JPWO2018051542A1 - 生体関連情報計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多項目の生体関連情報を一括で計測することができる生体関連情報計測装置を提供すること。【解決手段】本発明は、筐体１０と、筐体１０に設けられ、被検体に対して光を送受する測定部２０と、筐体１０に設けられ、測定部２０で受けた光に応じた信号から生体関連の第１情報を推定する演算部３０と、を備える生体関連情報計測装置１であって、筐体１０に、第１情報とは異なる生体関連の第２情報を被検体から得るための第２情報計測装置を装着する装着部１１が設けられたことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、生体関連情報計測装置に関し、例えば体温計と組み合わせて使用される生体関連情報計測装置に関する。

特許文献１には、人体に装着して使用される脈拍センサが開示されている。この脈派センサは、被検体の手首に当接される透明板の裏面側に配置された一対の発光素子および受光素子を有するセンサ部を備えている。発光素子から手首方向へ照射された近赤外光は手首の動脈を流れる赤血球により反射され、この反射光を受光素子で検出して被検体の脈波を検出する。

特開２００４−２７５３０７号公報

人体に装着する装着型センサでは、動脈に対して適切な位置に発光素子および受光素子を配置することで実用的な検出感度が得られる。しかし、体温や脈拍など多項目の生体関連情報を計測するにはそれぞれに適したセンサが必要であり、多項目を一括で計測し難いという問題がある。

本発明は、多項目の生体関連情報を一括で計測することができる生体関連情報計測装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、筐体と、筐体に設けられ、被検体に対して光を送受する測定部と、筐体に設けられ、測定部で受けた光に応じた信号から生体関連の第１情報を推定する演算部と、を備える生体関連情報計測装置である。この生体関連情報計測装置において、筐体は、第１情報とは異なる生体関連の第２情報を被検体から得るための第２情報計測装置を装着する装着部を有することを特徴とする。このような構成によれば、筐体の装着部に第２情報計測装置を装着することで、筐体に設けられた測定部によって生体関連の第１情報を計測する処理と、第２情報計測装置によって生体関連の第２情報を計測する処理とを一括して行うことができる。

本発明の生体関連情報計測装置において、装着部に第２情報計測装置を装着すると、測定部と、第２情報計測装置の検知部とが筐体の面に沿って並置されるようになっていてもよい。これにより、被検体の近い位置に測定部と検知部とを配置することができる。

本発明の生体関連情報計測装置において、装着部に第２情報計測装置を装着すると、測定部と、第２情報計測装置の検知部とが筐体の厚さ方向に重なって配置されるようになっていてもよい。これにより、筐体の表裏に測定部と検知部とをそれぞれ配置することができる。

本発明の生体関連情報計測装置において、筐体は、装着部に第２情報計測装置を装着した際に第２情報計測装置の検知部が筐体から露出する露出部を有していてもよい。これにより、筐体の露出部から第２情報計測装置の検知部が露出して、検知部と被検体との間に筐体を介在させずに済む。

本発明の生体関連情報計測装置において、演算部は、第２情報計測装置によって第２情報を得る時間よりも短い時間で第１情報を推定してもよい。これにより、第２情報計測装置によって第２情報を得る時間内で第１情報を推定することができる。

本発明の生体関連情報計測装置において、測定部は、筐体上に配置され近赤外光を含む光を被検体に向けて発する発光部と、筐体上に配置され被検体を経由した光を受光する受光部と、を有していてもよい。これにより、被検体を経由した近赤外光を含む光の特性に応じた信号から第１情報を推定することができる。

本発明の生体関連情報計測装置において、筐体に設けられ、演算部で推定した第１情報を表示する第１表示部と、筐体に設けられ、第２情報計測装置で計測した第２情報を表示する第２表示部と、をさらに備えていてもよい。これにより、推定した第１情報および測定した第２情報を筐体に一括して表示させることができる。

本発明の生体関連情報計測装置において、第２情報計測装置は体温計であり、第２情報は体温であってもよい。これにより、被検体の体温の測定と、体温以外の生体情報の推定とを一括して行うことができる。

本発明の生体関連情報計測装置において、筐体に設けられ、少なくとも第１情報を無線送信する送信部をさらに備えていてもよい。これにより、少なくとも第１情報を送信部から外部へ無線によって送信することができる。

本発明によれば、多項目の生体関連情報を一括で計測することができる生体関連情報計測装置を提供することが可能になる。

（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る生体関連情報計測装置を例示する模式図である。 測定部の構成を例示するブロック図である。 他のセンサモジュールの構成例を示すブロック図である。 使用例を示す模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は、他の実施形態に係る生体関連情報計測装置を例示する模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。

（生体関連情報計測装置の構成）
図１（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る生体関連情報計測装置を例示する模式図である。図１（ａ）には生体関連情報計測装置１の正面図が示され、図１（ｂ）には第２情報計測装置の例である体温計２の正面図が示され、図１（ｃ）には体温計を装着した状態の正面図が示されている。

図１（ａ）に示すように、本実施形態に係る生体関連情報計測装置１は、筐体１０と、測定部２０と、演算部３０とを備える。生体関連情報計測装置１は、筐体１０に第２情報測定装置を装着することで、生体情報である第１情報の推定と、第１情報とは異なる生体情報である第２情報の計測とを一括して行うことができる装置である。なお、本実施形態では、第２情報測定装置として体温計２、第２情報として体温を例とした場合を説明する。

筐体１０は外装ケースであって、例えば樹脂によって形成されている。測定部２０は、筐体１０の例えば表面に沿って取り付けられ、または筐体１０から突出して取り付けられている。測定部２０は被検体に対して光を送受する部分である。本実施形態では、測定部２０は近赤外光を含む光を被検体に向けて発し、被検体を経由した光を受ける。測定部２０の詳細については後述する。

演算部３０は、筐体１０に設けられる。演算部３０は、測定部２０で受けた光に応じた信号から生体関連の第１情報を推定する処理を行う。本実施形態において、生体関連の第１情報としては血中ヘモグロビン変化（Ｈｂ変化量）、血中酸素比率変化（酸素度）、脈波および脈拍数の少なくともいずれかを含む。演算部３０は、測定部２０と別体で設けられていてもよいし、測定部２０と一体のセンサモジュールとして設けられていてもよい。

このような生体関連情報計測装置１において、筐体１０には体温計２を装着する装着部１１が設けられる。図１（ｂ）に示すように、体温計２は、筐体５０と、筐体５０の先端に設けられ被検体の体温を計測する検知部５１と、計測した体温を表示する体温表示部５２とを有する。装着部１１は、体温計２の筐体５０を収容できる空間を有する。

装着部１１の空間は体温計２の筐体５０よりも僅かに大きくなっている。装着部１１の内側には緩衝材を設けておくことが好ましい。これにより、装着部１１に体温計２を装着した際、体温計２に与えられる振動などの影響を抑制することができる。

また、装着部１１に体温計２の脱落防止機構を設けておくことが好ましい。脱落防止機構としては、例えばバネ機構やロック機構が挙げられる。これらの機構によって装着部１１内で体温計２を押圧することで、装着した体温計２が筐体１０から脱落することを防止する。また、バネ機構やロック機構を解除する解除機構を設けることで、体温計２の取り出しを容易に行うことができる。

脱落防止機構としては、装着部１１の内側に設ける緩衝材を利用してもよい。すなわち、装着部１１に体温計２を装着した際、装着部１１の内壁と筐体５０との隙間に緩衝材が挟まるようにしておく。これにより、緩衝材のクッション性によって体温計２を装着部１１内に保持しておくことができる。

図１（ｃ）に示すように、装着部１１に体温計２を装着することにより、筐体１０の表面に測定部２０と体温計２の検知部５１とが並置されることになる。筐体１０には露出部１３が設けられる。露出部１３は、装着部１１の空間と連通した開口部分である。装着部１１に体温計２を装着した際、体温計２の先端に設けられた検知部５１が露出部１３より露出することになる。検知部５１が筐体１０から露出することによって、検知部５１と被検体との間に筐体１０を介在させずに済む。

筐体１０には、第１表示部４１および第２表示部４２が設けられる。第１表示部４１には、演算部３０で推定した第１情報が表示される。第２表示部４２には体温計２で計測した体温が表示される。ここで、第１表示部４１は液晶ディスプレイ等の表示手段を備え、表示手段によって第１情報が直接表示される。第２表示部４２は、筐体１０に設けられた窓によって構成される。第２表示部４２は、体温計２の体温表示部５２に表示された内容を、窓越しに表示する。

筐体１０には、図示しない電源（ボタン電池、充電池、太陽電池など）が設けられる。電源によって測定部２０および演算部３０を駆動する。筐体１０に図示しないスイッチを設けておき、スイッチによって電源のＯＮ・ＯＦＦを行うようにしてもよい。また、体温計２を装着部１１に差し込むことでスイッチがＯＮ動作して電源が入り、体温計２を装着部１１から取り出すことでスイッチがＯＦＦ動作して電源が切れるよう構成してもよい。

このような構成からなる生体関連情報計測装置１では、筐体１０の装着部１１に体温計２を装着することで、測定部２０および演算部３０による第１情報の推定処理と、体温計２による体温計測とを一括して行うことができるようになる。また、筐体１０を体温計２のケースとして利用できるとともに、必要に応じて生体関連情報計測装置１と体温計２とを別個に利用することもできる。

（測定部の構成）
図２は、測定部の構成を例示するブロック図である。
図２に示すブロック図には、測定部２０を含むセンサモジュール１００の構成が示される。測定部２０は、発光部２１と、受光部２２とを有する。センサモジュール１００は、この測定部２０のほか、制御部１１０を含む構成となっている。

発光部２１には、１つまたは複数の発光素子が設けられる。発光素子は近赤外光を発する発光ダイオード素子やレーザ素子などである。発光部２１に複数の発光素子が設けられる場合には、複数の発光素子の各発光波長が同じであってもよいし、異なっていてもよい。発光部２１が３つ以上の発光素子を有する場合には、２つ以上の発光素子が第１の発光波長を有し、残りの発光素子が第１の発光波長と異なる第２の発光波長を有することができる。受光部２２は、発光部２１から照射され被検体を経由した近赤外光を受けて信号（受光信号）に変換する受光素子を有する。受光素子は、フォトディテクタやフォトダイオードである。

図１と図２に示す実施の形態は、測定部２０が、２つの発光部２１と、２つの発光部２１の間に位置する受光部２２とで構成されている。両側に設けられた受光部２１は、それぞれ第１の発光波長を有する第１発光素子２１ａ１と、第２の発光波長を有する第２発光素子２１ａ２を備えている。２対で合計４つの発光素子２１ａ１，２１ａ２，２１ａ１，２１ａ２はモジュール化されて受発光部２５が構成されている。

それぞれの発光部２１には、発光素子２１ａ１，２１ａ２を駆動する２波長駆動用のドライブ回路２１ｂが設けられている。また、受光部２２は、受光素子２２ａが出力する受光信号を増幅する増幅回路２２ｂが設けられている。これらの回路はチップ化されていてもよい。

制御部１１０は、マイクロコンピュータで構成されている。制御部１１０は、発光部２１のドライブ回路２１ｂにタイミング信号を送信して、それぞれの発光素子２１ａ１、２１ａ２から異なる波長の近赤外光を発するように制御する。また、制御部１１０は、内蔵のアナログ−デジタル変換回路を用いて、受光部２２の増幅回路２２ｂから出力された増幅後の受光信号を処理可能なデジタル形式の信号情報に変換する。

制御部１１０には演算部３０が設けられる。演算部３０は、デジタル形式に変換された信号情報に基づいて、血中ヘモグロビン変化（Ｈｂ変化量）、血中酸素比率変化（酸素度）、脈波および脈拍数の各生体関連情報（第１情報）の少なくともいずれかを推定する。制御部１１０は、演算部３０によって推定して得た各生体関連情報を第１表示部４１に表示する制御を行う。

（他のセンサモジュールの構成例）
図３は、他のセンサモジュールの構成例を示すブロック図である。
図３に示すセンサモジュール１００では、図２に示すセンサモジュール１００の構成に加え、記憶部１２０および送信部１３０が設けられる。記憶部１２０は、演算部３０で推定した生体関連情報（第１情報）を記憶する。第１情報は、時系列で記憶部１２０に記憶される。

送信部１３０は、演算部３０で推定した生体関連情報や記憶部１２０に記憶された生体関連情報を、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信規格を用いた通信により外部機器へ送信する。外部機器は、携帯端末やコンピュータ、ネットワークに接続された各種機器である。ここで、時間的に連続する測定を行う場合には、送信部１３０を有線の接続手段とし、データ送信を行うとともに有線で電力の供給を受けることもできる。

記憶部１２０が設けられることで、演算部３０によって推定して得た各生体関連情報を時系列で記憶することができる。また、この情報を送信部１３０から外部機器へ送信することで、外部機器で各生体関連情報の表示や統計などの演算を行い、被検体の情報を有効利用することができるようになる。

（使用例）
図４は、使用例を示す模式図である。
図４に示すように、体温計２を装着した生体関連情報計測装置１は、例えば被検体Ｓの脇の下に挟まれる。生体関連情報計測装置１の測定部２０および体温計２の検知部５１は筐体１０の表面に並置されているため、脇の下に挟むことで体温の計測と、体温以外の生体関連情報の推定とを同時に行うことができる。

ここで、生体関連情報計測装置１の演算部３０は、体温計２によって体温を計測する時間よりも短い時間で第１情報を推定することが好ましい。これにより、体温計２によって体温を計測する時間内で第１情報を推定することができる。すなわち、体温を計測するまでの間に第１情報の推定結果を得ることができ、各生体関連情報を一括で得ることができる。

（他の実施形態）
図５（ａ）〜（ｃ）は、他の実施形態に係る生体関連情報計測装置を例示する模式図である。図５（ａ）には体温計２を装着した状態の正面図が示され、図２（ｂ）には体温計２を装着した状態の側面図が示され、図２（ｃ）には体温計２を装着した状態の裏面図が示される。

他の実施形態に係る生体関連情報計測装置１Ｂでは、筐体１０の装着部１１に体温計２を装着すると、測定部２０と、体温計２の検知部５１とが筐体１０の厚さ方向に重なって配置されるようになっている。生体関連情報計測装置１Ｂでは、筐体１０の表面に測定部２０が配置され、筐体１０の裏面に体温計２の検知部５１が配置される。すなわち、筐体１０を間にして一方面側に測定部２０が配置され、他方面側に検知部５１が配置される。

このような生体関連情報計測装置１Ｂでは、生体関連情報計測装置１Ｂを挟むようにして使用する場合（被検体Ｓの脇の下に挟む、掌で握るなど）、筐体１０の表裏に配置された測定部２０および検知部５１によって被検体Ｓの各生体関連情報を一括で計測することができるようになる。

以上説明したように、実施形態に係る生体関連情報計測装置１、１Ｂによれば、多項目の生体関連情報を一括で計測することが可能になる。

なお、上記に本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、第２情報計測装置の例として示した体温計２は、手持ちタイプ、非接触タイプ、耳計測式など各種のタイプに適用可能である。また、装着部１１は第２情報計測装置の外形に合わせた空間の大きさや、タイプに対応した筐体１０への保持機構を適用すればよい。また、第２情報計測装置は体温計２以外であってもよい。また、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に包含される。

１，１Ｂ…生体関連情報計測装置
２…体温計
１０…筐体
１１…装着部
１３…露出部
２０…測定部
２１…発光部
２１ａ１… 第１発光素子
２１ａ２… 第２発光素子
２１ｂ…ドライブ回路
２２…受光部
２２ａ…受光素子
２２ｂ…増幅回路
２５…受発光部
３０…演算部
４１…第１表示部
４２…第２表示部
５０…筐体
５１…検知部
５２…体温表示部
１００…センサモジュール
１１０…制御部
１２０…記憶部
１３０…送信部
Ｓ…被検体

Claims (9)

1. 筐体と、
   前記筐体に設けられ、被検体に対して光を送受する測定部と、
   前記筐体に設けられ、前記測定部で受けた前記光に応じた信号から生体関連の第１情報を推定する演算部と、
   を備え、
   前記筐体は、前記第１情報とは異なる生体関連の第２情報を前記被検体から得るための第２情報計測装置を装着する装着部を有することを特徴とする生体関連情報計測装置。
2. 前記装着部に前記第２情報計測装置を装着すると、前記測定部と、前記第２情報計測装置の検知部とが前記筐体の面に沿って並置されることを特徴とする請求項１記載の生体関連情報計測装置。
3. 前記装着部に前記第２情報計測装置を装着すると、前記測定部と、前記第２情報計測装置の検知部とが前記筐体の厚さ方向に重なって配置されることを特徴とする請求項１記載の生体関連情報計測装置。
4. 前記筐体は、前記装着部に前記第２情報計測装置を装着した際に前記第２情報計測装置の検知部が前記筐体から露出する露出部を有することを特徴とする請求項１記載の生体関連情報計測装置。
5. 前記演算部は、前記第２情報計測装置によって前記第２情報を得る時間よりも短い時間で前記第１情報を推定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の生体関連情報計測装置。
6. 前記測定部は、
   前記筐体上に配置され近赤外光を含む前記光を前記被検体に向けて発する発光部と、
   前記筐体上に配置され前記被検体を経由した前記光を受光する受光部と、
   を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の生体関連情報計測装置。
7. 前記筐体に設けられ、前記演算部で推定した前記第１情報を表示する第１表示部と、
   前記筐体に設けられ、前記第２情報計測装置で計測した前記第２情報を表示する第２表示部と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の生体関連情報計測装置。
8. 前記第２情報計測装置は体温計であり、前記第２情報は体温であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の生体関連情報計測装置。
9. 前記筐体に設けられ、少なくとも前記第１情報を無線送信する送信部をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の生体関連情報計測装置。

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