TWI619471B - 測定裝置及測定方法 - Google Patents
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Abstract
使受檢部位與接觸部接觸而測定生物體資訊的測定裝置包括：感測器，自受檢部位獲取生物體測定輸出；以及控制部，基於感測器所獲取的生物體測定輸出，計算用以計算生物體資訊的修正係數，且基於所算出的修正係數及感測器所獲取的生物體測定輸出，計算生物體資訊。
Description
本揭示是有關於一種測定裝置及測定方法。
先前，已知有將受檢者（使用者）的耳珠作為受檢部位而獲取生物體測定輸出，且基於生物體測定輸出測定血壓等生物體資訊的測定裝置。例如在專利文獻1及專利文獻2中，揭示有自耳珠獲取生物體測定輸出，基於生物體測定輸出測定受檢者的血壓的血壓測定裝置。作為基於生物體測定輸出計算血壓的方法，例如在專利文獻3中，揭示有利用帕穗（Poiseuille）公式計算血壓的方法。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2008-114037號公報 [專利文獻2]日本專利特開2006-288644號公報 [專利文獻3]日本專利特開2004-154231號公報
本揭示的測定裝置是使受檢部位與接觸部接觸而測定生物體資訊的測定裝置。所述測定裝置包括感測器及控制部。所述感測器自所述受檢部位獲取生物體測定輸出。所述控制部基於所述感測器所獲取的所述生物體測定輸出，計算用以計算所述生物體資訊的修正係數，並基於所述計算的修正係數及所述感測器所獲取的所述生物體測定輸出，計算所述生物體資訊。
又，本揭示的測定方法在使受檢部位與接觸部接觸而測定生物體資訊時，包含獲取步驟、修正係數計算步驟及生物體資訊計算步驟。獲取步驟是藉由感測器，自所述受檢部位獲取生物體測定輸出。修正係數計算步驟是藉由控制部，基於在所述獲取步驟中所獲取的所述生物體測定輸出，計算用以計算所述生物體資訊的修正係數。生物體資訊計算步驟是藉由所述控制部，基於在所述修正係數計算步驟中所算出的修正係數及在所述獲取步驟中所獲取的所述生物體測定輸出，計算所述生物體資訊。
根據專利文獻3所揭示的計算方法，藉由使最大血流量Qmax與動脈直徑為最大時的血管阻力Rmin相乘來計算收縮期血壓的Vmax。然後，藉由使最小血流量Qmin及動脈徑為最小時的血管阻力Rmax相乘來計算舒張期血壓的Vmin。與此相對，根據本揭示的測定裝置及測定方法，可提高測定精度。
以下，參照圖式，對本揭示的一實施形態進行詳細說明。
圖1是自一個方向觀察本揭示的一實施形態的測定裝置時的外觀立體圖。圖2是自另一個方向觀察圖1的測定裝置時的外觀立體圖。具體而言，圖2是自與圖1的外觀立體圖的視點正相反的視點觀察時的外觀立體圖。
測定裝置100包括保持部110、測定機構120及電源保持部130。保持部110是可自左右夾住受檢者的頭部的拱形的構件。測定機構120配置在保持部110的第1端101側。電源保持部130配置在與配置有測定機構120的第1端101側相反的第2端102側。又，測定裝置100在第1端101側具備控制機構保持部140。控制機構保持部140保持對測定裝置100所具備的各功能塊進行控制的控制機構。關於測定裝置100所具備的各功能塊的詳細情況，將在圖5的說明中進行詳細描述。
受檢者將測定機構120保持於左耳，使設置於第2端102側的抵接部150抵接於右耳的上部，以保持部110經過頭頂部的方式安裝測定裝置100。抵接部150亦可利用可藉由沿保持部110滑動而位移（伸縮）的機構，來安裝於保持部110。藉由如此設置，可對應於受檢者的頭部的大小，改變第1端101至第2端102的長度。
受檢者在安裝著測定裝置100的狀態下，測定生物體資訊。例如，測定裝置100亦可藉由與左耳接觸的測定機構120，而獲取生物體測定輸出，且基於生物體測定輸出，測定（計算）生物體資訊。受檢者亦可經常安裝測定裝置100，從而經常測定生物體資訊。在一實施形態中，測定裝置100亦可作為一例，基於所獲取到的生物體測定輸出，計算血流量及動脈血紅蛋白（haemoglobin）量，且基於所算出的血流量及動脈血紅蛋白量測定作為生物體資訊的血壓。再者，動脈血紅蛋白量是指在動脈中流動的血紅蛋白量。
電源保持部130保持對測定裝置100的各功能塊供電的電源。電源保持部130設置於與測定機構120為相反側的第2端102側，藉此受檢者安裝著測定裝置100時的左右的重量容易達到均衡。因此，容易穩定地維持安裝狀態。
測定機構120在抵接於受檢部位的狀態下，自受檢部位獲取生物體測定輸出。參照圖3及圖4，對測定機構120的詳細情況進行說明。圖3是表示在受檢者安裝著圖1的測定裝置100時在左耳的測定機構120的保持狀態的圖。圖4是自頭頂側觀察圖3所示的保持狀態時的圖。圖4包括圖3所示的左耳的A-A剖面圖。再者，為了使測定機構120容易理解，在圖3及圖4中，關於測定裝置100所具備的測定機構120以外的構成要素省略圖示。例如，如圖1或圖2所示，在圖3所示的框架（frame）部125的頭部上方側，形成有控制機構保持部140或保持部110，但在圖3中則省略該些構件。以下，在本說明書中，將自頭頂側觀察的情況亦表達為俯視。
測定機構120包括插入部121、按壓部122、接觸部123及連接部124。
插入部121在受檢者安裝著測定裝置100時，插入至左耳的外耳道。即，受檢者在安裝測定裝置100時，以將插入部121插入至左耳的外耳道的方式，使測定機構120保持於頭部，而安裝測定裝置100。
按壓部122在受檢者安裝著測定裝置100時，即，在將插入部121插入至外耳道的狀態下，抵接於耳甲，且對耳甲向後頭部側施壓。藉由對耳甲向後頭部側施壓，而使耳珠的前端側向外耳道的相反方向，即向臉面側而豎立於沿外耳道的方向。由此，容易藉由接觸部123而夾住耳珠。
接觸部123是凹型形狀的構件。接觸部123包括兩個突出部123a及突出部123b。突出部123a在受檢者安裝著測定裝置100時位於後頭部側。突出部123b在受檢者安裝著測定裝置100時位於頭部的正面側。接觸部123在受檢者安裝著測定裝置100時，以利用形成於兩個突出部123a與突出部123b之間的凹型的凹陷部分夾住耳珠的方式與耳珠接觸。在突出部123a的前端側，即在受檢者安裝著測定裝置100時位於頭部側之側，固定有插入部121。在與前端側相反的基端側，與連接部124連接。即，按壓部122與接觸部123經由連接部124而連接。
接觸部123包括用以在光學上獲取生物體測定輸出的感測器。在一實施形態中，接觸部123包括反射型感測器160及穿透型感測器170。反射型感測器160將發光部及受光部兩者配置於突出部123a。穿透型感測器170將發光部及受光部分別配置於突出部123a及突出部123b。接觸部123上的反射型感測器160及穿透型感測器170的位置在圖4中虛擬地以虛線表示。實際上，反射型感測器160及穿透型感測器170搭載於接觸部123的內部。
反射型感測器160及穿透型感測器170在受檢者的耳珠（受檢部位）上獲取生物體測定輸出。關於反射型感測器160及穿透型感測器170獲取生物體測定輸出的方法的詳細情況將在後文描述。
連接部124將按壓部122與接觸部123加以連接。在一實施形態中，如圖3及圖4所示，接觸部123在基端側與連接部124直接連接。在一實施形態中，如圖3及圖4所示，按壓部122經由測定裝置100的第1端101側的框架部125與連接部124連接。連接部124由可改變按壓部122與接觸部123的相對位置關係的可動構件構成。在一實施形態中，連接部124由例如橡膠等彈性構件構成。連接部124亦可由可改變按壓部122與接觸部123的相對位置關係的材料構成。作為連接部124的材料，例如可使用彈簧、樹脂、塑膠、布、纖維等。連接部124亦可構成為可藉由機械構造，來改變按壓部122與接觸部123的相對位置關係。作為機械構造，例如可設為利用齒輪等而使連接部124可活動的機構等。
接觸部123藉由連接部124，可相對於框架部125位移。藉由接觸部123相對於框架部125位移，而使按壓部122與接觸部123的相對位置關係發生變化。藉由此種連接部124的構成而使接觸部123相對於框架部125位移。因此，無論耳朵的形狀、特別是耳甲與耳珠的位置關係如何，接觸部123均容易以夾住耳珠的方式與耳珠接觸。在圖4所示的示例中，接觸部123相對於形成有連接部124的框架部125所具有的平面部125a的垂線而朝向約30°後頭部方向傾斜。
又，如圖3所示，框架部125包含將測定裝置100安裝於耳朵上時面向外耳道外側方向的平面部125a。在框架部125的平面部125a的與相反面125b側的面的大致中央相對應的位置形成有連接部124。在未將測定裝置100安裝於耳朵上的狀態下，連接部124不發生變形，故而相對於所述框架部125的平面部125a的相反面125b，朝向大致垂直方向形成有連接部124。藉由框架部125，使用者在將測定裝置100安裝於耳朵上時，容易掌握連接部124的位置。因此，使用者可容易地將形成於連接部124的最前部的插入部121插入至外耳道、或將接觸部123安裝於耳珠。
圖5是表示測定裝置100的概略構成的功能方塊圖。測定裝置100包括反射型感測器160、穿透型感測器170、控制部180、記憶部190、輸入部200及顯示部210。反射型感測器160及穿透型感測器170如上所述搭載於接觸部123的內部。又，控制部180及記憶部190搭載於控制機構保持部140。輸入部200及顯示部210例如搭載於電源保持部130或控制機構保持部140。
控制部180是測定裝置100的各功能塊等對測定裝置100的整體進行控制及管理的處理器（processor）。控制部180由執行規定了控制順序的程式的中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）等的處理器構成。所述程式例如儲存於記憶部190或與測定裝置100連接的外部的記憶媒體等。
控制部180基於反射型感測器160及穿透型感測器170所獲取的生物體測定輸出，測定作為生物體資訊的血壓。關於計算控制部180所執行的血壓的處理的詳細情況將在後文描述。
反射型感測器160將測定光照射至耳珠而獲取來自耳珠內部的組織的反射光（散射光），且將所獲取的散射光的光電轉換信號作為生物體測定輸出發送至控制部180。反射型感測器160包括發光部161及受光部162。
發光部161基於控制部180的控制射出雷射光。發光部161是例如將可檢測血液中所含的規定的成分的波長的雷射光作為測定光照射至受檢部位的構件，例如由一個雷射二極體（Laser Diode，LD）構成。
受光部162接收來自受檢部位的測定光的散射光作為生物體資訊。受光部162例如由光電二極體（Photo Diode，PD）構成。反射型感測器160將在受光部162中接收到的散射光的光電轉換信號作為生物體測定輸出發送至控制部180。
控制部180基於自反射型感測器160接收到的生物體測定輸出，計算受檢部位中的血流量。此處，對控制部180的利用都卜勒位移（Doppler shift）的血流量測定技術進行說明。
在生物體的組織內，自移動著的血球散射的散射光受到因與血液中的血球的移動速度成比例的都卜勒效應而引起的頻移（都卜勒位移）。控制部180檢測因來自靜止的組織的散射光與來自移動著的血球的散射光的光的干擾而產生的差拍信號（亦稱為拍頻信號（beat signal））。差拍信號是將強度表示為時間函數的信號。控制部180將差拍信號設為將功率（power）表示為頻率函數的功率譜（power spectrum）。在差拍信號的功率譜中，都卜勒位移頻率與血球的速度成比例。又，在差拍信號的功率譜中，功率與血球的量相對應。控制部180藉由在差拍信號的功率譜上乘以頻率而進行積分來求出血流量。
穿透型感測器170對耳珠照射測定光而獲取穿透耳珠內部的組織的穿透光，將所獲取的穿透光的光電轉換信號作為生物體測定輸出發送至控制部180。穿透型感測器170包括發光部171及受光部172。
發光部171基於控制部180的控制而射出雷射光。發光部171例如將可檢測血液中所含的規定的成分的波長的雷射光作為測定光照射至受檢部位。發光部171由例如雷射二極體（Laser Diode，LD）構成。
受光部172接收來自受檢部位的測定光的穿透光作為生物體資訊。受光部172由例如光電二極體（Photo Diode，PD）構成。穿透型感測器170將在受光部172中所接收到的穿透光的光電轉換信號作為生物體測定輸出發送至控制部180。
在一實施形態中，穿透型感測器170包括兩個LD，以將兩種不同波長的雷射光照射至受檢部位。例如，發光部171包括照射波長為約660 nm的雷射光的LD、以及照射波長為約940 nm的雷射光的LD。
組織及靜脈中所存在的靜脈血紅蛋白與動脈血紅蛋白的對約940 nm的波長區域的光的吸光度大致相等。另一方面，關於對約660 nm的波長區域的光的吸光度，靜脈血紅蛋白高於動脈血紅蛋白。當將約940 nm的雷射光照射至受檢部位時，獲取未被血紅蛋白吸收而穿透生物體且被受光部172接收的穿透光的受光強度。當將約660 nm的雷射光照射至受檢部位時，獲取未被血紅蛋白吸收而穿透生物體且被受光部172接收的穿透光的受光強度。藉由對該些受光強度進行比較，可根據所述受光強度的差分（或吸光度的差分）推測動脈血紅蛋白量。控制部180以如上所述的方式，計算動脈血紅蛋白量。即，控制部180是將吸光度與動脈血紅蛋白量成比例作為前提。吸光度並非表示作為絕對數值的動脈血紅蛋白量，而始終作為相對的指標來使用。
測定裝置100具備兩個照射不同波長的雷射光的LD，藉此不利用僅對動脈照射雷射光來測定動脈血紅蛋白量這一實質上困難的方法，即可以高精度計算動脈血紅蛋白量。
記憶部190可由半導體記憶體或磁性記憶體等所構成，記憶各種資訊或用以使測定裝置100運行的程式等。記憶部190亦可作為工作記憶體（work memory）而發揮作用。記憶部190例如記憶控制部180基於反射型感測器160及穿透型感測器170分別獲取到的生物體測定輸出而算出的血流量及動脈血紅蛋白量。又，記憶部190記憶控制部180基於血流量及動脈血紅蛋白量而測定的血壓。此外，記憶部190記憶受檢者自輸入部200輸入的基準血壓值。基準血壓值是控制部180計算血壓時成為基準的舒張期血壓及收縮期血壓。基準血壓值是例如使用者使用測定裝置100進行血壓的測定之前，使用上臂式血壓計來測定，所述上臂式血壓計是使用眾所周知的環帶（cuff）在上臂測定血壓。
輸入部200是受理來自受檢者的操作輸入的構件。輸入部200例如由操作按鈕（操作鍵）構成。亦可由觸控面板構成輸入部200，在顯示部210的一部分上顯示受理來自受檢者的操作輸入的操作鍵，而受理來自受檢者的觸控操作輸入。
顯示部210是液晶顯示器、有機電激發光（electroluminescence，EL）顯示器或無機EL顯示器等顯示器件。顯示部210例如顯示測定裝置100對生物體資訊的測定結果。顯示部210例如可藉由七段（segment）顯示器來顯示測定結果。
其次，說明控制部180基於所算出的血流量及動脈血紅蛋白量計算血壓的處理的詳細情況。
控制部180首先，計算血壓的計算時所使用的修正係數。關於控制部180所進行的修正係數計算處理的一例，參照圖6所示的流程圖進行說明。在流程開始時，受檢者使用輸入部200輸入基準血壓值，將測定裝置100安裝於頭部。受檢者亦可在將測定裝置100安裝於頭部的狀態下，輸入基準血壓值。圖6所示的處理是作為校準（calibration）的處理，是計算修正係數m'及修正係數θ'時的流程圖。關於修正係數m'及修正係數θ'將在後文描述。
控制部180使受檢者自輸入部200輸入的使用上臂環帶式血壓計而測定的基準血壓值記憶於記憶部190（步驟S101）。
其次，控制部180自反射型感測器160的受光部162獲取反射型感測器160所測定的生物體測定輸出（步驟S102）。
控制部180基於在步驟S102中獲取到的生物體測定輸出，計算血流量（步驟S103）。
控制部180自穿透型感測器170的受光部172，獲取穿透型感測器170所測定的生物體測定輸出（步驟S104）。
控制部180基於在步驟S104中獲取到的生物體測定輸出，計算動脈血紅蛋白量（步驟S105）。
控制部180亦可不必按照圖6所記載的順序執行步驟S102至步驟S105。控制部180亦可例如同時並行地處理步驟S102及步驟S103與步驟S104及步驟S105。
其次，控制部180判斷自反射型感測器160及穿透型感測器170分別獲取到的生物體測定輸出中是否含有雜訊（步驟S106）。控制部180例如基於在步驟S103中所算出的血流量的時間變化的週期與在步驟S105中所算出的動脈血紅蛋白量的時間變化的週期是否相一致，來判斷生物體測定輸出中是否含有雜訊。控制部180在血流量及動脈血紅蛋白量顯示同樣的時間變化的週期時，判斷為生物體測定輸出中不含雜訊。另一方面，控制部180在血流量及動脈血紅蛋白量分別顯示不同的時間變化的週期時，判斷為生物體測定輸出中含有雜訊。
控制部180在判斷為生物體測定輸出中含有雜訊時（步驟S106的是），再次執行步驟S102至步驟S105。
控制部180在判斷為生物體測定輸出中不含雜訊時（步驟S106的否），計算修正係數（步驟S107）。如此一來，結束修正係數計算處理的流程。
此處，對控制部180在步驟S107中執行的修正係數的計算方法的詳細情況進行說明。控制部180基於在步驟S101中記憶於記憶部190中的基準血壓值以及所算出的血流量及動脈血紅蛋白量，計算修正係數。
[關於舒張期血壓DBP的測定] 首先，說明用以計算在任意的時間i的舒張期血壓DBPi的修正係數（常數）m'的計算方法。此處，將計算修正係數的時間i設為i＝0。所謂修正係數m'，如下述式（14）所示，是指表示時間i的舒張期血壓DBPi時的平均血流量Q與動脈血紅蛋白量的比（S0/Si）的積的比例係數（常數）。此處，Si為時間i的動脈血紅蛋白量。又，S0為算出修正係數時的動脈血紅蛋白量。即，由於個人差或感測器的各別的狀況等各種主要因素，故而若直接使用平均血流量Q與動脈血紅蛋白量的比（S0/Si）的積，則存在所述積未準確地顯示舒張期血壓DBPi的情況。因此，首先，使用例如利用聽診法（科羅特科夫法（Korotkoff method））或振盪法（oscillometric method）的上臂環帶來測定在i＝0的時間內的舒張期血壓DBP。由此，藉由利用本實施形態的測定裝置100測定表示在i＝0測定時的平均血流量Q與動脈血紅蛋白量的比（S0/Si）的積的值，來確定修正係數m'。所述修正係數m'有可能因每個人或每個測定裝置100等的各種條件而不同，故而需要在測定當初的時點進行用以確定m'的處理。再者，在i＝0的時間內的舒張期血壓DBPi的測定方法於使用所述上臂環帶的方法以外，亦可為其他適當的方法。
控制部180計算常數m'時所使用的數式是以下的式（1）至式（3）。
[數式1]（1）
[數式2]（2）
[數式3]（3）
在所述式（1）至式（3）中，P、Q、R、DBP、SBP以及a及b分別是平均血壓、平均血流量、血管阻力、舒張期血壓、收縮期血壓及常數。由式（1）至式（3），導出式（4）。
[數式4]（4）
此處，在式（4）中，置換為2/3＋a/3＝m（常數）。又，在式（4）中，通常b的值為5 mmHg～15 mmHg左右。因此，b/3為2 mmHg～5 mmHg左右。b是對每個人而言固有的常數，若b/3為2 mmHg～5 mmHg左右，則認為可包含於藉由式（14）而求出的m'中，故而可近似為b/3≈0。因此，所述式（4）可如式（5）般進行變形。
[數式5]（5）
若將式（5）加以變形，則導出式（6）。
[數式6]（6）
此處，平均血流量Q亦可利用平均血流速度V及動脈半徑r，表示為式（7）。
[數式7]（7）
又，血管阻力R根據帕穗法則，利用血液的黏度μ、動脈半徑r及血管長L，表示為式（8）。
[數式8]（8）
若將式（1）、式（7）及式（8）加以變形，則得出以下的式（9）。
[數式9] （9）
式（9）中，S為動脈剖面積πr2
，是與動脈血紅蛋白量成比例的值。又，C是表示8μLπ的常數。由式（9）導出式（10）。
[數式10]（10）
由式（6）及式（10），導出下述式（11）。
[數式11]（11）
如上所述，S為動脈剖面積，與動脈血紅蛋白量成比例。在一實施形態中，測定裝置100將作為穿透型感測器170所獲取的生物體測定輸出的吸光度用作表示動脈血紅蛋白量的值。在以下的說明中為了使說明易於理解，將表示動脈剖面積的S亦記作動脈血紅蛋白量。因此，在任意的時間i的舒張期血壓DBPi在利用初始的動脈血紅蛋白量S0及在任意的時間i的動脈血紅蛋白量Si，將式（11）的S置換為S0至Si的變化率時，表示為以下的式（12）。再者，初始的動脈血紅蛋白量S0是在控制部180算出修正係數時控制部180基於穿透型感測器170所獲取的生物體測定輸出（吸光度）而算出的動脈血紅蛋白量。又，在任意的時間i的動脈血紅蛋白量Si是在時間i的控制部180基於穿透型感測器170所獲取的生物體測定輸出（吸光度）而算出的動脈血紅蛋白量。
[數式12]（12）
此處，根據血流速度V的定義V＝Q/S，平均血流速度V與平均血流量Q成比例，故而式（12）可變形為下述式（13）。
[數式13]（13）
在所述式（13）中，計算修正係數時，即Si＝S0時的常數m所對應者為m'。常數m'是基於記憶部190中所記憶的基準血壓值的舒張期血壓DBP及控制部180所算出的平均血流量Q，由式（13）來確定。因此，在任意的時間i的舒張期血壓DBPi可利用所算出的常數m'表示為下述式（14）。
[數式14]（14）
[關於收縮期血壓SBPi的測定] 其次，說明用以計算在任意的時間i的收縮期血壓SBPi的修正係數（常數）θ'的計算方法。所謂修正係數θ'，如下述式（24）所示，是指表示時間i的收縮期血壓SBP時的相對於脈動血流波高qpp的比例係數（常數）。即，由於個人差或感測器的各別的狀況等各種主要因素，若直接使用脈動血流波高qpp，則存在未準確地表示收縮期血壓SBPi的情況。因此，首先，藉由利用環帶測定收縮期血壓SBP，利用本實施形態的測定裝置100測定所述測定時的基準血壓值的舒張期血壓DBP、常數m'及脈動血流波高qpp，來確定修正係數θ'。即，所述修正係數θ'有可能因每個人或每個測定裝置100等的各種條件而不同，因此需要在測定起初的時點進行用以確定θ'的處理。
控制部180計算常數θ'時所使用的數式是以下的式（15）至式（18）。
[數式15]（15）
[數式16]（16）
[數式17]（17）
[數式18]（18）
在式（15）至式（18）中，qpp、PP及MBP分別為脈動血流波高、脈壓及平均脈壓。再者，所謂脈壓，是指收縮期血壓（最大血壓）與舒張期血壓（最小血壓）的差。所謂平均血壓，是指自收縮時血壓（最高血壓）及舒張期血壓（最低血壓）求出的對動脈施加的血壓的平均值。關於脈動血流波高qpp，作為一例，如圖7中示意性表示的，是一次脈搏時的血流量的最大的差分。脈動血流波高qpp是自血流量導出，所述血流量是控制部180基於自反射型感測器160獲取的生物體測定輸出而算出。SV是一次脈搏時的心動搏出量（Stroke Volume）。HR為心率（Heart Rate），Roff為在血管的收縮期自動脈流出的血流量（Run off in systole）。E為脈搏彈性率。
由式（15）及式（16），導出式（19）。
[數式19]（19）
由式（17）及式（19），導出式（20）。
[數式20]（20）
又，若將式（18）加以變形，則表示為式（21）。
[數式21]（21）
若將式（20）代入至式（21）並進行整理，則導出式（22）。
[數式22]（22）
自式（6）及式（22），若設為θ＝2E/3，則導出式（23）。
[數式23]（23）
在式（23）中，代入基準血壓值的舒張期血壓DBP及收縮期血壓SBP、所述算出的m'及脈動血流波高qpp而算出時的θ所對應者為修正係數θ'。脈動血流波高qpp是根據血流量來計算，所述血流量是控制部180基於自反射型感測器160獲取的生物體測定輸出而算出。利用如上所述而算出的常數θ'，在任意的時間i的收縮期血壓SBPi表示為以下的式（24）。再者，式（24）中，qppi為在時間i的脈動血流波高。
[數式24] SBPi=m' x DBPi + θ' x qppi （24）
控制部180利用所算出的修正係數m'及θ'，基於式（14）及式（24），計算在任意的時間i的受檢者的舒張期血壓DBPi及收縮期血壓SBPi。
[血壓的計算處理的一例] 其次，參照圖8所示的流程圖對控制部180的受檢者的血壓的計算處理的一例進行說明。控制部180可基於任意搏動次數的生物體測定輸出，進行血壓的計算處理。控制部180例如基於5次搏動的生物體測定輸出，藉由圖8所示的流程來進行血壓的計算處理。控制部180例如基於所算出的血流量的週期，確定5次脈搏。
首先，控制部180以與圖6的步驟S102及步驟S103同樣的方式，自反射型感測器160獲取5次搏動的生物體測定輸出（步驟S201），並基於生物體測定輸出計算血流量（步驟S202）。
又，控制部180以與圖6的步驟S104及步驟S105同樣的方式，自穿透型感測器170獲取5次搏動的生物體測定輸出（步驟S203），並基於生物體測定輸出計算動脈血紅蛋白量（步驟S204）。
控制部180以與圖6的步驟S106同樣的方式，判斷自反射型感測器160及穿透型感測器170分別獲取到的生物體測定輸出中是否含有雜訊（步驟S205）。
控制部180在判斷為生物體測定輸出中含有雜訊時（步驟S205的是），廢棄（刪除）所獲取到的生物體測定輸出的資料（步驟S206）。然後，控制部180再次執行步驟S201至步驟S204。
控制部180在判斷為生物體測定輸出中不含雜訊時（步驟S205的否），利用所算出的修正係數m'及修正係數θ'，基於式（14）及式（24），計算受檢者的血壓（步驟S207）。
控制部180藉由使所算出的受檢者的血壓記憶於記憶部190來加以保存（步驟S208）。
控制部180藉由反覆執行圖8所示的流程，來積累受檢者的血壓的相關資料。藉由所積累的資料，受檢者及醫生等可瞭解受檢者的血壓的變化。
如以上說明，一實施形態的測定裝置100是基於受檢者所輸入的受檢者的基準血壓值以及所算出的血流量及動脈血紅蛋白量來計算修正係數。然後，測定裝置100基於所算出的修正係數、以及自感測器獲取的生物體測定輸出來計算生物體資訊。因此，測定裝置100與現有的測定裝置相比，所算出的生物體資訊的可靠性及測定精度提高。
又，測定裝置100基於反射型感測器160及穿透型感測器170分別所獲取的生物體測定輸出，判斷所獲取到的生物體測定輸出中是否含有雜訊。測定裝置100在判斷為生物體測定輸出中含有雜訊時，不使用所述生物體測定輸出，而再次重新獲取生物體測定輸出，故而所測定的生物體資訊的可靠性及測定精度提高。
又，測定裝置100在穿透型感測器170中，將兩種不同波長的雷射光照射至受檢部位。因此，藉由對受光部172所接收到的穿透光的受光強度進行比較，根據其差分，可推測動脈血紅蛋白量。藉由如上所述推測動脈血紅蛋白量，而使得測定裝置100與現有的測定裝置相比，動脈血紅蛋白量的推測精度提高。
又，根據測定裝置100，在受檢者安裝著測定裝置100時，藉由按壓部122而對耳甲向後頭部側施壓，其結果使得耳珠朝向頭部的外側。因此，根據測定裝置100，無論受檢者的耳朵的形狀如何，均容易藉由接觸部123來夾住耳珠。以如上所述的方式，測定裝置100的有用性得到提高。
又，測定裝置100的接觸部123與按壓部122經由包含可動構件的連接部124而連接。藉由連接部124，接觸部123相對於框架部125進行位移，藉此按壓部122與接觸部123的相對位置關係產生變化。因此，無論受檢者的耳朵的形狀如何，接觸部123均容易與耳珠接觸。
又，測定裝置100包括可自左右夾住受檢者的頭部的拱形的保持部110。因此，在受檢者安裝著測定裝置100時，測定裝置100是對受檢者的頭部自左右施加側壓來加以保持。由此，容易將接觸部123固定於耳珠。
又，在測定裝置100中，電源保持部130設置於與測定機構120為相反側的第2端102側。由此，受檢者安裝著測定裝置100時的左右的重量容易達到均衡，從而容易穩定地維持安裝狀態。
再者，本發明並非僅限於所述實施形態，而可進行許多變形或變更。例如，可以各構成部、各步驟等中所含的功能等在邏輯上不矛盾的方式進行重新配置，可將多個構成部或步驟等組合成一個或加以分割。
例如，如圖9所示，測定裝置100亦可在接觸部123的突出部123b具備罩體901。圖9是表示在圖1所示的測定裝置100上安裝有罩體901的狀態的變形例的概略構成圖。罩體901亦可由可使自穿透型感測器170射出的光線穿透的材料構成，以便不妨礙穿透型感測器170獲取生物體測定輸出。罩體901可設為可拆裝於突出部123b。
參照圖10（a）及圖10（b），對圖9所示的罩體901加以進一步說明。圖10（a）是圖9所示的罩體901的概略圖。如圖10（a）所示，所述罩體1001可設為具有插入至突出部123b的孔部1003，例如，由樹脂、塑膠等材料所形成。測定裝置100藉由罩體1001拆裝於突出部123b，而使突出部123b的厚度發生變化。藉由如上所述使突出部123b的厚度發生變化，可使受檢者配合耳珠的形狀及厚度，調整接觸部123相對於耳珠的接觸強度。特別是當存在多種罩體1001時，受檢者可選擇罩體1001，以對自身的耳珠的形狀及厚度而言最佳的接觸強度使接觸部123與耳珠接觸。再者，適當的接觸強度例如是指生物體資訊的測定精度提高的接觸強度、受檢者不易對測定裝置100的安裝狀態感到不諧調的接觸強度、及耳珠與接觸部123的位置關係不易改變的接觸強度等。
如圖10（b）所示，所述罩體1005亦可在安裝於接觸部123的狀態下，使穿透型感測器170露出於外部，以不妨礙穿透型感測器170獲取生物體測定輸出。即，罩體1005亦可設為在耳珠側具有使穿透型感測器170露出的開口部1007。
如圖11所示，插入部121亦可包含在插入至外耳道的狀態下，覆蓋外耳道的蓋部1101。圖11是圖1所示的測定裝置100的變形例的概略圖。藉由包含蓋部1101，插入部121的蓋部與外耳道的表面接觸，從而可實現插入部121更穩定地插入至外耳道的狀態。再者，蓋部1101亦可例如由海綿、橡膠、布、塑膠、樹脂等容易使聲音通過的原材料構成，以不阻礙受檢者聽到的來自周圍的聲音。
測定裝置100亦可包含在接觸部123與耳珠接觸的狀態下，遮擋入射至感測器的外部光的遮光部。圖12是圖1所示的測定裝置100的變形例的概略立體圖。例如，如圖12所示，遮光部1201可以是與插入部121、接觸部123的反射型感測器160、穿透型感測器170一併覆蓋整個耳甲的由布、塑膠或樹脂等材料形成的耳套。
圖13（a）及圖13（b）是圖1所示的測定裝置100的變形例的概略圖，是表示與圖12所示的遮光部1201不同的形態的遮光部的圖。例如，如圖13（a）所示，遮光部1301亦可形成於接觸部123的頭部前面方向（臉方向）側，以遮擋自頭部前面方向（臉方向）入射至反射型感測器160及穿透型感測器170的光。遮光部1303例如亦可如圖13（b）所示，形成於接觸部123的頭部上方向側，以遮擋自接觸部123的頭部上方向入射至反射型感測器160、穿透型感測器170的光。遮光部1301及1303可以是例如由塑膠或樹脂等形成的屏蔽板。
測定裝置100藉由具有遮光部1201、遮光部1301或遮光部1303，可遮擋入射至感測器的外部光，故而容易去除可能因外部光而產生的獲取生物體測定輸出時的雜訊。再者，遮光部亦可為使圖12及圖13（a）及圖13（b）所示的遮光部1201、遮光部1301及遮光部1303任意組合而成者。
測定裝置100亦可設為調整測定裝置100的重量，以使得在使第1端101及第2端102朝向重力方向下方的狀態下，施加至第1端101及第2端102的重力方向下方的力大致相等。如此一來，當將測定裝置100安裝於人的頭部時朝向第1端101及第2端102的重力方向下方的力會變得大致相等，從而測定裝置100的朝向頭部的安裝性能得到提高。
所述實施形態的測定裝置100設為包括自左右夾住受檢者的頭部的拱形的保持部110、配置於第1端101側的測定機構120、以及配置於與第1端101側相反的第2端102側的電源保持部130。但是，本發明的實施方式並不限定於此。例如，亦可設為如下的測定裝置：藉由設為具有僅安裝於左右任一耳朵中的一者的耳甲部分的安裝部的測定機構120，而安裝於頭部。即，亦可為不存在所述實施形態的測定裝置100中的如圖1所示的保持部110的構造。在如上所述的構造的情況下，藉由不存在如圖1所示的保持部110，而使得整個裝置的重量減輕，並且不會弄壞使用者的髮型，故而方便性得到提高。
又，在所述實施形態的測定裝置100中，測定機構120、電源保持部130或控制機構保持部140亦可設為防水構造或防塵構造。此時，可提高測定裝置100的使用機會，例如即使在雨天亦可使用測定裝置100等，從而方便性得到提高。
在所述實施形態的測定裝置100中，亦可設為具有藉由有線或無線或該些的組合而實現的通信功能。作為有線的通信功能，可以是通用序列匯流排（universal serial bus，USB）或區域網路（Local Area Network，LAN）等。作為無線的通信功能，可以是長期演進技術（Long Term Evolution，LTE）、無線LAN（Local Area Network）或紅外線通信等。藉由搭載如上所述的通信功能，測定裝置100例如可自外部的操作終端進行操作或控制，或可將所測定的各種資訊發送至外部的裝置。
所述實施形態的測定裝置100是測定血流量或動脈血紅蛋白量作為生物體資訊，但亦可設為測定該些生物體資訊以外的生物體資訊。根據測定裝置100所獲取的生物體資訊，測定裝置100例如亦可將體溫感測器、脈波感測器、振動感測器、聲音感測器、濕度感測器、高度感測器、方位感測器、位置感測器、亮度感測器等各種感測器適當組合起來加以搭載。
在所述實施形態的測定裝置100中，包含經內裝的電源保持部130。但是，作為測定裝置100的電源，亦可設為在與測定裝置100不同的框體上另外設置電源，且藉由有線或無線而將來自電源的電力供給至測定裝置100的各部。
在所述實施形態中，已說明測定裝置100所具備的控制部180基於感測器所獲取的生物體測定輸出而生成生物體資訊，但生物體資訊的生成並不限於測定裝置100所具備的控制部180所進行的情況。例如，藉由有線或無線或由該些的組合構成的網路而與測定裝置100連接的伺服裝置亦可具備相當於控制部180的功能部，生物體資訊的生成亦可藉由具有所述功能部的伺服裝置來進行。此時，測定裝置100將感測器所獲取的生物體測定輸出，自另外具備的通信部發送至伺服裝置。伺服裝置基於生物體資訊輸出計算生物體資訊，且將所算出的生物體資訊記憶於記憶部。如上所述，當伺服裝置計算生物體資訊，且記憶生物體資訊時，與在一個測定裝置100上實現圖1所示的所有功能部的情況相比，可實現測定裝置100的小型化等。
100‧‧‧測定裝置
101‧‧‧第1端
102‧‧‧第2端
110‧‧‧保持部
120‧‧‧測定機構
121‧‧‧插入部
122‧‧‧按壓部
123‧‧‧接觸部
123a、123b‧‧‧突出部
124‧‧‧連接部
125‧‧‧框架部
125a‧‧‧平面部
125b‧‧‧相反面
130‧‧‧電源保持部
140‧‧‧控制機構保持部
150‧‧‧抵接部
160‧‧‧反射型感測器
161、171‧‧‧發光部
162、172‧‧‧受光部
170‧‧‧穿透型感測器
180‧‧‧控制部
190‧‧‧記憶部
200‧‧‧輸入部
210‧‧‧顯示部
901、1001、1005‧‧‧罩體
1003‧‧‧孔部
1007‧‧‧開口部
1101‧‧‧蓋部
1201、1301、1303‧‧‧遮光部
qpp‧‧‧脈動血流波高
S101～S107、S201～S208‧‧‧步驟
圖1是自一個方向觀察本揭示的一實施形態的測定裝置時的外觀立體圖。
圖2是自另一個方向觀察圖1的測定裝置時的外觀立體圖。
圖3是表示安裝有圖1的測定裝置時的測定機構在左耳的保持狀態的圖。
圖4是自頭頂側觀察圖3所示的保持狀態時的圖。
圖5是表示圖1的測定裝置的概略構成的功能方塊圖。
圖6是表示控制部中的修正係數計算處理的一例的流程圖。 圖7是示意性地表示表示血流的波形之中脈動血流波高的圖。 圖8是表示控制部中的血壓計算處理的一例的流程圖。 圖9是表示圖1所示的測定裝置上安裝有罩體（cover）的狀態的變形例的概略構成圖。 圖10（a）及圖10（b）是圖9所示的罩體的概略圖。 圖11是圖1所示的測定裝置的變形例的概略圖。 圖12是圖1所示的測定裝置的變形例的概略立體圖。 圖13（a）及圖13（b）是圖1所示的測定裝置的變形例的概略圖。
Claims (5)
- 一種測定裝置，使受檢部位與接觸部接觸而測定生物體資訊，所述測定裝置包括：感測器，自所述受檢部位獲取生物體測定輸出；以及控制部，基於所述感測器所獲取的所述生物體測定輸出，計算用以計算所述生物體資訊的運算式中所包含的修正係數，且基於算出的所述修正係數及所述感測器所獲取的所述生物體測定輸出，計算所述生物體資訊。
- 如申請專利範圍第1項所述的測定裝置，其中所述感測器包含分別可獲取不同的兩種生物體測定輸出的兩種感測器，所述控制部執行如下處理：藉由對所述兩種感測器分別所獲取的兩種生物體測定輸出進行比較，來判斷所獲取的所述生物體測定輸出的測定精度，當判斷為所獲取的所述生物體測定輸出具有規定的測定精度時，計算所述生物體資訊。
- 如申請專利範圍第2項所述的測定裝置，其中所述生物體資訊為血壓，所述兩種感測器為反射型感測器及穿透型感測器，所述穿透型感測器包括：發光部，可將兩種不同波長的雷射光照射至所述受檢部位；以及受光部，接收在所述受檢部位的所述兩種不同波長的雷射光的穿透光；且所述控制部基於所述反射型感測器的輸出計算血流量，且基於所述穿透型感測器的輸出確定動脈血紅蛋白量。
- 如申請專利範圍第3項所述的測定裝置，其中所述控制部基於所述反射型感測器及所述穿透型感測器所獲取的所述生物體測定輸出計算下式中的修正係數m'及修正係數θ'，且基於算出的所述修正係數m'及所述修正係數θ'以及所述感測器所獲取的所述生物體測定輸出，利用下式，分別計算作為生物體資訊的舒張期血壓及收縮期血壓：SBPi=m' x DBPi+θ' x qppi其中，DBPi表示在任意時間i的舒張期血壓，SBPi表示在任意時間i的收縮期血壓，Q表示平均血流量，S0表示所述控制部算出所述修正係數時的所述動脈血紅蛋白量，Si表示在時間i的所述動脈血紅蛋白量，qppi表示在時間i的脈動血流波高。
- 一種測定方法，在使受檢部位與接觸部接觸而測定生物體資訊時，包括：獲取步驟，藉由感測器，自所述受檢部位獲取生物體測定輸出；修正係數計算步驟，藉由控制部，基於在所述獲取步驟中所獲取的所述生物體測定輸出，計算用以計算所述生物體資訊的運算式中所包含的修正係數；以及生物體資訊計算步驟，藉由所述控制部，基於在所述修正係數計算步驟中所算出的修正係數、以及在所述獲取步驟中所獲取的所述生物體測定輸出，計算所述生物體資訊。
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