JP2003210424A

JP2003210424A - 生体情報観測装置

Info

Publication number: JP2003210424A
Application number: JP2002018258A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Tsubata; 佳介津端
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2003-07-29
Also published as: US20030153824A1

Abstract

(57)【要約】【課題】運動等で加速度運動にさらされても、利用者
の首状部の太さにかかわらず、センサ部の支持状態の変
動や位置ズレ等が生じる虞れが最低限に抑えられ得る生
体情報観測装置を提供すること【解決手段】センサ本体部１０が所定の被観測部位Ｂ
に密接するように生体の被観測部位Ｂを含む首状部分Ａ
に装着されて生体情報を観測する生体情報観測装置１
は、センサ本体部１０及び該センサ本体部１０を保持す
る可撓性バンド片状のセンサ保持部２０からなる可撓性
のセンサ構造体３０と、該センサ構造体３０を生体の首
状部分Ａに固定するバンド４０とを有し、センサ構造体
３０の可撓性センサ保持部２０がその被係合部２３にお
いて、バンド４０の長手方向Ｌの任意の位置でバンド４
０の係合部５２に係合・固定され得るように、バンド４
０の係合部５２又はセンサ保持部２０の被係合部２３が
バンド４０の長手方向Ｌに拡がっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、脈波のような生体
情報を観測するための生体情報観測装置に係り、より詳
しくは、脈波計測装置のように、手首などに巻きつけら
れるタイプの生体情報観測装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】携帯型の脈波計測装置において、手首の
橈骨動脈近傍の手首表面部分に密接するようにセンサ部
を該手首表面部分に押付けるべく、バンドの途中に押圧
力形成用の弾性片部を設けることは、提案されている
（特開平８−５２１１８号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この提
案の脈波計測装置でも、例えば、質量の大きい表示パネ
ルや処理回路が一塊りになった本体部（ヘッド部）が運
動やトレーニングなどに伴う手首の動きにより比較的大
きい加速度運動を受けると、ヘッド部を手首の周りで回
転・変位させようとする不測の慣性力がヘッド部にかか
り、ヘッド部につながったセンサ部が手首表面に押圧さ
れる押圧力の如きセンサ部支持状態が変動したりセンサ
部が回転・変位されようとするので、脈波の正確な観測
を行い難くなる虞れがある。

【０００４】一方、携帯型脈波計測装置のうち表示部等
と一体的なバンドに対して、手首の太さに合わせてセン
サ部の位置を調節し得るように、バンドの延在方向に沿
ってセンサ部をスライド可能にすると共に、センサ部と
表示部等とを電気接続するためのレールの如き接点電極
を、バンドに形成しておくことも提案されている。

【０００５】しかしながら、この種の脈波計測装置で
は、摺動を許容しつつ接点での電気的接触が確実に得ら
れるようにするために、接点での押付け力の確保や電極
（接点）材料等の選択が制約されやすい。

【０００６】本発明は、前記諸点に鑑みなされたもので
あって、その目的とするところは、トレーニングその他
の運動中等に加速度運動にさらされても、利用者の首状
部の太さにかかわらず、慣性力の影響が最低限に抑えら
れセンサ部の支持状態の変動や位置ズレ等が生じる虞れ
が最低限に抑えられ得る生体情報観測装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の生体情報観測装
置は、前記した目的を達成すべく、センサ本体部が所定
の被観測部位に密接するように生体の被観測部位を含む
首状部分に装着されて生体情報を観測する生体情報観測
装置であって、センサ本体部及び該センサ本体部を保持
するバンド片状のセンサ保持部からなるセンサ構造体
と、センサ構造体を生体の首状部分に固定するバンドと
を有し、センサ構造体のセンサ保持部がその被係合部に
おいて、バンドの長手方向の任意の位置でバンドの係合
部に係合・固定され得るように、バンドの係合部及びセ
ンサ保持部の被係合部のうちの少なくとも一方がバンド
の長手方向に拡がっている。

【０００８】また、本発明の生体情報観測装置は、前記
センサ構造体の前記センサ保持部が、前記センサ本体部
を保持する可撓性を有するバンド片状である。つまり、
センサ部が所定の被観測部位に密接するように生体の被
観測部位を含む首状部分に装着されて生体情報を観測す
る生体情報観測装置であって、センサ本体部及び該セン
サ本体部を保持する可撓性バンド片状のセンサ保持部か
らなる可撓性のセンサ構造体と、センサ構造体を生体の
首状部分に固定するバンドとを有し、センサ構造体の可
撓性センサ保持部がその被係合部において、バンドの長
手方向の任意の位置でバンドの係合部に係合・固定され
得るように、バンドの係合部及びセンサ保持部の被係合
部のうちの少なくとも一方がバンドの長手方向に拡がっ
ている。

【０００９】本発明の生体情報観測装置では、センサ構
造体がセンサ本体部及び該センサ本体部を保持する可撓
性バンド片状のセンサ保持部からなり且つ可撓性である
ので、センサ本体部が所定の被観測部位に密接するよう
に生体の被観測部位を含む首状部分に可撓性のセンサ構
造体が配置された状態で、該センサ構造体がバンドで首
状部分に装着され得る。しかも、センサ構造体の可撓性
のセンサ保持部がその被係合部において、バンドの長手
方向の任意の位置でバンドの係合部に係合・固定され得
るように、バンドの係合部及びセンサ保持部の被係合部
のうちの少なくとも一方がバンドの長手方向に拡がって
いるので、センサ本体部が被観測部位に対面・密接する
最適位置に位置する状態において、首状部分の太さにか
かわらず、該バンドの止め具による締付が効果的に行わ
れ易い位置にバンドが配置され得る。即ち、生体情報観
測装置の利用者（着用者）の首状部分の太さにかかわら
ず、センサ本体部及びバンドの止め具を首状部分に対し
て最適位置に配置することが可能になる。首状部分の太
さの差異は、バンドに対するセンサ保持部の相対位置の
調整で補償・吸収されることになる。

【００１０】センサ保持部は、例えば、ウレタン樹脂や
軟質ゴムの如く人の手で曲げやすい材料で形成される。
但し、適度な可撓性があれば、その素材は、他のどのよ
うなものでもよい。また、可撓性がない場合であって
も、あらかじめ腕の形状に合せて、適度に湾曲している
ようにすることも可能である。

【００１１】なお、首状部は、典型的には、例えば、手
首部であるけれども、頚動脈のある首部など他の部分で
もよい。

【００１２】また、観測されるべき生体情報は、典型的
には、例えば、脈搏数など血液の脈動に係る情報である
（従って、生体情報観測装置は、いわゆる脈波計測装置
である）けれども、その代わりに、血圧を表す情報ない
し信号や血液中の特定の成分の濃度を表す情報ないし信
号など他の情報ないし信号でも、血液以外の体液その他
の生体情報でもよい。

【００１３】本発明の生体情報観測装置では、センサ部
が生体の被観測部位に安定に保持ないし固定され得るの
で、例えば、運動しながら即ち運動中の生体情報（脈搏
数や血圧変化や血中の酸素濃度など）を正確に観測する
ことが可能になる。

【００１４】本発明の生体情報観測装置では、典型的に
は、センサ構造体が、センサ本体部に加えて、該センサ
本体部の駆動部及び該センサ本体部で感知した生体情報
の処理部を備える。この場合、センサ構造体が、更に、
生体情報の処理部で処理した情報の表示部を備えていて
もいなくてもよい。表示部がセンサ構造体に一体的に形
成されている場合、バンドが、例えば、表示部を視認可
能にする透明材料部分や開口を備えていたり、表示部の
視認を可能にするように部分的に細くなっていていもよ
い。センサ構造体は、表示部を備える代わりに、生体情
報の処理部で処理した情報を非接触形式で送信する送信
部を備えていてもよく、その場合、被送信情報の受信部
及び表示部は、センサ構造体を支えるバンドに一体的に
形成されていても、該バンドとは別の物品に形成されて
いてもよい。いずれの場合でも、摺動接点を要しないの
で、装置の構造が単純化され且つノイズの影響を受け難
くなって動作の安定性が高められ得る。更に、センサ部
と感知情報ないし信号の処理部とが近接して配置され得
るので、ノイズの影響を受け難くなって動作の安定性が
高められ得る。

【００１５】本発明の生体情報観測装置では、センサ構
造体の被係合部及びバンドの係合部が、典型的には、一
組の面ファスナからなる。但し、その代わりに、センサ
構造体の被係合部及びバンドの係合部のうちの一方が、
長手方向に沿って分布した複数の凹部からなり、他方
が、該凹部のうちの少なくとも一つに係合可能な凸部か
らなっていてもよい。この場合、センサ構造体をバンド
に対して一旦位置決めした後はその位置が保持され得る
から、同じ利用者が再利用する限り、再度位置調整しな
くても済む。

【００１６】本発明の生体情報観測装置において、セン
サ部が橈骨動脈中を流れる血流信号を感知するセンサで
ある場合、バンドが、典型的には、尺骨のところ位置す
る止め具によって手首に締付・固定されるように構成さ
れる。この場合、手首に対するバンドの締付・固定が容
易且つ確実に行われ得るので、センサ構造体所望の押圧
力で被観測部位に押付けて固定することが容易且つ確実
に行われ得る。

【００１７】生体情報観測装置が、例えば、超音波を利
用した脈波センサを含む脈波計測装置からなる場合、生
体情報観測装置のセンサ本体部の駆動部が、典型的に
は、該センサ部の超音波送信器に対する発振・駆動部か
らなり、センサ本体部で感知した生体情報の処理部は、
典型的には、センサ部の超音波受信器で受信した超音波
信号からアナログ脈波信号を取出す脈波受信部と、脈波
受信部で取出した脈波信号をデジタル信号に変換しこの
デジタル信号の処理を行うデジタル信号処理部とを有す
る。これらの情報ないし信号処理部は、剛性の又はフレ
キシブルな回路基板などに別々のブロック（塊）の形で
形成され、フレキシブルケーブルなどでバンド状に接続
される。但し、質量分布が均一化されるように、情報な
いし信号処理部のうちの少なくとも一部を更に別個のブ
ロックに細分化しても、その逆に少なくとも一部の情報
ないし信号処理部を一つのブロックにまとめてもよい。
なお、比較的質量が大きくなり易い電池の如き電源部
は、バンドの質量分布を一様化させるに適するように、
所望の位置に配置される。なお、所望ならば、例えば、
電源としての電池を複数に分けてバンド状のセンサ保持
部に沿って分散配置するなど、各部の状況に応じて、物
理的な配置は適宜選択され得る。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態のい
くつかを添付図面に示した好ましい実施例に基づいて説
明する。

【００１９】

【実施例】本発明による好ましい一実施例の生体情報観
測装置としての脈波計測装置１は、図１の（ａ）に示し
たように、センサ本体部１０及び該センサ本体部１０を
保持する可撓性バンド片状のセンサ保持部２０からなる
可撓性のセンサ構造体３０と、センサ構造体３０を手首
Ａに固定するバンド４０とを有する。センサ構造体３０
の可撓性バンド片状のセンサ保持部２０は、可撓性バン
ド片本体２１の外側表面２２にその長手方向ないし延在
方向Ｌに沿って長さＬ１の範囲にわたって延びた面ファ
スナ部２３を備える。バンド４０は、可撓性のバンド本
体５０と、止め金具構造体６０とを有し、バンド本体５
０の内側表面５１には、その長手方向ないし延在方向Ｌ
に沿って長さＬ２の範囲にわたって、面ファスナ部２３
と係合する相補的な構造の面ファスナ部５２が形成され
ている。一組の面ファスナ部２３、５２は、相互に対面
する状態で相互にＦ１、Ｆ２方向に押付けられることに
より、相互に固定され、バンド本体５０を含むバンド４
０に対して、センサ構造体３０を固定する。なお、面フ
ァスナ部２３、５２が、夫々、長手方向Ｌに沿って長さ
Ｌ１、Ｌ２の範囲に拡がっているので、面ファスナ部２
３のＬａ方向端部２３ａが面ファスナ部５２のＬｂ方向
端部５２ｂに対して向合う位置と面ファスナ部２３のＬ
ｂ方向端部２３ｂが面ファスナ部５２のＬａ方向端部５
２ａｂに対して向合う位置との間では、面ファスナ部５
２に対する面ファスナ部２３の相対位置が異なっても、
面ファスナ部５２と面ファスナ部２３とが少なくとも部
分的に係合可能であるから、面ファスナ部２３が面ファ
スナ部５２に固定され得る。従って、センサ構造体３０
は、バンド４０に対して、Ｌ方向にほぼ長さＬ１＋Ｌ２
の範囲で位置調整されて固定可能である。図示の例で
は、面ファスナ部２３は、センサ本体部１０の背面から
Ｌ方向にずれたところに設けられている。但し、センサ
本体部１０を手首部Ａに押付ける押圧力が所定の範囲に
設定・維持され得る限り、面ファスナ部２３がセンサ本
体部１０に重なる背面側にあってもよい。

【００２０】なお、バンド４０の長手方向Ｌの実際上任
意の位置でセンサ構造体３０のセンサ保持部２０がバン
ド４０に係合・固定され得る限り、一組の面ファスナ部
５２、２３の代わりに、他の所望の一組の係合手段が用
いられ得る。このような一組の係合手段としては、図６
の（ａ）及び（ｂ）に示したように、円柱状軸部１１１
の先端に大径円板状頭部１１２を備えた茸状の突起部１
１３を有する係合部１１０と、茸状突起部１１３の大径
頭部１１２が取外し可能に嵌合される円形孔部１２１及
び該円形孔部１２１の一側縁に形成され円柱状軸部１１
１が嵌り込み得る切欠き孔部１２２を備えた被係合孔１
２３を多数個長手方向Ｌに沿って備えた被係合部１２０
との組合せであってもよい。孔部１２３が形成された部
分（例えばバンド４０の本体５０）の厚さＧが実質的に
軸部１１１の高さＨ以下である場合、係合部１１０の突
起部１１３を大径頭部１１２から円柱状軸部１１１が嵌
り込むまで被係合部１２０の被係合孔１２３の円形孔部
１２１に挿入し、その後、係合部１１０を被係合部１２
０に対してＷｒ方向に移動させて係合部１１０の突起部
１１３の円柱状軸部１１１を被係合部１２０の切欠き部
１２２に係合させ得る。ここで、相互に係合ないし係止
されるもののうち任意の一方を係合部と呼び他方を被係
合部と呼んでいる。この場合、典型的には、バンド４０
に被係合部１２０が形成され、センサ構造体３０のセン
サ保持部２０に係合部１１０が形成される。但し、セン
サ構造体３０の厚さ方向の一部に間隙が形成される場合
には、被係合孔１２３を含む被係合部１２０がセンサ構
造体３０の側に形成されてもよい。なお、係合部１１０
を形成する突起部１１３の形状や分布及び被係合部１２
０を形成する孔部１２３の形状や分布は所望に応じて変
更され得る。

【００２１】バンド４０の止め金具構造体６０は、図１
等に示した例では、一対のピンないし軸６１、６２を備
えた止め具６３を有し、止め具６３の一方の軸６１には
バンド本体５０のループ状の一端部５３がループ状に係
合され、他方の軸６２には、バンド本体５０の他方の端
部５４が係合可能である。バンド本体５０の端部５４の
うち表面部分５５及び５６にも、一組の面ファスナ部５
７及び５８が形成されており、表面部分５５の面ファス
ナ部５７をこれに対面する表面部分５６の面ファスナ部
５８に重ね合せて押付けることにより、バンド本体５０
の端部５４が固定され得る。軸６１、６２の円筒状周面
部は、典型的には、夫々の中心軸線のまわりで回転可能
である。

【００２２】従って、脈波計測装置１をユーザの手首部
Ａに装着して使用する場合には、ユーザの手首部Ａ（図
１の（ｃ））の太さに合わせて、図１の（ａ）に示した
センサ構造体３０をバンド４０に対してＬ方向の所望位
置で面ファスナ部２３、５２を介して固定して、例え
ば、図１の（ｂ）に示したように、脈波計測装置１を組
立てる。次に、図１の（ｃ）に示したように、手首Ａの
うち橈骨動脈Ｂが皮膚表面近傍に位置する部位Ａ１にセ
ンサ本体部１０が当接するように、脈波計測装置１のセ
ンサ構造体３０を配置し、更に、バンド本体５０の端部
５４を止め具５３に通した後、軸６２が尺骨Ｄのある角
部Ａ２に位置するように装置１を位置決めし、バンド本
体５０の端部５４を引張ってバンド４０を締め、端部５
４の面ファスナ部５７、５８を相互に押付けて端部５４
でバンド本体５０を固定する。なお、センサ本体部１０
が橈骨動脈Ｂ近傍の手首表面部Ａ１に向合う位置にある
とき、回動軸６２が尺骨Ｄのところの角部Ａ２に位置す
るように、バンド４０に対するセンサ構造体３０のＬ方
向相対位置が選択・設定されることにより、バンド４０
の締付が、容易且つ確実に行われ得る。

【００２３】図１の（ａ）から（ｃ）に示した例では、
センサ構造体３０の長さが、手首部Ａの外周の長さの半
分以下程度であるけれども、センサ構造体３０は、より
長くてもよく、例えば、図１の（ｄ）に示したように、
手首Ａの外周の３／４程度又はそれ以上であってもよ
い。図１の（ｄ）に示したように長いセンサ構造体３０
Ａからなる場合、可撓性の細長いセンサ構造体３０Ａ
は、バンド４０の止め具構造体６０がある領域以外の領
域において、バンド本体５０と重なるように配置され
る。

【００２４】すなわち、断面がほぼ長円形ないし楕円形
の手首Ａのうち、尺骨Ｄの近傍の曲率の大きい部分Ａ２
が止め具構造体６０を用いた締付に利用され得るよう
に、橈骨Ｂ１近傍の曲率の大きい部分Ａ３、並びにその
両側の曲率の小さい表面部分Ａ４、Ａ５を、センサ構造
体３０の延在部分として利用することにより、バンド４
０の締付が、効果的に行われ得る。なお、バンド４０に
よる締付力をほぼ一定にするためには、例えば、図１の
（ｄ）において、想像線４０Ｂで示したように、バンド
４０の一部を、ゴムの如き弾力性のある素材を用いて弾
力性のある帯状部４０Ｂにしておいてもよい。このよう
な弾性帯状部を備えたバンドは、当然ながら、図１の
（ａ）〜（ｃ）に示したセンサ構造体３０の固定にも用
いられ得る。

【００２５】センサ構造体３０が図１の（ｄ）に示した
ように手首Ａの大半の部分を取巻く長さを有するセンサ
構造体３０Ａからなる場合、センサ構造体３０Ａの回路
部分７０は、例えば、図２の（ａ）に示したように、超
音波送信器１１及び超音波受信器１２からなるセンサ本
体部１０を備えた脈波センサ部１５に加えて、該センサ
本体部１０の超音波送信器１１に対する発振・駆動部７
２と、センサ本体部１０の超音波受信器１２で受信した
超音波信号からアナログ脈波信号を取出す脈波受信部７
４と、脈波受信部７４で取出した脈波信号をデジタル信
号に変換しこのデジタル信号の処理を行うデジタル信号
処理部７６と、デジタル信号処理部７６で得られた信号
処理の結果を表示する表示部７８とを、ブロック状に有
する（なお、図１の（ａ）〜（Ｃ）のセンサ構造体３０
も、典型的には、同様な回路部分７０を備える）。

【００２６】なお、センサ構造体３０の回路部分７０を
構成する各回路部分７２、１５、７４、７６、７８は、
夫々、例えば、回路基板と該回路基板に組込まれた回路
素子からなり、各回路部分７２、１５、７４、７６は、
隣接する回路部分１５、７４、７６、７８と、夫々、フ
レキシブル・ケーブル８１、８２、８３、８４で相互に
接続されている。ここで、各回路基板は、樹脂やセラミ
ック製等のプリント配線基板であっても、それ自体が集
積回路を形成する回路基板であってもよい。また、図２
の（ａ）及び（ｂ）や図１の（ｄ）で示した例では、回
路基板自体は、典型的には、剛性であるけれども、該回
路基板自体がフレキシブルであってもよい。

【００２７】センサ構造体３０のセンサ保持部２０は、
例えば、ウレタン樹脂の如きフレキシブルなバンド材料
からなり、例えば、夫々の回路部分７２、１５、７４、
７６、７８を支えるためのバンド形成基体部分２４、２
５、２６、２７、２８と該基体部分２４〜２８を相互に
接続する相互接続部２９とを有する。なお、図２の
（ａ）及び（ｂ）では、センサ保持部２０が、図１の
（ｄ）の場合よりも剛性の高い材料からなる例が示され
ている。センサ保持部２０がセンサ本体１０の位置決め
・固定を可能にする軟らかさないし可撓性を有する限
り、その可撓性の程度は、所望に応じて選択され得る。
センサ保持部２０のバンド形成基体部分２４、２５、２
６、２７、２８には、対応する回路部分７２、１５、７
４、７６、７８が配設又は埋設されている。このため
に、例えば、バンド形成基体部分２４、２５、２６、２
７、２８の一方若しくは他方又は両方の表面側に、対応
する回路部分７２、１５、７４、７６、７８を受容する
凹部又は開口部を形成しておき、該凹部又は開口部内に
回路部分７２、１５、７４、７６、７８を配設・固定す
る。例えば、センサ本体部１０はセンサ保持部２０の内
表面から突出し得るようにセンサ保持部２０の関連部分
２５に配置され、表示部を含む回路部分７８はセンサ保
持部２０の外表面から視認可能なようにセンサ保持部２
０の関連部分２８に配置される。このような配設に際し
ては、例えば、各回路部分７２、１５、７４、７６、７
８の夫々を対応する凹部に個別に配設した後、隣接回路
部分をフレキシブル・ケーブル８１、８２、８３、８４
で接続すればよい。勿論、所望ならば、回路部分７２、
１５、７４、７６、７８のうちの少なくとも一部又は全
体が、センサ保持部２０のバンド形成基体部分２４、２
５、２６、２７、２８に埋設状態になるように、バンド
形成基体部分２４、２５、２６、２７、２８を成形する
際に、バンド形成基体部分と一体成形してもよい。

【００２８】センサ部１５は、例えば、図５に示したよ
うに、夫々が圧電素子を含む超音波送信器１１及び超音
波受信器１２からなるセンサ本体部１０が共通基板１４
に組込まれてなる。

【００２９】脈波計測装置１では、図３の（ａ）に示し
たように、高周波発振回路７２ａ及びセンサ駆動回路７
２ｂを含む発振駆動回路部７２の制御下で、センサ本体
部１０の超音波送信器１１が駆動されて、超音波送信器
１１から超音波信号Ｐ１が送出され、橈骨動脈Ｂ中を流
れる血球成分などに当って反射される。超音波送信器１
１から放出される超音波信号は、典型的には、例えば、
図４の（ａ）に示したように、振動数及び振幅が実際上
一定の信号Ｐ１である。

【００３０】一方、橈骨動脈Ｂ中を脈動しつつ流れる血
液成分で反射され超音波受信器１２で受信される超音波
信号Ｐ２は、送信された超音波信号Ｐ１の反射源となる
血液成分の脈動に伴ってドプラー効果により振動数が変
調されることから、例えば、図４の（ｂ）に示した信号
Ｐ２のような形態になる。

【００３１】センサ本体部１０の超音波受信器１２で受
信した超音波信号Ｐ２からアナログ脈波信号Ｐ４を取出
す脈波受信部７４は、例えば、図３の（ａ）に示したよ
うに、ドプラ信号検波回路７４ａと、フィルタ・増幅回
路７４ｂと、脈波信号検波回路７４ｃとを含む。ドプラ
信号検波回路７４ａの出力は、例えば、受信超音波信号
Ｐ２と同様な波形Ｐ２の電気信号である。フィルタ・増
幅回路７４ｂでは、オリジナルの送信信号Ｐ１〜ｓｉｎ
（ω・ｔ）を基準ないし参照信号としてドプラ信号Ｐ２
〜ｓｉｎ｛（ω＋Δω）ｔ｝の変動分を増幅し、図４の
（ｃ）に示したような差動増幅信号Ｐ３〜｛ｓｉｎ（Δ
ω／２）ｔ｝・ｓｉｎ｛ω−（Δω／２）｝ｔとして取
出す。ここで、ωは超音波信号Ｐ１の角振動数、Δω＝
Δω（ｔ）はドプラ効果に応じて時間ｔに依存する変調
角振動数である。脈波受信部７４では、更に、脈波信号
検波回路７４ｃにおいて、差動増幅信号Ｐ３から振幅変
調成分をその脈波信号Ｐ４として取出す。なお、例え
ば、自乗検波を想定すれば、脈波成分Ｐ４は、ｓｉｎ
｛（Δω）ｔ｝の形で取出され得る。

【００３２】なお、図４においては、脈波Ｐ４が極めて
単純な形態を有するかのごとく示したけれども、実際に
は、脈波Ｐ４は図４の（ｄ）に示された波形と比較し
て、はるかに複雑な時間依存波形を呈し、特に、運動中
や運動後などのように、心肺に負担がかかった状態で
は、その波形は、はるかに複雑さ且つ不規則で広範囲の
高調波成分を含む波形になる。

【００３３】デジタル信号処理部７６は、図３の(ａ）
に示した脈波計測装置１の場合、脈波のアナログ信号Ｐ
４を脈波のデジタル信号Ｐ５に変換するアナログ・デジ
タル（Ａ／Ｄ）変換回路７６ａ、デジタル脈波信号Ｐ５
を受取る中央処理部（ＣＰＵ）７６ｂ、及びＣＰＵ７６
ｂでの処理の基準信号を与える低周波発信回路７６ｃを
含む。ここで、ＣＰＵ７６ｂは、低周波発信回路７６ｃ
からの低周波信号を参照してデジタル脈波信号Ｐ５から
脈搏数を演算する脈搏数演算部７６ｄを構成すべく、脈
搏数演算プログラムが格納されたメモリと、該プログラ
ムが実行されるマイクロプロセッサとを含み、典型的に
は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を含む脈搏数演算
プログラムの一部がデジタル信号処理回路に組込まれた
デジタル信号処理器（ＤＳＰ）をなす。なお、ＣＰＵ７
６ｂには、更に、押ボタンスイッチの如き操作命令入力
部７６ｅからの操作命令を受ける本体操作部７６ｆが含
まる。

【００３４】表示部７８は、図３の（ａ）では、ＣＰＵ
７６ｂの脈搏数演算部７６ｄで求められた演算結果すな
わち脈搏数Ｑを表示する表示装置からなる。

【００３５】センサ構造体３０ないし３０Ａが表示部７
８を含む場合、センサ構造体のうち表示部７８を含むバ
ンド形成基体部分２８は、図２の（ｃ）に示したよう
に、その幅方向Ｗの一端近傍に表示部７８を備えていて
も、図２の（ｄ）に示したように、その幅方向Ｗの中央
部に表示部７８を備えていてもよい。前者の場合、例え
ば、図２の（ｃ）に示したように、バンド４０は、バン
ド形成基体部分２８に重なる領域において、表示部７８
の表示が視認可能なようにバンド形成基体部分２８の幅
Ｗ１よりも十分に小さい幅Ｗ２で形成される。但し、バ
ンド４０が、バンド形成基体部分２８と同程度又はそれ
を超える幅で形成され、バンド４０のうちバンド形成基
体部分２８の表示部７８に重なる側縁部が透明材料で形
成されていてもよい。後者の場合、図２の（ｄ）に示し
たように、幅方向Ｗの中央部にある表示部７８の表示を
視認可能にすべく、バンド４０は、バンド形成基体部分
２８のうち表示部７８に重なる領域に、開口部４０ａを
有する。勿論、この開口部４０ａが、透明材料で形成さ
れていてもよい。

【００３６】以上では、Ａ／Ｄ変換回路７６ａや操作命
令入力部７６ｅなどが、デジタル信号処理部７６の一部
であるとして説明したけれども、例えば、Ａ／Ｄ変換回
路７６ａは、アナログ信号を処理する脈波受信部７４の
出力回路部の一部をなしていてもよく、また、押ボタン
スイッチの如き操作命令入力部７６ｅは、物品として
は、表示装置７８と一体的に形成されていてもよい。他
の部分についても同様で、全体として質量の分散化を促
進し得る限り、所望に応じて、どのように組合せてブロ
ック化してもよい。

【００３７】なお、当然ながら、ＣＰＵ７６ｂは、脈搏
数Ｑの演算を行わないときや脈搏数の演算を行う間の余
った時間に他の処理を行い得る。この他の処理の一例と
しては、例えば、時計としての計時処理が含まれる。す
なわち、例えば、ＣＰＵ７６ｂは、タイマーとして計時
処理を行い得るので、表示装置７８は、デジタル時計の
表示部としても機能し得る。

【００３８】以上の如く構成された脈波計測装置１を、
手首Ａに装着する場合、センサ部１５のセンサ本体１０
が手首Ａの橈骨動脈Ｂに近接する手首表面部Ａ１に当接
するように、脈波計測装置１を手首Ａのまわりに配置
し、止め具構造体６０の止め具６３が尺骨Ｄのところの
手首角部Ａ２に位置する状態でバンド片部５４を金具部
６３に通してＪ方向に引張り、バンド片部５４をその面
ファスナ部５７、５８で固定する。

【００３９】脈波計測装置１が、このようにして手首の
周囲に装着された状態では、脈波計測装置１のセンサ構
造体３０が長手方向に沿ってほぼ均一な質量分布を有す
るので、運動などにより手首部Ａが加速度運動しても、
脈波計測装置１を手首Ａの周りで一方向に回転させるよ
うな大きな慣性力は実際上生じない。従って、脈波計測
装置１のセンサ部１５のセンサ本体部１０は、被計測部
位Ａ１に密接状態に保たれ得るので、脈波の計測が正確
に行われ得る。また、センサ本体部１０は、回路部分７
０の一部として表示部７８と一体に組込まれているの
で、摺動接点などが介在しないから、信号処理に際して
ノイズが入ったりする虞れも低い。

【００４０】なお、図３の（ａ）に示したように、表示
部７８で脈搏数Ｑを直接表示する代わりに、図３の
（ｂ）に示したように、脈搏数演算部７６で求めた脈搏
数データＱをアンテナ又はコイル等を含む送信部７８Ａ
から電磁波又は変動磁場の如き電磁信号Ｒ等の形で送信
するようにしておくと共に、別体の受信部７８Ｂでこの
電磁信号Ｒなどを受信し、該受信信号Ｒから脈搏数Ｑを
取出して表示装置７８Ｃで表示するようにしておいても
よい。

【００４１】この場合、一方の腕の手首に装着した脈波
計測装置は、ヘッドレスバンドの形態を採り、例えば、
他方の腕にはめた時計機能を備えた表示装置７８Ｃで脈
搏数Ｑを表示することが可能になる。この場合、質量が
大きくなり易い表示装置７８Ｃを脈搏数観測装置１Ｂか
ら機械的に完全に分離することが可能になり、脈搏数観
測装置１Ｂの低質量化及び質量の分散化が促進され得
る。その結果、運動中などでも、脈波計測装置１Ｂのセ
ンサ本体部１０を手首Ａに対して押圧する押圧力が変動
したり装置１Ｂのセンサ本体部１０が手首Ａの部位Ａ１
に対して位置ズレする虞れがより低減され得る。

【００４２】但し、この場合にも、例えば、図１の
（ｅ）に示したように、時計その他の表示装置を備えた
部分７８Ｃを、中心軸線のまわりで回動可能な回動ピン
９１、９２を介してベルト４０で手首部Ａに同時に装着
するようにしてもよい。

【００４３】なお、図１の（ａ）〜（ｃ）や（ｅ）に示
した脈波計測装置の場合、センサ構造体３０の長さが図
１の（ｄ）や図２の（ａ）〜（ｂ）に示した脈波計測装
置よりも短い点、及びセンサ構造体３０を構成する回路
基板が全体としてよりフレキシブルでフレキシブルなセ
ンサ保持部２０により一様に一体化されている点を除い
て、図１の（ｄ）や図２の（ａ）〜（ｂ）の脈波計測装
置と実際上同様に構成される。但し、所望ならば、信号
処理等に係わる回路部分のうちより多くの部分をセンサ
構造体３０から分離して、センサ構造体３０のサイズを
相対的に小さくしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による好ましい実施例の脈波計測装置を
示したもので、（ａ）は第一実施例の脈波計測装置を構
成するセンサ構造体とバンドとが係合される前の状態を
示した側面説明図、（ｂ）は（ａ）の脈波計測装置を構
成するセンサ構造体とバンドとを相互に係合させ手首に
装着する前の状態を示した側面説明図、（ｃ）は（ａ）
の脈波計測装置を手首に装着した状態を示した側面（断
面）説明図、（ｄ）は本発明による好ましい第二実施例
の脈波計測装置を手首に装着した状態を示した（ｃ）と
同様な側面（断面）説明図、（ｅ）は本発明による好ま
しい第三実施例の脈波計測装置を手首に装着した状態を
示した（ｃ）と同様な側面（断面）説明図、（ｆ）は脈
波計測装置が装着されるべき手首を示した側面断面説明
図。

【図２】本発明による第二実施例の脈波計測装置につい
てより詳しく示したもので、（ａ）は本発明による第二
実施例をなす図１の（ｄ）の脈波計測装置のセンサ構造
体の斜視説明図、（ｂ）は図１の（ｄ）と同様な状態の
拡大断面説明図、（ｃ）は図２の（ｂ）の脈波計測装置
の表示部近傍部分の正面説明図、（ｄ）は（ｃ）の変形
例についての（ｃ）と同様な正面説明図。

【図３】図１及び図２に示した脈波計測装置の機能をブ
ロック図で示したもので、（ａ）は図１の（ｄ）等に示
した脈波計測装置の一例の機能ブロック図、（ｂ）は
（ａ）の変形例の機能ブロック図。

【図４】図１〜図３の脈波計測装置において処理される
信号の模式的なタイムチャートで、（ａ）は送信超音波
信号、（ｂ）はドプラ効果により周波数変調された受信
超音波信号、（ｃ）は差動増幅して得られた振幅変調信
号、（ｄ）は振幅成分を取出した信号を、夫々、示す。

【図５】図１〜図４の脈波計測装置で用いられるセンサ
部の斜視説明図。

【図６】センサ保持部をバンドに係合させる係合手段の
一変形例を示したもので、（ａ）は係合突起部を含む部
分の側面説明図、（ｂ）は被係合孔部を含む部分の斜視
説明図。

【符号の説明】

１脈波計測装置１０センサ本体部１５脈波センサ部２０センサ保持部２１可撓性バンド片本体２３、５２面ファスナ部３０センサ構造体４０バンド５０バンド本体部６０止め具構造体１１０係合部１１３茸状突起部１２０被係合部１２３被係合孔Ａ手首部Ｂ橈骨動脈Ｂ１等骨Ｄ尺骨

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4C017 AA10 AB02 AB10 AC23 4C301 AA03 DD01 DD03 DD10 EE11 EE12 GA03 GA20 GB15 HH51 JB34 JB38 4C601 DD03 DD07 DE01 DE02 EE09 EE10 GA01 GA03 GB01 GB12 GB14 JB21 JB28 JB31 JB34 JB49

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】センサ本体部が所定の被観測部位に密接
するように生体の被観測部位を含む首状部分に装着され
て生体情報を観測する生体情報観測装置であって、センサ本体部及び該センサ本体部を保持するバンド片状
のセンサ保持部からなるセンサ構造体と、センサ構造体を生体の首状部分に固定するバンドとを有
し、センサ構造体のセンサ保持部がその被係合部において、
バンドの長手方向の任意の位置でバンドの係合部に係合
・固定され得るように、バンドの係合部及びセンサ保持
部の被係合部のうちの少なくとも一方がバンドの長手方
向に拡がっている生体情報観測装置。
【請求項２】前記センサ構造体の前記センサ保持部
が、前記センサ本体部を保持する可撓性を有するバンド
片状である請求項１に記載の生体情報観測装置。
【請求項３】前記センサ構造体が、前記センサ本体部
に加えて、該センサ本体部の駆動部及び該センサ本体部
で感知した生体情報の処理部を備える請求項１又は２に
記載の生体情報観測装置。
【請求項４】前記センサ構造体が、生体情報の処理部
で処理した情報の表示部を備える請求項３に記載の生体
情報観測装置。
【請求項５】センサ構造体が、生体情報の処理部で処
理した情報を非接触形式で送信する送信部を備える請求
項３に記載の生体情報観測装置。
【請求項６】前記センサ構造体の被係合部及びバンド
の係合部が、一組の面ファスナからなる請求項１から５
までのいずれか一つの項に記載の生体情報観測装置。
【請求項７】センサ構造体の被係合部及びバンドの係
合部のうちの一方が、長手方向に沿って分布した複数の
凹部からなり、他方が、該凹部のうちの少なくとも一つ
に係合可能な凸部からなる請求項１から５までのいずれ
か一つの項に記載の生体情報観測装置。
【請求項８】センサ部が橈骨動脈中を流れる血流情報
を感知するセンサであり、バンドが、尺骨のところに位
置する止め具を介して手首に締付・固定されるように構
成されている請求項１から７までのいずれか一つの項に
記載の生体情報観測装置。