変形される構成が採用されれば、生体情報測定装置１が指に安定的に装着され得る。
＜(１−２)生体情報測定装置の機能的な構成＞
図８および図９は、生体情報測定装置１の機能的な構成を示すブロック図である。
図８で示されるように、生体情報測定装置１は、光源部４、受光部５、電気回路６、電源部７、充電回路８、通信部９および操作部１０を備えている。
光源部４は、第２端子部Ｃ１２に電気的に接続されている。そして、第２端子部Ｃ１２が、第１端子部Ｃ１１に電気的に接続され、該第１端子部Ｃ１１が、電気回路６に電気的に接続されている。これにより、光源部４が、電気回路６に対して電気的に接続されている。該光源部４は、電気回路６の制御に応じた電源部７からの電力の供給によって受光部５に向けて光を発する。図５では、この光が進む経路（光路）が二点鎖線で示されている。光源部４には、赤色領域の波長λ１の光を発する部分と、赤外線の波長λ２の光を発する部分とが含まれる。このような光源部４としては、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等が採用され得る。なお、測定時には、光源部４から波長λ１の赤色光Ｌｒと波長λ２の赤外光Ｌｉｒとが交互に射出さる。
受光部５は、第２端子部Ｃ１２に電気的に接続されている。これにより、受光部５が、電気回路６に対して電気的に接続されている。該受光部５は、受光した光の強度に応じた大きさの電流信号を後述する信号処理部６２に出力する。なお、受光部５は、例えば、少なくとも波長λ１の光および波長λ２の光に対して感度を有するシリコンフォトダイオード等の光電変換素子を備えている。そして、例えば、挿入孔３Ｈに指が挿入された状態で、受光部５は、光源部４から発せされる波長λ１，λ２の光のうち、指の生体組織を透過した光を受光する。
なお、生体情報の測定時には、光源部４から波長λ１の赤色光Ｌｒと波長λ２の赤外光Ｌｉｒとが交互に射出され、受光部５において光源部４の発光動作に同期して受光動作が行われる。光源部４の発光動作および受光部５の受光動作は、後述する制御部６１によって制御され得る。各光Ｌｒ，Ｌｉｒについての投受光動作は、例えば、１／１００（秒）以上で且つ１／３０（秒）以下程度の周期で繰り返される。
ここで、光源部４および受光部５が、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）Ｆ１に実装されていれば、生体情報測定装置１への光源部４と受光部５の組み込みが容易となり得る。また、光源部４が、本体部２側に配されていれば、光源部４へ電力を供給するための配線経路が短くなり得る。これにより、光源部４への電力供給による電気回路６等に対するノイズの影響が低減され得る。
電気回路６は、制御部６１および信号処理部６２を備えている。この電気回路６は、各種電子部品、集積回路部品およびＣＰＵ等によって構成されれば良い。また、図９で示されるように、制御部６１は、測定制御部６１１、通信制御部６１２および充電回路制御部（不図示）を備えている。信号処理部６２は、電流電圧変換部（以下、Ｉ／Ｖ変換部と言う）６２１、信号増幅部６２２、アナログデジタル変換部（以下、Ａ／Ｄ変換部と言う）６２３および解析処理部６２４を備えている。
測定制御部６１１は、光源部４および受光部５の動作を制御するものである。ここでは、波長λ１の赤色光Ｌｒおよび波長λ２の赤外光Ｌｉｒを、例えば、それぞれ１／１００（秒）の周期で光源部４から交互に射出させる。通信制御部６１２は、後述する通信部９によるデータの通信を制御する。
Ｉ／Ｖ変換部６２１は、周期的に受光部５から出力される電流信号を電圧信号に変換する。該電圧信号は、アナログの脈波に係る信号（脈波信号とも言う）である。
信号増幅部６２２は、例えば、Ｉ／Ｖ変換部６２１から出力される電圧信号を増幅するアンプである。
Ａ／Ｄ変換部６２３は、信号増幅部６２２から出力されるアナログの脈波信号をデジタルの脈波信号に変換する。これにより、脈波に係るデジタル値が得られる。すなわち、光源部４から発せられて指を透過した光が受光部５で受光されることで受光部５から出力される電流信号に基づいて、脈波に係るデジタル値が取得される。
解析処理部６２４は、Ａ／Ｄ変換部６２３から出力されたデジタルの脈波信号に基づいて、所定のデータ解析を行う。これにより、受光部５で受光された各光Ｌｒ，Ｌｉｒの光量および脈波の振幅、赤色光Ｌｒの振幅と赤外光Ｌｉｒの振幅との比率、血液中の酸素飽和度の値（ＳｐＯ２値）、脈拍数ならびに脈波の間隔（周期）等の各種値が算出される。
なお、測定制御部６１１、通信制御部６１２および解析処理部６２４は、専用の電子回路によって構成されても良いし、マイクロプロセッサやＤＳＰ（Digital Signal Processor）等においてプログラムが実行されることで実現されても良い。Ｉ／Ｖ変換部６２１、信号増幅部６２２およびＡ／Ｄ変換部６２３は、例えば、専用の電子回路によって構成され得る。
電源部７は、例えば、ニッケル水素蓄電池またはリチウムイオン電池等の二次電池を備えている。光源部４および電気回路６等の生体情報測定装置１の各種構成には、電源部７から電力が供給される。これにより、本体部２には乾電池等の一次電池を交換するための機構が不要となり得る。その結果、簡易且つ壊れ難い本体部２の構成が実現され得る。
充電回路８は、電源部７の二次電池に対して充電を行うための回路である。例えば、二次電池に対して電気的に接続される端子に充電器が接続されることで、二次電池に対する充電が行われる形態が考えられる。これにより、簡易な構成で二次電池への充電が可能となる。ここで、例えば、充電回路８で、二次電池に対して非接触の充電が行われる場合、つまり、充電回路８が、二次電池に対する非接触の充電を行うための回路を有する場合には、充電器等を接続する端子等が不要である。このため、より簡易な構成で二次電池への充電が可能となる。なお、非接触の充電の方式としては、例えば、コイルの電磁誘導等を用いた方式等が採用され得る。
通信部９は、信号処理部６２で取得されるデータを無線方式で送信する。これにより、信号の解析および保存を行うための構成、ならびに測定結果を表示する表示部の省略が可能である。その結果、装置の小型化、省電力化および製造コストの低減が図られ得る。
ところで、例えば、信号処理部６２のＡ／Ｄ変換部６２３で取得されるデジタルの脈波信号、すなわち脈波に係るデジタル値のデータが、通信部９によって送信される構成が採用されても良い。この場合、例えば、通信部９から送信されたデータを受信した外部の装置（例えば、パーソナルコンピュータ等）において、解析処理部６２４に相当する構成で各種値が算出されれば良い。これにより、生体情報測定装置１における信号を処理するための構成が簡略化され得る。このため、装置の小型化、省電力化および製造コストのさらなる低減が図られ得る。
ここで、信号処理部６２において、デジタルの脈波信号に基づいて、血液中の酸素飽和度の値（ＳｐＯ２値）、脈拍数および脈波の間隔（周期）のうちの少なくとも１種以上に係るデジタル値が取得される場合を想定する。この場合、信号処理部６２によって取得される血液中の酸素飽和度の値（ＳｐＯ２値）、脈拍数および脈波の間隔（周期）のうちの少なくとも１種以上に係るデジタル値のデータが通信部９によって送信され得る。これにより、通信部９から送信されたデータを受信した外部の装置において特別な演算等が行われずとも、該外部の装置において有益な情報が容易に取得され得る。また、生体情報測定装置１における測定結果を表示する表示部の省略が可能であるため、装置の小型化、省電力化および製造コストの低減が図られ得る。
なお、電気回路６には、信号処理部６２で取得されるデータを記憶する各種メモリーが備えられていても良い。
操作部１０は、例えば、電源ボタン、測定開始ボタンおよび測定終了ボタンを備えている。電源ボタンは、生体情報測定装置１の各部に対する電源部７からの電力の供給の有無を切り替えるためのボタンである。測定開始ボタンは、血液中の酸素飽和度の値（ＳｐＯ２値）の測定等を開始させるためのボタンである。測定終了ボタンは、血液中の酸素飽和度の値（ＳｐＯ２値）の測定等を終了させるためのボタンである。
＜(１−３)生体情報測定装置の指への装着＞
図１０から図１２は、生体情報測定装置１が指へ装着される様子の一例を模式的に示す図である。図１０および図１１には、挿入孔３Ｈに指が挿入されていない状態における生体情報測定装置１の一形態が例示されている。図１２には、挿入孔３Ｈに指ＦＧ１が挿入されている状態における生体情報測定装置１の一形態が例示されている。
例えば、図１０および図１１で示されるように、生体情報測定装置１が指に装着されていない状態では、挿入孔３Ｈに挿入される指を挟持するための弾性力が装着部３の弾性体によって発せられ、挿入孔３ＨがＺ方向に閉じる方向に環状部３Ｒが弾性変形している。このとき、例えば、図１１で示されるように、環状部３Ｒが、±Ｙ側の部分Ｂ１，Ｂ２において折り曲げられた状態となり得る。
これに対し、生体情報測定装置１が指に装着される際には、装着部３の弾性体が発する弾性力に抗して、挿入孔３Ｈが−Ｚ方向に広げられるように環状部３Ｒが弾性変形され、図１２で示されるように、挿入孔３Ｈに対して−Ｘ方向に指ＦＧ１が挿入される。これにより、生体情報測定装置１が指ＦＧ１に装着されている状態では、装着部３の弾性体が発する弾性力によって、挿入孔３ＨをＺ方向に閉じる方向に環状部３Ｒが変形しようとして、指ＦＧ１が装着部３によって挟持される。このとき、例えば、挿入孔３Ｈに挿入された指ＦＧ１のうちの爪Ｎ１と遠位指節間関節（第１関節とも言う）Ｊ１との間の領域に光源部４から発せられる各光Ｌｒ，Ｌｉｒが照射されるように、指ＦＧ１が挿入孔３Ｈに挿入されれば良い。
ここでは、図１２で示されるように、装着部３のＸ方向における第２長さＬ３が、指ＦＧ１の長手方向（ここではＸ方向）における先端部ＴＥ１から第１関節Ｊ１までの長さ（第３長さとも言う）Ｌ４よりも短ければ良い。この場合、指ＦＧ１の爪Ｎ１側（背側）に本体部２が配されれば、本体部２および装着部３の何れによっても、指ＦＧ１の第１関節Ｊ１が曲げられる動作が阻害され難い。これにより、生体情報測定装置１の指先への装着が容易であり、且つ生体情報測定装置１の長時間の指先への装着による被験者への負担が軽減され得る。
＜(１−４)一実施形態のまとめ＞
以上のように、本実施形態に係る生体情報測定装置１では、本体部２に装着部３が取り付けられており、装着部３の第２端子部Ｃ１２が、本体部２の第１端子部Ｃ１１に機械的に接し且つ電気的に接続されている。これにより、本体部２と装着部３とを別々に生産した後に本体部２に対して装着部３を取り付けることが可能である。このため、被験者の指のサイズに合わせて装着部３の寸法を容易に変更することができる。そして、本体部２に装着部３が直接取り付けられるため、例えば、指以外の部位に本体部２を装着する必要がなく、本体部２と装着部３とを繋ぐケーブル等が不要である。したがって、生体情報測定装置１の生産における寸法の変更が容易であり、生体情報測定装置１の長時間の指への装着による被験者への負担が軽減され得る。
＜(２)変形例＞
なお、本発明は上述の一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種々の変更、改良等が可能である。
＜(２−１)第１変形例＞
上記一実施形態に係る生体情報測定装置１では、挿入孔３Ｈが±Ｘ方向に貫通していたが、これに限られない。例えば、図１３で示されるように、生体情報測定装置１に対して、装着部３のうちの挿入孔３Ｈの−Ｘ方向の一端部側にストッパー部ＳＦ１が加えられた生体情報測定装置１Ａが採用されても良い。この場合、図１４で示されるように、挿入孔３Ｈに対して＋Ｘ側から指ＦＧ１が挿入されて、ストッパー部ＳＦ１に指ＦＧ１が当接される動作によって、指ＦＧ１のうちの光を照射すべき位置に素早く且つ適切に、生体情報測定装置１Ａが装着され得る。すなわち、生体情報測定装置１Ａの指ＦＧ１への装着に際して、装着位置の位置決めが容易である。
ここで、ストッパー部ＳＦ１が、ゴム等の弾性を有する部材であれば、挿入孔３Ｈへ指ＦＧ１が挿入される際に、指先が傷つき難いため、生体情報測定装置１Ａの指先への装着が容易である。さらに、ストッパー部ＳＦ１に指先がフィットし易いため、長時間の指先への生体情報測定装置１Ａの装着による被験者への負担が軽減され得る。また、ストッパー部ＳＦ１が、光の透過を遮断する遮光部であれば、該遮光部によって外光が受光部５に照射され難い。このため、測定誤差が生じ難い。
＜(２−２)第２変形例＞
上記一実施形態に係る生体情報測定装置１では、電気回路６にＩ／Ｖ変換部６２１が含まれていたが、これに限られない。例えば、図１５から図１７で示されるように、装着部３に、受光部５と該受光部５から出力される電流信号をアナログの電圧信号に変換するＩ／Ｖ変換部６２１とが含まれても良い。この場合、電流信号の伝送経路が短くなることで、ノイズの影響が低減され得る。また、本体部２の小型化が図られ得る。なお、図１５から図１７で示される本変形例に係る生体情報測定装置１Ｄは、Ｉ／Ｖ変換部６２１の装着部３への移動に伴い、上記一実施形態に係る電気回路６および信号処理部６２が、電気回路６Ｄおよび信号処理部６２Ｄに変更されたものである。
＜(２−３)第３変形例＞
上記一実施形態に係る生体情報測定装置１では、電気回路６にＩ／Ｖ変換部６２１および信号増幅部６２２が含まれていたが、これに限られない。例えば、図１８から図２０で示されるように、装着部３に、受光部５と、該受光部５から出力される電流信号をアナログの電圧信号に変換するＩ／Ｖ変換部６２１と、該Ｉ／Ｖ変換部６２１から出力される電圧信号を増幅する信号増幅部６２２とが含まれても良い。この場合、本体部２の小型化がさらに図られ得る。なお、図１８から図２０で示される本変形例に係る生体情報測定装置１Ｅは、Ｉ／Ｖ変換部６２１と信号増幅部６２２の装着部３への移動に伴い、上記一実施形態に係る電気回路６と信号処理部６２とが、電気回路６Ｅと信号処理部６２Ｅとに変更されたものである。
＜(２−４)その他の変形例＞
上記一実施形態に係る生体情報測定装置１については、第１端子部Ｃ１１および第２端子部Ｃ１２がコネクタであり、本体部２に装着部３が取り付けられる構造が、コネクタによって連結される構造を有する例が示されたが、これに限られない。例えば、図２１および図２２で示されるように、第１端子部Ｃ１１Ｂと第２端子部Ｃ１２Ｂとを当接させて、クリップＣＬ１，ＣＬ２等によって第１端子部Ｃ１１Ｂと第２端子部Ｃ１２Ｂとが挟持される構造が採用されても良い。この場合、クリップＣＬ１，ＣＬ２に挟持された第１端子部Ｃ１１Ｂと第２端子部Ｃ１２Ｂとによって、接続部Ｃ１Ｂが形成される。また、例えば、図２３および図２４で示されるように、第１端子部Ｃ１１Ｃの凹み部ＳＬ１に第２端子部Ｃ１２Ｃの突起部ＰＲ２が押し込まれる構造が採用されても良い。この場合、第１端子部Ｃ１１Ｃと第２端子部Ｃ１２Ｃとによって、接続部Ｃ１Ｃが形成される。
すなわち、上記のように、例えば、コネクタによる連結、クリップによる挟持、および一方が他方に押し込まれる圧入のうちの少なくとも１つの態様によって、本体部２に装着部３が取り付けられれば良い。これにより、本体部２に装着部３が容易に取り付けられ得る。なお、クリップによる挟持および一方が他方に押し込まれる圧入が、第１端子部Ｃ１１および第２端子部Ｃ１２以外の部分において本体部２が装着部３に取り付けられる構造に採用されても良い。
また、上記一実施形態に係る生体情報測定装置１では、装着部３に光源部４および受光部５の双方が配されていたが、これに限られない。例えば、光源部４および受光部５のうちの少なくとも一方の部分が装着部３に含まれ、該少なくとも一方の部分に第１端子部Ｃ１１が電気的に接続される態様が考えられる。ここで、光源部４および受光部５のうちの一方の部分が本体部２に配されれば、装着部３の製造に要するコストが低減され得る。このため、生産における寸法の変更、コストの低減および省資源化が容易である。この場合、光源部４および受光部５のうちの装着部３に配されずに本体部２に配される部分については、装着部３のハウジング部３ｈが光路を遮らないように、ハウジング部３ｈの一部に挿入孔３Ｈから＋Ｚ方向に延伸する空間等が設けられれば良い。また、この場合、光源部４が本体部２に配されていれば、光源部４と電気回路６との組が本体部２に配される。このため、光源部４から発せられる光の波長のずれに合わせた信号処理を電気回路６で容易に実行させることができる。
また、上記一実施形態に係る生体情報測定装置１では、光源部４および受光部５の双方がフレキシブルプリント基板Ｆ１に実装されていたが、これに限られない。例えば、光源部４および受光部５のうちの少なくとも一方が、フレキシブルプリント基板Ｆ１に実装されていれば、生体情報測定装置１への光源部４と受光部５の組み込みが容易となり得る。
また、上記一実施形態に係る生体情報測定装置１では、本体部２の長手方向としてのＸ方向における第１長さＬ２が、該長手方向としてのＸ方向における装着部３の第２長さＬ３よりも長かったが、これに限られない。例えば、第１長さＬ２と第２長さＬ３とが略同一である態様、および第２長さＬ３が第１長さＬ２よりも長い態様も考えられる。但し、生体情報測定装置１の長時間の指への装着による被験者への負担を軽減する観点から言えば、第１長さＬ２が第２長さＬ３よりも長い方が好ましい。この場合、本体部２および装着部３の何れによっても、指ＦＧ１の第１関節Ｊ１が曲げられる動作が阻害され難い。
また、上記一実施形態に係る生体情報測定装置１では、本体部２の一端部近傍に装着部３が取り付けられていたが、これに限られない。例えば、本体部２が装着部３よりも−Ｘ側に若干出っ張った部分を有していても構わない。すなわち、装着部３の中心位置ＣＰ３が、本体部２の中心位置ＣＰ２から本体部２の長手方向の一端部側にずれていれば良い。また、例えば、中心位置ＣＰ３が、中心位置ＣＰ２から本体部２の長手方向の一端部側にずれていない態様も考えられる。但し、生体情報測定装置１の長時間の指への装着による被験者への負担を軽減する観点から言えば、中心位置ＣＰ３が、中心位置ＣＰ２から本体部２の長手方向の一端部側にずれている方が好ましい。この場合、指先側に本体部２が突出し難い。
また、上記一実施形態に係る生体情報測定装置１では、表示部が配されていなかったが、これに限られない。例えば、解析処理部６２４で得られた各種値を表示するための表示部が配されても良い。この場合、通信制御部６１２および通信部９が省かれても良い。
また、上記一実施形態に係る生体情報測定装置１では、指ＦＧ１が挿入される環状部３Ｒを装着部３が備えていたが、これに限られない。例えば、装着部３が指ＦＧ１を挟持するクリップ構造を有していても良い。但し、生体情報測定装置１の長時間の指への装着による被験者への負担を軽減する観点から言えば、指ＦＧ１が挿入される環状部３Ｒを装着部３が備えている方が好ましい。そして、装着部３が発生する弾性力によって、挿入孔３Ｈが閉じる方向に環状部３Ｒが変形する方がより好ましい。
また、上記一実施形態に係る生体情報測定装置１では、信号処理部６２によって、血液中の酸素飽和度に係るデジタル値（ＳｐＯ２値）が取得されたが、これに限られない。例えば、ＳｐＯ２値が取得されず、心拍数等の脈波等に関する生体の情報が測定されるパルスオキシメータ以外の生体情報測定装置が採用されても良い。
なお、上記一実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。
１，１Ａ，１Ｄ，１Ｅ 生体情報測定装置
２ 本体部
２ｈ，３ｈ ハウジング部
３ 装着部
３Ｈ 挿入孔
３Ｒ 環状部
４ 光源部
５ 受光部
６，６Ｄ，６Ｅ 電気回路
７ 電源部
８ 充電回路
９ 通信部
１０ 操作部
６１ 制御部
６２，６２Ｄ，６２Ｅ 信号処理部
６２１ 電流電圧変換部（Ｉ／Ｖ変換部）
６２２ 信号増幅部
６２３ アナログデジタル変換部（Ａ／Ｄ変換部）
６２４ 解析処理部
Ｃ１，Ｃ１Ｂ，Ｃ１Ｃ 接続部
Ｃ１１，Ｃ１１Ｂ，Ｃ１１Ｃ 第１端子部
Ｃ１２，Ｃ１２Ｂ，Ｃ１２Ｃ 第２端子部
ＣＬ１，ＣＬ２ クリップ
ＣＰ２ 中心位置
ＣＰ３ 中心位置
Ｆ１ フレキシブルプリント基板
ＦＧ１ 指
ＳＦ１ ストッパー部
Ｔａ１ 境界部分
Ｔａ１１ 被連結部
Ｔａ１２ 連結部

Claims (24)

  1. 本体部と、
    該本体部に一体的に取り付けられており且つ生体の指に装着するための装着部と、
    を備え、
    前記指に前記装着部が装着される際に前記指が配される領域を挟んで対向している光源部と受光部とを含んでおり、
    前記本体部が、
    信号処理部を含む電気回路と、電源部と、該電気回路に電気的に接続されている第１端子部とを有し、
    前記装着部が、
    前記光源部および前記受光部のうちの少なくとも一方の部分と、該少なくとも一方の部分に電気的に接続されている第２端子部とを有しており、
    前記第１端子部と前記第２端子部とが、機械的に接し且つ電気的に接続しており、
    前記信号処理部が、
    前記光源部から発せられて前記指を透過した光が前記受光部で受光されることによって前記受光部から出力される信号に基づいて、脈波に係るデジタル値を取得することを特徴とする生体情報測定装置。
  2. 請求項１に記載の生体情報測定装置であって、
    前記第１端子部および前記第２端子部が、
    コネクタまたは電極切片を含むことを特徴とする生体情報測定装置。
  3. 請求項１または請求項２に記載の生体情報測定装置であって、
    前記装着部が、
    前記本体部に対して着脱自在に取り付けられていることを特徴とする生体情報測定装置。
  4. 請求項１から請求項３の何れか１つの請求項に記載の生体情報測定装置であって、
    前記本体部が、
    前記第１端子部のみを外部に対して露出させた第１ハウジング部を有し、
    前記装着部が、
    前記第２端子部のみを外部に対して露出させた第２ハウジング部を有していることを特徴とする生体情報測定装置。
  5. 請求項１から請求項４の何れか１つの請求項に記載の生体情報測定装置であって、
    前記本体部に前記装着部が取り付けられる構造が、
    コネクタによって連結される構造、クリップによって挟持される構造、および一方が他方に押し込まれる構造のうちの少なくとも１つの構造を有していることを特徴とする生体情報測定装置。
  6. 請求項１から請求項５の何れか１つの請求項に記載の生体情報測定装置であって、
    前記本体部が、
    前記第１端子部とは異なる被連結部を含み、
    前記装着部が、
    前記第２端子部とは異なる連結部を含み、
    前記被連結部に対して前記連結部が連結されることで、前記本体部に対して前記装着部が取り付けられていることを特徴とする生体情報測定装置。
  7. 請求項６に記載の生体情報測定装置であって、
    前記装着部の前記連結部が、
    接着部および連結部材のうちの少なくとも一方によって、前記本体部の前記被連結部に連結されていることを特徴とする生体情報測定装置。
  8. 請求項１から請求項７の何れか１つの請求項に記載の生体情報測定装置であって、
    前記光源部および前記受光部のうちの少なくとも一方が、
    フレキシブルプリント基板に実装されていることを特徴とする生体情報測定装置。
  9. 請求項１から請求項８の何れか１つの請求項に記載の生体情報測定装置であって、
    前記装着部が、
    前記受光部と、該受光部から出力される電流信号を電圧信号に変換する変換部とを含むことを特徴とする生体情報測定装置。
  10. 請求項９に記載の生体情報測定装置であって、
    前記装着部が、
    前記変換部から出力される前記電圧信号を増幅する信号増幅部、を含むことを特徴とする生体情報測定装置。
  11. 請求項１から請求項１０の何れか１つの請求項に記載の生体情報測定装置であって、
    前記電源部が、
    二次電池を含むことを特徴とする生体情報測定装置。
  12. 請求項１１に記載の生体情報測定装置であって、
    前記本体部は、
    前記二次電池に対して充電を行うための充電回路をさらに含むことを特徴とする生体情報測定装置。
  13. 請求項１２に記載の生体情報測定装置であって、
    前記充電回路が、
    前記二次電池に対する非接触の充電を行うための回路を含むことを特徴とする特徴とする生体情報測定装置。
  14. 請求項１から請求項１３の何れか１つの請求項に記載の生体情報測定装置であって、
    前記本体部が、
    前記信号処理部で取得されるデータを無線方式で送信する通信部をさらに含むことを特徴とする生体情報測定装置。
  15. 請求項１４に記載の生体情報測定装置であって、
    前記通信部が、
    前記信号処理部で取得される前記脈波に係るデジタル値のデータを送信することを特徴とする生体情報測定装置。
  16. 請求項１４または請求項１５に記載の生体情報測定装置であって、
    前記信号処理部が、
    前記脈波に係るデジタル値に基づいて、血液中の酸素飽和度、脈拍数および脈波の間隔のうちの１種以上に係るデジタル値を取得し、
    前記通信部が、
    前記信号処理部によって取得される前記血液中の酸素飽和度、前記脈拍数および前記脈波の間隔のうちの１種以上に係るデジタル値のデータを送信することを特徴とする生体情報測定装置。
  17. 請求項１から請求項１６の何れか１つの請求項に記載の生体情報測定装置であって、
    前記装着部が、
    前記指を保持するための弾性力を発する弾性体を含んでいることを特徴とする生体情報測定装置。
  18. 請求項１７に記載の生体情報測定装置であって、
    前記本体部が、
    前記装着部よりも硬いハウジング部を有することを特徴とする生体情報測定装置。
  19. 請求項１から請求項１８の何れか１つの請求項に記載の生体情報測定装置であって、
    前記装着部が、
    前記指が一方向に挿入される挿入孔を有する環状部を含むことを特徴とする生体情報測定装置。
  20. 請求項１９に記載の生体情報測定装置であって、
    前記環状部が、
    前記弾性力によって前記挿入孔が閉じる方向に変形することを特徴とする生体情報測定装置。
  21. 請求項１９または請求項２０に記載の生体情報測定装置であって、
    前記装着部が、
    前記挿入孔の前記一方向の一端部側に配されているストッパー部を含むことを特徴とする生体情報測定装置。
  22. 請求項２１に記載の生体情報測定装置であって、
    前記ストッパー部が、
    遮光部を含むことを特徴とする生体情報測定装置。
  23. 請求項１から請求項２２の何れか１つの請求項に記載の生体情報測定装置であって、
    前記本体部の長手方向における該本体部の第１長さが、
    該長手方向における前記装着部の第２長さよりも長く、
    前記装着部の前記長手方向における中心位置が、
    前記本体部の前記長手方向における中心位置から前記本体部の前記長手方向における一端部側に向けた一方向にずれていることを特徴とする生体情報測定装置。
  24. 本体部と、
    該本体部に一体的に取り付けられており且つ生体の指に装着するための装着部と、
    を備え、
    前記指に前記装着部が装着される際に前記指が配される領域を挟んで対向している光源部と受光部とを含んでおり、
    前記本体部が、
    信号処理部を含む電気回路と、電源部と、該電気回路に電気的に接続されている第１端子部とを有し、
    前記装着部が、
    前記光源部および前記受光部のうちの少なくとも一方の部分と、該少なくとも一方の部分に電気的に接続されている第２端子部とを有しており、
    前記第１端子部と前記第２端子部とが、機械的に接し且つ電気的に接続しており、
    前記信号処理部が、
    前記光源部から発せられて前記指を透過した光が前記受光部で受光されることによって前記受光部から出力される信号に基づいて、血液中の酸素飽和度に係る値を取得することを特徴とするパルスオキシメータ。
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