WO2019039223A1 - 測定装置及び測定方法 - Google Patents

測定装置及び測定方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019039223A1
WO2019039223A1 PCT/JP2018/029049 JP2018029049W WO2019039223A1 WO 2019039223 A1 WO2019039223 A1 WO 2019039223A1 JP 2018029049 W JP2018029049 W JP 2018029049W WO 2019039223 A1 WO2019039223 A1 WO 2019039223A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensor
optical sensor
sensors
controller
light
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/029049
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
柏瀬 薦
Original Assignee
京セラ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 京セラ株式会社 filed Critical 京セラ株式会社
Priority to US16/637,204 priority Critical patent/US11647911B2/en
Publication of WO2019039223A1 publication Critical patent/WO2019039223A1/ja

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/0205Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026Measuring blood flow
    • A61B5/0261Measuring blood flow using optical means, e.g. infrared light
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026Measuring blood flow
    • A61B5/0285Measuring or recording phase velocity of blood waves
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1455Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • A61B5/14551Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6814Head
    • A61B5/6815Ear
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/7405Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means using sound
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/742Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means using visual displays
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/7455Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means characterised by tactile indication, e.g. vibration or electrical stimulation

Definitions

  • the present disclosure relates to a measurement device and a measurement method.
  • Patent Document 1 proposes that an optical physiological sensor be incorporated in an earphone to measure a pulse and oxygen saturation.
  • Patent Document 2 proposes that a self-luminous sensor be incorporated into an ear pad of a headphone to measure blood flow velocity, oxygen saturation, and pulse.
  • devices that monitor the intensity of external light and the like see, for example, Patent Document 3
  • devices that set the validity or invalidity of data based on external light signal data see, for example, Patent Document 4).
  • JP-A-2015-521424 WO 2009/001449 pamphlet JP, 2010-004972, A JP, 2015-139516, A
  • optical measurement outdoors requires measures such as measurement under a sunshade tent, that the subject wear a wide-brimmed cap, or that the light sensor be covered with a hand.
  • the measuring device does not require additional equipment or facilities.
  • the user does not need to pay special attention for the measurement.
  • An object of the present disclosure is to provide a measurement device and a measurement method capable of improving the availability in the outdoor.
  • availability means the ability to use the measurement device. Outdoor availability can be reworded as environmental resistance outdoors.
  • One aspect of the measurement device of the present disclosure comprises a plurality of sensors and a controller.
  • the plurality of sensors can be attached to different parts of the human body.
  • the controller obtains output values of each of the plurality of sensors.
  • the plurality of sensors each output an output value for calculating biological information of the same type by optical measurement.
  • the controller selects any one sensor based on the output value of each of the plurality of sensors.
  • the controller determines the measurement value of the biological information based on the output value of the selected sensor.
  • One aspect of the measurement method of the present disclosure is to attach a plurality of sensors that perform optical measurement of the same type of biological information to different parts of the user, and to obtain respective output values of the plurality of sensors. including. Furthermore, one aspect of the measurement method includes selecting any one sensor based on each output value, and determining a measurement value of biological information based on an output value of the selected sensor. including.
  • the outdoor availability of the measurement device can be improved.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing a basic configuration of a measurement apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing a more specific configuration of the measuring apparatus according to one embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view of the measuring device of FIG.
  • FIG. 4 is a view showing how the measurement device of FIG. 3 is attached to the head of a user.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the physical configuration of the first optical sensor and the measurement method.
  • FIG. 6 is a timing chart showing the light source output of the first light source unit.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a first example of processing executed by the controller.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a second example of the process executed by the controller.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a third example of the process performed by the controller.
  • FIG. 10 is a perspective view of a measuring device according to a modification.
  • the measuring device 1 includes a controller 10 and a plurality of sensors.
  • the plurality of sensors include the first optical sensor 20 (first sensor) and the second optical sensor 30 (second sensor), but may include more sensors.
  • the controller 10, the first optical sensor 20, and the second optical sensor 30 may be housed in respective independent housings. Signals can be transmitted and received between the controller 10 and the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30 by wired communication means or wireless communication means.
  • the controller 10 may be housed in the same housing as any one of the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30.
  • the controller 10 is configured to be able to obtain output values of the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30.
  • the controller 10 is configured to include at least one processor.
  • the processor includes one or more circuits or units configured to perform one or more data calculation procedures or processes, for example, by executing instructions stored in an associated memory.
  • the processor may be firmware (eg, discrete logic components) configured to perform one or more data calculation procedures or processes.
  • controller 10 includes one or more processors, microprocessors, microcontrollers, application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), programmables A programmable logic device (PLD), a field programmable gate array (FPGA), or any combination of these devices or configurations, or any other known device or combination of configurations.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • PLD programmable logic device
  • FPGA field programmable gate array
  • the controller 10 may include a memory incorporated in the processor or a memory independent of the processor.
  • the controller 10 can execute a program that defines a control procedure.
  • the controller 10 may be configured to load a program recorded on a non-transitory computer readable medium into a memory for implementation.
  • the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30 are sensors for optically measuring the user's biological information.
  • the measuring apparatus 1 according to the present embodiment can measure biological information of the same type using the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30.
  • the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30 output an output value for calculating biological information.
  • the biological information to be measured may include at least one of oxygen saturation, pulse, blood flow and blood flow velocity.
  • the measuring apparatus 1 according to the present embodiment uses, as a value indicating the oxygen saturation of a subject, for example, percutaneous arterial oxygen saturation (SpO 2 , S: Saturation, saturation), P: Percutaneous (dermal) Or Pulse Oximetry (Pulse Oximeter), O 2 : Oxygen (Oxygen)) can be measured.
  • SpO 2 percutaneous arterial oxygen saturation
  • P Percutaneous
  • Pulse Oximetry Pulse Oximeter
  • O 2 Oxygen (Oxygen)
  • percutaneous arterial blood oxygen saturation (SpO 2 ) is also referred to simply as oxygen saturation in the present specification.
  • S Saturation (saturation)
  • a artery (arteries)
  • O 2 Oxygen (oxygen) showing the measured values of oxygen saturation of arterial blood.
  • SpO 2 is a method of measuring SaO 2 indirectly. If the measurement conditions are in place, both take approximate values.
  • the first optical sensor 20 includes a first light source unit 21 and a first light detection unit 22.
  • the first light source unit 21 includes one or more light sources.
  • Light sources include light emitting diodes (LEDs), laser diodes (LDs), vertical cavity surface emitting lasers (VCSELs), and distributed feedback lasers (DFB: distributed feedback).
  • Fabry-Perot type laser FP: Fabry-Perot
  • the first light source unit 21 emits, for example, light capable of detecting a predetermined component contained in blood as measurement light.
  • the first light detection unit 22 includes one or more light detectors. There are two types of photodetectors: one utilizing an external photoelectric effect and the other utilizing an internal photoelectric effect.
  • a photodetector utilizing an external photoelectric effect includes a photomultiplier tube (PMT: Photo Multiplier Tube).
  • the photodetector utilizing the internal photoelectric effect includes a photodiode (PD: Photodiode) utilizing a photovoltaic effect, an avalanche photodiode (APD: Avalanche Photodiode), and a phototransistor.
  • PD Photodiode
  • APD avalanche photodiode
  • APD avalanche photodiode
  • the measuring apparatus 1 can not accurately measure the biological information based on the output of the first light detection unit 22.
  • the measurement by the light detector uses a region where the output value changes substantially linearly according to the light amount before the output value is saturated.
  • the second optical sensor 30 includes a second light source unit 31 and a second light detection unit 32.
  • the second light source unit 31 and the second light detection unit 32 are configured in the same manner as the first light source unit 21 and the first light detection unit 22 of the first optical sensor 20 and operate in the same manner.
  • the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30 can be attached to different parts of the user's human body.
  • the different parts of the user are parts of the user's body facing in different directions. Different parts of the user include, for example, the right and left sides of the head, the front and back sides of the head, the right and left arms, and the back and palm of the hand.
  • the first optical sensor 20 is in direct sunlight
  • the second optical sensor 30 is more likely not to be in direct sunlight.
  • the reverse is also the same. Therefore, any one of the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30 has a high possibility of being able to measure normal biological information.
  • the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30 are respectively located on the ear, neck, back of the head, temples, forehead, arms, wrists, fingers, belly, hips, thighs, legs, ankles, toes and other places. It can be worn.
  • the controller 10 receives output values from a plurality of sensors, including a first optical sensor 20 and a second optical sensor 30.
  • the controller 10 selects any one sensor based on the output value of each sensor, and determines the measurement value of the biological information based on the output value of the selected sensor. For example, the controller 10 determines from the output value acquired from the first light detection unit 22 or the second light detection unit 32 that any light detector receives light with a light amount of a predetermined light amount or more and is saturated. can do. In that case, the controller 10 excludes the first optical sensor 20 or the second optical sensor 30 including the light detector from the selection targets.
  • the measuring device 2 is a device for measuring biological information that incorporates bone conduction headphones.
  • the measuring device 2 measures the oxygen saturation (SpO 2 ).
  • the measuring device 2 includes a main body 40 having a first optical sensor 20, a second optical sensor 30, and a controller 10.
  • the schematic structure of the whole measuring device 2 is shown in FIG.
  • the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30 are connected by a flexible neck band 50 (fixing member).
  • the main body 40 is provided separately from the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30.
  • the main body 40 and the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30 are electrically connected by a line.
  • the measuring device 2 is fixed to the head 61 of the user 60 using a neckband 50.
  • the neck band 50 has a curved portion in the vicinity of both ends and is shaped to be hooked to the left and right ears.
  • a portion between the portion hooked to the left ear and the portion hooked to the right ear is , So as to wrap around the back side of the head 61.
  • the neck band 50 is made of an elastic member, and while being mounted on the head 61 of the user 60, the first optical sensor 20 is brought into contact with the right side head of the user 60, and the second optical sensor 30 is used by the user.
  • the neck band 50 stably fixes the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30 at positions corresponding to the right ear and the left ear of the user 60, respectively.
  • the first optical sensor 20 includes a first light source unit 21, a first light detection unit 22, a first notification unit 25, and a first speaker 26.
  • the first light source unit 21 includes a first light source 23 and a second light source 24.
  • the 1st light source 23 and the 2nd light source 24 are arranged on both sides of the 1st light detection part 22, as shown in FIG.3 and FIG.5.
  • the first light source 23 and the second light source 24 emit light of a wavelength capable of detecting the amount of hemoglobin bound to oxygen contained in blood as measurement light.
  • the first light source 23 and the second light source 24 may be configured, for example, as LED light sources.
  • the first light source 23 and the second light source 24 emit light of different wavelengths.
  • the first light source 23 has a large difference between the absorbance of hemoglobin bound to oxygen (hereinafter also referred to as “oxygenated hemoglobin”) and the absorbance of hemoglobin not bound to oxygen (hereinafter also referred to as “reduced hemoglobin”). Emit light of wavelength.
  • the first wavelength is, for example, a wavelength of 600 nm to 700 nm.
  • the light emitted from the first light source 23 is so-called red light. In the present embodiment, the first wavelength is described below as 660 nm.
  • the second light source 24 emits light of a second wavelength whose difference between the absorbance of oxygenated hemoglobin and the absorbance of reduced hemoglobin is smaller than the first wavelength.
  • the second wavelength is, for example, so-called near infrared light having a wavelength of 800 nm to 1000 nm. In the present embodiment, the second wavelength is described below as 850 nm.
  • the first light detection unit 22 can use various light detectors.
  • the first light detection unit 22 is configured by a photodiode (PD).
  • PD photodiode
  • the first light source 23, the second light source 24, and the first light detection unit 22 of the first optical sensor 20 are in the vicinity of the front of the right ear of the user 60 (the direction of the face of the user 60). It shows the state of contact.
  • the skull 62 is located directly below the skin of the detection site 63 of the user 60.
  • the first optical sensor 20 measures the amount of SpO 2 of blood passing through the superficial temporal artery 64 passing the detection site 63.
  • the superficial temporal artery 64 is an example.
  • the blood flow to be measured is not limited to that of the superficial temporal artery 64.
  • the first light source 23 and the second light source 24 emit light L1 (red light) of the first wavelength and light L2 (near infrared light) of the second wavelength toward the skull 62.
  • FIG. 6 is a diagram showing the timing of emission of light of the first wavelength by the first light source 23 (solid line) and the timing of emission of light of the second wavelength by the second light source 24 (broken line).
  • the light emission period T1 of the first light source 23 and the light emission period T2 of the second light source 24 are sequentially and repeatedly emitted at predetermined time intervals so that the light emission time does not overlap. Furthermore, a period T3 in which none of the first light source 23 and the second light source 24 is operated can be provided between the period T2 and the period T1.
  • the reflected light R 1 of a part of the reflected light of the light L 1 of the first wavelength reflected by the skull 62 passes through the superficial temporal artery 64 and is detected by the first light detection unit 22.
  • the reflected light R2 of a part of the reflected light of the light L2 of the second wavelength reflected by the skull 62 passes through the superficial temporal artery 64 and is detected by the first light detection unit 22.
  • these reflected lights R1 and R2 are absorbed according to their wavelengths.
  • the first notification unit 25 illustrated in FIGS. 2 and 5 is configured to emit a stimulus to the user 60 under the control of the controller 10.
  • the first notification unit 25 can emit stimulation by any of sound, vibration, light, and electricity, or a combination of two or more of them.
  • the first notification unit 25 can emit a warning sound to the user 60 using the first speaker 26 described later.
  • the first notification unit 25 includes a vibration motor, and the stimulus can be emitted by vibrating the vibration motor.
  • the first notification unit 25 includes a light emitter that emits light forward within the field of view of the user 60, and can emit a stimulus by blinking the light emitter.
  • the first speaker 26 is a bone conduction speaker that receives a signal from the main body 40 and transmits a sound such as music to the skull 62 of the user 60 as a vibration.
  • the first speaker 26 is integrally formed with the first optical sensor 20. As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the first speaker 26 is located on the side opposite to the side where the first light source 23, the second light source 24 and the first light detection unit 22 abut on the detection site 63.
  • the position of the first speaker 26 is not limited to the position of FIG. 5 as long as voice can be transmitted to the user 60, and may be disposed at another position.
  • the second light source unit 31 of the second optical sensor 30 includes a third light source 33 and a fourth light source 34.
  • the third light source 33 and the fourth light source 34 can have the same configuration as the first light source 23 and the second light source 24 of the first light source unit 21, respectively, so the description will be omitted.
  • the second light detection unit 32, the second notification unit 35, and the second speaker 36 of the second optical sensor 30 are the first light detection unit 22, the first notification unit 25, and the first speaker 26 of the first optical sensor 20. Since the same configuration as that of the above can be adopted, the description is omitted.
  • the notification unit 25 it is not necessary to provide both the 1st alerting
  • the notification unit in the main unit 40 it is also possible to arrange the notification unit in the main unit 40. .
  • a notification unit in the main body 40 it is possible to arrange a notification unit in the main body 40, and issue an alarm to the user 60 by a warning sound from the main body 40, a vibration, a warning display on the display device 46 or the like.
  • the main body 40 includes, in addition to the controller 10, a timer 41, a memory 42, a sound source unit 43, an audio processing circuit 44, a power supply unit 45, and a display device 46. Each component of the main body 40 is electrically connected by a signal line.
  • the controller 10 acquires output values from the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30, as described with reference to FIG. 1, and determines the measurement value of the biological information in addition to the first optical sensor. 20, the second optical sensor 30, and each part of the main body 40 are controlled. The processing performed by the controller 10 will be described later.
  • the timer 41 is a clock means for measuring an elapsed time from a predetermined event.
  • the timer 41 measures a predetermined time and stops.
  • the predetermined time is, for example, several seconds.
  • the timer 41 does not have to be an independent component.
  • the timer 41 may use a clock incorporated in the controller 10.
  • the memory 42 includes primary storage and secondary storage.
  • the memory 42 may be configured using, for example, a semiconductor memory, a magnetic memory, and an optical memory.
  • Semiconductor memory may include volatile memory and non-volatile memory.
  • Magnetic memory may include, for example, hard disks and magnetic tapes.
  • the optical memory may include, for example, a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), a BD (Blu-ray (registered trademark) Disc), and the like.
  • the memory 42 may be used for the purpose of storing measurement values by the controller 10 or for storing a program that the controller 10 executes.
  • the memory 42 may store a program for estimating the occurrence of altitude sickness from measured SpO 2 values.
  • the memory 42 may store music data reproduced by the sound source unit 43.
  • the sound source unit 43 and the audio processing circuit 44 together with the first speaker 26 and the second speaker 36 provide a function as an acoustic device.
  • the sound source unit 43 outputs an audio signal such as music.
  • the audio processing circuit 44 has a function of processing an audio signal output from the sound source unit 43.
  • the audio processing circuit 44 performs frequency conversion and volume adjustment for each frequency band and transmits the input audio signal to the first speaker 26 and the second speaker 36.
  • the sound source unit 43 and the audio processing circuit 44 may be configured as an apparatus separate from the main body unit 40.
  • the measuring device 2 of the present embodiment has a first speaker 26, a second speaker 36, a sound source unit 43, and an audio processing circuit 44, and thus has a function as a music player, for example.
  • the user 60 can wear the measuring device 2 continuously to enjoy music. By having such a function, the measuring device 2 can measure SpO 2 of the user 60 continuously.
  • the power supply unit 45 is a battery that supplies power to the units of the main body unit 40 and the units of the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30 under the control of the controller 10.
  • the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30 may individually incorporate a battery without receiving the supply of power from the power supply unit 45.
  • Display device 46 includes various display devices.
  • the display device 46 is a liquid crystal display (LCD: Liquid Crystal Display), an organic EL display (OELD: Organic Electro-Luminescence Display), or an inorganic EL display (IELD: Inorganic Electro-Luminescence Display).
  • Display device 46 may display the measured value of the SpO 2.
  • the display device 46 may employ a touch panel to display the music provided from the first speaker 26 and the second speaker 36 and enable the user 60 to select the music to view.
  • the controller 10 calculates SpO 2 at the detection site 63 based on the output of the first light detection unit 22 and / or the second light detection unit 32 (that is, the photoelectric conversion signal of the transmitted light).
  • the measurement principle of SpO 2 by the controller 10 will be described by taking the first optical sensor 20 as an example.
  • reduced hemoglobin In blood, reduced hemoglobin easily absorbs light of the first wavelength, which is red light, and hardly absorbs light of the second wavelength, which is near infrared light.
  • oxygenated hemoglobin hardly absorbs both the light of the first wavelength which is red light and the light of the second wavelength which is near infrared light. That is, the light of the first wavelength, which is red light, is easily absorbed by the reduced hemoglobin and is hardly absorbed by the oxygenated hemoglobin.
  • light of the second wavelength, which is near infrared light is difficult to be absorbed by reduced hemoglobin and oxygenated hemoglobin.
  • the ratio between oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin in blood can be calculated based on the comparison with the light reception intensity of.
  • the controller 10 can calculate SpO 2 based on the ratio of oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin. Specifically, when the amount of oxygenated hemoglobin is HbO 2 and the amount of reduced hemoglobin is Hb, SpO 2 is calculated by the equation ⁇ HbO 2 / (Hb + HbO 2 ) ⁇ ⁇ 100. The controller 10 calculates SpO 2 using this formula, for example.
  • the controller 10 selects any output value from the output values from the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30, and determines the SpO 2 measurement value based on the selected output value. For example, when it is determined that the output value from the first optical sensor 20 is equal to or greater than a predetermined threshold and the light amount received by the first light detection unit 22 exceeds the predetermined light amount, the controller 10 detects the first optical sensor 20. Exclude from selection.
  • the predetermined amount of light is the amount of light at which the photodiode of the first light detection unit 22 approaches saturation.
  • the controller 10 controls the light amount received by the first light detection unit 22 to be a predetermined light amount when the output value is less than or equal to a predetermined threshold. Determine that it has exceeded.
  • the controller 10 also excludes the output value from the second optical sensor 30 from the selection targets when it is determined that the predetermined light amount is exceeded.
  • the controller 10 starts the timer 41 and again performs the second operation within a predetermined time.
  • One optical sensor 20 may be monitored so as not to be selected.
  • the predetermined time is, for example, several seconds. Even when a sensor whose output value is selected from the second optical sensor 30 to the first optical sensor 20 is replaced, similarly, the second optical sensor 30 may be monitored so as not to be selected within a predetermined time. By doing so, it is possible to avoid the phenomenon that the selected sensor switches repeatedly at high speed in a very short time.
  • the controller 10 calculates the S / N ratio of the measured value of the biological information based on the output values of the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30 instead of the determination based on the above threshold value, and calculates the S / N ratio.
  • the output value of the better one can be adopted.
  • the controller 10 may use the output value acquired from the first light detection unit 22 as noise (N) in a period T3 in which none of the first light source 23 and the second light source 24 emits light in FIG. 6.
  • the controller 10 is a difference between the output value acquired from the first light detection unit 22 during the light emission period T1 of the first light source 23 and the output value acquired from the first light detection unit 22 during the light emission period T2 of the second light source 24.
  • the controller 10 can similarly calculate the noise (N) and the signal (S) for the second optical sensor 30 as well.
  • the controller 10 can determine that the biological information can not be measured when the output values of both the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30 indicate that the light amount is equal to or more than the predetermined light amount.
  • the controller 10 can determine that the biological information can not be measured. For example, when the sun height is high and the sun shines from directly above the head, multiple sensors may become unusable simultaneously.
  • the controller 10 determines that the biological information can not be measured, the controller 10 sends a signal to at least one of the first notification unit 25 and the second notification unit 35 to give the user 60 a stimulus.
  • the user 60 can change to a measurable state by changing the orientation of the body, moving indoors, or the like.
  • the controller 10 may estimate the possibility that the subject will suffer from altitude sickness (also referred to as severe disability) based on SpO 2 obtained as a result of the measurement. Mountain sickness is more likely to develop as SpO 2 decreases.
  • the controller 10 may send a signal to either or both of the first notification unit 25 and the second notification unit 35 when the onset of the altitude sickness is estimated, and may issue a warning to the user 60.
  • a notification method different from the case where the above-mentioned biological information can not be measured may be used. For example, it is possible to make stimulation generation patterns different when informing by sound, light, vibration, electricity or the like.
  • the main body 40 may use dedicated hardware for the measuring device 2, but is not limited thereto.
  • a smartphone or a portable information terminal can also be used as the main unit 40.
  • the function of the measurement device 2 of the present disclosure may be provided as software that is read into a smartphone or a portable information terminal.
  • the controller 10 confirms whether the timer 41 is in operation (step S101).
  • the timer 41 causes the target sensor to be used to determine the measurement value again within the predetermined time. It is a clocking means for preventing switching to the optical sensor 20.
  • the controller 10 acquires the output value of the first optical sensor 20 (step S102).
  • the acquisition of the output value includes at least one period T1 and one period T2 or more in FIG.
  • the first light source 23 emits the light L1 of the first wavelength
  • the first light detection unit 22 detects the reflected light R1 of the light L1 of the first wavelength.
  • the second light source 24 emits the light L2 of the second wavelength
  • the first light detection unit 22 detects the reflected light R2 of the light L2 of the second wavelength.
  • the first light detection unit 22 converts the detection light into an electric signal by photoelectric conversion, and transmits the electric signal to the controller 10 of the main unit 40.
  • the controller 10 determines that the first optical sensor 20 is saturated when the output value of the electric signal in the period T1 or the period T2 acquired from the first optical sensor 20 is equal to or greater than a predetermined threshold. On the other hand, when the output value of the electric signal in the period T1 and the period T2 is less than the predetermined threshold value, it is determined that the first optical sensor 20 is not saturated (step S103).
  • the controller 10 When the first optical sensor 20 is not saturated (step S103: NO), the controller 10 outputs the measured value of SpO 2 determined from the output value of the first optical sensor 20 (step S104), and performs the sensor measurement. finish.
  • the output measured value is stored in the memory 42.
  • the output measured value may be displayed on the display device 46 provided in the main body 40.
  • step S101 when the timer 41 is in operation (step S101: YES), and in step S103, when the first optical sensor 20 is saturated (step S103: YES), the controller 10 performs the second optical sensor.
  • An output value of 30 is acquired (step S105).
  • acquisition of the output value includes at least a period T1 and a period T2 in FIG. 6 for one or more cycles.
  • the third light source 33 emits the light of the first wavelength
  • the second light detection unit 32 detects the reflected light of the light of the first wavelength.
  • the fourth light source 34 emits the light of the second wavelength
  • the second light detection unit 32 detects the reflected light of the light of the second wavelength.
  • the second light detection unit 32 converts the detection light into an electric signal by photoelectric conversion and transmits the electric signal to the controller 10 of the main unit 40.
  • the controller 10 determines that the second optical sensor 30 is saturated when the output value of the electric signal in the period T1 or the period T2 acquired from the second optical sensor 30 is equal to or greater than a predetermined threshold.
  • the controller 10 determines that the second optical sensor 30 is not saturated if the output value of the electrical signal in the period T1 and the period T2 acquired from the second optical sensor 30 is less than a predetermined threshold (step S106).
  • step S106 When the second optical sensor 30 is not saturated (step S106: NO), the controller 10 outputs the measured value of SpO 2 determined from the output value of the second optical sensor 30 (step S107).
  • the output measured value is stored in the memory 42.
  • the measured value may be displayed on the display device 46 provided in the main body 40.
  • step S108 the controller 10 detects whether the timer 41 is in operation. If the timer 41 is in operation (step S108: YES), the controller 10 ends the sensor measurement. When the timer 41 is not in operation (step S108: NO), the controller 10 starts the timer 41 (step S109), and then ends the sensor measurement.
  • step S106 when the second optical sensor 30 is saturated (step S106: YES), the controller 10 outputs a signal indicating that sensor measurement can not be performed (step S110).
  • a signal indicating that sensor measurement is not possible is transmitted to both or one of the first notification unit 25 of the first optical sensor 20 and the second notification unit 35 of the second optical sensor 30.
  • the controller 10 stores in the memory 42 that the SpO 2 could not be measured.
  • the controller 10 may display on the display device 46 of the main body 40 that measurement can not be performed. The controller 10 then ends the sensor measurement.
  • the sensor measurement operation based on the flowchart of FIG. 7 described above is repeatedly performed at a time interval shorter than the operation period of the timer 41.
  • the measuring apparatus 2 can measure SpO 2 from the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30 using an available sensor. Since sunlight is usually irradiated from one direction, it can be expected that at least one of the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30 can be used. Therefore, the measurement apparatus 2 with higher availability can be provided. In addition, if both the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30 can not be measured, the user 60 is stimulated by at least one of the first notification unit 25 and the second notification unit 35. . As a result, the user 60 can recognize that the measurement can not be made, and can take measures such as changing the direction of the body so that the measurement can be made. Furthermore, since the timer 41 is provided so that switching of the measurement value in a short time does not occur repeatedly between the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30, stable measurement can be performed.
  • the controller 10 acquires an output value from the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30 (step S201).
  • the controller 10 measures at least one cycle of the periods T1 to T3 of FIG. 6 for both the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30.
  • controller 10 confirms whether the timer 41 is in operation (step S202).
  • step S202 NO
  • the controller 10 determines whether the S / N ratio of the measured value of the first optical sensor 20 is higher than the S / N ratio of the measured value of the second optical sensor 30. It is determined (step S203).
  • the controller 10 determines whether the first optical sensor 20 outputs the correct output value (Step S204). For example, the controller 10 determines whether the output value of the first optical sensor 20 is saturated. When the controller 10 determines that the output value of the first optical sensor 20 is saturated, it determines that the correct output value is not output.
  • step S204 determines that the correct output value is output from the first optical sensor 20 (step S204: YES)
  • the controller 10 outputs the measured value of SpO 2 by the first optical sensor 20 (step S205). finish.
  • step S202 when the timer 41 is operating (step S202: YES), and in step S203, the S / N ratio of the first optical sensor 20 is not higher than the S / N ratio of the second optical sensor 30. In the case (step S203: NO), the controller 10 determines whether the second optical sensor 30 correctly outputs the measured value (step S206).
  • step S206 When the second optical sensor 30 outputs the correct output value (step S206: YES), the controller 10 outputs the measured value of SpO 2 determined from the output value of the second optical sensor 30 (step S207). ).
  • the controller 10 performs the same processing as steps S108 and S109 in the first example of FIG. 7 in steps S208 and S209, and ends the processing.
  • step S204 When it is determined in step S204 that the correct output value is not output from the first optical sensor 20 (step S204: NO), and in step S206, the second optical sensor 30 does not output the correct output value.
  • step S206: NO the controller 10 outputs a signal indicating that sensor measurement is not possible (step S210).
  • the measuring apparatus 2 adopts the measured value of the higher S / N ratio from the measured values of SpO 2 of the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30. can do. Thus, more reliable sensor measurements can be used.
  • step S303 the controller 10 compares the output value of the first optical sensor 20 with the output value of the second optical sensor 30 (step S303).
  • step S303 When the output value of the first optical sensor 20 is larger than the output value of the second optical sensor 30 (step S303: YES), the controller 10 determines that the S / N ratio of the output value of the first optical sensor 20 is equal to or greater than a predetermined threshold It is determined whether or not (step S304).
  • step S304 When the S / N ratio of the output value of the first optical sensor 20 is less than the predetermined threshold (step S304: YS), the controller 10 outputs the measured value of the first optical sensor 20 (step S305).
  • step S302 When the timer 41 is operating at step S302 (step S302: YES), and when the output value of the first optical sensor 20 is not larger than the output value of the second optical sensor 30 at step S303 (step S303: NO) And the controller 10 proceeds to step S306.
  • step S306 when the S / N ratio of the measured value of the second optical sensor 30 is equal to or more than the predetermined threshold (step S306: YES), the controller 10 proceeds to the process of step S307.
  • step S304 If the S / N ratio of the first optical sensor 20 is less than the predetermined threshold in step S304 (step S304: NO), and if the S / N ratio of the second optical sensor 30 is less than the predetermined threshold in step S306. In the case (step S306: NO), the controller 10 proceeds to the process of step S310.
  • FIG. 10 shows a measuring device 3 as a modification of the measuring device 2.
  • the controller 11 is attached to a part of the neck band 50 together with other components of the main body 40.
  • the measuring device 3 also includes a third optical sensor 70. With the measurement device 3 mounted, the third optical sensor 70 abuts, for example, the back of the neck of the user 60. Similar to the first optical sensor 20 and the second optical sensor 30, the third optical sensor 70 includes a light source unit and a light detection unit, and measures SpO 2 of the blood flowing through any blood vessel of the user 60. Do.
  • the small and easy-to-handle measuring apparatus 3 can be provided.
  • measurement can be performed using the third optical sensor 70. Therefore, the measuring device 3 having higher availability can be realized.
  • the descriptions such as “first” and “second” are identifiers for distinguishing the configurations.
  • the configurations distinguished in the description of “first”, “second” and the like in the present disclosure can exchange the numbers in the configurations.
  • the first lens can exchange the second lens with the identifiers "first” and "second”.
  • the exchange of identifiers takes place simultaneously.
  • the configuration is also distinguished after the exchange of identifiers. Identifiers may be deleted.
  • the configuration from which the identifier is deleted is distinguished by a code. The interpretation of the order of the configuration and the basis for the existence of the small-numbered identifiers should not be used based on only the descriptions of the "first” and “second” identifiers etc. in the present disclosure.
  • first optical sensor 21 first light source unit 22 first light detection unit 23 first light source 24 second light source 25 first notification unit 26 first speaker 30 second optical sensor (second sensor) 31 second light source unit 32 second light detection unit 33 third light source 34 fourth light source 35 second notification unit 36 second speaker 40 main body unit 41 timer 42 memory 43 sound source unit 44 audio processing circuit 45 power supply unit 46 display device 50 neck Band (fixed member) 60 user 61 head 62 skull 63 test site 64 shallow temporal artery 70 third optical sensor L1, L2 light R1, R2 reflected light

Abstract

測定装置1は、人体の互いに異なる部位に装着可能な複数のセンサ20,30と、複数のセンサ20,30のそれぞれの出力値を取得するコントローラ10とを含む。複数のセンサ20,30は、光学的測定により同一種類の生体情報を算出するための出力値をそれぞれ出力し、コントローラ10は、複数のセンサ20,30のそれぞれの出力値に基づき、何れか1つのセンサ20,30を選択し、該選択されたセンサ20,30の出力値に基づき前記生体情報の測定値を決定する。

Description

測定装置及び測定方法 関連出願の相互参照
 本出願は、2017年8月25日に出願された日本国特許出願2017-162250号の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体をここに参照のために取り込む。
 本開示は、測定装置及び測定方法に関する。
 従来、生体情報を測定する方法として、LED又は半導体レーザ等の光源を用いて被検出部位を照射し、透過光、反射光又は散乱光を測定する光学的測定方法が知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。例えば、特許文献1では、イヤホンに光学式の生理学的センサが組み込まれ、脈拍及び酸素飽和度を測定することが提案されている。特許文献2では、ヘッドホンのイヤーパッドに自発光型センサを組み込んで、血流速度、酸素飽和度、及び、脈拍を測定することが提案されている。また、外光の強さなどを監視する装置や(例えば、特許文献3参照)、外光信号データに基づいてデータの有効又は無効を設定する装置(例えば、特許文献4参照)がある。
特表2015-521424号公報 国際公開第2009/001449号パンフレット 特開2010-004972号公報 特開2015-139516号公報
 屋外で生体情報を光学的に測定するとき、光センサが太陽の側に向けられると、日光の影響により正しく測定ができなくなり得る。このため、屋外における光学的測定は、日よけテントの下で測定すること、被験者がつばの広い帽子をかぶること、又は、光センサを手で覆うこと、等の対策を必要としている。
 しかし、登山又は運動中などでの利用を考えた場合、測定装置は、追加的な装備又は施設を必要としないことが望ましい。また、連続的に測定を行う場合、使用者が測定のために特段の注意をする必要が無い方が好ましい。
 本開示の目的は、屋外における可用性を向上可能な測定装置及び測定方法を提供することにある。ここで、可用性は、測定装置を使用することができる能力を意味する。屋外における可用性は、屋外における対環境性と言い換えることができる。
 本開示の測定装置の一態様は、複数のセンサとコントローラとを備える。複数のセンサは、人体の互いに異なる部位に装着可能である。コントローラは、複数のセンサのそれぞれの出力値を取得する。複数のセンサは、光学的測定により同一種類の生体情報を算出するための出力値をそれぞれ出力する。コントローラは、複数のセンサのそれぞれの出力値に基づき、何れか1つのセンサを選択する。コントローラは、該選択されたセンサの出力値に基づき前記生体情報の測定値を決定する。
 本開示の測定方法の一態様は、使用者の異なる部位に、同一種類の生体情報の光学的測定を行う複数のセンサを装着することと、複数のセンサのそれぞれの出力値を取得することとを含む。さらに、前記測定方法の一態様は、それぞれの出力値に基づいて、何れか1つのセンサを選択することと、選択されたセンサの出力値に基づいて、生体情報の測定値を決定することとを含む。
 本発明の実施形態によれば、測定装置の屋外における可用性を向上することができる。
図1は、本開示の一実施形態に係る測定装置の基本的構成を示す機能ブロック図である。 図2は、一実施形態に係る測定装置のより具体的な構成を示す機能ブロック図である。 図3は、図2の測定装置の斜視図である。 図4は、図3の測定装置の使用者の頭部への装着状態を示す図である。 図5は、第1光学センサの物理的構成及び測定方法を説明する図である。 図6は、第1光源部の光源出力を示すタイミングチャートである。 図7は、コントローラの実行する処理の第1例を示すフローチャートである。 図8は、コントローラの実行する処理の第2例を示すフローチャートである。 図9は、コントローラの実行する処理の第3例を示すフローチャートである。 図10は、変形例に係る測定装置の斜視図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものである。図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。
[基本構成]
 まず、具体的な実施形態の例を説明する前に、本開示の一実施形態に係る測定装置1の基本的構成を、図1を用いて説明する。
 測定装置1は、コントローラ10と複数のセンサとを含む。複数のセンサは、第1光学センサ20(第1センサ)及び第2光学センサ30(第2センサ)を含むが、さらに多くのセンサを含んでよい。コントローラ10、第1光学センサ20及び第2光学センサ30は、それぞれ独立した筺体内に収納されうる。コントローラ10と第1光学センサ20及び第2光学センサ30との間は、有線通信手段または無線通信手段により、信号を送受信することができる。コントローラ10は、第1光学センサ20及び第2光学センサ30の何れか一方と同じ筺体内に収納されてよい。
 コントローラ10は、第1光学センサ20及び第2光学センサ30のそれぞれの出力値を取得可能に構成される。コントローラ10は、少なくとも1つのプロセッサを含んで構成される。
 一実施形態において、プロセッサは、例えば、関連するメモリに記憶された指示を実行することによって1以上のデータ計算手続又は処理を実行するように構成された1以上の回路又はユニットを含む。他の実施形態において、プロセッサは、1以上のデータ計算手続き又は処理を実行するように構成されたファームウェア(例えば、ディスクリートロジックコンポーネント)であってもよい。
 種々の実施形態によれば、コントローラ10は、1以上のプロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)、デジタル信号処理装置(DSP:Digital Signal Processor)、プログラマブルロジックデバイス(PLD;Programmable Logic Device)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA:Field-Programmable Gate Array)、又はこれらのデバイス若しくは構成の任意の組み合わせ、又は他の既知のデバイス若しくは構成の組み合わせを含む。
 コントローラ10は、プロセッサに内蔵されるメモリまたはプロセッサとは独立したメモリを含んでよい。コントローラ10は、制御手順を規定したプログラムを実行することができる。コントローラ10は、非一時的なコンピュータ可読媒体に記録されたプログラムをメモリに読み込んで実装するように構成されてよい。
 第1光学センサ20及び第2光学センサ30は、使用者の生体情報を光学的に測定するためのセンサである。本実施形態に係る測定装置1は、第1光学センサ20及び第2光学センサ30を用いて、同一種類の生体情報を測定することができる。第1光学センサ20及び第2光学センサ30は、生体情報を算出するための出力値を出力する。測定する生体情報には、酸素飽和度、脈拍、血流量及び血流速度のうちの少なくともいずれかが含まれるとしてよい。本実施形態に係る測定装置1は、被検者の酸素飽和度を示す値として、例えば経皮的動脈血酸素飽和度(SpO、S:Saturation(サチュレーション・飽和度)、P:Percutaneous(経皮的)又はPulse Oximetry(パルスオキシメータ)、O:Oxygen(酸素))を測定できる。以下、本明細書では、経皮的動脈血酸素飽和度(SpO)を単に酸素飽和度とも称する。なお、酸素飽和度を示す値として、SaO(S:Saturation (飽和度)、a:artery(動脈)、O:Oxygen(酸素))があり、動脈血の酸素飽和度の実測値を示す。SpOは間接的にSaOを測定する方法である。測定条件が整っていれば、両者は近似値を取る。
 第1光学センサ20は、第1光源部21と第1光検出部22とを含む。第1光源部21は、1つ以上の光源を含む。光源には、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)、レーザーダイオード(LD:Laser Diode)、垂直共振器型面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)、分布帰還型レーザ(DFB:Distributed Feedback)、ファブリペロー型レーザ(FP:Fabry-Perot)等を採用しうる。第1光源部21は、例えば、血液中に含まれる所定の成分を検出可能な光を、測定光として射出する。
 第1光検出部22は、1つ以上の光検出器を含む。光検出器は、外部光電効果を利用したものと、内部光電効果を利用したものがある。外部光電効果を利用した光検出器は、光電子増倍管(PMT:Photo Multiplier Tube)を含む。内部光電効果を利用した光検出器は、光起電力効果を利用したフォトダイオード(PD:Photodiode)、アバランシェフォトダイオード(APD:Avalanche Photodiode)、及び、フォトトランジスタを含む。光検出器は、受光する光が所定の光量以上である場合、出力値が飽和状態となる。出力値が飽和状態になると、それ以上の強度の光を受けても、出力値は変化しないか、又は、僅かにしか変化しない。このため、測定装置1は、第1光検出部22の出力に基づいて、生体情報を正確に測定することができなくなる。光検出器による測定は、出力値が飽和状態となる前の、光量に応じて出力値が略線形に変化する領域を使用する。
 第2光学センサ30は、第2光源部31及び第2光検出部32を含む。第2光源部31及び第2光検出部32は、第1光学センサ20の第1光源部21及び第1光検出部22と同様に構成され、同様に作用する。
 第1光学センサ20及び第2光学センサ30は、使用者の人体の異なる部位に装着可能である。使用者の異なる部位とは、使用者の体の異なる方向を向いた部位である。使用者の異なる部位には、例えば、頭部の右側と左側、頭部の前側と後側、右腕と左腕、手の甲と掌等を含む。このようにすることによって、第1光学センサ20が日光の直射を受けているとき、第2光学センサ30は、日光の直射を受けない可能性が高くなる。また、逆も同様である。したがって、第1光学センサ20及び第2光学センサ30の何れかは、正常な生体情報の測定が可能である可能性が高くなる。第1光学センサ20及び第2光学センサ30は、それぞれ、耳、首、後頭部、こめかみ、額、腕、手首、手の指、腹、腰、太もも、足、足首、足の指その他の場所に装着することができる。
 コントローラ10は、第1光学センサ20及び第2光学センサ30を含む複数のセンサから出力値を受信する。コントローラ10は、それぞれのセンサの出力値に基づき、何れか1つのセンサを選択し、選択されたセンサの出力値に基づき前記生体情報の測定値を決定する。例えば、コントローラ10は、第1光検出部22又は第2光検出部32から取得した出力値から、何れかの光検出器が所定の光量以上の光量の光を受光し飽和していると判断することができる。その場合、コントローラ10は、その光検出器を含む第1光学センサ20又は第2光学センサ30を、選択対象から除外する。
[具体的構成例]
 次に、図2から図6に基づいて、一実施形態に係る測定装置2のより具体的な構成例を説明する。なお、図2のコントローラ10、第1光学センサ20及び第2光学センサ30については、図1を用いて説明した測定装置1の対応する構成要素と同様の構成及び作用を有するとともに、さらに、付加的な構成、機能を有する。
 測定装置2は、骨伝導ヘッドホンを内蔵した生体情報を測定する装置である。本実施形態において、測定装置2は、酸素飽和度(SpO)を測定する。図2に示すように、測定装置2は、第1光学センサ20、第2光学センサ30、及び、コントローラ10を有する本体部40を含む。
 図3に、測定装置2全体の概略的な構成を示す。第1光学センサ20と第2光学センサ30との間は、可撓性のネックバンド50(固定部材)により接続されている。また、本体部40は、第1光学センサ20及び第2光学センサ30とは別体で設けられている。本体部40と第1光学センサ20及び第2光学センサ30との間は、線路により電気的に接続されている。
 図4に示すように、測定装置2は、使用者60の頭部61にネックバンド50を用いて固定される。ネックバンド50は、両端の近傍に湾曲部があり左右の耳に掛けられる形状となっている。また、ネックバンド50は、中央部が大きく湾曲し、測定装置2を使用者60の頭部61に装着した状態で、左側の耳に掛けた部分と右側の耳に掛けた部分との間を、頭部61の後ろ側を回り込むように繋いでいる。ネックバンド50は、弾性部材で構成され、使用者60の頭部61に装着した状態で、第1光学センサ20を使用者60の右側頭部に当接させ、第2光学センサ30を使用者60の左側頭部に当接させる。この状態で、第1光学センサ20及び第2光学センサ30は、使用者60の頭部61に対して押圧される。これによって、ネックバンド50は、第1光学センサ20及び第2光学センサ30を、それぞれ使用者60の右耳及び左耳に対応した位置に安定して固定する。
(光学センサ)
 図2に示すように、第1光学センサ20は、第1光源部21、第1光検出部22、第1報知部25及び第1スピーカ26を含む。
 第1光源部21は、第1光源23及び第2光源24を含む。第1光源23と第2光源24とは、図3及び図5に示すように、第1光検出部22を挟んで配置される。
 第1光源23及び第2光源24は、血液中に含まれる酸素と結合したヘモグロビンの量を検出可能な波長の光を、測定光として射出する。第1光源23及び第2光源24は、例えば、LED光源として構成されてよい。
 第1光源23及び第2光源24は、それぞれ異なる波長の光を射出する。第1光源23は、酸素と結合したヘモグロビン(以下「酸素化ヘモグロビン」とも称する)の吸光度と、酸素と結合していないヘモグロビン(以下「還元ヘモグロビン」とも称する)の吸光度との差分が大きい第1波長の光を射出する。第1波長は、例えば600nmから700nmの波長である。第1光源23が射出する光は、いわゆる赤色光である。本実施形態では、第1波長が660nmであるとして以下説明する。
 第2光源24は、第1波長と比べて、酸素化へモグロビンの吸光度と還元ヘモグロビンの吸光度との差分が小さい第2波長の光を射出する。第2波長は、例えば800nmから1000nmの波長のいわゆる近赤外光である。本実施形態では、第2波長が850nmであるとして以下説明する。
 第1光検出部22は、種々の光検出器を使用できる。本実施形態では、第1光検出部22は、フォトダイオード(PD)により構成される。
 図5を用いて、第1光学センサ20によるSpOの測定方法を説明する。図5は、第1光学センサ20の第1光源23、第2光源24及び第1光検出部22が、使用者60の右耳の前方(使用者60の顔の向く方向)の近傍に当接した状態を示している。使用者60の被検出部位63の皮膚のすぐ下には、頭蓋骨62が位置している。第1光学センサ20は、被検出部位63を通る浅側頭動脈64を通る血液のSpO量を測定する。なお、浅側頭動脈64は一例である。測定対象とする血流は、浅側頭動脈64のものに限られない。
 第1光源23及び第2光源24は、第1波長の光L1(赤色光)と第2波長の光L2(近赤外光)とを頭蓋骨62に向けて射出する。図6は、第1光源23による第1波長の光の射出のタイミング(実線)と、第2光源24による第2波長の光の射出のタイミング(破線)を示す図である。第1光源23の発光する期間T1と第2光源24の発光する期間T2とは、発光する時間が重ならないようにして、所定時間間隔で順次繰り返し射出される。さらに、第1光源23及び第2光源24の何れも動作させない期間T3を、期間T2と期間T1との間に設けることができる。
 図5に示すように、頭蓋骨62で反射された第1波長の光L1の反射光の一部の反射光R1は、浅側頭動脈64を通り第1光検出部22により検出される。同様に、頭蓋骨62で反射された第2波長の光L2の反射光の一部の反射光R2は、浅側頭動脈64を通り第1光検出部22により検出される。これらの反射光R1,R2は、浅側頭動脈64を通過する際に、その波長に応じて吸収を受ける。
 図2及び図5に示す第1報知部25は、コントローラ10の制御により、使用者60に対して刺激を発するものである。第1報知部25は、音、振動、光及び電気の何れか、又は、これら2つ以上の組合せによる刺激を発することができる。音による刺激を発する場合、例えば、第1報知部25は、後述する第1スピーカ26を用いて使用者60に警告音を発することができる。振動による刺激を発する場合、第1報知部25は、振動モータを含み、この振動モータを振動させることで刺激を発することができる。光による警告を発する場合、第1報知部25は、使用者60の視界内となる前方に向けて光を発する発光体を有し、発光体を点滅させることによって刺激を発することができる。
 第1スピーカ26は、本体部40側からの信号を受けて音楽等の音声を使用者60の頭蓋骨62へ振動として伝える骨伝導スピーカである。第1スピーカ26は、第1光学センサ20と一体として形成される。図5に示すように、本実施形態では、第1スピーカ26は、第1光源23、第2光源24及び第1光検出部22が被検出部位63と当接する側と反対側に位置する。第1スピーカ26の位置は、使用者60に音声を伝達できる限り、図5の位置に限られず別の位置に配置してよい。
 図2に示すように、第2光学センサ30の第2光源部31は、第3光源33及び第4光源34を含む。第3光源33及び第4光源34は、それぞれ第1光源部21の第1光源23及び第2光源24と同様の構成とすることができるので、説明を省略する。また、第2光学センサ30の第2光検出部32、第2報知部35及び第2スピーカ36は、第1光学センサ20の第1光検出部22、第1報知部25及び第1スピーカ26と同様の構成としうるので、説明を省略する。
 なお、第1報知部25と第2報知部35とは、両方を設ける必要はなく、何れか一方を設ければよい。また、第1報知部25を第1光学センサ20に配置し、第2報知部35を第2光学センサ30に配置することに代えて、本体部40に報知部を配置することも可能である。例えば、本体部40に報知部を配置して、本体部40からの警告音、振動、表示装置46上の警告表示等により、使用者60に警報を発することが可能である。
(本体部)
 次に、図2を参照して、本体部40について説明する。本体部40は、コントローラ10に加え、タイマー41、メモリ42、音源部43、音声処理回路44、電源部45、及び、表示装置46を含む。本体部40の各構成要素は、信号線により電気的に接続されている。
 コントローラ10は、図1を用いて説明したように、第1光学センサ20、及び、第2光学センサ30から出力値を取得し、生体情報の測定値を決定することに加え、第1光学センサ20、第2光学センサ30、及び、本体部40の各部を制御する。コントローラ10が行う処理については、後述する。
 タイマー41は、所定のイベントからの経過時間を測定する計時手段である。コントローラ10がタイマー41をスタートさせると、タイマー41は所定時間を計測して停止する。所定時間は、例えば数秒間である。タイマー41は、独立した構成要素である必要はない。タイマー41は、コントローラ10に内蔵される時計を使用してよい。
 メモリ42は、一次記憶装置および二次記憶装置を含む。メモリ42は、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、および光メモリ等を用いて構成されてよい。半導体メモリは、揮発性メモリおよび不揮発性メモリを含んでよい。磁気メモリは、例えばハードディスクおよび磁気テープ等を含んでよい。光メモリは、例えばCD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、およびBD(Blu-ray(登録商標) Disc)等を含んでよい。メモリ42は、コントローラ10が測定値を格納する目的で、または、コントローラ10が実行するプログラムを格納するために使用されてよい。例えば、メモリ42は、SpOの測定値から高山病の発生を推定するプログラムを格納してよい。メモリ42は、音源部43で再生される音楽データを格納してよい。

 音源部43と音声処理回路44とは、第1スピーカ26及び第2スピーカ36とともに、音響装置としての機能を提供する。音源部43は、音楽等の音声信号を出力する。音声処理回路44は、音源部43から出力される音声信号を処理する機能を有している。例えば、音声処理回路44は、入力される音声信号を、周波数帯域毎に周波数変換およびボリューム調節を行い、第1スピーカ26及び第2スピーカ36に送信する。なお、音源部43及び音声処理回路44は、本体部40とは別体の装置として構成してもよい。 

 仮に、測定装置が、生体情報の測定機能しかない場合、使用者60に測定装置を装着し続ける動機を与えることは難しい場合がある。本実施形態の測定装置2は、第1スピーカ26、第2スピーカ36、音源部43及び音声処理回路44を有することにより、例えば音楽プレーヤとしての機能を有する。使用者60は、測定装置2を継続的に装着して音楽を楽しむことができる。このような機能を有することによって、測定装置2は使用者60のSpOを継続的に測定することが可能になる。 
 電源部45は、コントローラ10の制御のもとで、本体部40の各部並びに第1光学センサ20及び第2光学センサ30の各部に電力を供給するバッテリである。なお、第1光学センサ20及び第2光学センサ30は、電源部45から電力の供給を受けずに、個別にバッテリを内蔵してよい。
 表示装置46は、種々の表示装置を含む。例えば、表示装置46は、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)、有機ELディスプレイ(OELD:Organic Electro-Luminescence Display)、又は無機ELディスプレイ(IELD:Inorganic Electro-Luminescence Display)である。表示装置46は、SpOの測定値を表示することができる。また、表示装置46は、タッチパネルを採用して、第1スピーカ26及び第2スピーカ36から提供する音楽を表示し、且つ、使用者60が視聴する音楽を選択することを可能にしうる。
 コントローラ10は、第1光検出部22及び/又は第2光検出部32の出力(つまり透過光の光電変換信号)に基づいて、被検出部位63におけるSpOを算出する。ここで、コントローラ10による、SpOの測定原理について、第1光学センサ20を例にとり説明する。
 血液中において、還元ヘモグロビンは、赤色光である第1波長の光を吸収しやすく、近赤外光である第2波長の光を吸収しにくい。これに対し、酸素化ヘモグロビンは、赤色光である第1波長の光及び近赤外光である第2波長の光とも、吸収しにくい。つまり、赤色光である第1波長の光は、還元ヘモグロビンに吸収されやすく、酸素化ヘモグロビンに吸収されにくい。また、近赤外光である第2波長の光は、還元ヘモグロビン及び酸素化ヘモグロビンに吸収されにくい。
 従って、第1光源23が射出する第1波長の光の光量に対する第1光検出部22での受光強度と、第2光源24が射出する第2波長の光の光量に対する第1光検出部22の受光強度との比較に基づき、血液中の酸素化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとの比率を算出することができる。コントローラ10は、酸素化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとの比率に基づいて、SpOを算出することができる。具体的には、酸素化ヘモグロビンの量をHbOとし、還元ヘモグロビンの量をHbとした場合、SpOは、{HbO/(Hb+HbO)}×100という数式により算出される。コントローラ10は、例えばこの数式を用いて、SpOを算出する。
 コントローラ10は、第1光学センサ20及び第2光学センサ30からの出力値から、何れかの出力値を選択して、選択した出力値に基づいてSpOの測定値を決定する。例えば、コントローラ10は、第1光学センサ20からの出力値が所定の閾値以上となり、第1光検出部22の受ける光量が所定の光量を上回ったと判定される場合、当該第1光学センサ20を選択対象から除外する。所定の光量とは、第1光検出部22のフォトダイオードが、飽和状態に近くなる光量である。なお、第1光検出部22が、フォトダイオードの出力を反転させて出力する場合、コントローラ10は出力値が所定の閾値以下の場合に、第1光検出部22の受ける光量が所定の光量を上回ったと判定する。コントローラ10は、第2光学センサ30からの出力値についても、所定の光量を上回ったと判定される場合、選択対象から除外する。
 測定値の決定に用いるために出力値が選択されるセンサが、第1光学センサ20から第2光学センサ30に代わった場合、コントローラ10は、タイマー41を起動して、所定時間以内に再び第1光学センサ20が選択されないように監視してよい。所定時間は、例えば、数秒間である。第2光学センサ30から第1光学センサ20に出力値が選択されるセンサが代わった場合も、同様に所定時間以内に第2光学センサ30が選択されないように監視してよい。このようにすることによって、極めて短時間の間に、選択されるセンサが高速で繰り返し切替る現象を避けることができる。
 コントローラ10は、上記の閾値による判定に代えて、第1光学センサ20及び第2光学センサ30の出力値に基づいて、生体情報の測定値のS/N比を算出し、S/N比の良い方の出力値を採用することができる。コントローラ10は、図6において第1光源23及び第2光源24の何れも発光しない期間T3に第1光検出部22から取得した出力値をノイズ(N)としうる。コントローラ10は、第1光源23の発光する期間T1に第1光検出部22から取得した出力値と、第2光源24の発光する期間T2に第1光検出部22から取得した出力値の差分を、信号(S)としうる。コントローラ10は、第2光学センサ30についても、同様にノイズ(N)と信号(S)とを算出しうる。
 コントローラ10は、第1光学センサ20及び第2光学センサ30の双方の出力値が、所定の光量以上であることを示すとき、生体情報を測定不能であると決定することができる。コントローラ10は、第1光学センサ20及び第2光学センサ30の双方のS/N比が所定の閾値よりも低い場合、生体情報を測定不能であると判断することができる。例えば、太陽高度が高く、頭の真上から日光が当たる場合には、複数のセンサが同時に使用不可能になる場合がある。
 コントローラ10は、生体情報が測定不能であると判断した場合、第1報知部25及び第2報知部35の少なくとも一方に対して信号を送り、使用者60に対して刺激を与える。使用者60は、生体情報が測定不能な場合、体の向きを変えること、または、屋内に移動することなどにより、測定可能な状態に変えることができる。
 コントローラ10は、測定した結果得られたSpOに基づき、被検者が高山病(高度障害ともいう)になる可能性を推定してもよい。高山病は、SpOが低下することにより発症しやすくなる。コントローラ10は、高山病の発症が推定される場合、第1報知部25及び第2報知部35の双方又は何れかに信号を送出し、使用者60に警告を発してよい。高山病の発生が推定される場合は、上述の生体情報が測定不能である場合とは異なる報知方法を用いてよい。例えば、音、光、振動、電気等で報知する際の、刺激の発生パターンを異ならせることができる。
 本体部40は、測定装置2のための専用のハードウェアを用いることができるが、これに限られない。本体部40として、スマートフォンまたは携帯型情報端末を使用することもできる。その場合、本開示の測定装置2の機能は、スマートフォンまたは携帯型情報端末に読み込まれるソフトウェアとして提供されうる。
[測定処理]
 次に、コントローラ10の実行する測定処理について説明する。
(第1例)
 図7のフローチャートを用いて、コントローラ10の実行する測定処理の第1例について説明する。図7のフローチャートの処理は、一回限りではなく順次繰り返し行われる。
 まず、コントローラ10は、タイマー41が動作中か確認する(ステップS101)。タイマー41は、測定値の決定に用いる対象となるセンサが第1光学センサ20から第2光学センサ30に代わった場合に、所定時間以内に測定値の決定に用いる対象となるセンサが再び第1光学センサ20に切り替わらないようにするための計時手段である。
 タイマー41が動作していないとき(ステップS101:NO)、コントローラ10は第1光学センサ20の出力値を取得する(ステップS102)。出力値の取得は、少なくとも図6における期間T1および期間T2の一周期以上を含む。期間T1において、第1光源23が第1波長の光L1を射出し、第1光検出部22が第1波長の光L1の反射光R1を検出する。期間T2において、第2光源24が第2波長の光L2を射出し、第1光検出部22が第2波長の光L2の反射光R2を検出する。第1光検出部22は、検出光を光電変換により電気信号に変換して、本体部40のコントローラ10に送信する。
 コントローラ10は、第1光学センサ20から取得した期間T1または期間T2の電気信号の出力値が、所定の閾値以上の場合、第1光学センサ20が飽和していると判断する。一方、期間T1および期間T2の電気信号の出力値が所定の閾値値未満の場合、第1光学センサ20は飽和していないと判断する(ステップS103)。
 第1光学センサ20が飽和していない場合(ステップS103:NO)、コントローラ10は第1光学センサ20の出力値から決定されるSpOの測定値を出力して(ステップS104)、センサ測定を終了する。出力された測定値は、メモリ42に格納される。出力された測定値は、本体部40に設けた表示装置46に表示してもよい。
 ステップS101において、タイマー41が動作中の場合(ステップS101:YES)、及び、ステップS103において、第1光学センサ20が飽和している場合(ステップS103:YES)、コントローラ10は、第2光学センサ30の出力値を取得する(ステップS105)。出力値の取得は、第1光学センサ20の場合と同様に、少なくとも図6における期間T1および期間T2を一周期以上含む。期間T1において、第3光源33が第1波長の光を射出し、第2光検出部32が第1波長の光の反射光を検出する。期間T2において、第4光源34が第2波長の光を射出し、第2光検出部32が第2波長の光の反射光を検出する。第2光検出部32は、検出光を光電変換により電気信号に変換して本体部40のコントローラ10に送信する。
 コントローラ10は、第2光学センサ30から取得した期間T1または期間T2の電気信号の出力値が所定の閾値以上の場合、第2光学センサ30が飽和していると判断する。コントローラ10は、第2光学センサ30から取得した期間T1および期間T2の電気信号の出力値が、所定の閾値未満の場合、第2光学センサ30は飽和していないと判断する(ステップS106)。
 第2光学センサ30が飽和していない場合(ステップS106:NO)、コントローラ10は第2光学センサ30の出力値から決定されるSpOの測定値を出力する(ステップS107)。出力された測定値は、メモリ42に格納される。測定値は、本体部40に設けた表示装置46に表示してもよい。
 次に、コントローラ10は、タイマー41が動作中か否かを検知する(ステップS108)。タイマー41が動作中の場合(ステップS108:YES)、コントローラ10は、センサ測定を終了する。タイマー41が動作中ではない場合(ステップS108:NO)、コントローラ10は、タイマー41を起動させ(ステップS109)、その後センサ測定を終了する。
 ステップS106において、第2光学センサ30が飽和している場合(ステップS106:YES)、コントローラ10は、センサ測定が不能であることを示す信号を出力する(ステップS110)。センサ測定が不能であることを示す信号は、第1光学センサ20の第1報知部25及び第2光学センサ30の第2報知部35の双方、又は何れか一方に送信される。また、コントローラ10は、SpOの測定ができなかったことをメモリ42に記憶する。コントローラ10は、本体部40の表示装置46に測定ができないことを表示してよい。コントローラ10は、その後センサ測定を終了する。
 上記の図7のフローチャートに基づくセンサ測定動作は、タイマー41の動作期間よりも短い時間間隔で繰り返し実行される。
 以上のような処理を行うことによって、測定装置2は、第1光学センサ20及び第2光学センサ30から、利用可能なセンサを用いてSpOの測定を行うことが可能になる。太陽光は、通常一方向から照射されるので、少なくとも第1光学センサ20と第2光学センサ30との何れかが利用可能であることが期待できる。したがって、より可用性が高い測定装置2を提供することができる。また、仮に第1光学センサ20と第2光学センサ30との双方が測定不能の場合には、第1報知部25及び第2報知部35の少なくとも何れかにより、使用者60に刺激が与えられる。これにより、使用者60は測定ができない状況であることを認識し、測定可能なように体の向きを変える等の対応をとることが可能になる。さらに、タイマー41を設けて、第1光学センサ20と第2光学センサ30との間で、短時間での測定値の切り替えが繰り返し起こらないようにしたので、安定した測定を行うことができる。
(第2例)
 次に、コントローラ10の実行する測定処理の第2例について、図8のフローチャートを用いて説明する。図8のフローチャートの処理は、部分的に図7のフローチャートの処理と類似する。このため、図7のフローチャートと共通する説明は省略する。
 まず、コントローラ10は、第1光学センサ20及び第2光学センサ30から、出力値を取得する(ステップS201)。コントローラ10は、第1光学センサ20及び第2光学センサ30の双方について、図6の期間T1~T3を少なくとも1周期測定する。
 次に、コントローラ10は、タイマー41が動作中か確認する(ステップS202)。
 タイマー41が動作していないとき(ステップS202:NO)、コントローラ10は第1光学センサ20の測定値のS/N比が第2光学センサ30の測定値のS/N比よりも高いか否か判定する(ステップS203)。
 第1光学センサ20のS/N比が第2光学センサ30のS/N比よりも高い場合(ステップS203:YES)、コントローラ10は第1光学センサ20が正しい出力値を出力しているか判断する(ステップS204)。例えば、コントローラ10は、第1光学センサ20の出力値が飽和しているか否か判断する。コントローラ10は、第1光学センサ20の出力値が飽和していると判断した場合、正しい出力値が出力されていないと判断する。
 コントローラ10は、第1光学センサ20から正しい出力値が出力されていると判断した場合(ステップS204:YES)、第1光学センサ20によるSpOの測定値を出力し(ステップS205)、処理を終了する。
 ステップS202で、タイマー41が動作しているとき(ステップS202:YES)、及び、ステップS203で、第1光学センサ20のS/N比が第2光学センサ30のS/N比よりも高くない場合(ステップS203:NO)、コントローラ10は、第2光学センサ30が正しく測定値を出力しているか判断する(ステップS206)。
 第2光学センサ30が、正しい出力値を出力している場合(ステップS206:YES)、コントローラ10は、第2光学センサ30の出力値から決定されるSpOの測定値を出力する(ステップS207)。
 コントローラ10は、ステップS208及びS209において、図7の第1例におけるステップS108及びステップS109と同様の処理を行い、処理を終了する。
 ステップS204において、第1光学センサ20から正しい出力値が出力されていないと判断した場合(ステップS204:NO)、及び、ステップS206において、第2光学センサ30が、正しい出力値を出力してない場合(ステップS206:NO)、コントローラ10は、センサ測定が不能であることを示す信号を出力する(ステップS210)。
 以上のような第2例の処理によれば、測定装置2は、第1光学センサ20及び第2光学センサ30のSpOの測定値から、S/N比がより高い方の測定値を採用することができる。よって、より信頼性の高いセンサの測定値を用いることができる。
(第3例)
 コントローラ10の実行する測定処理の第3例について、図9のフローチャートを用いて説明する。図9のフローチャートのステップS301、S302、S305、S307~S310の処理は、それぞれ図8のフローチャートのステップS201、S202、S205、S207~S210の処理と同様なので説明を省略する。
 ステップS303において、コントローラ10は、第1光学センサ20の出力値と第2光学センサ30の出力値とを比較する(ステップS303)。
 第1光学センサ20の出力値が第2光学センサ30の出力値よりも大きい場合(ステップS303:YES)、コントローラ10は、第1光学センサ20の出力値のS/N比が所定の閾値以上か否かを判定する(ステップS304)。
 第1光学センサ20の出力値のS/N比が所定の閾値未満の場合(ステップS304:YS)、コントローラ10は、第1光学センサ20の測定値を出力する(ステップS305)。
 ステップS302で、タイマー41が動作中の場合(ステップS302:YES)、及び、ステップS303で第1光学センサ20の出力値が第2光学センサ30の出力値よりも大きくない場合(ステップS303:NO)、コントローラ10はステップS306に進む。ステップS306において、第2光学センサ30の測定値のS/N比が所定の閾値以上の場合(ステップS306:YES)、コントローラ10は、ステップS307の処理に進む。
 ステップS304で、第1光学センサ20のS/N比が所定の閾値未満の場合(ステップS304:NO)、及び、ステップS306で、第2光学センサ30のS/N比が所定の閾値未満の場合(ステップS306:NO)、コントローラ10は、ステップS310の処理に進む。
 以上のような第3例の処理によれば、第1光学センサ20及び第2光学センサ30のうち、より大きな検出値が得られるセンサに基づいて、測定を行うことが可能になる。
[変形例]
 図10は、測定装置2の変形例としての測定装置3を示す。測定装置3では、コントローラ11が他の本体部40の構成要素とともにネックバンド50の一部に取り付けられる。また、測定装置3は、第3光学センサ70を含む。測定装置3を装着した状態で、第3光学センサ70は、例えば、使用者60の首の後ろに当接する。第3光学センサ70は、第1光学センサ20及び第2光学センサ30と同様に、光源部と光検出部とを有し、使用者60の何れかの血管を流れる血流のSpOを測定する。
 変形例に係る測定装置3によれば、小型で扱いやすい測定装置3を提供することができる。また、第1光学センサ20および第2光学センサ30の双方によるSpOの測定が不能な場合でも、第3光学センサ70を用いて測定を行うことが可能になる。したがって、さらに高い可用性を有する測定装置3を実現することができる。
 本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部又は各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部又はステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。本開示に係る実施形態は装置が備えるプロセッサにより実行される方法、プログラム、又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものである。本開示の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
 本開示において「第1」及び「第2」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第1」及び「第2」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第1レンズは、第2レンズと識別子である「第1」と「第2」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第1」及び「第2」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。
 1,2,3  測定装置
 10,11  コントローラ
 20  第1光学センサ(第1センサ)
 21  第1光源部
 22  第1光検出部
 23  第1光源
 24  第2光源
 25  第1報知部
 26  第1スピーカ
 30  第2光学センサ(第2センサ)
 31  第2光源部
 32  第2光検出部
 33  第3光源
 34  第4光源
 35  第2報知部
 36  第2スピーカ
 40  本体部
 41  タイマー
 42  メモリ
 43  音源部
 44  音声処理回路
 45  電源部
 46  表示装置
 50  ネックバンド(固定部材)
 60  使用者
 61  頭部
 62  頭蓋骨
 63  被検部位
 64  浅側頭動脈
 70  第3光学センサ
 L1,L2  光
 R1,R2  反射光

Claims (12)

  1.  人体の互いに異なる部位に装着可能な複数のセンサと、
     前記複数のセンサのそれぞれの出力値を取得するコントローラと
    を備え、
     前記複数のセンサは、光学的測定により同一種類の生体情報を算出するための出力値をそれぞれ出力し、前記コントローラは、前記複数のセンサのそれぞれの出力値に基づき、何れか1つのセンサを選択し、該選択されたセンサの出力値に基づき前記生体情報の測定値を決定する測定装置。
  2.  前記コントローラは、前記複数のセンサに含まれるセンサの出力値が、該センサの受ける光の光量が所定の光量以上であることを示すとき、当該センサを、前記選択されるセンサから除外する、請求項1に記載の測定装置。
  3.  前記コントローラは、前記複数のセンサに含まれる全てのセンサの出力値が、前記所定の光量以上であることを示すとき、前記生体情報を測定不能であると決定する請求項2に記載の測定装置。
  4.  前記コントローラは、それぞれの前記複数のセンサの出力値に基づいて、それぞれの前記複数のセンサから得られる生体情報の測定値のS/N比を算出し、該複数のセンサから得られる生体情報のS/N比に基づいて、前記何れか1つのセンサを選択する請求項1に記載の測定装置。
  5.  前記コントローラは、前記複数のセンサに含まれる全てのセンサから得られる生体情報の測定値のS/N比が所定の閾値以下のとき、前記生体情報を測定不能であると決定する請求項4に記載の測定装置。
  6.  前記コントローラは、前記選択されたセンサが前記複数のセンサの中の1つのセンサから他のセンサに切り替わったとき、該切り替わった時間から所定時間以内に前記1つのセンサが再び選択されないように制御する請求項1から5の何れか一項に記載の測定装置。
  7.  使用者に対して刺激を発する報知部を備え、前記コントローラは、前記生体情報を測定不能であると決定したとき、前記報知部により使用者に刺激を発する請求項3または5に記載の測定装置。
  8.  前記報知部は、音、振動、光及び電気の少なくとも1つによる刺激を発する請求項7に記載の測定装置。
  9.  前記複数のセンサは、第1センサ及び第2センサを含み、前記第1センサ及び前記第2センサをそれぞれ使用者の頭部の左耳及び右耳に対応して固定する1つ以上の固定部材を備える請求項1から8の何れか一項に記載の測定装置。
  10.  それぞれ前記第1センサ及び前記第2センサと一体として形成された第1スピーカ及び第2スピーカ、並びに、前記第1スピーカ及び前記第2スピーカに音声を提供する音源部をさらに備える請求項9に記載の測定装置。
  11.  前記センサは、酸素飽和度及び血流速度の少なくとも何れか一方を測定する請求項1から10の何れか一項に記載の測定装置。
  12.  使用者の異なる部位に、同一種類の生体情報の光学的測定を行う複数のセンサを装着するステップと、
     前記複数のセンサのそれぞれの出力値を取得するステップと、
     前記それぞれの出力値に基づいて、何れか1つのセンサを選択するステップと、
     前記選択されたセンサの出力値に基づいて、前記生体情報の測定値を決定するステップと
    を含む測定方法。
     
PCT/JP2018/029049 2017-08-25 2018-08-02 測定装置及び測定方法 WO2019039223A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/637,204 US11647911B2 (en) 2017-08-25 2018-08-02 Measurement apparatus and measurement method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-162250 2017-08-25
JP2017162250A JP6891074B2 (ja) 2017-08-25 2017-08-25 測定装置及び測定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019039223A1 true WO2019039223A1 (ja) 2019-02-28

Family

ID=65440051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/029049 WO2019039223A1 (ja) 2017-08-25 2018-08-02 測定装置及び測定方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11647911B2 (ja)
JP (2) JP6891074B2 (ja)
WO (1) WO2019039223A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6891074B2 (ja) * 2017-08-25 2021-06-18 京セラ株式会社 測定装置及び測定方法
US20220386919A1 (en) * 2019-10-08 2022-12-08 Vie Style, Inc. Earphone, information processing device, and information processing method
EP4309573A1 (en) 2022-07-21 2024-01-24 Sonion Nederland B.V. Determination of a parameter related to blood flow in a blood perfused part using a vcsel

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001170016A (ja) * 1999-12-16 2001-06-26 Seiko Instruments Inc 脈波検出装置
JP2003225214A (ja) * 2002-02-04 2003-08-12 Mitsuba Corp 生体情報検出装置
WO2012176371A1 (ja) * 2011-06-24 2012-12-27 株式会社村田製作所 携帯機器
JP2014068733A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Rohm Co Ltd 脈波センサ

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06319723A (ja) * 1993-05-13 1994-11-22 Omron Corp 運動モニタ装置
JPH10216293A (ja) * 1997-02-12 1998-08-18 Seiko Epson Corp 運動指標測定装置
CN101601583B (zh) 2003-10-09 2012-09-05 日本电信电话株式会社 生物体信息检测装置和血压计
WO2006090371A2 (en) * 2005-02-22 2006-08-31 Health-Smart Limited Methods and systems for physiological and psycho-physiological monitoring and uses thereof
US20060229520A1 (en) * 2005-04-08 2006-10-12 Shunzo Yamashita Controller for sensor node, measurement method for biometric information and its software
US7918801B2 (en) * 2005-12-29 2011-04-05 Medility Llc Sensors for monitoring movements, apparatus and systems therefor, and methods for manufacture and use
JP2009528141A (ja) 2006-02-28 2009-08-06 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ ネックカラー部に配される電子機器を有するバイオメトリックモニタ
JP2007236780A (ja) 2006-03-10 2007-09-20 Eresu Kk 装着型光照射装置
JP2008113895A (ja) * 2006-11-06 2008-05-22 Mitsuba Corp 脈波計測装置及び脈波計測方法
JP5340967B2 (ja) 2007-03-15 2013-11-13 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 中核体温を測定するための方法及び装置
JP5185265B2 (ja) 2007-06-27 2013-04-17 パイオニア株式会社 聴取装置
JP5298662B2 (ja) 2008-06-25 2013-09-25 富士通株式会社 光電脈波計測装置および光電脈波計測用プログラム
US20140018686A1 (en) * 2011-03-29 2014-01-16 Pedro J. Medelius Data collection unit power and noise management
US8886294B2 (en) * 2011-11-30 2014-11-11 Covidien Lp Methods and systems for photoacoustic monitoring using indicator dilution
JP5936854B2 (ja) 2011-12-06 2016-06-22 ローム株式会社 脈波センサ
BR112014028174A2 (pt) 2012-05-11 2020-06-23 Harman International Industries, Inc. Fone de ouvido com um sensor fisiológico.
CN202776331U (zh) 2012-08-31 2013-03-13 漳州师范学院 蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜
US20140081098A1 (en) 2012-09-14 2014-03-20 Nellcor Puritan Bennett Llc Sensor system
US9417105B2 (en) * 2012-12-21 2016-08-16 Agamatrix, Inc. Integrators for sensor applications
US20140236037A1 (en) 2013-02-20 2014-08-21 Perminova Inc. Necklace-shaped physiological monitor
JP2015139516A (ja) 2014-01-28 2015-08-03 シャープ株式会社 生体情報測定装置
KR102249824B1 (ko) * 2014-02-24 2021-05-10 삼성전자주식회사 신체 정보 감지장치 및 이의 신체 정보 감지방법
JP6254677B2 (ja) * 2014-03-18 2017-12-27 京セラ株式会社 生体情報測定装置及び生体情報測定方法
JP5995904B2 (ja) 2014-04-30 2016-09-21 シャープ株式会社 人体装着型計測装置
WO2017086072A1 (ja) 2015-11-17 2017-05-26 株式会社村田製作所 脈波伝播時間計測装置、及び、生体状態推定装置
US11123020B2 (en) 2015-12-18 2021-09-21 Baxter International Inc. Neck-worn physiological monitor
US10799129B2 (en) * 2016-01-07 2020-10-13 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Biological information measuring device including light source, light detector, and control circuit
JP6659498B2 (ja) * 2016-08-30 2020-03-04 京セラ株式会社 生体情報測定装置、生体情報測定システム、生体情報の測定方法
JP6891074B2 (ja) * 2017-08-25 2021-06-18 京セラ株式会社 測定装置及び測定方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001170016A (ja) * 1999-12-16 2001-06-26 Seiko Instruments Inc 脈波検出装置
JP2003225214A (ja) * 2002-02-04 2003-08-12 Mitsuba Corp 生体情報検出装置
WO2012176371A1 (ja) * 2011-06-24 2012-12-27 株式会社村田製作所 携帯機器
JP2014068733A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Rohm Co Ltd 脈波センサ

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021121355A (ja) 2021-08-26
US20200359907A1 (en) 2020-11-19
US11647911B2 (en) 2023-05-16
JP2019037547A (ja) 2019-03-14
JP7023403B2 (ja) 2022-02-21
JP6891074B2 (ja) 2021-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7023403B2 (ja) 測定装置及び測定方法
US9717464B2 (en) Continuous transdermal monitoring system and method
US20170347902A1 (en) Optical vital signs sensor
TWI651891B (zh) 功率調整模組及具有該功率調整模組的穿戴裝置
US20170209052A1 (en) Biological information reading device
US11510624B2 (en) Wireless vital sign monitoring
JP6431697B2 (ja) 手首装着型パルスオキシメータ
US10034639B2 (en) Optical vital signs sensor
EP3593719A1 (en) Measurement device, measurement method, and program
US20180139931A1 (en) State detector, method of using state detector, and state detection system
US9730644B1 (en) Circuits and methods for selecting a mode of operation of a photoplethysmographic sensor
US20220042843A1 (en) High Density Optical Measurement Systems with Minimal Number of Light Sources
US20180014735A1 (en) Biometric information measuring apparatus and non-transitory computer readable storage medium
US11337624B2 (en) Concentration measurement device and concentration measurement method
JP6925918B2 (ja) センサシステム及び電子機器
JPWO2019181268A1 (ja) 生体情報測定装置
US11950879B2 (en) Estimation of source-detector separation in an optical measurement system
US20220273212A1 (en) Systems and Methods for Calibration of an Optical Measurement System
US20230284980A1 (en) Detecting position of a wearable monitor
JP2019042004A (ja) 光学測定装置及び光学測定プログラム
WO2018163784A1 (ja) 測定装置、測定方法及びプログラム
TW201801035A (zh) 嬰幼兒生命監測裝置及系統

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18848055

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18848055

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1