JPWO2020116527A1 - 生体情報測定器 - Google Patents

Abstract

生体情報測定器のセンサを適度な押圧力で生体に簡易かつ確実に装着すること。本発明は、基体と、前記基体の底面部に設けられ、被験者の生体表面に所定の粘着力で粘着する貼着部と、前記基体に対して変位可能に設けられ、前記被験者の生体情報を測定するための第１のセンサ部と、前記貼着部が前記生体表面に粘着した場合の前記所定の粘着力に抗して前記第１のセンサ部を前記生体表面に対して弾性的に押圧するための押圧部とを備える生体情報測定器である。

Description

本発明は、生体情報測定器に関する。

被験者の生体情報を非侵襲的にモニタリングする手法の一つとして、光電式容積脈波測定法（Photoplethysmography；ＰＰＧ（以下「ＰＰＧ」という。））がある。ＰＰＧは、被験者の生体表面に所定波長の光を照射し、そこを透過する光量の時系列変化を測定することで、血流の変化をモニタリングする手法である。血流は、複数の生体システムによる影響を受けることから、ＰＰＧを採用することより、脈拍数（ＨＢ）、心拍変動（ＨＲＶ）、血管伸縮性（ＲＩ）、動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）、局所組織酸素飽和度（ｒＳＯ２）といった様々な生体指標を測定することができる。ＰＰＧ測定のためのプローブは、指や耳垂、腕（手首）に装着する例がある。

例えば、下記の特許文献１は、被験者のＰＰＧ等の生理学的パラメータを測定するための装置であって、被験者の腕に固定するための固定具と、被験者の生理学的パラメータを測定するためのセンサと、前記センサから受け取った信号に基づく測定値を変換して医療情報を形成するためのプロセッサと、前記プロセッサから前記医療情報を受け取り、前記医療情報を送信するための通信装置とを備える装置を開示している。

一方、下記の特許文献２は、生体に固定される粘着面を有し、略中央に透孔が穿設された粘着シートと、該粘着シートの透孔を介して弾性体の押圧により生体に密着される電極部と、該電極部を保持する保持部と、該保持部と該粘着シートを着脱可能に係合する係合部とを備える生体電位計測電極を開示している。

また、下記の特許文献３は、第１のセンサにより測定される動脈血酸素濃度に関連付けられた第１の生理学的パラメータ及び第２のセンサにより測定される呼吸に関連付けられた第２の生理学的パラメータを用いて、動脈血酸素濃度に関連付けられた波形を測定し、組織部位の動きに関連付けられたアーチファクトを補正するプロセッサを含むシステムを開示している。

特開２００５−５１１２２３号公報 特開平３−２２８７３７号公報 米国特許出願公開第２０１８／０２３５５２６号明細書

上記特許文献１に開示された装置は、ＰＰＧを測定するためのセンサを、被験者の指や耳垂、腕に装着していたため、センサ自体の小型化が要求され、微弱な生体信号を検出するには不都合であった。また、上記従来の装置では、ＰＰＧセンサを、被験者の腕等に装着する一方で、心電図の測定には、生体の皮膚表面（以下「生体表面」という。）に電極センサを装着するように構成されていたため、各種のセンサの装着が煩雑であった。

また、ＰＰＧセンサは、測定精度を向上させるために、皮膚へある程度の力で押圧されながら装着される必要があり、腕等に装着するためには、バンドないしはベルトが用いられていた。したがって、従前、ＰＰＧセンサを生体表面に装着するといった提案はされておらず、仮にそのような生体表面に装着するＰＰＧセンサがあったとしても、バンド等の使用では、その装着が煩雑であるという問題がある。

また、上記特許文献２に開示された技術は、粘着シートの略中央に配置された電極を生体に押圧するものであって、そもそも、ＰＰＧを効果的に測定するものではない。

また、上記特許文献３に開示された技術は、第１のセンサが組織部位に押圧されて動脈血酸素濃度を測定するものの、粘着性部材の粘着力との関係において、第１のセンサを効率的に押圧するものでなかった。

そこで、本発明は、センサを適度な押圧力で生体表面に簡易に装着することができ、かつ、脱落しにくい機構を提供することを目的とする。

具体的には、本発明の一つの目的は、ＰＰＧセンサを適度な押圧力で生体表面に簡易かつ確実に装着し得る機構を有する生体情報測定器を提供することを目的とする。

また、本発明の一つの目的は、ＰＰＧセンサの生体表面への接触面積を十分に確保し得るようにした生体情報測定器を提供することを目的とする。

また、本発明の一つの目的は、粘着性部材による生体表面への粘着力を、ＰＰＧセンサの押圧力に有効に利用し得る機構を有する生体情報測定器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、以下に示す発明特定事項又は技術的特徴を含んで構成される。

すなわち、ある観点に従う本発明は、基体と、前記基体に対して変位可能に設けられ、被験者の生体情報を測定するための複数のセンサを含む第１のセンサ部と、前記第１のセンサ部を前記被験者の生体表面に対して弾性的に押圧するための押圧部と、前記基体に設けられ、前記生体表面に貼着する複数の貼着部とを備える生体情報測定器である。そして、前記押圧部は、前記複数の貼着部の貼着力で前記生体表面に貼着される前記基体に抗して前記第１のセンサ部の前記複数のセンサを押圧するように構成され得る。これにより、複数のセンサを適度な押圧力で生体表面に簡易に装着することができる。また、被験者の生体表面（皮膚）下の組織は場所により異なるため生体情報の収集に困難さが伴うが、複数のセンサが設けられることで、生体情報をより確実に収集することができ、測定精度を上げることができる。

前記押圧部は、押圧操作に応じて変位するノック部と、前記ノック部を弾性的に付勢する第１の弾性体とを備え得る。また、前記第１のセンサ部は、前記ノック部の動きに連動するように設けられる。そして、前記ノック部に対する第１の押圧操作に応じて、前記ノック部が前進して待避位置にある前記第１のセンサ部が前進して前記基体の底面部から突出するように位置決めされ、前記ノック部に対する第２の押圧操作に応じて、前記ノック部が後退して、前記基体の底面部から突出した前記第１のセンサ部が前記待避位置に移動する。

より具体的には、前記押圧部は、カム溝及び歯受け部を有するカム本体と、前記カム溝に沿って摺動可能に設けられたカム歯を有するノック部と、前記ノック部を弾性的に付勢する第１の弾性体と、を備え得る。また、前記第１のセンサ部は、前記ノック部の動きに連動するように設けられる。そして、前記ノック部に対する第１の押圧操作に応じて前記カム歯が前進して前記歯受け部に係合することにより、待避位置にある前記第１のセンサ部が前進して前記基体の底面部から突出する。また、前記ノック部に対する第２の押圧操作に応じて前記カム歯が前記歯受け部から外れて前記カム歯に沿って後退することにより、前記基体の底面部から突出した前記第１のセンサ部が前記待避位置に移動する。

また、前記押圧部は、前記第１のセンサ部を弾性的に付勢する第２の弾性体をさらに含み得る。

さらに、前記押圧部は、前記基体の底面に対して前記センサ部が突出する量を調整する調整部を備え得る。

また、前記第１のセンサ部は、ＰＰＧを光学的に測定するための１つ又は複数のセンサを含み得る。前記複数のセンサのそれぞれは、１つ又は複数の発光素子と１つ又は複数の受光素子との組み合わせから構成され得る。

また、前記貼着部は、第２のセンサ部を備え、又はそれ全体が第２のセンサ部であっても良い。或いは、前記第２のセンサ部は、前記貼着部とは別体に構成されても良い。前記第２のセンサ部は、生体電気信号を測定するための電極パッドを含み得る。

また、前記押圧部は、前記第１のセンサ部を弾性的に付勢する複数の弾性体を含み得る。そして、前記複数の弾性体は、それぞれ、前記複数のセンサが設けられた前記第１のセンサ部の第１の面とは反対側の第２の面に設けられ得る。

また、前記基体には、前記複数の貼着部をそれぞれ支持する複数の支持部が設けられ得る。前記複数の支持部は、可撓性部材により構成され得る。

ここで、前記複数の貼着部に対する重心位置は、前記生体表面を含む仮想面において、前記第１のセンサ部に含まれ得る。或いは、前記複数の貼着部に対する重心位置は、前記複数のセンサに対する重心位置に略一致し得る。また、前記第１のセンサ部の重心位置が、前記複数の弾性体の重心位置に略一致し得る。

また、前記第１のセンサ部は、前記複数のセンサを搭載した基板を含み得る。前記基板は、その全部又は一部がリジット基板であっても良いし、フレキシブル基板であっても良い。また、前記基板は、湾曲部に形成され、前記湾曲部は、前記生体表面の形状に追従して当接するように構成され得る。

本発明によれば、センサを適度な押圧力で生体表面に簡易に装着することができ、容易に脱落することなく、生体情報を確実に測定することができるようになる。

また、本発明によれば、センサを適度な押圧力で生体表面に簡易に装着することができるので、生体表面との接触面積を十分に確保することができ、生体表面での意図しない反射光の散乱を防止でき、及び／又は、動脈血の適度な圧迫に伴って生体信号が強調されることで、生体情報をより確実に測定することができるようになる。

また、本発明によれば、比較的小さな貼着面積の貼着部が、生体表面の起伏又は凹凸に効果的に貼着することで、生体情報測定器の装着を確実にすることができるようになる。

さらに、本発明によれば、貼着部の粘着面の重心が、センサを搭載した基板（第１のセンサ部）内に位置するので、貼着部の粘着力に抗して、弾性体の押圧力により基板が生体表面を確実に押圧することができ、適度な押圧力で生体表面に接触しながら生体情報をより確実に測定することができるようになる。

本発明の他の技術的特徴、目的、及び作用効果乃至は利点は、添付した図面を参照して説明される以下の実施形態により明らかにされる。

図１は、本発明の一実施形態に係る生体情報測定器の一例を示す外観上方斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る生体情報測定器の一例を示す底面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る生体情報測定器の引き込み可能な押圧機構を説明するための図であって、第１のセンサ部が待避位置にある状態を示す図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る生体情報測定器の引き込み可能な押圧機構を説明するための図であって、第１のセンサ部が突出位置にある状態を示す図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る生体情報測定器の一例を示す外観上方斜視図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る生体情報測定器の一例を示す外観下方斜視図である。 図７は、本発明の一実施形態に係る生体情報測定器の構成の一例を示す側方断面図である。 図８は、本発明の一実施形態に係る生体情報測定器の一例を説明するための図である。 図９は、本発明の一実施形態に係る生体情報測定器の構成の一例を示す平面図である。 図１０は、図９に示した生体情報測定器の基体部分の側面図である。 図１１は、本発明の一の実施形態に係る生体情報測定器の外観構成の一例を示す下方斜視図である。 図１２は、図１１に示した生体情報測定器の外観構成の一例を示す側面図である。 図１３は、本発明の一の実施形態に係る生体情報測定器の底面部の構成の一例を説明するための図である。 図１４は、本発明の一の実施形態に係る生体情報測定器の底面部の構成の一例を説明するための図である。 図１５は、本発明の一の実施形態に係る生体情報測定器の外観構成の一例を示す側面図である。 図１６は、図１５に示した生体情報測定器の底面図である。 図１７は、本発明の一の実施形態に係る生体情報測定器の第１のセンサ部と貼着部との間の位置的関係の一例を説明するための図である。 図１８は、本発明の一の実施形態に係る生体情報測定器の第１のセンサ部と貼着部との間の位置的関係の一例を説明するための図である。 図１９は、本発明の一の実施形態に係る生体情報測定器における第１のセンサ部と貼着部との間の位置関係の一例を説明するための図である。 図２０は、本発明の一の実施形態に係る生体情報測定器における第１のセンサ部と貼着部との間の位置関係の一例を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形（例えば各実施形態を組み合わせる等）して実施することができる。また、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付して表している。図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。

［第１の実施形態］
本実施形態では、被験者の生体表面に貼着する複数の貼着部を備え、押圧機構ないしは押圧部が、該複数の貼着部の貼着力で該生体表面に貼着される基体に抗して１つ又は複数のＰＰＧセンサを押圧するように構成される生体情報測定器の例が説明される。また、押圧機構の一例として、ノック機構が示される。

図１は、本発明の一実施形態に係る生体情報測定器の一例を示す外観上方斜視図である。同図に示すように、生体情報測定器１は、例えば、天端部側の向かい合った少なくとも１組の稜線部が丸められた（稜線Ｒが形成された）偏平の筐体又は基体１０により概略的な外観が形成されている。言い換えれば、本例の生体情報測定器１は、平面視で略矩形であり、正面視で天端部が平らな略半円筒形状（逆Ｕ形状）を有する。ただし、基体１０の形状は本例に限られず、単なる偏平の直方体形状等であっても良いし、偏平の三角形状や、円盤状ないしは楕円盤状等であっても良い。基体１０内部には、例えば、制御回路や通信モジュール回路等を含み得る。

生体情報測定器１の天端部の略中央部には、ユーザ（医療従事者や被験者、その補助者等）が例えばその指腹で押下するための頭部を有するノック部２０が形成されている。生体情報測定器１は、被験者の生体表面に装着し得るサイズで形成されており、その一例として、基体１０は、幅約８０ｍｍ、奥行き約５０ｍｍ、及び高さ約１８ｍｍであり、天端部からのノック部２０の突出量は約５ｍｍである。被験者の生体表面部位の一例として、額、背中、胸部、腹部、大腿部、腕、首、及び手の表面等が挙げられる。後述するように、ユーザがノック部２０を押下（押圧）操作することにより、基体１０の底面部に設けられた第１のセンサ部３０が、底面部よりも僅かに突出するように構成されている（図４参照）。

図２は、本発明の一実施形態に係る生体情報測定器の一例を示す底面図である。同図に示すように、生体情報測定器１の底面部には、基体１０に対して弾性的に変位可能に構成された第１のセンサ部３０と、基体１０に設けられた貼着部４０とが設けられている。本開示において、変位可能とは、少なくとも、その物が２つの位置の間を移動可能であることを含む意味で用いられている。貼着部４０は、第２のセンサ部５０を含み構成され得るが、ある例では、貼着部４０全体が第２のセンサ部５０であり得る。また、他の例では、貼着部４０と第２のセンサ部５０とは、別体で構成され得る。第１のセンサ部３０は、例えば、基体１０の底面部の略中央に配置され、貼着部４０（又は第２のセンサ部５０）は、第１のセンサ部３０を挟むように、その両側に配置される。或いは、貼着部４０（又は第２のセンサ部５０）は、第１のセンサ部３０の周囲を囲むように、対称に若しくは非対称に、及び／又は、連続的若しくは離散的に、配置され得る。

第１のセンサ部３０は、例えば、基板を含み、該基板上に設けられた、生体情報を測定する１つ又は複数のセンサを含み構成される。基板は、例えば、その全部又は一部が、リジット基板であっても良いし、或いは、フレキシブル基板であっても良い。１つ又は複数のセンサは、例えば、生体のＰＰＧを測定するためのＰＰＧセンサを含み構成されるが、これに限られない。ＰＰＧセンサは、典型的には、２つの異なる波長を有する光（例えば赤色光及び赤外光）のそれぞれを照射する発光素子とその反射光を受光する受光素子とを含み構成されるセンサデバイスである。第１のセンサ部３０は、ＰＰＧセンサに代えて又はこれに加えて、他のセンサを含み得る。例えば、第１のセンサ部３０は、心音、心電（ＥＣＧ）、生体インピーダンス（ＢＩＡ）、若しくはガルバニック皮膚反応（ＧＳＲ）、又はこれらの組み合わせを測定するように適合された音センサ、磁気センサ、電圧／電流センサ、熱流束センサ、或いは感圧センサ、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。

第１のセンサ部３０は、例えば、所定のインタフェースを介して、外部の測定装置本体に接続される。例えば、第１のセンサ部３０は、図示しないケーブルを介して、外部の測定装置本体に接続されても良いし、基体１０内部に設けられた通信モジュール（例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等、図示せず）を用いて、外部の測定装置本体に無線接続されても良い。

貼着部４０は、被験者の生体表面に貼着できるように、所定の貼着力ないしは粘着力を有する部材ないしは部分である。本例では、貼着部４０は、それ自体が、第２のセンサ部５０を形成している。第２のセンサ部５０は、例えば、ＥＣＧ等の生体の電気信号を測定するための電極センサであり得る。電極センサは、例えば、電極素子及びゲルを一体化した粘着パッドにより構成される。粘着パッドの粘着力により、基体１０（すなわち、生体情報測定器１）が生体表面に貼着保持される。さらに、本実施形態では、粘着パッドは、後述するように、第１のセンサ部３０による生体表面の押圧力に抗して基体１０が生体表面から脱離しない粘着力を有するように材料及びその表面積が選択される。貼着部４０（粘着パッド）は、衛生面や粘着力の劣化等による交換を可能とするため、例えばスナップボタン等により、基体１０と着脱可能に構成され得る。第２のセンサ部５０は、電極センサに代えて又はこれに加えて、他のセンサを含み得る。例えば、第２のセンサ部５０は、心音、生体インピーダンス（ＢＩＡ）、若しくはガルバニック皮膚反応（ＧＳＲ）、又はこれらの組み合わせを測定するように適合されたセンサを含み得る。

第２のセンサ部５０もまた、例えば、所定のインタフェースを介して、外部の測定装置本体に接続され得る。例えば、第２のセンサ部５０は、図示しないケーブルを介して、外部の測定装置本体に接続されても良いし、基体１０内部に設けられた通信モジュールを用いて、外部の測定装置本体に無線接続されても良い。

なお、生体情報測定器１の底面部の一部には、第２のセンサ部５０としての粘着パッドとは別に、粘着力を補助するための補助粘着パッドが設けられても良い。また、貼着部４０は、粘着力をもたせるため、使用に際して、粘着剤が塗布されるものであっても良い。本例では、基体１０は、貼着部４０の粘着力により貼着されるが、これに限られず、例えば、貼着部４０の全部又は一部が吸盤により構成されても良い。

図３及び図４は、本発明の一実施形態に係る生体情報測定器における引き込み可能な押圧機構を説明するための図であり、より具体的には、図３は、第１のセンサ部３０が待避位置にある状態を示し、図４は、第１のセンサ部３０が突出位置にある状態を示している。これらの図は、第１のセンサ部３０が引き込み可能な押圧機構により可動する様子を示すために、基体１０の一部が切断された部分断面となっている。本例の引き込み可能な押圧機構は、第１の押下操作によって、第１のセンサ部３０を待避位置から突出位置まで変位させて、所定の押圧力で付勢し、第２の押下操作によって、所定の押圧力を解放し、第１のセンサ部３０を突出位置から待避位置まで変位させるように構成される。このような押圧機構の構成は、典型的には、既知のノック機構を含んで実現されるが、これに限られるものではない。

すなわち、図３に示すように、生体情報測定器１の押圧機構６０は、例えば、ノック部２０と、基体１０と一体的に形成され、カム溝６１２及び歯受け部６１４を有するカム本体６１０と、ノック部２０の前進動作に伴いカム溝６１２に沿って摺動するカム歯６２２を有し、カム本体６１０に対して回転可能な回転カム６２０と、ノック部２０及び回転カム６２０を弾性的に付勢する第１の弾性体６３０とを備える。押圧機構６０は、支持部６３２に支持された第１の弾性体６３０により付勢されるノック部２０の動きを規制するためのストッパ（図示せず）を含む。また、押圧機構６０は、回転カム６２０に当接する押え部６４０と、押え部６４０と第１のセンサ部３０との間に設けられ、第１のセンサ部３０を弾性的に付勢する第２の弾性体６５０をさらに備える。第１の弾性体６３０及び／又は第２の弾性体６５０は、例えば、圧縮バネであり得る。また、第２の弾性体６５０は、例えば４つの圧縮バネにより構成され、第２のセンサ部５０を弾性支持する。或いは、第１の弾性体６３０及び／又は第２の弾性体６５０は、スポンジ、ゴム、エアピストン等の弾性体により構成されても良い。

また、押圧機構６０は、第１のセンサ部３０の突出量を調整するための調整部（図示せず）を含み得る。調整部は、例えば、ネジ機構により、第２の弾性体６５０の付勢力を調整するように構成される。或いは、調整部は、例えば、爪部が、多段の切欠部のいずれかに嵌まることにより、第２の弾性体６５０の付勢力を調整する構成であっても良い。

以上のように構成された押圧機構６０において、初期状態では、第１のセンサ部３０は、基体１０の底部から僅かに後退した位置（待避位置）にある。この状態で、ノック部２０に対するユーザの第１の押下操作により、ノック部２０が第１の弾性体６３０の付勢力に抗しながら前進（すなわち、図中、下方に移動）し、これに伴って、カム溝６１２に沿ってカム歯６２２が摺動しながら回転カム６２０も前進する。このとき、回転カム６２０に当接された押え部６４０もまた前進し、これにより、第２の弾性体６５０を介して第１のセンサ部３０を前進させる。カム歯６２２がカム溝６１２の先端部に到達すると、カム溝６１２から外れて歯受け部６１４に係合することで回転カム６２０を回転させ、ノック部２０を前進した状態に保持する。したがって、ノック部２０に結合された押え部６４０もまた、前進した状態に保持され、これにより、図４に示すように、第１のセンサ部３０は、第２の弾性体６５０によって弾性的に付勢されながら、基体１０の底部から僅かに突出した位置（突出位置）で保持される。

また、第１のセンサ部３０が突出位置にある状態で、ノック部２０に対するユーザの第２の押下操作により、カム歯６２２が歯受け部６１４から外れ、回転カム６２０を回転させる。これにより、カム歯６２２が別のカム溝６１２に係合して、第１の弾性体６３０の付勢力により、カム溝６１２に沿って摺動しながら回転カム６２０も後進し、ノック部２０を後進させる。このとき、回転カム６２０に当接した押え部６４０もまた後進し、これにより、第２の弾性体６５０を介して第１のセンサ部３０を後進させる。そして、カム歯６２２がストッパに当接することにより、ノック部２０の後進が規制され、押え部６４０の後進も規制される。これにより、第１のセンサ部３０が元の待避位置で保持される。

したがって、生体情報測定器１を被験者の例えば生体表面に装着する場合、基体１０の底面部に設けられた貼着部４０の所定の粘着力により生体表面に貼着し、生体情報測定器１は、脱離することなく生体表面に確実に装着される。この状態で、ノック部２０に対するユーザの第１の押下操作によって押え部６４０が前進すると、第２の弾性体６５０に弾性的に付勢されながら第１のセンサ部３０もまた前進する。第１のセンサ部３０は、生体表面に当接すると、粘着パッドの粘着力に抗しながら、なおも第２の弾性体６５０に付勢されて生体表面を押圧した状態で停止する。したがって、生体情報測定器１は、第１のセンサ部３０が適度な押圧力で生体表面に接触することで、第１の生体信号を測定することができ、また、第２のセンサ部５０が、粘着パッドにより貼着しているため、同時に、第２の生体信号を測定することができるようになる。

また、生体情報測定器１を被験者の例えば生体表面から取り外す場合、ノック部２０に対するユーザの第２の押下操作により、第１の弾性体６３０の圧縮力は解放され、第１のセンサ部３０は待避位置まで後進する。ユーザは、さらに、粘着パッドにより生体表面に貼着している生体情報測定器１を引き剥がすことにより、生体情報測定器１を取り外すことができる。

以上のように、本実施形態によれば、底面部の粘着パッドにより、生体情報測定器１を被験者の生体表面に所定の粘着力で貼着しつつ、第１のセンサ部３０を適度な押圧力で簡易に装着することができ、生体情報測定器１が意図せず脱落することなく、生体信号を確実に測定することができるようになる。とりわけ、例えば第１のセンサ部３０がＰＰＧセンサ等である場合、生体表面への適度な押圧力により、意図しない反射光の散乱を防止でき、及び／又は、動脈血の適度な圧迫に伴って生体信号が強調されることで、生体信号をより確実に測定することができるようになる。

また、本実施形態によれば、生体情報測定器１は、被験者の生体表面に貼着することを前提に設計されているので、生体表面との接触面積を十分に確保することができ、したがって、比較的サイズの大きい第１のセンサ部３０を採用することができ、さらには、第２のセンサ部５０との併用も可能となる。

［第２の実施形態］
本実施形態では、上述したようなノック機構に代わる他の例の押圧機構６０を含む生体情報測定器の様々な変形例が説明される。

（変形例１）
図５は、本発明の一の実施形態に係る生体情報測定器の構成の一例を示す図である。すなわち、同図に示すように、本実施形態の生体情報測定器１は、例えば、基体１０と、第１のセンサ部３０と、第２のセンサ部５０を含む貼着部４０と、押圧機構６０とを含み構成される。本例の押圧機構６０は、第１のセンサ部３０を弾性的に付勢する弾性体６５０’と、基体１０をそれぞれの一端部で支持する３つのステム部１２とを含み構成され、ステム部１２の他端部には、貼着部４０が設けられている。

本例では、基体１０は、偏平の略三角柱状に形成され、そのコーナー部分のそれぞれに、３つのステム部１２が配置されているが、これに限られない。例えば、基体１０の外観形状は、偏平の円盤状や楕円盤状であっても良い。第１のセンサ部３０は、３つのステム部１２に囲まれるように、基体１０の略中央部から延在して設けられている。一例として、第１のセンサ部３０は、生体表面に対する仮想面内において、第２のセンサ部５０の幾何学的重心位置が第１のセンサ部３０に実質的に一致するように、設けられる。

かかる構成において、貼着部４０が被験者の生体表面に当接すると、その粘着力により貼着して、生体情報測定器１を保持する一方、該粘着力に抗して、第１のセンサ部３０が弾性体６５０’に弾性的に付勢されて、生体表面を押圧する。したがって、この状態で、上記の実施形態と同様に、第１のセンサ部３０が適度な押圧力で生体表面に当接しながら第１の生体信号を測定することができ、また、第２のセンサ部５０が、貼着部４０により貼着しているため、同時に、第２の生体信号を測定することができるようになる。

なお、本開示では、弾性体６５０’は、コイルバネ部材として説明されるが、これに限られず、例えば、板バネ部材や空気バネ部材であっても良いし、可撓性部材であっても良い。同様に、ステム部１２は、リジッドな部材として説明されるが、これに限られず、例えば、可撓性部材であっても良い。或いは、弾性体６５０’に代えて、基体１０は、複数のステム又は支持脚により支持されても良い。

（変形例２）
図６及び７は、本発明の一の実施形態に係る生体情報測定器の構成の一例を示す図であり、具体的には、図６は、外観下方斜視図であり、図７は、側方断面図である。同図に示すように、本実施形態の生体情報測定器１は、例えば、略円柱状ないしは略円盤状の基体１０と、貼着部４０と、押圧機構６０とを含み構成される。貼着部４０は、基体１０の環状の底面部に沿って、設けられている。生体情報測定器１が被験者の生体表面に当接されていない状態においては、第１のセンサ部３０は、その当接面が、周囲の粘着部４０（第２のセンサ部５０）の当接面よりも僅かに突出するように、構成されている。上記実施形態と同様に、貼着部４０が被験者の生体表面に当接すると、その粘着力により貼着して、生体情報測定器１を保持する一方、該粘着力に抗して、第１のセンサ部３０が弾性体６５０’に弾性的に付勢されて、生体表面を押圧する。

（変形例３）
図８は、本発明の一の実施形態に係る生体情報測定器の構成の一例を示す図である。すなわち、同図に示す生体情報測定器１は、押圧機構６０がゴムやスポンジ等の可撓性部材からなる弾性体６５０’により構成される。このような構成によって、基体１０の天端部（図示せず）が押圧されると、第１のセンサ部３０が生体表面を押圧しながら圧縮され、貼着部４０が被験者の生体表面に当接して貼着されることになる。

（変形例４）
図９は、本発明の一の実施形態に係る生体情報測定器の構成の一例を示す平面図であり、図１０は、図９に示した生体情報測定器の基体部分の側面図である。

すなわち、これらの図に示されるように、本例の生体情報測定器１では、基体１０の底面部に、第１のセンサ部３０が設けられる一方、基体１０とは別体に、第２のセンサ部５０が設けられている。つまり、本例では、第２のセンサ部５０は、貼着部４０とは独立に構成されている。第２のセンサ部５０は、例えば、ケーブルにより基体１０に接続され得る。

また、基体１０は、一体的に形成された、基体１０本体の側端部から略水平方向に延出し、さらに、下方に屈曲したステム部１２を備え、これにより、ステム部１２の略水平方向に延出した部分は、弾性的に撓むように構成されている。つまり、本例では、ステム部１２は、弾性体６５０’として作用する。ステム部１２の先端部には、生体情報測定器１を生体表面に貼着するための粘着部４０が設けられている。図１０から明らかなように、基体１０の底面部を含む面は、粘着部４０を含む面よりも僅かに突出している。したがって、生体情報測定器１が貼着部４０により生体表面に貼着される場合、第１のセンサ部３０が設けられた基体１０の底面部は、ステム部１２の撓み量に応じた力で生体表面に押圧されることになる。

したがって、上記の例においても、貼着部４０が被験者の生体表面に当接すると、その粘着力により貼着して、生体情報測定器１を保持する一方、該粘着力に抗して、第１のセンサ部３０がステム部１２の撓み力により生体表面を押圧する。したがって、この状態で、上記の実施形態と同様に、第１のセンサ部３０が適度な押圧力で生体表面に接触しながら第１の生体信号を測定することができ、また、基体１０とは別体として構成された第２のセンサ部５０もまた、同時に、第２の生体信号を測定することができるようになる。

（変形例５）
図１１は、本発明の一の実施形態に係る生体情報測定器の外観構成の一例を示す下方斜視図であり、図１２は、図１１に示した生体情報測定器の外観構成の一例を示す側面図である。

これらの図に示されるように、本例の生体情報測定器１は、略円盤形状の基体１０を含み構成されるが、これに限られない。基体１０は、例えば、直径約４０ｍｍ、高さ約１０ｍｍの大きさで構成されるが、これに限られない。基体１０の底面部には、例えば略十字形状の基板３０２を含み構成された第１のセンサ部３０が、弾性体６５０’を介して弾性的に設けられている。また、基体１０の底面部のうち、第１のセンサ部３０以外の部分（すなわち、四分円形状部分ないしは扇形形状部分）には、貼着部４０が設けられている。

第１のセンサ部３０は、基板３０２上に設けられた複数（本例では５つ）のセンサ３０４を含む。本開示において、センサ３０４は、発光素子及び受光素子のようなアクティブセンサを構成する個々のセンサ構成素子であり得る。基板３０２は、例えば、その全部又は一部が、リジット基板であっても良いし、或いは、フレキシブル基板であっても良く、要は、センサ３０４を支持し、適切に押圧し得るものであれば良い。本例では、第１のセンサ部３０は、略十字形状に形成されているが、これに限られず、細長板形状であっても良いし、略Ｙ字形状であっても良い（図１３参照）。センサ３０４は、例えば、基板３０２の第１の面（すなわち、被験者の生体表面に対向する面）の各端部及び中央部に配置される。センサ３０４のいくつか又は全部は、例えば、２つの異なる波長を有する光のそれぞれを照射する発光素子とその反射光を受光する受光素子とからなるＰＰＧセンサである。本例では、センサ３０４は、基板３０２上に、幾何学的対称に配置されているが、非対称に配置されても良い。

弾性体６５０’は、基板３０２を安定的に弾性支持し得るように、例えば、複数（本例では５つ）のコイルバネによって構成されているが、上述したように、これに限られない。本例では、弾性体６５０’は、ＰＰＧセンサに対応する位置で基板３０２の第１の面とは反対側の第２の面の各端部及び中央部を弾性的に支持しているので、生体表面の形状への追従性が損なわれずに、適度な押圧力で、各センサ３０４を押圧することができる。

貼着部４０は、上記の実施形態と同様に、第２のセンサ部５０を含み構成され得る。本例では、貼着部４０は、４つの四分円の領域に形成されているが、これに限られず、周縁部分にも形成されても良い。典型的には、貼着部４０の形状及び大きさは、基体１０の形状と第１のセンサ部３０との形状との関係に依存する。

例えば、図１３（ａ）に示すように、略円盤状の基体１０の底面に、細長板形状の第１のセンサ部３０が設けられる場合、平面視で、略半円形状の貼着部４０が選択され得る。また、同図（ｂ）に示すように、略円盤状の基体１０の底面に、略Ｙ字形状の第１のセンサ部３０が設けられる場合、平面視で、中心角が約６０度の略扇形形状の貼着部４０が選択され得る。また、同図（ｃ）に示すように、生体情報測定器１は、略扇形形状の貼着部４０に加えて、略Ｙ字形状の第１のセンサ部３０の中央部にも貼着部４０が設けられる構成であっても良い。

或いは、例えば、図１４に示すように、扁平の略矩形板形状の基体１０の底面に、略十字形状の第１のセンサ部３０が設けられる場合、平面視で、略矩形形状の貼着部４０が選択され得る。また、図示されていないが、略十字形状の第１のセンサ部３０は、略矩形板形状の基体１０の対角線上に位置するように設けられ、その余の部分に貼着部４０が設けられても良い。

以上述べたとおり、貼着部４０が被験者の生体表面に当接すると、その粘着力により貼着して、生体情報測定器１を保持する一方、該粘着力に抗して、第１のセンサ部３０が弾性体６５０’の押圧力により生体表面を確実に押圧する。したがって、この状態で、上記の実施形態と同様に、第１のセンサ部３０が適度な押圧力で生体表面に接触しながら第１の生体信号を測定することができる。また、基体１０は、略矩形板形状であっても、突起部分がなく、したがって、被験者に装着されている間、着衣等によって引っかけて、生体情報測定器１を脱離させてしまうといった不都合がない。

（変形例６）
図１５は、本発明の一の実施形態に係る生体情報測定器の外観構成の一例を示す側面図であり、図１６は、図１５に示した生体情報測定器の外観構成の一例を示す底面図である。

これらの図に示されるように、本例の生体情報測定器１は、偏平の略直方体形状の基体１０と、基体１０の両端部から延出したステム部１２とを含み構成される。基体１０は、例えば、長手軸方向の長さ約４０ｍｍ、短手軸方向の長さ約１０ｍｍ、及び高さ約１０ｍｍの大きさで構成されるが、これに限られない。基体１０の底面部には、第１のセンサ部３０が、基体１０の外形に略沿って、複数（本例では３つ）の弾性体６５０’を介して弾性的に支持されるように、設けられている。

第１のセンサ部３０は、上記の例と同様に、基板３０２を含み構成される。基板３０２は、例えば、長手軸方向の長さ約３０ｍｍ、短手軸方向の長さ（幅）約１０ｍｍ、及び高さ約１０ｍｍの大きさで構成される。基板３０２上には、複数のセンサ３０４が設けられている。本例では、複数のセンサ３０４は、基板３０２の両端部及び中央部に配置されているがこれに限られない。例えば、基板３０２の一端部に２つのセンサ３０４が配置され、他端部に１つのセンサ３０４が配置されても良い。

弾性体６５０’は、基板３０２を安定的に弾性支持し得るように、例えば、複数（本例では３つ）のコイルバネによって構成されているが、上述したように、これに限られない。本例では、基板３０２は、被験者の生体表面に当接されていない状態で湾曲状ないしはアーチ状になるように形成された湾曲部を有する。基板３０２の湾曲部は、被験者の生体表面に当接されると、生体表面の形状に追従して撓むとともに、弾性体６５０’の押圧力を加えて、センサ３０４を押圧し得る。なお、基板３０２は、生体表面の形状に追従して撓む部材であれば良く、その剛性ないしは可撓性の度合いは適宜に選択され得る。

貼着部４０は、基体１０の両端部から延出したステム部１２によって支持されている。ステム部１２は、例えば、延出方向の長さ約５ｍｍ、高さ約３ｍｍの大きさで構成され、貼着部４０は、例えば、最大幅約２０ｍｍのオーバル形状で構成される。なお、本例では、ステム部１２は、偏平の略直方体形状の基体１０に設けられる構成が示されたが、これに限られず、上述したような様々な形状の基体１０に設けられ得る。

以上述べたように、上記の例においても、貼着部４０が被験者の生体表面に当接すると、その粘着力により貼着して、生体情報測定器１を保持する一方、該粘着力に抗して、第１のセンサ部３０が基板３０２の撓み力及び弾性体６５０’の押圧力により生体表面を確実に押圧する。したがって、この状態で、上記の実施形態と同様に、第１のセンサ部３０が適度な押圧力で生体表面に接触しながら第１の生体信号を測定することができる。また、基体１０は、薄型形状で突起部分がないので、被験者に装着されている間、着衣等に引っかけて、生体情報測定器１を脱離させてしまうといった不都合がない。

［第３の実施形態］
本実施形態では、上記の実施形態に係る生体情報測定器１において、第１のセンサ部と貼着部との間の幾何学的位置関係を規定した構成の例が説明される。

図１７は、本発明の一の実施形態に係る生体情報測定器における第１のセンサ部と貼着部との間の幾何学的位置関係の一例を説明するための図である。すなわち、同図に示されるように、被験者の生体表面を含む仮想面において貼着部４０の粘着面の重心が第１のセンサ部３０（基板３０２）の当接面内に位置するように、第１のセンサ部３０と貼着部４０とは基体１０に設けられる。

すなわち、同図（ａ）では、２つの貼着部４０が、それぞれ、第１のセンサ部３０の長辺端部の近傍に設けられた例が示されている。したがって、２つの貼着部４０の粘着面の重心は、第１のセンサ部３０の基板３０２の当接面内（より正確には長手軸上）に位置している。

また、同図（ｂ）では、３つの貼着部４０が第１のセンサ部３０の周囲に設けられた例が示されている。貼着部４０の粘着面の重心位置は、粘着面のそれぞれを頂点とした三角形の重心位置に一致し、かつ、第１のセンサ部３０の当接面内に位置している。

また、同図（ｃ）では、第１のセンサ部３０の当接面の重心位置と貼着部４０の貼着面の重心位置とが略一致するように、第１のセンサ部３０と貼着部４０とが基体１０に設けられた例を示している。

或いは、図示していないが、生体情報測定器１は、第１のセンサ部３０の当接面の重心位置と、複数の弾性体６５０’の重心位置とは略一致するように、構成されても良い。

図１８は、本発明の一の実施形態に係る生体情報測定器における第１のセンサ部と貼着部との間の幾何学的位置関係の一例を説明するための図である。より具体的には、同図は、第１のセンサ部３０に設けられたセンサ３０４（３０４ａ，３０４ｂ）の重心Ｇと貼着部４０の粘着面の重心との間の位置的関係を示している。

すなわち、同図に示されるように、１つ又は複数の互いに近接するセンサ３０４に関連付けられた複数の貼着部４０の粘着面の重心位置は、該センサ３０４の重心位置に略一致する。また、図示されていないが、例えば、貼着部４０は、基体１０から延出するアーム部１２により支持されている。ここで、「１つ又は複数の互いに近接するセンサ３０４に関連付けられる複数の貼着部４０の粘着面」とは、複数の貼着部４０うち、１つ又は複数の互いに近接するセンサ３０４の近傍に位置する貼着部４０であって、その粘着力がセンサ３０４への押圧力とが互いに密接に関連している貼着部４０の粘着面をいう。同図に示した例で言えば、２つの貼着部４０の粘着面４０ａは、センサ３０４ａに関連付けられ、別の２つの貼着部４０の粘着面４０ｂは、２つのセンサ３０４ｂに関連付けられる。そして、２つの粘着面４０ａの重心位置は、１つのセンサ３０４ａの重心位置に略一致し、また、２つの粘着面４０ｂの重心位置は、２つのセンサ３０４ｂの重心位置に略一致する。

また、第１のセンサ部３０を構成する基板３０２は、上述したように、フレキシブル基板であっても良い。したがって、貼着部４０の粘着面の重心位置が、センサ３０４に略一致する場合、図１９（ａ）及び（ｂ）に示すように、被験者の生体表面の段差ないしは曲面形状に応じて基板３０２の形状が追従的に撓みつつ、センサ３０４は、被験者の生体表面を確実に押圧する。

図２０は、本発明の一の実施形態に係る生体情報測定器における第１のセンサ部と貼着部との間の幾何学的位置関係の一例を説明するための図である。具体的には、同図は、被験者の生体表面を含む仮想面において、第１のセンサ部３０の重心位置から貼着部４０の粘着面までの距離的関係を示している。なお、本例においても、粘着面の重心位置は、第１のセンサ部の当接面に含まれることを条件としている。

本例では、第１のセンサ部３０の重心位置から各貼着部４０の粘着面までの距離は最大で約１０ｃｍである。つまり、第１のセンサ部３０を中心とする一対の貼着部４０どうしは、最大で約２０ｃｍだけ離れて配置される。これにより、貼着部４０に設けられた第２のセンサ部５０により検出される生体信号（例えばＥＣＧ信号）のＳＮ比の劣化を抑制し得る。

なお、第１のセンサ部３０と貼着部４０との間の幾何学的位置関係は、上述した例に限られず、種々のものが想定される。例えば、第１のセンサ部３０が複数の基板３０２から構成される場合に、貼着部４０の粘着面の重心位置が第１のセンサ部３０の当接面の重心位置に略一致するように、第１のセンサ部３０と貼着部４０とが配置されても良い。

以上のように、本実施形態によれば、貼着部４０が被験者の生体表面に当接すると、その粘着力により貼着して、生体情報測定器１を保持する一方、該粘着力に抗して、第１のセンサ部３０が弾性体６５０’の押圧力により生体表面を確実に押圧する。したがって、この状態で、上記の実施形態と同様に、第１のセンサ部３０が適度な押圧力で生体表面に接触しながら第１の生体信号を測定することができる。

上記各実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな形態で実施することができる。

例えば、本明細書に開示される方法においては、その結果に矛盾が生じない限り、ステップ、動作又は機能を並行して又は異なる順に実施しても良い。説明されたステップ、動作及び機能は、単なる例として提供されており、ステップ、動作及び機能のうちのいくつかは、発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略でき、また、互いに結合させることで一つのものとしてもよく、また、他のステップ、動作又は機能を追加してもよい。

また、本明細書では、さまざまな実施形態が開示されているが、一の実施形態における特定のフィーチャ（技術的事項）を、適宜改良しながら、他の実施形態に追加し、又は該他の実施形態における特定のフィーチャと置換することができ、そのような形態も本発明の要旨に含まれる。

本発明は、生体情報を測定する装置の分野に広く利用することができる。例えば、本発明は、ＰＰＧ、心音、血圧、心拍数、ガルバニック皮膚反応等を測定する各種の装置に利用することができる。

１…生体情報測定器
１０…基体
１２…ステム部
２０…ノック部
３０…第１のセンサ部
３０２…基板
３０４…センサ，センサ構成素子
４０…貼着部
５０…第２のセンサ部
６０…押圧機構
６１０…カム本体
６１２…カム溝
６１４…歯受け部
６２０…回転カム
６２２…カム歯
６３０…第１の弾性体
６４０…押え部
６５０…第２の弾性体
６５０’…弾性体

Claims (15)

1. 基体と、
   前記基体に対して変位可能に設けられ、被験者の生体情報を測定するための複数のセンサを含む第１のセンサ部と、
   前記第１のセンサ部を前記被験者の生体表面に対して弾性的に押圧するための押圧部と、
   前記基体に設けられ、前記生体表面に貼着する複数の貼着部と、
   を備え、
   前記押圧部は、前記複数の貼着部の貼着力で前記生体表面に貼着される前記基体に抗して前記第１のセンサ部の前記複数のセンサを押圧するように構成される、
   生体情報測定器。
2. 前記押圧部は、前記基体の底面に対して前記第１のセンサ部が突出する量を調整する調整部をさらに備える、請求項１に記載の生体情報測定器。
3. 前記第１のセンサ部の前記複数のセンサの少なくともいくつかは、ＰＰＧを光学的に測定するためのＰＰＧセンサである、請求項１又は２に記載の生体情報測定器。
4. 前記複数の貼着部は、第２のセンサ部を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の生体情報測定器。
5. 前記第２のセンサ部は、前記複数の貼着部とは別体に構成される、請求項４に記載の生体情報測定器。
6. 前記第２のセンサ部は、生体電気信号を測定するための電極パッドを含む、請求項４又は５に記載の生体情報測定器。
7. 前記押圧部は、
   押圧操作に応じて変位するノック部と、
   前記ノック部を弾性的に付勢する第１の弾性体と、を備え、
   前記第１のセンサ部は、前記ノック部の動きに連動するように設けられ、
   前記ノック部に対する第１の押圧操作に応じて、前記ノック部が前進して待避位置にある前記第１のセンサ部が前進して前記基体の底面部から突出するように位置決めされ、前記ノック部に対する第２の押圧操作に応じて、前記ノック部が後退して、前記基体の底面部から突出した前記第１のセンサ部が前記待避位置に移動するように構成された、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の生体情報測定器。
8. 前記押圧部は、前記第１のセンサ部を弾性的に付勢する第２の弾性体をさらに含む、請求項７に記載の生体情報測定器。
9. 前記押圧部は、前記第１のセンサ部を弾性的に付勢する複数の弾性体を含み、
   前記複数の弾性体は、それぞれ、前記複数のセンサが設けられた前記第１のセンサ部の第１の面とは反対側の第２の面に設けられる、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の生体情報測定器。
10. 前記基体に設けられ、前記複数の貼着部をそれぞれ支持する複数の支持部をさらに備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の生体情報測定器。
11. 前記複数の貼着部に対する重心位置が、前記生体表面を含む仮想面において、前記第１のセンサ部に含まれる、
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の生体情報測定器。
12. 前記複数の貼着部に対する重心位置が、前記複数のセンサに対する重心位置に略一致する、
    請求項１１に記載の生体情報測定器。
13. 前記第１のセンサ部の重心位置が、前記複数の弾性体の重心位置に略一致する、
    請求項９に記載の生体情報測定器。
14. 前記第１のセンサ部は、前記複数のセンサを搭載した基板を含み、前記基板は、フレキシブル基板である、
    請求項１から１３のいずれか一項に記載の生体情報測定器。
15. 前記第１のセンサ部は、前記複数のセンサを搭載した基板を含み、前記基板は、湾曲部に形成され、前記湾曲部は、前記生体表面の形状に追従して当接するように構成される、
    請求項１から１３のいずれか一項に記載の生体情報測定器。

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