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1. (WO1997016117) MEASURING CONDITION SETTING JIG, MEASURING CONDITION SETTING METHOD AND BIOLOGICAL INFORMATION MEASURING INSTRUMENT
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明 細書

測定条件設定具、測定条件設定方法、および生体情報測定装置

技術分野

本発明は、生体に光を照射して得られる透過光または反射光を用いて、生体情 報を非侵 »的に測定する生体情報の測定において用いられる測定条件設定具に関 し、特に、測定時には被測定部位および測定光学系に対する被測定部位の相対位 を含む測定条件を所望の測定条件に設定し、非測定時には被測定部位を測定光 学系から取り外すことのできる、測定条件設定具、測定条件設定方法および生体 情報測定装 fiに関する。

背景技術

一般に、生体に光を照射し、それによつて透過または反射された光に基づいて 生体情報を得るような光学測定においては、光が照射される部位(以下、単に被 測定部位と呼ぶ)の僅かな変動も大きな誤差婪因となる。このため、精度の良い 測定をするためには、被測定部位、被測定部位に対する光の入射位 S、角度、お よび被測定部位からの透過光または反射光を受光位置、角度等の測定条件を一定 に保つ必要がある。

測定条件を一定に保っためには、測定の間、測定装置に生体を固定したままに するのが理想的である。

しかし、測定装爨に生体を固定すると、測定が長時間にわたる場合や、ルーチ ン測定を行う場合には、被測定者は測定装 Sから離れることができなかったり、 測定装置一台で一人の測定しか行うことができない、といった不都合な点が多い。 また、一般に、生体の表面は柔軟であるため、生体に対して測定装 Sの着脱を 操り返すと測定条件に誤差が生じる。例えば、クリップ式の測定用プローブを用 t、る方法、および測定用ブローブを両面粘着テープで被測定部位に固定する方法 では、測定時以外には、測定装 Sの光学系から生体の被測定部位を取り外すこと ができる。しかし、測定を再度行うために、以前の被測定部位を正確に再現する、 つまり以前の被測定部位に正確にプローブを取り付けることは非常に困難である。 被測定部位を正確に再現するための方法として、生体の被測定部位にしるしを 付け、それに基づいて、目視により被測定部位を決定する方法、および被測定部 位の型をあらかじめ取っておき、その型を用いて被測定部位を決定する方法が提 案されている。しかし、いずれの方法によっても、やはり、生体の柔軟性のため 再現性が悪く、さらに後者の方法では被測定部位と同じ数の型が必要であり、被 測定部位が変形した場合にはその型を使用することができない、という問題点が ある。

本発明は、このような現状に镞みてなされたものであり、その目的は、(.1 ) 測定時には、簡単かつ正確に、被測定部位および測定光学系に対する被測定部位 の相対位 S等を含む測定条件を所望の条件に設定し、非測定時には、被測定部位 を測定光学系から取り外すことのできる、簡便な生体情報測定用の測定条件設定 具、およびそれを利用した測定条件設定方法を提供すること、ならびに(2 ) ば らつきが少なく、精度の高い測定値を得ることができる生体情報測定装置を提供 o と、 < io

発明の開示

本発明の測定条件設定具は、測定光学系からの光を生体の所定の部位に照射し、 該所定の部位から得られた光に基づいて生体情報を求める生体情報測定において、 該所定の部位と該測定光学系との位関係を含む測定条件を、所望の条件に設定 する測定条件設定具であつて、該所定の部位に取り付けられる測定部位固定部と、 該測定光学系の一部が着脱可能に連結され得る測定光学系固定部であって、該測 定光学系の一部が連結されたときに、該測定光学系の一部と該所定の部位とを所 定の相対位置関係に固定する測定光学系固定部とを備えており、測定時には、該 測定光学系固定部に該測定光学系の一部が連結され、それにより該所望の測定条 件が実現され、非測定時には、該測定光学系固定部から該測定光学系の一部が取 り外され、そのことにより上記目的を達成する。

前記測定光学系の一部は、前記生体の所定の部位に照射される前記光を照射す る光照射部を含んでおり、該光照射部は、測定時には、前記測定光学系固定部に 連結され、それにより該光照射部と該所定の部位とが所定の相対位置関係に固定 されてもよい。

前記測定光学系の一部は、前記生体の所定の部位から得られる光を受け取る受 光部を含んでおり、該受光部は、測定時には前記測定光学系固定部に連結され、 それにより該受光部と該所定の部位とが所定の相対位置関係に固定されてもよい。 前記測定光学系固定部は開口部を有しており、前記生体の所定の部位は、該開 口部内に挿入されてもよい。

本発明の測定条件設定方法は、測定光学系からの光を生体の所定の部位に照射 し、該生体から得られた光に基づいて生体情報を求める生体情報測定において、 該所定の部位と該測定光学系との位置関係を含む測定条件を、測定条件設定具を 用いて所望の条件に設定する測定条件設定方法であって、該測定条件設定具は、 該所定の部位に取り付けられる測定部位固定部と、該測定光学系の一部が着脱可 能に連結され得る測定光学系固定部であって、該測定光学系の一部が連結された ときに、該測定光学系の一部と該所定の部位とを所定の相対位置関係に固定する 測定光学系固定部とを備えており、該方法は、測定時に、該測定条件設定具の該 測定光学系固定部に、該測定光学系の一部を連結し、それにより該所望の測定条 件を実現する工程と、非測定時に、該測定条件設定具から該測定光学系を取り外 す工程とを包含しており、そのことにより上記目的を達成する。

前記測定光学系の一部は、前記生体の所定の部位に照射される前記光を照射す る光照射部を含んでおり、該光照射部は、測定時には前記測定光学系固定部に連 結され、それにより該光照射部と該所定の部位とが所定の相対位置関係に固定さ れてもよい。

前記測定光学系の一部は、前記生体の所定の部位から得られた光を受け取る受 光部を含んでおり、該受光部は、測定時には前記測定光学系固定部に連結され、 それにより該受光部と該所定の部位とが所定の相対位置関係に固定されてもよい。 前記測定光学系固定部は開口部を有しており、前記生体の光が照射される部位 は、該開口部内に挿入されてもよい。

本発明の生体情報測定装置は、光を生体の所定の部位に照射し、該所定の部位 から得られる光に基づ t、て該生体の情報を光学的に得る生体情報測定装置であつ て、該装 Sは、該光を該所定の部位に照射し、該所定の部位から得られる光を受 け取る測定光学系と、該所定の部位に取り付けられる測定部位固定部と、該測定 光学系の一部が着脱可能に連結され得る測定光学系固定部であって、該測定光学 系の一部が連結されたときに該測定光学系の一部と該所定の部位とを所定の相対 位 S関係に固定する測定光学系固定部とを有する測定条件設定具と、該測定光学 系が受け取った該所定の部位から得られた該光の強度に基づいて、該生体情報を 演算する演算処理部と、該演算された生体情報を出力する出力部とを備えており、 測定時には、該測定条件設定具の該測定光学系固定部に、該測定光学系の一部が 連結され、それにより該生体の該所定の部位と該測定光学系との位置関係を含む 測定条件が所望の条件に設定され、非測定時には、該測定条件設定具から該測定 光学系が取り外され、そのことにより上記目的を達成する。

前記測定光学系の一部は、前記生体の所定の部位に照射される前記光を照射す る光照射部を含んでおり、該光照射部は、測定時には前記測定光学系固定部に連 結され、それにより該光照射部と該所定の部位とが所定の相対位置関係に固定さ れてもよい。

前記測定光学系の一部は、前記生体の所定の部位から得られる光を受け取る受 光部を含んでおり、該受光部は、測定時には前記測定光学系固定部に連結され、 それにより該受光部と該所定の部位とが所定の相対位 S関係に固定されてもよい c 前記測定光学系固定部は開口部を有しており、前記生体の所定の部位は、該開 口部内に挿入されてもよい。

前記測定光学系は、積分球を有していてもよい。

前記測定光学系は、光フアイハ *を有していてもよい。

図面の簡単な説明

図 1 Aおよび図 1 Bは、本発明の生体情報測定装 fiの一例の構成を概略的に示 す図であり、図 1 Aは非測定時、図 1 Bは測定時を示す図である。

図 2は、本発明の測定条件設定具の一例を示す図である。

図 3は、本発明の測定条件設定具の他の例を示す図である。

図 4 Aおよび図 4 Bは、本発明の生体情報測定装置の他の例の構成を概略的に 示す図であり、図 4 Aは非測定時、図 4 Bは測定時を示す図である。

図 5は、本発明の測定条件設定具のさらに他の例を示す図である。

図 6は、積分球を用いた生体情報測定装置によって測定したヒ卜の手表面の拡 散反射測定のばらつきを C V値スぺクトルとして示した図である。

図 7は、光ファイバを用いた生体情報測定装置によって測定したヒ卜の手表面 の拡散反射測定のばらつきを C V値スぺクトルとして示した図である。

図 8は、本発明の測定条件設定具のさらに他の例を示す図である。

図 9は、本発明の測定条件設定具のさらに他の例を示す図である。

図 1 0は、本発明の測定条件設定具のさらに他の例を示す図である。

図 1 1は、本発明の測定条件設定具のさらに他の例を示す図である。

図 1 2は、本発明の測定条件設定具のさらに他の例を示す図である。

¾明を実施するための最良の形態

本発明の測定条件設定具は、生体情報を光学的に測定する際に、測定光学系と 生体の光が照射される部位とを固定するのに用いられる。測定条件設定具は、生 体の被測定部位に固定することで、被測定部位の相対位置、角度および面積を限 定する測定部位固定部を有している。測定条件設定具は、例えば粘着テープ、固 定バンドを介して、基本的には、常に、生体の被測定部位に固定されている。あ るいは、測定部位固定部は開口部であってもよく、この場合、被測定部位を開口 部の中に収めることによつて測定条件設定具と被測定部位とを固定する。

測定条件設定具は、測定部位固定部に対して固定されている測定光学系用の固 定部も有している。この測定光学系用の固定部には、測定時のみ測定光学系の一 部が取り付けられる。これにより、測定の間中、被測定部位に対して光が照射さ れる角度、測定光学系の光照射部と被測定部位との距離、被測定部位からの光を 受け取る受光部との距離、受光部と被測定部位との位置関係等の測定条件を所望 の条件、例えば最も精度の良い測定値が得られる測定条件に保つことができる。 また、上述したように、本発明の測定条件設定具では、測定光学系用の固定部 と、生体の被測定部位に固定される測定部位固定部との位置関係は、常に変わら ない。したがって、測定光学系を測定条件設定具から取り外して、再度取り付け る場合であっても、測定条件設定具のみを生体の被測定部位に固定したままにし ておけだけで、簡単かつ正確に所望の条件を再現することができる。このため、 本発明の測定条件設定具を用、れば、生体情報の測定を複数回繰り返す場合であ つても、常に同じ測定条件を再現することができ、測定毎のばらつきがなく、精 度が高い測定値を得ることができる。

測定光学系固定部としては、測定光学系の光照射部を連結する光照射部用の固 定部と、受光部を連結する受光部用の固定部とが設けられる。ランダムファイバ 一や積分球を用いた測定光学系のように、光照射部と受光部とがー致している測 定光学系を使用する場合には、 1つの固定部しか必要ない。測定光学系固定部と 測定光学系の一部とは、差し込み式、ネジ式等の方式によって連結され得る。あ るいは、磁力を用いることもできる。

本発明の生体情報測定装置は、測定光学系と、上述した測定条件設定具とを有 している。まず、測定に先立って、測定条件設定具を測定対象、つまり生体の光 が照射されるべき部位に取り付け、この測定条件設定具に測定光学系の一部を連 結する。この状態で、測定光学系の光照射部から光を生体に照射し、得られる透 過光、反射光または散乱光を測定光学系の受光部で受け取る。受光部が受け取つ た光の強度に基づいて演算処理を行うことにより、生体情報を得ることができる。 得られた生体情報は、出力部を通じて出力される。

本発明の生体情報測定装置では、上述した測定条件設定具を用いて、るので、 測定の間中、測定条件を常に所望の条件に保つことができる。また、たとえ同様 の測定を複数回操り返す場合であっても、測定条件設定具を生体に取り付けたま まで上述した操作を繰り返せば、簡単、かつ正確に所望の測定条件を再現するこ とができる。このため、測定が終了する度に測定光学系を測定条件設定具から取 り外すことができる。必要であれば、各測定が終了した後、測定光学系を測定条 件設定具から取り外した状態で、バックグラウンド測定を行う。

以下、図面を参照しながら、本発明の測定条件設定具、および生体情報測定装 置の実施形態を説明する。

(実施形態 1 )

図 1 Aおよび 1 Bは、本実施形態の生体情報測定装置の構成を概略的に示す図 であり、図 1 Aは非測定時の状態、図 1 Bは測定時の状態を示している。

本実施形態の生体情報測定装置 1 0 0は、生体の被測定部位 1に取り付けられ る測定条件設定具 2、測定光学系、演算処理部 7、および出力部 8を備えている。 測定光学系は、被測定部位 1に光を照射する光照射部 3、光源(図示せず)から の光を光照射部 3に与える投射光学系 4、被測定部位 1によって反射された光を 受け取る受光部 5、および受光部 5が受け取った光の強度を検出する受光光学系 6を有している。本実施形態では、光照射部 3および受光部 5が、測定条件設定 具 2に連結される。演算処理部 7は、受:) tjt学系 6によって得られた反射光の強 度に対して演算を施して、被測定部位 1に関する生体情報を求める。生体情報は、 出力部 8を通じて出力される。

本発明の測定条件設定具の一例を図 2に示す。図 2に示す測定条件設定具 2 a が、図 1 Aおよび図 1 Bの生体情報測定装置 1 0 0の測定条件設定具 2 aとして 用いられ得る。測定条件設定具 2 aは、測定部位固定部 9と、測定光学系固定部 としての 2個の固定部 1 0および 1 1とを有している。測定条件設定具 2 aは、 固定部 9が被測定部位 1に取り付けられ、固定部 1 0および 1 1に光照射部 3お よび受光部 5がそれぞれ連結されさえすれば、被測定部位 1に対する測定光学系 の構成要素間の相対位置が最適なものとなるように設計されており、 3つの固定 部 9、 1 0および 1 1同士の位 S関係が変わることはない。例えば、金属、ある いは樹脂等を用いた一体加工により、このような測定条件設定具 2 aを作製する ことができる。

測定部位固定部 9は、例えば、粘着テープ、あるいは固定バンド等によって被 測定部位 1に固定される。光照射部固定部 1 0および受光部固定部 1 1に測定光 学系の光照射部 3および受光部 5をそれぞれ連結する方式は、連結と取り外しと を簡便に行うことができる方式であればよく、差し込み式、ネジ式、あるいは磁 石を用いた方式等を採用することができる。

図 2に示す測定条件設定具 2 aは、図 1 Aおよび図 1 Bに示すような、光照射 部と受光部とを距離の離れた別個の構成要素として有している測定光学系ととも に用いられる。これに対して、光照射部および受光部の両方として働く部材を測 定光学系が有している場合には、測定条件設定具の測定光学系用の固定部は 1個 でよい。このような測定条件設定具の一例として、図 3に、測定部位固定部 9と 測定光学系用固定部 1 0 bとを有する測定条件設定具 2 bを示す。

また、測定光学系が光照射部および受光部の両方として働く部材を有している 場合には、図 3に示す測定条件設定具 2 bの他にも図 8 ~ 1 2に示すような構成 の測定条件設定具を用いることもできる。図 8は、光照射部および受光部の両方 として機能するファイバ 1 2 cの外壁の一部に凹部を設け、測定条件設定具 2 c の測定光学系固定部 1 0 cの内壁の一部に凸部を設けた例を示している。測定条 件設定具 2 cは、上述した測定条件設定具 2 aと同様に、粘着テープ、あるいは 固定パ'ンド等で被測定部位 1に固定される。測定は、フアイハ' 1 2 cを測定光学 系固定部 1 0 cに挿入し、ファイバ 1 2 cの凹部と測定光学系固定部 1 0 cの凸 部とを嵌合させた状態で行われる。したがって、光が被測定部位 1に照射される 角度、被測定部位 1からの反射光(散乱光)を測定光学系が受け取る角度、測定 光学系内の光源および受光素子(いずれも図示せず)と被測定部位 1との距離と いった測定条件を、測定の間中、常に一定に保つことができる。また、測定を複 数回繰り返す場合にも、ファイバ 1 2 cの凹部を測定光学系固定部 1 0 cの凸部 と嵌合させるだけで、同じ測定条件を再現することができる。

図 9に示す例では、光照射部および受光部の両方として働くファイバ 1 2 dの 外壁に凸部が設けられている。この凸部は、ファイバ 1 2 dの先端からの距雜が、 測定条件設定具 2 dの測定光学系固定部 1 0 d内の深さに実質的に一致するよう に、設けられている。した力 <つて、測定を行う際にファイバ 1 2 dが測定光学系 固定部 1 0 dに挿入されると、ファイバ 1 2 d'の凸部は、固定部 1 0 dの上端上 に位置することになる。ファイバ 1 2 dの凸部は、ファイバ 1 2 dの外壁に 1個 設けられてもよいし、両側に複数個設けられてもよい。また、外壁を取り囲むよ うに環状に設けられてもよい。いずれの場合にも、ファイバ 1 2 dを測定光学系 固定部 1 0 dに差し込むだけで、ファイバ 1 2 dは、凸部によって位置決めされ、 それにより何度でも、同じ測定条件を再現することができる。

図 1 0に示されている例でも、外壁に凸部を設けたファイバ 1 2 eを使用する。 しかし、この例では、図 9に示した例とは異なり、測定条件設定具 2 eの測定光 学系固定部 1 0 eに L字型の切り欠き部を形成し、ここにファイバ 1 2 eの凸部 をはめ込むことによって、ファイバ 1 2 eと測定条件設定具 2 eとを固定する。 このような構成のファイバ 1 2 eと測定条件設定具 2 eを用いることによって、 ファイバ' 1 2 eの位置決めと固定とを簡単に、かつ正確に行うことができ、何度 でも同じ測定条件を再現することができる。

上述した例では、測定条件設定具 2 a、 2 b、 2 c、 2 dおよび 2 eは、粘着 テープ、あるいは固定パ'ンド等によって被測定部位 1に固定される。し力、し、固 定方法はこれらには限られず、例えば、測定条件設定具自体に、被測定部位への 固定能力を持たせてもよい。図 1 1に、環状の測定条件設定具 2 f を示す。この 設定具 2 f は、例えば被測定部位 1が腕の一部分である場合に用いられ、設定具 2 f の中に腕を入れる。ゴム製の測定条件設定具 2 ίの周上の一部には、測定光 学系固定部 1 0 fが設けられている。この測定光学系固定部 1 0 f にファイバ 1 2 f を差し込むと、ファイバ 1 2 fが被測定部位 1に対して固定される。この例 では、ゴムの収縮力によって設定条件設定具 2 fが被測定部位 1に対して固定さ れ、測定光学系の一部であるファイバ 1 2 f もまた、ゴムの収縮力によって測定 条件設定具 2 f に対して固定される。したがって、測定の間中、測定条件が変動 するということはなく、また測定を繰り返す場合にも、何度でも同じ測定条件を 簡単に、かつ正確に再現することができる。なお、ゴム製測定条件設定具 2 f は、 環状であっても、また筒状であってもよい。

測定条件設定具自体に固定能力を持たせた例を、さらに説明する。図 1 2は、 測定部位固定部 9 gおよび測定光学系固定部 1 0 gを有する測定条件設定具 2 g を示している。固定部 9 gと固定部 1 0 gとは、ガラス等の透明板 1 4によって 隔てられており、透明板 1 4を介して、固定部 1 0 gに取り付けられたファイバ 1 2 gからの光が、被測定部位 1に照射される。この設定具 2 gは、さらに、測 定部位固定部 9 gに接続されたポンプ 1 3を有している。ポンプ 1 3は、測定部 位固定部 9 gが被測定部位 1上に載置されると、測定部位固定部 9 gの内壁、透 明板 1 4および被測定部位 1で囲まれる空間の圧力を下げ、それにより設定具 2 gと被測定部位 1とを固定する。測定光学系固定部 1 0 gと、測定光学系の一部 であるファイバ 1 2 gとの固定は、図 8に示す例と同様にして行われる。このよ うにして、測定光学系は、被測定部位 1に対して固定される。したがって、測定 の間中、測定条件が変動することもなく、また測定を複数回繰り返す場合に測定 が終了するたびに測定光学系を測定条件設定具 2 gから取り外しても、常に同じ 測定条件を再現することができる。

再び図 1 Aおよび図 1 Bを参照しながら、本実施形態の生体情報測定装置を説 明する。

測定光学系は、上述したように、生体の被測定部位 1に光を照射する光照射部 3、光源(図示せず)を有しており、光源からの光を光照射部 3に導く投射光学 系 4、被測定部位 1によって反射(散乱)された光を受け取る受光部 5、および 光検出器(図示せず)を有しており、受光部 5が受け取った光を光検出器に導く 受光光学系 6から構成されている。投射光学系 4は、光源の他にも、光源から出 射された光を分光する分光装置および光ファイバを有している。光照射部 3へは、 光ファイバを伝搬した分光された光が与えられる。

受光光学系 6もまた、受け取った光の強度を検出する光検出器の他に、受光部 5が受け取った光を分光する分光装置、光検出器まで光を導くための光ファイバ を有している。さらに、受光光学系 6には、光検出器の出力を増幅するとともに、 それをデジタル信号に変換するィンターフヱース回路を有している。ィンターフ エース回路からの出力の強度は、被測定部位 1の生体情報に応じて吸収を受けた 光の強度に対応しており、これが、演箅制御部 7に送られる。

本実施形態では、測定光学系のうちの光照射部 3および受光部 5が、測定条件 設定具 2に取り付けられ、被測定部位 1に対して固定される。測定条件設定具 2 に取り付けられる測定光学系の部分の形状は、図 2、図 3および図 8〜図 1 2を 参照しながら説明したように、測定条件設定具 2の形状に合わせて設計される。 つまり、光照射部 3および受光部 5を隣接して配置し、これらを測定条件設定具 2の単一の測定光学系固定部に取り付けてもよいし、光照射部 3および受光部 5 を離して配置し、それぞれを別個の測定光学系固定部(光照射部固定部および受 光部固定部)に取り付けてもよい。

なお、上述したように、積分球、あるいは光ファイバを用いて、光照射部 3と 受光部 5とを単一の部材で構成することもできる。この場合、測定条件設定具 2 の測定光学系固定部は、 1つのみでよいのはもちろんである。

演算制御部 7は、マイクロコンピュータを有しており、測定光学系のインター フェース回路から入力されたデジタル信号に対して演算処理を行う。これにより 目的とする生体中の生体情報を算出する。算出された生体情報は、例えば C R T ディスプレイや、プリンタ等から構成される出力部 8に出力される。

また、演算制御部 7は、制御信号を発生し、これを測定光学系および出力部 8 に与える。この制御信号によって、測定光学系の光源、分光装置、インタ一フエ ース回路、および出力部 8の動作が制御される。

図 1 Aおよび図 1 Bに示す生体情報測定装置を用いた生体情報の測定は、以下 のように行われる。

まず、予め、生体の任意の被測定部位 1に、測定条件設定具 2の測定部位固定 部 9を固定しておく。続いて、測定開始に先立って、測定条件設定具 2の測定光 学系固定部に測定光学系の一部分を取り付ける。図 2に示す測定条件設定具 2を 用いる場合には、光照射部 3および受光部 5が、光照射部固定部 1 0および受光 部固定部 1 1にそれぞれ取り付けられる。これにより、被測定部位 1に投射光学 系 4および受光光学系 6が同時に固定され、被測定部位 1、投射光学系 4および 受光光学系 6が、所望の相対位置で置されることになる。この相対位置は、例 えば、最も感度がよく、精度の高い測定が行われるような位置に設定される。 このような状態で、投射光学系 4の光源からの光を、光照射部 3から生体の被 測定部位 1に照射する。被測定部位 1によって反射(散乱)された光は、受光部 5に入射し、受光光学系 6の光検出器に到達する。光検出器は、受け取った光を、 その強度に応じた電気信号に変換する。電気信号は、インターフェース回路でデ ジタル信号に変換されてから、演算制御部 7に送られる。演算制御部 7は、この デジタル信号に基づいて生体の生体情報、例えば生体中の目的成分の濃度を検出 し、それを出力部 8のディスプレイに表示、もしくはプリンタによってプリント ァゥ卜する。

測定終了後は、測定条件設定具 2の測定光学系固定部から、光照射部 3および 受光部 5を取り外す。これによつて、測定光学系は、生体の被測定部位 1から取 り外される。必要であれば、続いて、バックグラウンド測定を行う。この操作を 操り返すことにより、再現性よく、所望の測定条件を miすることができ、再現 性のよい測定結果を得ることができる。

また、本発明の測定条件設定具 2を用いれば、被測定部位 1を正確に再現する ことができるので、被測定部位の面積、表面の情報および内部組織の生体情報等 の条件を常に一定にすることができる。また、被測定部位 1に対する測定光学系 の相対位置も、常に正確に所望の相対位置に設定される。したがって、被測定部 位における反射率、透過率、光路長、および迷光の場合には被測定部位にかかる 圧力等の条件をも常に一定にすることができる。

図 6は、光照射部 3および受光部 4を 1つの積分球で構成した生体情報測定装 置によって、ヒ卜の手表面の拡散反射光を測定したときの再現性を示すグラフで ある。図 6では、被測定部位と測定光学系とを固定せずに、測定毎に配置し直し た場合、被測定部位を測定光学系に固定したままにした場合、および本発明の測 定条件設定具を用いて被測定部位を測定光学系に測定毎に固定し直した場合につ いて、 1 0回ずつエネルギースペクトルを測定し、これを各波長における C V値 スぺクトノレとして、それぞれ、曲線 3 0 1、 3 0 2、 3 0 3で表している。図 6 からわかるように、本発明の測定条件設定具を用いて被測定部位と測定光学系と を固定した場合(曲線 3 0 3 ) には、被測定部位を測定光学系に固定しない場合 (曲線 3 0 1 ) に比べて非常に再現性がよく、生体を測定光学系に固定してしま う場合(曲線 3 0 2 ) とほぼ同様の再現性を示すスぺクトルが得られた。

また、積分球に変えて、光照射部 3および受光部 4を光ファイバで構成した生 体情報測定装健によって、ヒ卜の手表面の拡散反射光を測定したときに得られた

C V値スぺクトルを図 7に示す。この場合も、被測定部位と測定光学系とを固定 せずに、測定毎に配置し直した場合、被測定部位を従来の方法で(つまり、本発 明の測定条件設定具を用いずに)測定光学系に固定した場合、および本発明の測 定条件設定具を用いて、被測定部位と測定光学系とを固定した場合について、そ れぞれ、 1 0回ずつ測定を行った。図 7からわかるように、光ファイバを用いた ときにも、本発明の測定条件設定具を用し、て被測定部位と測定光学系とを固定し た場合(曲線 4 0 3 ) には、被測定部位を測定光学系に固定しない場合(曲線 4 0 1 ) に比べて非常に再現性がよく、生体を測定光学系に固定してしまう場合 (曲線 4 0 2 ) とほぼ同様の再現性を示すスぺクトルが得られた。

(実施形態 2 )

続いて、図 4 Aおよび図 4 Bを参照しながら、本発明の生体情報測定装置の第 2の実施形態を説明する。図 4 Aおよび図 4 Bにおいて、図 1 Aおよび図 1 Bに 示した構成要素と同じ構成要素には、同じ参照符号を付して、詳細な説明は省略 する。

本実施形態では、測定条件設定具 2が指輪型、あるいは腕輪型であり、被測定 部位 1を含む生体の一部分を設定具 2に通すことにより、被測定部位 1と測定条 件設定具 2とを固定している。また、本実施形態では、生体情報の測定に用いら れる光は、被測定部位を透過した光であり、そのために測定光学系の光照射部 3 と受光部 5とは生体を挟んで配置される。図 4 Aおよび図 4 Bでは、非測定時お よび測定時において、生体に測定条件設定具 2を装着した状態の断面図を示して いる。

図 4 Aに示すように、まず、測定に先立って、測定条件設定具 2が生体の被測 定部位を含む部分に通され、固定される。この固定は、例えば粘着テープ、固定 バンド等を用いて行われる。図 5に、図 4 Aに示すような透過光を用いて生体情 報を検出する生体情報測定装置で用いられ得る測定条件設定具 2 hの一例を示す c 筒状の測定部位固定部 9 hの壁に、測定光学系固定部である光照射部固定部 1 0 hおよび受光部固定部 1 1 hが形成されている。これらの固定部 9 h、 1 0 h、 1 1 hは、お互いに対して固定されており、その相対位置関係は変動することは ない。また図 1 1および図 1 2に示したように、それ自体が固定能力を持ってい る測定条件設定具 2を用いてもよい。次いで、図 4 Bに示すように、測定光学系 固定部である光照射部固定部 1 0および受光部固定部 1 1に光照射部 3および受 光部 5がそれぞれ取り付けられ、固定される。この取り付けおよび固定は、ネジ 式、差し込み式、あるいは磁石を用いた方式等の簡便な方法であれば、どのよう な方法でもかまわない。

この状態で、投射光学系 4の光源(図示せず)から出射された光が、光照射部 3を通して生体の被測定部位 1に照射され、被測定部位 1を透過した光が受光部 5に達する。受光部 5に達した光は、受光光学系 6の光検出器(図示せず)で、 光の強度に応じた振幅をもつ電気信号に変換され、さらに受光光学系 6のィンタ ーフヱース回路(図示せず)によってデジタル信号に変換されてから、演算制御 部 7に出力される。演算制御部 7は、デジタル信号に基づいて、生体の生体情報、 例えば目的の成分の濃度等を検出し、検出結果を出力部 8に出力する。

このように、本実施形態においても、被測定部位 1および測定光学系の相対位 S関係を、測定の間中、一定に保つことができる。したがって、ぶれのない、精 度の良い測定値を得ることができる。また、測定条件設定具 2 hを生体の被測定 部位を含む部分に装着したままにしておけば、複数回の測定を繰り返す場合に、 測定終了毎に測定光学系を被測定部位 1から取り外しても、簡単、かつ正確に所 望の測定条件を再現することができる。したがって、再現性のよい測定結果を得 ることができる。

産業上の利用可能性

本発明によれば、被測定部位に測定条件設定具を固定しておき、その設定具に、 測定時には測定光学系を固定し、非測定時には測定光学系を取り外している。こ れにより、被測定部位、および被測定部位に対する測定光学系の相対位置を、何 度でも簡単にかつ正確に再現することができる。生体は柔らかく可塑性に富むた め、生体と測定光学系との着脱を行うと再現が不正確になりがちであつたが、本 発明では測定条件設定具を用いて、着脱を測定条件 ^具と測定光学系との間で 機械的に行うことにより、より正確な被測定部位の再現を行うことができる。 本発明によれば、予め、生体の被測定部位に固定した測定条件設定具の光照射 部固定部と測定光学系の光照射部とを、測定時には固定、非測定時には取り外す ことて、被測定邰位および锒測 E都位に対- る允照射邰の相ォ位直を、 W皮 'も 簡単かつ正確に再現することができる。

さらに、本発明によれば、予め、生体の被測定部位に固定した測定条件設定具 の受光部固定部と、測定光学系の受光部とを、測定時には固定、非測定時には取 り外すことによって、被測定部位、および被測定部位に対する測定光学系の受光 部の相対位置を何度でも簡単かつ正確に再現することができる。

さらに、本発明によれば、予め、生体の被測定部位に固定した測定条件設定具 の光照射部固定部および受光部固定部に、測定光学系の光照射部および受光部を、 それぞれ、測定時には固定し、非測定時には取り外している。これにより、被測 定部位、および被測定部位に対する測定光学系の相対位置を何度でも簡単かつ正 確に再現することができる。

さらに、本発明によれば、測定条件設定具によつて、被測定部位が正確に再現 されるため、被測定部位の面積、表面情報、および内部組織の生体情報等の測定 条件も一定にすることができる。

さらに、本発明によれば、測定条件設定具により、被測定部位に対する測定光 学系の相対位置が正確に再現されるため、被測定部位における反射率、透過率、 光路長、および迷光の割合、被測定部位にかかる圧力等の測定条件も、一定にす ることができる。

さらに、本発明によれば、測定条件設定具により、上述したような測定条件が 正確に再現されるので、誤差原因の少ない透過光、反射光あるいは散乱光を生体 から得ることができる。このような誤差原因の少ない光の強度に基づいて、演算 処理により生体情報を求めることによって、生体中の生体情報を高 t、再現精度で 測定することができる。

さらに、本発明によれば、単純な構造で、どのような測定対象にも共通して使 用することができる測定条件設定具が提供され得る。