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1. (WO2015141446) 生体情報測定装置、およびパルスオキシメーター
Document

明 細 書

発明の名称 生体情報測定装置、およびパルスオキシメーター

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004  

先行技術文献

特許文献

0005  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0006   0007   0008  

課題を解決するための手段

0009  

図面の簡単な説明

0010  

発明を実施するための形態

0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084  

符号の説明

0085  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22  

明 細 書

発明の名称 : 生体情報測定装置、およびパルスオキシメーター

技術分野

[0001]
 本発明は、生体情報測定装置、およびパルスオキシメーターに関する。

背景技術

[0002]
 血液中の酸素飽和度(SpO )等の生体情報を測定するパルスオキシメーターが知られている。このパルスオキシメーターでは、被検者の生体部位に装着される測定部において、生体部位に向けて光が照射され、生体部位を透過または生体部位で反射した光の光量に基づいてSpO が導出される。
[0003]
 ところで、被検者のSpO を長時間にわたって測定する従来のパルスオキシメーターとして、指先にプローブが装着され、筐体内に回路等を内蔵している本体部が腕に装着される構成を有するものがある。しかし、このような構成では、本体部とプローブとを繋ぐケーブルが障害物等に引っ掛かり易く、測定の異常およびケーブルの破損等の問題が生じ易い。
[0004]
 そこで、本体部とプローブとを繋ぐケーブルが設けられることなく、可搬性を向上させるために、本体部とプローブとが一体的に構成され、指先を挟持するように指に装着される携帯式のパルスオキシメーターが提案されている(例えば、特許文献1など)。

先行技術文献

特許文献

[0005]
特許文献1 : 米国特許第5792052号明細書

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0006]
 しかしながら、上記特許文献1のパルスオキシメーターは、末節骨部のみを挟持するように指先に装着されるため、末節骨部にその重量が集中し、手指が動かし難く、手指の動きに応じた慣性力によって指からパルスオキシメーターが脱落し易い。一方、指からパルスオキシメーターが脱落する不具合を解消するために、末節骨部を強く挟持する構成が考えられるが、長時間の装着によって末節骨部における血流が著しく阻害され得る。
[0007]
 このような問題は、パルスオキシメーターのみに限られるものではなく、例えば、脈拍を測定する光電脈波計等と言った末節骨部に装着されて各種の生体情報を計測する装置(生体情報測定装置とも言う)一般に共通する。
[0008]
 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、堅牢性が確保されつつ、指から脱落し難く、長時間の測定によっても血流が阻害され難い生体情報測定装置およびパルスオキシメーターを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0009]
 上記課題を解決するために、一態様に係る生体情報測定装置は、光源部と受光部との間の空間に被検生体の指を介挿させた状態で、前記光源部から発せられる光を前記受光部で受光することで、前記被検生体の生体情報を得る生体情報測定装置であって、本体部、プローブ部、および前記本体部と前記プローブ部とを電気的に接続する接続部を備え、前記本体部が、電池部および電気回路を内蔵している筐体部と、該筐体部に取り付けられ且つ前記被検生体の1以上の指の基節骨部および中節骨部の少なくとも一方の部分を含む第1被装着部に装着するための第1装着部とを有しており、前記プローブ部が、前記光源部および前記受光部を含んでおり、前記被検生体の1以上の指の末節骨部を含む第2被装着部に装着するための第2装着部を有している。

図面の簡単な説明

[0010]
[図1] 図1は、一実施形態に係る生体情報測定装置の外観を模式的に示す図である。
[図2] 図2は、一実施形態に係る生体情報測定装置の外観を模式的に示す図である。
[図3] 図3は、本体部の外観を模式的に示す図である。
[図4] 図4は、本体部の外観を模式的に示す図である。
[図5] 図5は、本体部の外観を模式的に示す図である。
[図6] 図6は、本体部の外観を模式的に示す図である。
[図7] 図7は、本体部の外観を模式的に示す図である。
[図8] 図8は、本体部の外観を模式的に示す図である。
[図9] 図9は、本体部の指への装着態様を例示する図である。
[図10] 図10は、プローブ部の外観を模式的に示す図である。
[図11] 図11は、プローブ部の外観を模式的に示す図である。
[図12] 図12は、プローブ部の外観を模式的に示す図である。
[図13] 図13は、プローブ部の外観を模式的に示す図である。
[図14] 図14は、プローブ部の外観を模式的に示す図である。
[図15] 図15は、プローブ部の外観を模式的に示す図である。
[図16] 図16は、プローブ部の指への装着態様を例示する図である。
[図17] 図17は、生体情報測定装置の機能的な構成を例示するブロック図である。
[図18] 図18は、生体情報測定装置が指に装着されている様子を模式的に示す図である。
[図19] 図19は、生体情報測定装置が指に装着されている様子を模式的に示す図である。
[図20] 図20は、一変形例に係る生体情報測定装置の外観を模式的に示す図である。
[図21] 図21は、他の一変形例に係るプローブ部の外観を模式的に示す図である。
[図22] 図22は、その他の一変形例に係るプローブ部の外観を模式的に示す図である。

発明を実施するための形態

[0011]
 以下、本発明の一実施形態ならびに各種変形例について図面を用いて説明する。図面においては同様な構成および機能を有する部分については同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。図面は模式的に示されたものであり、各図における各種構造のサイズおよび位置関係等は適宜変更され得る。図1から図16および図18から図20には、生体情報測定装置1の長手方向の一方向(図1の図面視右方向)を+X方向とする右手系のXYZ座標系が付されている。また、図9、図16および図20では、指F1の外縁が破線で示されている。
[0012]
 <(1)一実施形態>
  <(1-1)生体情報測定装置の構成>
 一実施形態に係る生体情報測定装置1は、検査対象である生体(被検生体とも言う)の生体情報として、少なくとも被検生体の血液中における酸素飽和度に係る情報を取得するパルスオキシメーターである。被検生体は、ヒト以外の動物であっても良いが、本実施形態では、被検生体がヒト(被検者とも言う)である。そして、生体情報測定装置1では、光源部3aと受光部3bとの間の空間に被検者の手の指を介挿させた状態で、光源部3aから発せられて指を透過した光を受光部3bで受光することで、酸素飽和度に係る情報が取得される。
[0013]
 図1および図2は、一実施形態に係る生体情報測定装置1の外観を模式的に示す図である。図1は、生体情報測定装置1の側面図であり、図2は、生体情報測定装置1の平面図である。
[0014]
 図1および図2で示されるように、生体情報測定装置1は、例えば、本体部2、プローブ部3および接続部4を備えている。そして、プローブ部3が被検者の指の末節骨部に装着され、本体部2が被検者の指の末節骨部以外の部分に装着されることで、本体部2とプローブ部3とを接続する接続部4の短縮と、末節骨部を挟持する力の低減とが図られている。これにより、生体情報測定装置1が指から脱落し難く、長時間の測定であっても生体情報測定装置1の装着によって血流が阻害され難い。
[0015]
   <(1-1-1)本体部>
 図3から図8は、本体部2の外観を模式的に示す図である。図3には、本体部2の-Y方向に向いた面が示され、図4には、本体部2の+Z方向に向いた面が示され、図5には、本体部2の+Y方向に向いた面が示されている。また、図6には、本体部2の-Z方向に向いた面が示され、図7には、本体部2の+X方向に向いた面が示され、図8には、本体部2の-X方向に向いた面が示されている。すなわち、図3から図8には、本体部2を6方向から見た際における該本体部2の外観が模式的に示されている。
[0016]
 図3から図8で示されるように、本体部2は、筐体部2aと第1装着部2bと第1端子部2cを有している。
[0017]
 筐体部2aは、例えば、電気回路21(図17)および電池部22(図17)等を内蔵している。該筐体部2aが、例えば、プラスチックス等の軽量で且つ衝撃に強い素材で構成されれば、筐体部2aに内蔵されている電気回路21および電池部22等の故障および破損が生じ難く、本体部2の堅牢性が確保され得る。
[0018]
 また、筐体部2aは、第1装着部2bに対して着脱可能に接続されている。これにより、被検者の指に接しない筐体部2aの使い回しおよび再利用が容易に実現され得る。また、第1装着部2bが被検者の指に装着されている状態で、必要なときだけ筐体部2aを第1装着部2bに取り付けることができる。第1装着部2bに対する筐体部2aの装着は、例えば、第1装着部2bの上面(+Z方向の面)に設けられた接続用の端子部に、筐体部2aの接続用の端子部が接続されることで実現され得る。
[0019]
 第1装着部2bは、筐体部2aに取り付けられており、被検者の手の指における基節骨部および中節骨部の少なくとも一方を含む部分(第1被装着部とも言う)に装着するための部分である。基節骨部は、人差し指、中指、薬指および小指のそれぞれにおける指の根元から第2関節(近位指節間関節とも言う)までの部分、ならびに親指の根元から第1関節までの部分である。また、中節骨部は、人差し指、中指、薬指および小指のそれぞれにおける第1関節から第2関節(遠位指節間関節とも言う)までの部分である。本実施形態では、第1被装着部が、基節骨部である。
[0020]
 また、第1装着部2bは、被検者の手の指における第1被装着部としての基節骨部が一方向としてのX方向に伸びている状態で、基節骨部を挟持するように設けられている。ここで、第1装着部2bが、例えば、指を保持するための弾性力を発する弾性体を含んでいれば、本体部2の指への装着が容易である。該弾性体としては、例えば、ゴム等の高分子材料およびバネ等が採用され得る。より具体的には、例えば、第1装着部2bの略全体が弾性を有するゴム等の樹脂によって構成される態様、および第1装着部2bの少なくとも一部が略U字状の板バネが樹脂に埋め込まれた態様等が採用され得る。
[0021]
 例えば、第1装着部2bが、指を弾性力によって挟持する環状の部分(第1環状部とも言う)を有している態様が採用され得る。これにより、被検者の指のサイズに合わせて、第1環状部の内径および弾性力等が変更されることで、本体部2が被検者の指に装着される力が調整され得る。
[0022]
 本実施形態では、図3から図8で示されるように、第1装着部2bは、指受部2baとベルト部2bbとによって第1環状部を構成している。ここでは、指受部2baの-Z方向において、該指受部2baとベルト部2bbとの間に位置する、第1装着部2bをX方向に貫通している空間としての第1挿入孔Sp1が存在している。そして、ベルト部2bbが、指を保持するための弾性力を発する弾性体を含んでいる。
[0023]
 図9は、本体部2が指F1に装着される際における該本体部2の一形態を模式的に例示する図である。図7および図8には、第1挿入孔Sp1に指F1が挿入されていない状態における本体部2の一形態が例示されている。また、図9には、第1挿入孔Sp1に指F1が挿入されている状態における本体部2の一形態が例示されている。
[0024]
 例えば、図8で示されるように、本体部2が指F1に装着されていない状態では、第1挿入孔Sp1に挿入される指F1を挟持するための弾性力が第1装着部2bの弾性体によって発せられ、第1挿入孔Sp1がZ方向に閉じる方向に弾性変形している。
[0025]
 これに対し、本体部2が指F1に装着される際には、ベルト部2bbの弾性体が発する弾性力に抗して、第1挿入孔Sp1が-Z方向に広げられるようにベルト部2bbが弾性変形される。このとき、ベルト部2bbの弾性体が発する弾性力によって、第1挿入孔Sp1をZ方向に閉じる方向にベルト部2bbが変形しようとして、指F1が第1装着部2bによって挟持される。
[0026]
 ところで、ヒトの毛細血管内の血圧(毛細血管内圧とも言う)は、約40gf/cm であり、40gf/cm を超える圧力が外部から体表面に掛けられると、毛細血管における血流が阻害され、ヒトは痛みを感じることが知られている。このため、第1装着部2bによって指F1が挟持される際には、基節骨部に掛けられる押圧力が40gf/cm 以下となるように設定されれば、本体部2が指F1に快適に装着され得る。
[0027]
 また、ここで、第1装着部2bが、被検者の指F1に装着される際に、指F1に接する部分が柔軟性を有する樹脂で構成されていれば、ずれ難い態様で、本体部2が容易に指F1に装着され得る。ここで、柔軟性を有する樹脂としては、例えば、硬さの区分がJIS-A20°以下である低硬度ゴム、およびスポンジ状の発泡樹脂等が採用され得る。指に接する部分としては、例えば、指受部2baおよびベルト部2bbが考えられる。そして、具体的には、ベルト部2bbが、例えば、厚さが0.5mm以上で且つ1.5mm以下程度である柔軟性を有する樹脂で構成される態様が採用され得る。
[0028]
 ところで、図3で示されるように、本体部2の一方向としての+X方向における中心の位置(第1中心位置とも言う)Cp1よりも、第1装着部2bの+X方向における中心の位置(第2中心位置とも言う)Cp2は、+X方向に位置している。これにより、指F1の動きに起因する慣性力によって、本体部2の装着位置からのずれ、ならびに指F1からの本体部2の脱落が生じ難くなる。
[0029]
 第1端子部2cは、接続部4が着脱可能に接続される部分である。これにより、指のサイズに合わせて、第1装着部2bの大きさ、および接続部4の長さ等が容易に変更され得る。
[0030]
   <(1-1-2)プローブ部>
 図10から図15は、プローブ部3の外観を模式的に示す図である。図10には、プローブ部3の-Y方向に向いた面が示され、図11には、プローブ部3の+Z方向に向いた面が示され、図12には、プローブ部3の+Y方向に向いた面が示されている。また、図13には、プローブ部3の-Z方向に向いた面が示され、図14には、プローブ部3の+X方向に向いた面が示され、図15には、プローブ部3の-X方向に向いた面が示されている。すなわち、図10から図15には、プローブ部3を6方向から見た際における該プローブ部3の外観が模式的に示されている。
[0031]
 プローブ部3は、例えば、光源部3aおよび受光部3bを含んでおり、第2装着部3cを有している。この光源部3aと受光部3bとは、指F1に第2装着部3cが装着される際に指F1が配される領域を挟んで対向している。本実施形態では、光源部3aと受光部3bは、第2装着部3cの第2挿入孔Sp2を形成している内周面に露出するように設けられている。例えば、第2装着部3cの第2挿入孔Sp2を形成している内周面のうち、-Z方向に向いた面に光源部3aが設けられ、+Z方向に向いた面に受光部3bが設けられている。また、プローブ部3は、第2端子部3dを有している。第2端子部3dは、第2装着部3cの+Z方向の部分のうちの-X方向の部分に設けられている。
[0032]
 第2装着部3cは、被検者の手の各指F1における末節骨部を含む部分(第2被装着部とも言う)に装着するための部分である。末節骨部は、指F1の先端から第1関節(遠位指節間関節とも言う)までの部分である。本実施形態では、第2被装着部が、末節骨部である。
[0033]
 また、第2装着部3cは、被検者の手の指F1における第2被装着部としての末節骨部が一方向としてのX方向に伸びている状態で、末節骨部を挟持するように設けられている。ここで、第2装着部3cが、例えば、第1装着部2bと同様に、指F1を保持するための弾性力を発する弾性体を含んでいれば、プローブ部3の指F1への装着が容易である。該弾性体としては、例えば、ゴム等の高分子材料およびバネ等が採用され得る。より具体的には、例えば、第2装着部3cの略全体が、弾性を有するゴム等の樹脂によって構成される態様、および第2装着部3cの少なくとも一部が、略U字状の板バネが樹脂に埋め込まれた態様等が採用され得る。
[0034]
 例えば、第2装着部3cが、指F1を弾性力によって挟持する環状の部分(第2環状部とも言う)を有している態様が採用され得る。これにより、被検者の指F1のサイズに合わせて、第2環状部の内径および弾性力等が変更されることで、プローブ部3が被検者の指F1に装着される力が調整され得る。
[0035]
 本実施形態では、図10から図15で示されるように、第2装着部3cは、略全体によって第2環状部を構成している。そして、第2装着部3cは、該第2装着部3cをX方向に貫通している空間としての第2挿入孔Sp2を形成している。
[0036]
 図16は、プローブ部3が指F1に装着される際における該プローブ部3の一形態を模式的に例示する図である。図14および図15には、第2挿入孔Sp2に指F1が挿入されていない状態におけるプローブ部3の一形態が模式的に例示されている。図16には、第2挿入孔Sp2に指F1が挿入されている状態におけるプローブ部3の一形態が例示されている。
[0037]
 例えば、図15で示されるように、プローブ部3が指F1に装着されていない状態では、第2挿入孔Sp2に挿入される指F1を挟持するための弾性力が第2装着部3cの弾性体によって発せられ、第2挿入孔Sp2がZ方向に閉じる方向に弾性変形している。
[0038]
 これに対し、プローブ部3が指F1に装着される際には、第2装着部3cの弾性体が発する弾性力に抗して、第2挿入孔Sp2が-Z方向に広げられるように第2装着部3cが弾性変形され、第2装着部3cの弾性体が発する弾性力によって、第2挿入孔Sp2をZ方向に閉じる方向に第2装着部3cが変形しようとして、指F1が第2装着部3cによって挟持される。
[0039]
 ここで、上述したように、40gf/cm を超える圧力が外部から体表面に掛けられると、毛細血管における血流が阻害され、ヒトは痛みを感じることが知られている。このため、第2装着部3cによって指F1が挟持される際に、末節骨部に掛けられる押圧力が40gf/cm 以下となるように設定されている。例えば、指F1の末節骨部において第2装着部3cと接触する部分の面積が2cm である場合を想定すれば、80gf以下の力で指F1が第2装着部3cによって挟持されるように設定される。このような条件で、指F1の激しい動きによってプローブ部3に最大で5G程度の慣性力が掛かるものと想定すれば、プローブ部3の重量は、第2装着部3cによって指F1を挟持する力の最大値である80gfの5分の1以下としての16g以下に設定される。これにより、指F1からプローブ部3が脱落し難い。なお、トラックでの積荷の運搬において、振動によって積荷に掛かる慣性力の最大値が、4.5G程度とされている。
[0040]
 また、ここで、第2装着部3cが、被検者の指F1に装着される際に、指F1に接する部分が柔軟性を有する樹脂で構成されていれば、ずれ難い態様で、プローブ部3が容易に指F1に装着され得る。また、第2装着部3cによる被検者の指F1への押圧力が適宜調整され得る。なお、ここで、柔軟性を有する樹脂としては、例えば、硬さの区分がJIS-A20°以下である低硬度ゴム、およびスポンジ状の発泡樹脂等が採用され得る。具体的には、第2装着部3cとして、例えば、厚さが0.5mm以上で且つ1.5mm以下程度である柔軟性を有する樹脂で構成される中空構造のものが採用され得る。
[0041]
 第2端子部3dは、接続部4が着脱可能に接続される部分である。これにより、指のサイズに合わせて、プローブ部3の大きさ、および接続部4の長さなどが容易に変更され得る。また、プローブ部3を個人専用のものとする態様、あるいは該プローブ部3を使い捨てにする態様等が採用されることで、衛生状態を保つことが容易に可能となる。また、本体部2および接続部4の再利用が促進され、省資源化ならびに生体情報測定装置1の利用に要する医療費の抑制が図られ得る。
[0042]
 接続部4は、本体部2とプローブ部3とを電気的に接続するためのものである。ここで、接続部4が、本体部2とプローブ部3との位置関係が変更可能となるように、本体部2とプローブ部3とを接続していれば、被検者は指F1を動かし易く、生体情報測定装置1の長時間にわたる指F1への装着が容易となる。例えば、生体情報測定装置1が被検者の指F1に装着された状態で、指F1の動きに応じて接続部4が曲がることで、本体部2とプローブ部3との位置関係が変更される態様が採用され得る。これにより、被検者は指F1を曲げ易く、生体情報測定装置1の長時間にわたる指F1への装着が容易となる。例えば、接続部4として、柔軟性を有するケーブル等が採用されれば、被検者の指F1の動きに応じて、接続部4が容易に曲がり得る。
[0043]
 なお、被検者の指F1の長さにもよるが、接続部4の長さが3cm以上で且つ10cm以下程度であれば、本体部2が指F1の基節骨部に装着され、プローブ部3が指F1の末節骨部に装着された状態で、指F1を曲げることが可能となる。接続部4の長さは、被検者の指F1の長さに合わせて、指F1の曲げが許容される程度の長さであって、極力短ければ、指F1からの生体情報測定装置1の脱落と、指F1の動きに係る自由度の確保とが両立し得る。
[0044]
  <(1-2)生体情報測定装置の機能的な構成>
 図17は、生体情報測定装置1の機能的な構成を示すブロック図である。
[0045]
 図17で示されるように、生体情報測定装置1は、光源部3a、受光部3b、電気回路21、電池部22、充電回路23、通信部24および接続部4を備えている。ここで、接続部4は、例えば、延伸部4a、第3端子部4bおよび第4端子部4cを備えている。該延伸部4aは、第3端子部4bと第4端子部4cとを電気的に繋いでいる。
[0046]
 光源部3aは、第2端子部3dに電気的に接続されている。該第2端子部3dは、接続部4の第4端子部4cに電気的に接続され、接続部4の第3端子部4bが第1端子部2cに電気的に接続され、さらに、第1端子部2cが、電気回路21に電気的に接続されている。これにより、光源部3aが、電気回路21に対して電気的に接続されている。該光源部3aは、電気回路21の制御に応じた電池部22からの電力の供給によって受光部3bに向けて光を発する。光源部3aには、赤色領域の波長λ1の光を発する部分と、赤外線の波長λ2の光を発する部分とが含まれる。このような光源部3aとしては、例えば、LED(Light Emitting Diode)等が採用され得る。なお、測定時には、光源部3aから波長λ1の赤色光と波長λ2の赤外光とが交互に射出される。
[0047]
 受光部3bは、第2端子部3dに電気的に接続されている。これにより、受光部3bが、電気回路21に対して電気的に接続されている。該受光部3bは、受光した光の強度に応じた大きさの電流信号を後述する信号処理部21bに出力する。なお、受光部3bは、例えば、少なくとも波長λ1の赤色光および波長λ2の赤外光に対して感度を有するシリコンフォトダイオード等の光電変換素子を備えている。そして、例えば、第2挿入孔Sp2に指F1の末節骨部が挿入された状態で、受光部3bは、光源部3aから発せされる波長λ1,λ2の光のうち、指F1の生体組織を透過した光を受光する。
[0048]
 生体情報の測定時には、光源部3aから波長λ1の赤色光と波長λ2の赤外光とが交互に射出され、受光部3bにおいて光源部3aの発光動作に同期して受光動作が行われる。光源部3aの発光動作および受光部3bの受光動作は、後述する制御部21aによって制御され得る。赤色光および赤外光についての投受光動作は、例えば、1/100(秒)以上で且つ1/30(秒)以下程度の周期で繰り返される。
[0049]
 なお、例えば、光源部3aおよび受光部3bが、フレキシブルプリント基板(FPC:Flexible Printed Circuits)に実装されていれば、生体情報測定装置1への光源部3aと受光部3bの組み込みが容易となり得る。
[0050]
 電気回路21は、制御部21aおよび信号処理部21bを備えている。該電気回路21は、例えば、各種電子部品、集積回路部品および中央演算部(CPU)等によって構成され得る。
[0051]
 制御部21aは、光源部3aおよび受光部3bの動作を制御する。例えば、制御部21aの制御によって、波長λ1の赤色光および波長λ2の赤外光が、それぞれ1/100(秒)の周期で光源部3aから交互に射出される。また、制御部21aによって、通信部24によるデータの通信が制御される。
[0052]
 信号処理部21bでは、周期的に受光部3bから出力される電流信号が電圧信号に変換され、該電圧信号が増幅される。該電圧信号は、アナログの脈波に係る信号(脈波信号とも言う)である。ここで、信号処理部21bでは、アナログの脈波信号がデジタルの脈波信号に変換されることで、脈波に係るデジタル値が得られる。すなわち、光源部3aから発せられて指を透過した光が受光部3bで受光されることで受光部3bから出力される電流信号に基づいて、脈波に係るデジタル値が取得される。このとき、信号処理部21bでは、デジタルの脈波信号に基づいて、データの解析が行われる。これにより、受光部3bで受光された赤色光および赤外光の光量と脈波の振幅、赤色光の振幅と赤外光の振幅との比率、血液中の酸素飽和度の値(SpO 値)、脈拍数ならびに脈波の間隔(周期)等の各種値が算出される。
[0053]
 なお、電気回路21には、信号処理部21bで取得されるデータを記憶する各種メモリーが備えられていても良い。
[0054]
 電池部22は、例えば、二次電池を含んでいる。二次電池としては、例えば、ニッケル水素蓄電池およびリチウムイオン電池等が採用され得る。光源部3aおよび電気回路21等の生体情報測定装置1の各種構成には、電池部22から電力が供給される。これにより、本体部2には、乾電池等の一次電池を交換するための機構が不要となり得る。その結果、簡易且つ壊れ難い本体部2の構成が実現され得る。なお、電池部22が、一次電池である構成が採用されても良い。
[0055]
 充電回路23は、電池部22の二次電池に対して充電を行うための回路である。例えば、二次電池に対して電気的に接続される端子に図示を省略する給電装置が接続されることで、二次電池に対する充電が行われる形態が考えられる。これにより、簡易な構成で二次電池への充電が可能となる。本実施形態では、例えば、第1端子部2cから接続部4が脱着され、給電装置が第1端子部2cに電気的に接続され得る。そして、給電装置が第1端子部2cに電気的に接続されている状態で、第1端子部2cを介して、給電装置から電力が二次電池としての電池部22に供給されることで、電池部22の充電が行われる。このように、第1端子部2cが、接続部4との接続ならびに給電装置との接続に対して兼用されることで、充電用の端子が増設される必要がなく、生体情報測定装置1の構成の簡略化が図られ得る。すなわち、生体情報測定装置1の小型化が図られ得る。
[0056]
 通信部24は、信号処理部21bで取得されるデータを無線方式あるいは有線方式で送信する。これにより、信号の解析および保存を行うための構成、ならびに測定結果を表示するための表示部が、生体情報測定装置1に設けられていない態様が採用され得る。その結果、生体情報測定装置1の小型化、省電力化および製造コストの低減等が図られ得る。ここでは、例えば、第1端子部2cにケーブル等を介して外部装置が電気的に接続された状態で、通信部24が第1端子部2cを介して外部装置にデータを送信する態様が考えられる。また、ここで、通信部24が、信号処理部21bで取得されるデータを無線方式で送信する構成が採用されれば、本体部2には、外部装置と接続するための構成が不要であり、指F1の動き等が阻害されることなく、データが外部装置に容易に送信され得る。
[0057]
 また、通信部24は、外部装置からの信号を受け付けて、該信号を制御部21aに出力しても良い。このとき、外部装置からの信号に応じて、制御部21aによって制御部21aおよび信号処理部21bにおける各種制御および各種演算が実行される態様が採用されても良い。
[0058]
 なお、本体部2に、図示を省略する操作部が設けられ、該操作部の操作に応じて入力される信号に応じて、制御部21aおよび信号処理部21bにおける各種制御および各種演算が実行される態様が採用されても良い。なお、該操作部には、例えば、電源ボタン、測定開始ボタンおよび測定終了ボタン等が含まれ得る。電源ボタンは、生体情報測定装置1の各部に対する電池部22からの電力の供給の有無を切り替えるためのボタンである。測定開始ボタンは、血液中の酸素飽和度の値(SpO 値)の測定等を開始させるためのボタンである。測定終了ボタンは、血液中のSpO 値の測定等を終了させるためのボタンである。
[0059]
  <(1-3)生体情報測定装置の指への装着>
 図18および図19は、生体情報測定装置1が被検者の指F1に装着されている様子を模式的に示す図である。図18および図19では、生体情報測定装置1が装着される被検者の指F1が人指し指である。例えば、指F1は、基節骨部F1a、中節骨部F1bおよび末節骨部F1cを有している。
[0060]
 例えば、指F1の先端部が、第1装着部2bの第1挿入孔Sp1および第2装着部3cの第2挿入孔Sp2の順に挿入されることで、図18および図19で示されるように、本体部2が、基節骨部F1aに装着され、プローブ部3が、末節骨部F1cに装着される。このとき、例えば、第2挿入孔Sp2に挿入された末節骨部F1cのうちの爪と遠位指節間関節(第1関節)との間の領域に光源部3aから発せられる光が照射されるように、指F1が挿入孔Sp2に挿入される。また、このとき、接続部4が、指F1のうちの指F1が曲がるときに外側に位置する部分(背部とも言う)に対向する位置に配される。そして、指F1の関節が曲げられずに伸ばされる際には、例えば、接続部4が曲げられており、且つ接続部4の略中央部が指F1の背部から離れている状態となる。また、指F1の関節が曲げられた状態では、例えば、接続部4が指F1に沿って曲げられた状態となる。
[0061]
 ここでは、第1被装着部としての基節骨部F1aが一方向としての+X方向に沿って伸びている状態で、第1装着部2bによって基節骨部F1aが挟持される。このとき、図3および図18で示されるように、本体部2の一方向としての+X方向における第1中心位置Cp1よりも、第1装着部2bの一方向としての+X方向における第2中心位置Cp2の方が、末節骨部F1cの近くに位置する。これにより、本体部2に対して、指F1の動きに起因する慣性力が生じ難くなる。その結果、指F1の動きに起因する慣性力によって、生体情報測定装置1の装着位置からのずれ、ならびに指F1からの脱落が生じ難い。
[0062]
 そして、第1装着部2bおよび第2装着部3cにおいて、被検者の指F1に装着される際に指F1に接する部分が、柔軟性を有する樹脂で構成されていれば、装着位置からずれ難い態様で、生体情報測定装置1が容易に指F1に装着され得る。
[0063]
  <(1-4)一実施形態のまとめ>
 以上のように、本実施形態に係る生体情報測定装置1では、本体部2とプローブ部3とが接続部4で電気的に接続されており、プローブ部3が被検者の指F1の末節骨部F1cに装着され、本体部2が被検者の指F1の基節骨部F1aに装着される。これにより、本体部2とプローブ部3とを接続する接続部4の短縮と、生体情報測定装置1を末節骨部F1cに装着する際に末節骨部F1cが挟持される力の低減とが図られる。その結果、生体情報測定装置1が指F1から脱落し難く、生体情報測定装置1による長時間の測定によっても血流が阻害され難い。そして、電気回路21と電池部22とが本体部2の筐体部2aに内蔵されているため、生体情報測定装置1の堅牢性も確保され得る。すなわち、堅牢性が確保されつつ、指F1から脱落し難く、長時間の測定によっても血流が阻害され難い生体情報測定装置1が実現され得る。
[0064]
 <(2)変形例>
 なお、本発明は上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
[0065]
 例えば、上記一実施形態では、第1装着部2bおよび第2装着部3cが指F1に装着されている際に、接続部4が、指F1の背部に対向する位置に配されるような構成が採用されたが、これに限られない。例えば、接続部4は、指F1のうち、該指F1が曲がるときに内側に位置する部分(腹部とも言う)、背部、および腹部と背部とを繋ぐ側部の何れの部分に対向する位置に配されても良い。
[0066]
 例えば、図20で示されるように、第1装着部2bおよび第2装着部3cが指F1に装着される際に、接続部4が、指F1の腹部に沿って配される構成が考えられる。このとき、生体情報測定装置1のうち、本体部2が、第1端子部2cが第1装着部2bのベルト部2bbに取り付けられた本体部2Aに置換され、プローブ部3が、第2端子部3dの配設位置が変更されたプローブ部3Aに置換された、生体情報測定装置1Aが採用され得る。このような構成が採用されれば、指F1を曲げる際に、接続部4が掌側に位置するため、接続部4が他の構造物に引っかかり難く、指F1から生体情報測定装置1が脱落し難い。
[0067]
 また、上記一実施形態では、第1および第2装着部2b,3cが、指F1を弾性力によって挟持する環状部を有していたが、これに限られない。第1および第2装着部2b,3cが、例えば、該環状部、指F1を弾性力によって挟持するクリップ部、および指F1に巻かれることで指F1に装着される帯状部のうちの少なくとも1つの部分を有する構成であっても良い。このような構成が採用されても、指F1のサイズに合わせて、生体情報測定装置1の指F1に装着される力が調整され得る。
[0068]
 図21は、プローブ部3がベースとされて、環状部を有する第2装着部3cが、クリップ部を有する第2装着部3cBに置換されたプローブ部3Bが例示されている。プローブ部3Bでは、略直方体状の第1筐体部Up1に設けられた突起部Cn1が、略直方体状の第2筐体部Lp1のヒンジ部Ac1に回動可能に接続されている。また、バネ等の弾性部Sr1によって、第1筐体部Up1と第2筐体部Lp1との間には、第1筐体部Up1の第1一端部と第2筐体部Lp1の第2一端部とが接近する方向に弾性力が掛けられている。そして、第1筐体部Up1の第1一端部とは逆の第1他端部と、第2筐体部Lp1の第1一端部とは逆の第2他端部とが接近するように、第1他端部と第2他端部とが指等でつままれることで、ヒンジ部Ac1を中心として、第1筐体部Up1が回動し得る。なお、例えば、第1筐体部Up1に光源部3aが配され、第2筐体部Lp1に受光部3bが配される。
[0069]
 このような第2装着部3cBによれば、例えば、外力の付与によって、弾性部Sr1による弾性力に抗して、ヒンジ部Ac1を中心として第1筐体部Up1を回動させることで、第1筐体部Up1の第1一端部と第2筐体部Lp1の第2一端部とが離間させられ得る。そして、該第1一端部と該第2一端部との間の空間に指F1が挿入され、外力が解除されると、弾性部Sr1の弾性力によって、第1筐体部Up1の第1一端部と第2筐体部Lp1の第2一端部とが接近するように、ヒンジ部Ac1を中心として第1筐体部Up1が回動する。これにより、第1筐体部Up1と第2筐体部Lp1とによって指F1が挟持され得る。
[0070]
 このような構成が採用される場合には、被検者の指F1のサイズに合わせて、弾性部Sr1の弾性力が適宜調整されることで、生体情報測定装置が被検者の指F1に装着される力が調整され得る。
[0071]
 図22は、プローブ部3がベースとされて、環状部を有する第2装着部3cが、帯状部を有する第2装着部3cCに置換されたプローブ部3Cが例示されている。プローブ部3Cでは、第2装着部3cCが、帯状体3c1、第1固定用部材3c2および第2固定用部材3c3を有している。
[0072]
 帯状体3c1としては、例えば、布あるいは樹脂等によって構成される柔軟性を有する薄い短冊状のものが採用され得る。帯状体3c1には、光源部3a、受光部3bおよび第2端子部3dが配されており、光源部3aと第2端子部3dとの間ならびに受光部3bと第2端子部3dとの間が、配線によって電気的に接続されている。ここで、例えば、帯状体3c1上に、光源部3a、受光部3bおよび第2端子部3dが配されているフレキシブルプリント基板が採用されても良い。
[0073]
 また、第1固定用部材3c2および第2固定用部材3c3としては、例えば、相互に貼り付けられること、ならびに相互に剥がされることが可能な面ファスナー等が採用され得る。この場合、例えば、第1固定用部材3c2がループ状に起毛された部分であり、第2固定用部材3c3がフック状に起毛された部分である態様が採用される。これにより、帯状体3c1が末節骨部F1cに巻かれた状態で、第1固定用部材3c2と第2固定用部材3c3とが相互に貼り付けられた状態とされることで、プローブ部3Cが末節骨部F1cに装着され得る。なお、面ファスナーの代わりに、ズボンの上端に装着される腰用のベルトに類似した機構を有する長さを調整するための一対の調整具が採用されても良い。
[0074]
 このような構成が採用される場合には、被検者の指F1のサイズに合わせて、末節骨部が帯状体3c1によって締め付けられる力が適宜調整されることで、生体情報測定装置が被検者の指F1に装着される力が調整され得る。
[0075]
 なお、第1装着部2bおよび第2装着部3cにおける環状部は、完全に環状となっておらず、一部が途切れている略環状のものに置換されても良い。
[0076]
 また、上記一実施形態では、筐体部2aが、第1装着部2bに対して着脱可能に接続されたが、これに限られない。例えば、筐体部2aと第1装着部2bとが一体的に構成されても良い。
[0077]
 また、上記一実施形態では、被検者の手の指F1に生体情報測定装置1が装着されたが、これに限られない。例えば、被検者の足の指に生体情報測定装置1が装着されても良い。
[0078]
 また、上記一実施形態では、1本の指F1において、基節骨部に本体部2が装着され、末節骨部にプローブ部3が装着されたが、これに限られない。例えば、本体部2とプローブ部3とが異なる指に装着されても良い。例えば、被検者の一方の手における第1の指の基節骨部に本体部2が装着され、該一方の手における第2の指の末節骨部にプローブ部3が装着される態様が考えられる。第1の指および第2の指は、例えば、隣り合う2本の指であっても良いし、隣り合わない2本の指であっても良い。また、例えば、隣接する2以上の複数の指の基節骨部に本体部2が装着され、隣接する2以上の複数の指の末節骨部にプローブ部3が装着されても良い。すなわち、例えば、被検生体の1以上の指の基節骨部に本体部2が装着され、該被検生体の1以上の指の末節骨部にプローブ部3が装着され得る。
[0079]
 また、上記一実施形態では、通信部24が設けられていたが、これに限られない。例えば、通信部24の代わりに、記憶部が設けられ、該記憶部に格納されたデータが、第1端子部2cに接続された外部装置によって読み出される態様が採用されても良い。
[0080]
 また、上記一実施形態では、第1および第2装着部2b,3cのうち、被検者の指に装着される際に指F1に接する部分が柔軟性を有する樹脂で構成されていたが、これに限られない。例えば、第1および第2装着部2b,3cのうち、被検者の指に装着される際に指F1に接する部分が、柔軟性を有する袋状の部材に、気体、液体あるいはゲル等の充填剤が注入されたもので構成されても良い。
[0081]
 また、上記一実施形態では、接続部4が柔軟性を有して曲げることが可能なものであったが、これに限られない。例えば、接続部4が、複数の棒状の部材が連結されたものであり、棒状の部材が相互に連結される部分において、折れ曲がるものであっても良い。また、例えば、接続部4が、長穴内において突起部がスライドする機構と回動するヒンジ部とが採用されることで、本体部2とプローブ部3との位置関係が変更可能となるように、本体部2とプローブ部3とを接続するものとされても良い。これらの何れの構成が採用されても、本体部2とプローブ部3との位置関係が変更可能であるため、被検者は、指F1を動かし易く、生体情報測定装置1の長時間にわたる指F1への装着が容易となる。また、例えば、接続部4が、高い剛性を有する曲げられないものであっても良い。但し、接続部4が曲げられるものであれば、被検者は、指F1を曲げ易く、生体情報測定装置1の長時間にわたる指F1への装着が容易となる。
[0082]
 また、上記一実施形態では、第1装着部2bが基節骨部F1aに装着されたが、これに限られない。例えば、第1装着部2bが中節骨部F1bに装着されても良い。すなわち、第1装着部2bは、指F1における基節骨部F1aおよび中節骨部F1bの少なくとも一方を含む部分に装着されれば良い。したがって、被検生体の1以上の指の基節骨部および中節骨部の少なくとも一方を含む第1被装着部に本体部2が装着され、該被検生体の1以上の指の末節骨部を含む第2被装着部にプローブ部3が装着されれば良い。但し、第1装着部2bが基節骨部F1aに装着されれば、手を動かした際に、本体部2に生じる慣性力が低減されるため、本体部2の装着位置からのずれ、ならびに指F1からの脱落が生じ難い。また、第1装着部2bは、例えば、基節骨部F1aと中手骨とを連結する関節の上あるいはその近傍まで設けられても良い。例えば、指受部2baが、基節骨部F1aと中手骨とを連結する関節の上あるいはその近傍まで設けられる態様が考えられる。これにより、第1装着部2bと被検者の手との接触面積が増加し、生体情報測定装置1がより安定して指F1に装着され得る。
[0083]
 また、上記一実施形態に係る生体情報測定装置1では、信号処理部21bによって、血液中の酸素飽和度に係るデジタル値(SpO 値)が取得されたが、これに限られない。例えば、SpO 値が取得されず、心拍数等の脈波等に関する生体の情報が測定されるパルスオキシメーター以外の生体情報測定装置が採用されても良い。
[0084]
 なお、上記一実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。

符号の説明

[0085]
 1,1A 生体情報測定装置
 2,2A 本体部
 2a 筐体部
 2b 第1装着部
 2ba 指受部
 2bb ベルト部
 2c 第1端子部
 3,3A,3B,3C プローブ部
 3a 光源部
 3b 受光部
 3c,3cB,3cC 第2装着部
 3d 第2端子部
 4 接続部
 4a 延伸部
 4b 第3端子部
 4c 第4端子部
 21 電気回路
 21a 制御部
 21b 信号処理部
 22 電池部
 23 充電回路
 24 通信部
 Cp1 第1中心位置
 Cp2 第2中心位置
 F1 指
 F1a 基節骨部
 F1b 中節骨部
 F1c 末節骨部

請求の範囲

[請求項1]
 光源部と受光部との間の空間に被検生体の指を介挿させた状態で、前記光源部から発せられる光を前記受光部で受光することで、前記被検生体の生体情報を得る生体情報測定装置であって、
 本体部、プローブ部、および前記本体部と前記プローブ部とを電気的に接続する接続部を備え、
 前記本体部が、
 電池部および電気回路を内蔵している筐体部と、該筐体部に取り付けられ且つ前記被検生体の1以上の指の基節骨部および中節骨部の少なくとも一方の部分を含む第1被装着部に装着するための第1装着部とを有しており、
 前記プローブ部が、
 前記光源部および前記受光部を含んでおり、前記被検生体の1以上の指の末節骨部を含む第2被装着部に装着するための第2装着部を有している生体情報測定装置。
[請求項2]
 請求項1に記載の生体情報測定装置であって、
 前記第1装着部は、
 前記第1被装着部が一方向に伸びている状態で前記第1被装着部を挟持するよう設けられており、
 前記第1被装着部に前記第1装着部が装着される際に、前記本体部の前記一方向における第1中心位置よりも、前記第1装着部の前記一方向における第2中心位置の方が、前記末節骨部の近くに位置する生体情報測定装置。
[請求項3]
 請求項1または請求項2に記載の生体情報測定装置であって、
 前記第1装着部および前記第2装着部は、
 前記被検生体の1以上の指を弾性力によって挟持する環状部、前記被検生体の1以上の指に巻かれることで前記被検生体の1以上の指に装着される帯状部、および前記被検生体の1以上の指を弾性力によって挟持するクリップ部のうちの少なくとも1つの部分を有する生体情報測定装置。
[請求項4]
 請求項3に記載の生体情報測定装置であって、
 前記第1装着部および前記第2装着部は、
 前記被検生体の1以上の指に装着される際に前記被検生体の1以上の指に接する部分が柔軟性を有する樹脂で構成されている生体情報測定装置。
[請求項5]
 請求項1から請求項4の何れか1つの請求項に記載の生体情報測定装置であって、
 前記本体部が、
 前記接続部が着脱可能に接続される第1端子部を有している生体情報測定装置。
[請求項6]
 請求項5に記載の生体情報測定装置であって、
 前記電池部が、
 二次電池を含み、
 前記第1端子部から前記接続部が脱着され、且つ給電装置が前記第1端子部に電気的に接続されている状態で、前記第1端子部を介して前記給電装置から電力が前記二次電池に供給されることで、前記二次電池の充電が行われる生体情報測定装置。
[請求項7]
 請求項1から請求項6の何れか1つの請求項に記載の生体情報測定装置であって、
 前記プローブ部が、
 前記接続部が着脱可能に接続される第2端子部を有している生体情報測定装置。
[請求項8]
 請求項1から請求項7の何れか1つの請求項に記載の生体情報測定装置であって、
 前記筐体部が、
 前記第1装着部に対して着脱可能に接続されている生体情報測定装置。
[請求項9]
 請求項1から請求項8の何れか1つの請求項に記載の生体情報測定装置であって、
 前記接続部が、
 前記本体部と前記プローブ部との位置関係が変更可能となるように、前記本体部と前記プローブ部とを接続している生体情報測定装置。
[請求項10]
 請求項9に記載の生体情報測定装置であって、
 前記接続部が、
 曲がることで、前記本体部と前記プローブ部との位置関係を変更する生体情報測定装置。
[請求項11]
 請求項10に記載の生体情報測定装置であって、
 前記接続部が、
 前記第1装着部および前記第2装着部が前記被検生体の1以上の指に装着される際に、該指のうちの該指が曲がるときに内側に位置する腹部に沿って配される生体情報測定装置。
[請求項12]
 請求項1から請求項11の何れか1つの請求項に記載の生体情報測定装置であって、
 前記本体部が、
 無線方式でデータを送信する通信部、をさらに有する生体情報測定装置。
[請求項13]
 請求項1から請求項12の何れか1つの請求項に記載の生体情報測定装置として構成され、
 前記生体情報として、少なくとも前記被検生体の血液中における酸素飽和度に係る情報を取得するパルスオキシメーター。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]

[ 図 19]

[ 図 20]

[ 図 21]

[ 図 22]