JP2006026212A - Biological information detection device - Google Patents
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Abstract
【課題】一度のセンシングで最高血圧、最低血圧及び脈拍と体脂肪率とを同時に測定することを可能にする。
【解決手段】発光装置11と受光装置12からなり、血圧に相関関係のある脈波を検知する受発光装置(脈波検知手段)1と、生体のインピーダンスを検知するための電流印加用電極21と電圧検知用電極22からなるインピーダンス検知手段2とを一体化する。そして、受発光装置1からの脈波信号から脈拍と脈波伝播時間を求め、その脈波伝播時間に基づいて最高血圧、最低血圧を演算するとともに、インピーダンス検知手段2にて測定された人体のインピーダンス値に基づいて体脂肪率を演算する。
【選択図】図5
It is possible to simultaneously measure the systolic blood pressure, the diastolic blood pressure, the pulse rate, and the body fat percentage with a single sensing.
A light receiving / emitting device (pulse wave detecting means) 1 for detecting a pulse wave having a correlation with blood pressure, and a current applying electrode 21 for detecting impedance of a living body. And the impedance detection means 2 comprising the voltage detection electrode 22 are integrated. Then, the pulse and the pulse wave propagation time are obtained from the pulse wave signal from the light emitting / receiving device 1, the maximum blood pressure and the minimum blood pressure are calculated based on the pulse wave propagation time, and the human body measured by the impedance detection means 2 is calculated. The body fat percentage is calculated based on the impedance value.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、例えば脈拍・血圧・体脂肪率などの生体情報を測定する生体情報検出装置に関する。 The present invention relates to a biological information detection apparatus that measures biological information such as pulse, blood pressure, and body fat percentage.
従来、人体の血圧は、上腕部もしくは腕等に腕帯(カフ)を巻き、そのカフに空気を送り込んで腕等を圧迫することにより血行を止めた後、徐々にカフの圧力を下げていき、血液が流れ出したときの血圧値を最高血圧とし、さらに、カフの圧力を下げていき、血流の音が聞こえなくなったときを最低血圧とするという方法で測定している。このような従来の血圧測定方法によれば、被測定者が、カフを巻く面倒とカフによる空気圧による苦痛を強いられるという課題がある。また、血圧と体脂肪率を1台で測定する体脂肪率計付き血圧計も提案されているが(例えば、特許文献1参照。)、この提案の血圧計においてもカフを腕等に装着する必要がある。 Conventionally, the blood pressure of the human body is gradually lowered after cuffing an arm band (cuff) around the upper arm or arm, and stopping blood circulation by sending air into the cuff and pressing the arm, etc. The blood pressure value when blood flows out is measured as a maximum blood pressure, the cuff pressure is lowered, and the blood pressure is no longer heard when the blood pressure is lost. According to such a conventional blood pressure measurement method, there is a problem that the measurement subject is forced to suffer from the trouble of winding the cuff and the air pressure by the cuff. In addition, a sphygmomanometer with a body fat percentage meter that measures blood pressure and body fat percentage with a single device has been proposed (see, for example, Patent Document 1). There is a need.
一方、血圧測定において、被測定者の苦痛を緩和する方法として、脈波と心電とを同時に測定し、脈波と心電の時間差と、血圧値との間に相関関係があることを利用して血圧を求める測定方法も存在する(例えば、特許文献2参照。)。
ところで、血圧と体脂肪率とを測定する際に、上記した特許文献2に記載の測定方法つまり脈波と心電との時間差に基づいて血圧を求める方法を採用した場合、電極部が心電を測定するのに使用されるため、血圧と体脂肪率とを同時に測定することは困難である。
By the way, when measuring the blood pressure and the body fat percentage, when the measurement method described in
本発明はそのような実情に鑑みてなされたもので、一度のセンシングで最高血圧、最低血圧及び脈拍と体脂肪率とを同時に測定することが可能な生体情報検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a living body information detection apparatus capable of simultaneously measuring a systolic blood pressure, a diastolic blood pressure, and a pulse and a body fat percentage with a single sensing. To do.
本発明の生体情報検出装置は、心臓から送り出される血液の動きを脈波と捉え、前記脈波を検知する受発光装置からなる脈波検知手段と、電流印加用電極と電圧検知用電極からなるインピーダンス検知手段とを備えており、それら脈波検知手段とインピーダンス検知手段により血圧及び脈拍と体脂肪率を測定することを可能にした点に特徴がある。 The biological information detection apparatus of the present invention comprises a pulse wave detection means comprising a light emitting and receiving device that detects the movement of blood delivered from the heart as a pulse wave, and detects the pulse wave, a current application electrode, and a voltage detection electrode. There is an impedance detection means, which is characterized in that blood pressure, pulse and body fat percentage can be measured by the pulse wave detection means and the impedance detection means.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
まず、血圧測定は、上述したように、カフと呼ばれる加圧帯によって血流を止め、徐々に圧力を弱めることによって最高血圧と最低血圧とを求めている。脈拍を検知する手段を用いて、2つの部位による脈拍の時間差によって求められる脈波伝播時間と血圧値には相関関係があることは知られている(例えば、特開2000−107141号公報参照)。 First, in the blood pressure measurement, as described above, the maximum blood pressure and the minimum blood pressure are obtained by stopping the blood flow with a pressurization zone called a cuff and gradually decreasing the pressure. It is known that there is a correlation between the pulse wave propagation time and the blood pressure value obtained by the time difference between the two portions using the means for detecting the pulse (see, for example, JP-A-2000-107141). .
この脈波伝播時間と血圧値との相関関係については個人差があるため、あらかじめ最高血圧と最低血圧を測定する必要がある。具体的には、別の血圧計にて測定した既測定済みの最高血圧値及び最低血圧値と、脈波伝播時間に基づく実際の最高血圧値及び最低血圧値との関係式(補正式)を求めて、その関係式により実際の測定血圧値を補正することにより、高い測定精度が得られるようにする。 Since there is an individual difference in the correlation between the pulse wave propagation time and the blood pressure value, it is necessary to measure the maximum blood pressure and the minimum blood pressure in advance. Specifically, a relational expression (correction formula) between the already measured maximum blood pressure value and minimum blood pressure value measured with another sphygmomanometer and the actual maximum blood pressure value and minimum blood pressure value based on the pulse wave transit time By obtaining and correcting the actual measured blood pressure value by the relational expression, high measurement accuracy is obtained.
そして、本発明においては、脈波検知手段の検知出力から脈波伝播時間を求め、その脈波伝播時間と血圧の相関関係に基づいて、実際の測定時の最高血圧、最低血圧及び脈拍を測定する。さらに、電流印加用電極と電圧検知用電極からなるインピーダンス検知手段にて人体のインピーダンス値を求めることで、体脂肪率も算出することが可能であるので、一度のセンシングで最高血圧、最低血圧及び脈拍と体脂肪率とを同時に測定することが可能となる。 In the present invention, the pulse wave propagation time is obtained from the detection output of the pulse wave detection means, and based on the correlation between the pulse wave propagation time and the blood pressure, the maximum blood pressure, the minimum blood pressure, and the pulse during actual measurement are measured. To do. Furthermore, since the body fat percentage can also be calculated by obtaining the impedance value of the human body with the impedance detection means comprising the current application electrode and the voltage detection electrode, the maximum blood pressure, minimum blood pressure and It is possible to simultaneously measure the pulse and the body fat percentage.
ここで、血圧及び脈拍と体脂肪率とを同時に測定しようとすれば、指等の人体の一部に接触させる脈波検知手段とインピーダンス検知手段とを同一個所に設置する必要がある。これを実現するには脈波検知手段とインピーダンス検知手段とをコンパクトにまとめる必要があるが、各生体情報のセンシング方式は、脈波が光方式であり、体脂肪率がインピーダンス方式であるため、同一方式でセンシングすることはできない。そこで、本発明においては、別方式のセンシング手段を同一パッケージにまとめて一体化することにより、脈波検知手段とインピーダンス検知手段とを同一個所に設置できるようにしている。 Here, if it is going to measure a blood pressure, a pulse, and a body fat percentage simultaneously, it is necessary to install the pulse wave detection means and impedance detection means which contact a part of human bodies, such as a finger, in the same place. To realize this, it is necessary to combine the pulse wave detection means and the impedance detection means in a compact manner, but the sensing method of each biological information is because the pulse wave is an optical method and the body fat percentage is an impedance method, Sensing using the same method is not possible. Therefore, in the present invention, the pulse wave detection means and the impedance detection means can be installed at the same location by integrating different types of sensing means together in the same package.
また、血管の脈拍をセンシングするためには、血管中の血液の動きを検知する必要があり、本発明では、血液中に含まれている赤血球中の酸化ヘモグロビンの吸収光スペクトル特性(図4参照)を利用し、ある特定の波長の光を照射すると酸化ヘモグロビンの吸収によって反射光量が減少する、という特性を利用してセンシングを行うようにしており、そのセンシング手段として発光装置と受光装置の2種類の装置を用いている。 In addition, in order to sense the pulse of a blood vessel, it is necessary to detect the movement of blood in the blood vessel. In the present invention, the absorption light spectrum characteristic of oxyhemoglobin in erythrocytes contained in blood (see FIG. 4). ) Is used to perform sensing using the characteristic that the amount of reflected light decreases due to absorption of oxyhemoglobin when irradiated with light of a specific wavelength. As the sensing means, 2 of the light emitting device and the light receiving device are used. A type of device is used.
本発明に用いる受光装置は、発光装置から人体の指等に照射された光が血液中の成分によって反射する光をセンシングするものであるが、発光装置以外の光、例えば太陽光、蛍光灯等の光をセンシングすることを想定する場合、複数の受光装置を受発光装置に搭載しておく。 The light-receiving device used in the present invention senses light reflected from a component in blood by light emitted from a light-emitting device to a human finger or the like, but light other than the light-emitting device, such as sunlight, a fluorescent lamp, etc. Assuming that the light is sensed, a plurality of light receiving devices are mounted on the light receiving and emitting device.
また、発光装置から照射する照射光が1種類の波長のみであると、血液中の酸化ヘモグロビンの吸収を十分に検知できないことがあるので、検知精度をより高める場合には、2種類もしくはそれ以上の種類の波長の光を用いて脈波を検知するようにしてもよい。 Further, if the irradiation light emitted from the light emitting device has only one type of wavelength, the absorption of oxyhemoglobin in the blood may not be sufficiently detected. You may make it detect a pulse wave using the light of the kind of wavelength.
さらに、本発明に用いる受発光装置に関して、前記したように、発光装置の波長成分と太陽光や蛍光灯等の波長成分が検知対象であり、受光装置であれば酸化ヘモグロビン量を検知することから、複数の波長成分を発光するための複数の発光装置と、複数の波長成分を受光するための受光装置とを使用状況に応じて搭載するという構成を採用してもよい。 Furthermore, regarding the light emitting / receiving device used in the present invention, as described above, the wavelength component of the light emitting device and the wavelength component such as sunlight and fluorescent lamp are the detection targets. If the light receiving device is used, the amount of oxyhemoglobin is detected. A configuration may be adopted in which a plurality of light emitting devices for emitting a plurality of wavelength components and a light receiving device for receiving a plurality of wavelength components are mounted according to the use situation.
また、本発明では、脈波検知の際に血液中の酸化ヘモグロビン量を検知することから、近赤外光及び赤外光成分の領域である780〜1000nm程度の波長成分を持つ光を照射する発光装置を用いることが好ましい。さらに、血液中の酸化ヘモグロビンの吸収光特性上、360〜660nmの波長成分光の吸収が高いという特性を利用して、その波長成分(360〜660nm)の光を照射する発光装置を用いることが特に好ましい。 In the present invention, the amount of oxyhemoglobin in the blood is detected at the time of detecting the pulse wave. Therefore, light having a wavelength component of about 780 to 1000 nm, which is a region of near infrared light and infrared light components, is irradiated. It is preferable to use a light emitting device. Furthermore, it is necessary to use a light emitting device that emits light having a wavelength component (360 to 660 nm) by utilizing the characteristic that absorption of wavelength component light of 360 to 660 nm is high due to the absorption light property of oxyhemoglobin in blood. Particularly preferred.
本発明において、近赤外光及び赤外光で酸化ヘモグロビン量を検知するにあたり、可視光をカットする成分の樹脂で発光装置及び受光装置を封止するように構成すれば、近赤外光及び赤外光を効率よくセンシングすることができる。 In the present invention, when detecting the amount of oxyhemoglobin with near infrared light and infrared light, if the light emitting device and the light receiving device are sealed with a resin that cuts visible light, the near infrared light and Infrared light can be sensed efficiently.
また、近赤外光及び赤外光で酸化ヘモグロビン量を検知するにあたり、可視光をカットするフィルタを受光装置及び発光装置の光軸上に配置しておくと、近赤外光及び赤外光を効率よくセンシングすることができる。 In addition, when detecting the amount of oxyhemoglobin with near-infrared light and infrared light, a filter that cuts visible light is arranged on the optical axis of the light-receiving device and the light-emitting device. Can be efficiently sensed.
本発明において、脈派検知手段を構成する受発光装置としてIrDA(Infrared Data Association)を搭載したものを用いてもよい。 In the present invention, a device equipped with IrDA (Infrared Data Association) may be used as the light emitting / receiving device that constitutes the pulse group detection means.
本発明において、脈波を検知する際には人体の一部を適当な圧力で押さえる必要があるが、必要以上の圧力で押さえると、脈波を検知することが難しくなることがある。これを解消するための手段の1つとして、脈派検知手段の周囲部に突起部を設けるという構成を挙げることができる。このような突起部を設けておくと、必要以上の圧力で押さえても、受発光装置部に対しては適当な圧力でセンシングすることができる。 In the present invention, when detecting a pulse wave, it is necessary to press a part of the human body with an appropriate pressure. However, if the pressure is more than necessary, it may be difficult to detect the pulse wave. As one of means for solving this problem, there can be mentioned a configuration in which a protrusion is provided around the pulse detection means. If such a protrusion is provided, sensing can be performed at an appropriate pressure with respect to the light emitting and receiving device even if the pressure is higher than necessary.
本発明は、血液の流れをセンシングする脈波検知手段と、人体のインピーダンスを測定するインピーダンス検知手段とを、1つのセンサと同等として使えるように一体化したことを特徴としている。すなわち、血圧及び脈拍と体脂肪率とを同時に測定しようとすれば、指等の人体の一部を接触させるセンシング手段としての脈波検知手段とインピーダンス検知手段とを同一個所に設置する必要がある。そのためには脈波検知手段と、インピーダンス検知手段とをコンパクトにまとめる必要がある。ここで、センシング方式は、脈波が光方式であり、体脂肪率がインピーダンス方式であるため、同一方式でセンシングすることはできない。従って、本発明では、前記したように、別方式のセンシング手段を同一パッケージにまとめて、それら脈波検出手段とインピーダンス検知手段とを同一個所に配置できるようにしている。 The present invention is characterized in that the pulse wave detecting means for sensing the blood flow and the impedance detecting means for measuring the impedance of the human body are integrated so as to be used as one sensor. That is, if blood pressure and pulse and body fat percentage are to be measured simultaneously, it is necessary to install pulse wave detection means and impedance detection means as sensing means for contacting a part of a human body such as a finger at the same location. . For this purpose, the pulse wave detection means and the impedance detection means need to be combined in a compact manner. Here, since the pulse wave is an optical method and the body fat percentage is an impedance method, sensing cannot be performed by the same method. Therefore, in the present invention, as described above, different types of sensing means are combined in the same package so that the pulse wave detection means and the impedance detection means can be arranged at the same location.
本発明においては、2箇所の脈波を測定し、それら2つの脈波の時間差を用いた脈波伝播時間を利用して血圧を算出する。これを実現するには、第1の脈波検知手段と第2の脈波検知手段を少なくとも2箇所に配置する必要がある。2つの脈波検知手段を用いて血圧を得る場合、例えば、第1の脈波検知手段の受光装置によって得られた脈波信号と、第2の脈波検知手段の受光装置によって得られた脈波信号とを血圧値演算部に送り、脈波伝播時間を計算する。次に、既入力の最高血圧、最低血圧、及び、記憶装置にある今までの血圧測定履歴より補正を行って最高血圧と最低血圧を演算して求め、実測の最高血圧、最低血圧を決定するという処理を行う。 In the present invention, two pulse waves are measured, and a blood pressure is calculated using a pulse wave propagation time using a time difference between the two pulse waves. In order to realize this, it is necessary to arrange the first pulse wave detection means and the second pulse wave detection means in at least two places. When blood pressure is obtained using two pulse wave detecting means, for example, a pulse wave signal obtained by the light receiving device of the first pulse wave detecting means and a pulse obtained by the light receiving device of the second pulse wave detecting means. The wave signal is sent to the blood pressure value calculation unit, and the pulse wave propagation time is calculated. Next, correction is made based on the already inputted systolic blood pressure, diastolic blood pressure, and the blood pressure measurement history so far stored in the storage device, and the systolic blood pressure and the diastolic blood pressure are calculated and obtained to determine the actually measured systolic blood pressure and diastolic blood pressure Perform the process.
本発明のより具体的な構成としては、前記した脈波検知手段の検知信号に基づいて脈波伝播時間を演算する脈波伝播時間演算手段と、前記インピーダンス検知手段の検知信号に基づいて生体のインピーダンスを演算するインピーダンス演算手段と、その各演算結果を保存する記憶手段とを備え、それら脈波伝播時間演算手段、インピーダンス演算手段、及び、記憶手段を一体化するという構成を挙げることができる。 As a more specific configuration of the present invention, a pulse wave propagation time calculation unit that calculates a pulse wave propagation time based on the detection signal of the pulse wave detection unit described above, and a living body based on the detection signal of the impedance detection unit An impedance calculation unit that calculates impedance and a storage unit that stores each calculation result are provided, and the pulse wave propagation time calculation unit, the impedance calculation unit, and the storage unit may be integrated.
本発明において、前記した受発光装置をホルダに固定するとともに、そのホルダに前記電流印加用電極及び電圧検知用電極を一体化するという構成を採用すれば、センシング方式の異なる脈波検知手段とインピーダンス検知手段とを1つにまとめることができる。 In the present invention, if the configuration in which the light emitting and receiving device described above is fixed to a holder and the current applying electrode and the voltage detecting electrode are integrated in the holder is adopted, the pulse wave detecting means and the impedance differing in sensing method. The detection means can be combined into one.
本発明において、前記した受発光装置と前記電流印加用電極及び電圧検知用電極との間に樹脂を充填して、その封止樹脂にて当該受発光装置と前記電流印加用電極及び電圧検知用電極とを一体化するという構成を採用すれば、センシング方式の異なる脈波検知手段とインピーダンス検知手段とを1つにまとめることができる。 In the present invention, a resin is filled between the light emitting / receiving device, the current application electrode, and the voltage detection electrode, and the light receiving device, the current application electrode, and the voltage detection are filled with the sealing resin. If the configuration in which the electrodes are integrated is adopted, the pulse wave detection means and the impedance detection means having different sensing methods can be combined into one.
本発明において、前記した受発光装置の前方側周辺部を導電性樹脂によって封止するとともに、その封止用の導電性樹脂にて前記電流印加用電極及び電圧検知用電極とを形成するという構成を採用すれば、センシング方式の異なる脈波検知手段とインピーダンス検知手段とを1つにまとめることができる。しかも、電流印加用電極及び電圧検知用電極を別途形成する必要がなくなる。 In the present invention, the front side peripheral portion of the light emitting and receiving device described above is sealed with a conductive resin, and the current application electrode and the voltage detection electrode are formed with the sealing conductive resin. Can be used to combine pulse wave detection means and impedance detection means with different sensing methods into one. In addition, there is no need to separately form a current application electrode and a voltage detection electrode.
本発明においては、以上の特徴を有する脈波検知手段とインピーダンス検知手段とを用いて、脈波による血圧測定と、生体インピーダンスの検知によるによる体脂肪率の測定とを可能とする。 In the present invention, blood pressure measurement using pulse waves and measurement of body fat percentage by detection of bioimpedance can be performed using the pulse wave detection means and impedance detection means having the above characteristics.
本発明によれば、血圧に相関関係のある脈波を検知する脈波検知手段と、生体のインピーダンスを検知するための電流印加用電極及び電圧検知用電極からなるインピーダンス検知手段とを備えているので、一度のセンシングで最高血圧、最低血圧及び脈拍と体脂肪率とを同時に測定することができる。 According to the present invention, the pulse wave detecting means for detecting the pulse wave correlated with the blood pressure, and the impedance detecting means including the current applying electrode and the voltage detecting electrode for detecting the impedance of the living body are provided. Therefore, the maximum blood pressure, the minimum blood pressure, the pulse rate, and the body fat percentage can be simultaneously measured with a single sensing.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施例1>
図1は本発明の生体情報検出装置の一例を模式的に示す斜視図である。
<Example 1>
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of the biological information detection apparatus of the present invention.
この例の生体情報検出装置は、脈波検知手段としての受発光装置1、インピーダンス検知手段2、セパレータ3、可視光カットフィルタ4、及び、中空矩形状のホルダ5などによって構成されている。
The living body information detection apparatus of this example includes a light emitting / receiving
受発光装置1はホルダ5の内部に配置されている。受発光装置1は、基板10上に搭載された発光装置11と受光装置12によって構成されており、それら発光装置11と受光装置12とは封止樹脂13にて封止されている。
The light emitting / receiving
インピーダンス検知手段2は、電流印加用電極21と電圧検知用電極22によって構成されている。これら電流印加用電極21と電圧検知用電極22は矩形のホルダ5の前面の周縁部に沿って形成されている。また、電流印加用電極21と電圧検知用電極22とはセパレータ3によって分割されている。そして、電流印加用電極21と電圧検知用電極22との間の中央部で、受発光装置1の前方となる位置(発光装置11及び受光装置12の光軸上)に可視光カットフィルタ4が配置されている。
The impedance detection means 2 includes a
なお、受発光装置1の発光装置11としては、血液中の酸化ヘモグロビンの吸収光特性を考慮して、発光波長が360〜660nmの波長帯である発光装置を用いることが好ましい。また、受光装置12についても、同様に、受光感度波長が360〜660nmの波長帯である受光装置を用いることが好ましい。
As the
この例の生体情報検出装置によれば、血液の流れをセンシングする受発光装置(脈波検知手段)1と、人体のインピーダンスを検知するインピーダンス検知手段2とを一体化しているので、一度のセンシングで最高血圧、最低血圧及び脈拍と体脂肪率とを同時に測定することができる。さらに、この例の生体情報検出装置では、ホルダ5の壁体によって受発光装置1の前方側の周辺部に突起部5Aが形成された構造となっているので、脈波を検知する際に、生体情報検出装置の前面を必要以上の圧力で人体に押さえつけても、受発光装置1の周辺部の突起部5Aによって押圧力が規制される結果、常に適切な圧力で脈波をセンシングすることができる。
According to the biological information detecting apparatus of this example, the light emitting / receiving device (pulse wave detecting means) 1 for sensing the blood flow and the
なお、この例の生体情報検出装置において、受発光装置1の封止樹脂13に可視光カット樹脂を使用すれば、電流印加用電極21と電圧検知用電極22との間の中央部に配置している可視光カットフィルタ4は特に必要はなく、透明カバー等で受発光装置1の前方を覆うようにしてもよい。
In the biological information detecting device of this example, if a visible light cut resin is used for the sealing
<実施例2>
図2は本発明の生体情報検出装置の他の例を模式的に示す斜視図である。
<Example 2>
FIG. 2 is a perspective view schematically showing another example of the biological information detecting apparatus of the present invention.
この例の生体情報検出装置は、脈波検知手段としての受発光装置101、インピーダンス検知手段102、セパレータ103、及び、可視光カットフィルタ104などによって構成されており、受発光装置101とインピーダンス検知手段102とが封止樹脂105にて一体化されている点に特徴がある。
The living body information detection apparatus of this example includes a light emitting / receiving
受発光装置101は、基板110上に搭載された発光装置111と受光装置112によって構成されており、それら発光装置111と受光装置112とは封止樹脂(1次モールド樹脂)113にて封止されている。
The light emitting / receiving
インピーダンス検知手段102は、電流印加用電極121と電圧検知用電極122によって構成されている。これら電流印加用電極121と電圧検知用電極122は2次モールド樹脂である封止樹脂105(一体化用樹脂)の前面の周縁部に沿って形成されている。また、電流印加用電極121と電圧検知用電極122とはセパレータ103によって分割されている。そして、電流印加用電極121と電圧検知用電極122との間の中央部で、受発光装置101の前方となる位置(発光装置111及び受光装置112の光軸上)に可視光カットフィルタ104が配置されている。
The impedance detection means 102 includes a
なお、受発光装置101の発光装置111としては、血液中の酸化ヘモグロビンの吸収光特性を考慮して、発光波長が360〜660nmの波長帯である発光装置を用いることが好ましい。また、受光装置112についても、同様に、受光感度波長が360〜660nmの波長帯である受光装置を用いることが好ましい。
As the
以上の図2に示す構造の生体情報検出装置は、インピーダンス検知手段102の電流印加用電極121と電圧検知用電極122との間の中央部に可視光カットフィルタ104を配置するとともに、受発光装置101の前方(発光装置111及び受光装置112の光軸上)に可視光カットフィルタ104が位置するように、それら電流印加用電極121と電圧検知用電極122を設置した状態で、受発光装置101と電流印加用電極121及び電圧検知用電極122との間に封止樹脂105を充填することにより、脈波検知手段としての受発光装置101とインピーダンス検知手段102とを一体化することによって得ることができる。
The living body information detection apparatus having the structure shown in FIG. 2 has the visible light cut
この例の生体情報検出装置によれば、血液の流れをセンシングする受発光装置(脈波検知手段)101と、人体のインピーダンスを検知するインピーダンス検知手段102とを樹脂封止にて一体化しているので、一度のセンシングで最高血圧、最低血圧及び脈拍と体脂肪率とを同時に測定することができる。 According to the living body information detecting apparatus of this example, the light emitting / receiving device (pulse wave detecting means) 101 for sensing the blood flow and the impedance detecting means 102 for detecting the impedance of the human body are integrated by resin sealing. Therefore, the maximum blood pressure, the minimum blood pressure, the pulse rate, and the body fat percentage can be simultaneously measured with a single sensing.
なお、この例の生体情報検出装置において、2次モールドに用いる封止樹脂105として可視光カット樹脂を使用すれば、電流印加用電極121と電圧検知用電極122との間の中央部に配置している可視光カットフィルタ104は特に必要はなく、透明カバーなどを受発光装置101の前方に配置するようにしてもよい。
In the biological information detecting apparatus of this example, if a visible light cut resin is used as the sealing
<実施例3>
図3は本発明の生体情報検出装置の別の例を模式的に示す斜視図である。
<Example 3>
FIG. 3 is a perspective view schematically showing another example of the biological information detecting apparatus of the present invention.
この例の生体情報検出装置は、脈波検知手段としての受発光装置201、インピーダンス検知手段202、セパレータ203、及び、可視光カットフィルタ204などによって構成されている。
The living body information detection apparatus of this example includes a light emitting / receiving
受発光装置201は、基板210上に搭載された発光装置211と受光装置212によって構成されており、それら発光装置211と受光装置212とは封止樹脂(1次モールド樹脂)213にて封止されている。
The light emitting / receiving
なお、受発光装置201の発光装置211としては、血液中の酸化ヘモグロビンの吸収光特性を考慮して、発光波長が360〜660nmの波長帯である発光装置を用いることが好ましい。また、受光装置212についても、同様に、受光感度波長が360〜660nmの波長帯である受光装置を用いることが好ましい。
As the
そして、この例の生体情報検出装置では、受発光装置201の前方側の空間が導電性樹脂205にて樹脂封止(2次モールド)されているとともに、その導電性樹脂205がセパレータ203にて対称形状に2分割されており、その2分割の導電性樹脂205にて、インピーダンス検知手段202を構成する電流印加用電極221と電圧検知用電極222とが形成されている点、及び、導電性樹脂205からなる電流印加用電極221と電圧検知用電極222との間の中央部で、受発光装置201の前方となる位置(発光装置211及び受光装置212の光軸上)に可視光カットフィルタ204が配置されている点に特徴がある。
In the biological information detecting apparatus of this example, the space on the front side of the light emitting / receiving
以上の図3に示す構造の生体情報検出装置は、受発光装置201の前方(発光装置211及び受光装置212の光軸上)に可視光カットフィルタ204を配置するとともに、受発光装置201の前方側の所定位置(電流印加用電極221と電圧検知用電極222との分割位置)にセパレータ203を配置した状態で、受発光装置201の前方側の空間に導電性樹脂205を充填することにより、受発光装置201と可視光カットフィルタ204とを一体化すると同時に、インピーダンス検知手段202を構成する電流印加用電極221と電圧検知用電極222を形成するという手法で得ることができる。
The living body information detection apparatus having the structure shown in FIG. 3 includes the visible light cut
この例の生体情報検出装置によれば、血液の流れをセンシングする受発光装置(脈波検知手段)201の前方側の空間に導電性樹脂205を充填して、電流印加用電極221と電圧検知用電極222を形成しているので、受発光装置201と人体のインピーダンスを検知するインピーダンス検知手段202とを一体化することができ、一度のセンシングで最高血圧、最低血圧及び脈拍と体脂肪率とを同時に測定することが可能になる。さらに、導電性樹脂205の充填にて電流印加用電極221と電圧検知用電極222を形成しているので、インピーダンス検知手段202を別途形成する必要がなく、部品点数の低減化をはかることができる。
According to the biological information detection device of this example, the
なお、この例の生体情報検出装置において、2次モールドに用いる導電性樹脂205として可視光カット樹脂を使用すれば、可視光カットフィルタ204は特に必要はなく、透明カバーなどを受発光装置201の前方に配置するようにしてもよい。
In the biological information detecting apparatus of this example, if a visible light cut resin is used as the
<実施例4>
図5は本発明の生体情報検出装置のシステム構成を示すブロック図である。
<Example 4>
FIG. 5 is a block diagram showing a system configuration of the biological information detecting apparatus of the present invention.
まず、血圧を測定するためには複数箇所(この例では2箇所)の脈波をセンシングする必要があるので、この例では、図1に示す生体情報検出装置を2つ用い、その各受発光装置(脈波検知手段)1,1を指先の一部(センシング部)に設置しており、さらに、人体のインピーダンスを測定するための電流印加用電極21と電圧検知用電極22からなるインピーダンス検知手段2,2を指先の一部に設置している。このように設置された各受発光装置1の受光装置12の出力はアンプ6及びフィルタ回路7を通過した後、後述する演算部303に入力される。
First, in order to measure blood pressure, it is necessary to sense pulse waves at a plurality of locations (in this example, 2 locations). In this example, two biological information detection devices shown in FIG. The devices (pulse wave detection means) 1 and 1 are installed on a part of the fingertip (sensing unit), and further, impedance detection comprising a
また、この例では、測定系として、各電流印加用電極21,21に電流を印加する電流源301、2つの電圧検知用電極22,22との間の電圧を測定する電圧計302、演算部(CPU)303、入力装置304、記憶装置(RAM/ROM)305、表示装置306、及び、通信モジュール307などを備えている。
In this example, as a measurement system, a
次に、この例の測定処理について説明する。 Next, the measurement process of this example will be described.
まず、この例では、別の血圧計にて測定された最高血圧と最低血圧値、及び、年齢、身長、体重、性別等の情報を入力装置304から入力して記憶装置305に記憶しておく。次に、図5に示すように、2つの受発光装置1,1及び2つのインピーダンス検知手段2,2をそれぞれ左右の指に装着した状態で、各受発光装置1,1を駆動するとともに、電流源301から各電流印加用電極21,21に電流を印加して測定を実行する。この測定実行により、2つの受光装置12,12からの脈波信号、電圧計302にて測定された電圧信号、及び、電流源301の印加電流値が演算部303に入力される。演算部303では、入力された2つの脈波信号から脈波伝播時間を求めるとともに、電圧計302及び電流源301からの信号に基づいて人体のインピーダンス値を求め、それら脈波伝播時間及びインピーダンス値と、既入力済みの最高血圧、最低血圧値、年齢、身長、体重、性別等の情報とに基づいて、最高血圧、最低血圧及び脈拍と体脂肪率とを求める。これら演算結果は表示装置306に表示されるとともに、記憶装置305に記憶される。また、最高血圧、最低血圧及び脈拍と体脂肪率の演算結果は、通信モジュール307を用いて他の外部装置に対して送受信するようにしてもよい。
First, in this example, the maximum blood pressure and the minimum blood pressure value measured by another blood pressure monitor, and information such as age, height, weight, and sex are input from the
なお、この例において、血圧及び体脂肪率を演算する手法について簡単に説明すると、血圧については、別の血圧計にて測定した最高血圧値及び最低血圧値(既入力済みの値)と、脈波伝播時間に基づく実際の最高血圧値及び最低血圧値との関係式を求め、その関係式により実際の測定血圧値を補正することにより、高い測定精度を得ることができる。また、体脂肪率については、入力装置304にて入力された年齢、身長、体重、性別等の身体情報と、インピーダンスの測定値とを用いて、あらかじめ設定している換算式に基づいて、被測定者の体脂肪率を演算することができる。
In this example, the method of calculating blood pressure and body fat percentage will be briefly described. As for blood pressure, the highest blood pressure value and the lowest blood pressure value (values already input) measured by another sphygmomanometer, and the pulse By obtaining a relational expression between the actual maximum blood pressure value and the minimum blood pressure value based on the wave propagation time and correcting the actual measured blood pressure value using the relational expression, high measurement accuracy can be obtained. The body fat percentage is determined based on a conversion formula that is set in advance using physical information such as age, height, weight, and gender input by the
本発明の生体情報検出装置は、一度のセンシングで最高血圧、最低血圧及び脈拍と体脂肪率とを同時に測定するのに有効に利用することができる。 The living body information detection apparatus of the present invention can be effectively used to simultaneously measure the systolic blood pressure, the systolic blood pressure, the pulse, and the body fat percentage with a single sensing.
1 受発光装置(脈波検知手段)
10 基板
11 発光装置
12 受光装置
13 封止樹脂
2 インピーダンス検知手段
21 電流印加用電極
22 電圧検知用電極
3 セパレータ
4 可視光カットフィルタ
5 ホルダ
6 アンプ
7 フィルタ回路
101 受発光装置
110 基板
111 発光装置
112 受光装置
113 封止樹脂(1次モールド)
102 インピーダンス検知手段
121 電流印加用電極
122 電圧検知用電極
103 セパレータ
104 可視光カットフィルタ
105 封止樹脂(2次モールド)
201 受発光装置(脈波検知手段)
210 基板
211 発光装置
212 受光装置
213 封止樹脂(1次モールド)
202 インピーダンス検知手段
221 電流印加用電極
222 電圧検知用電極
203 セパレータ
204 可視光カットフィルタ
205 導電性樹脂(2次モールド)
301 電流源
302 電圧計
303 制御部(CPU)
304 記憶装置(RAM/ROM)
305 入力装置
306 表示装置
307 通信モジュール
1 Light emitting / receiving device (pulse wave detection means)
DESCRIPTION OF
102 Impedance detection means 121
201 Light emitting / receiving device (pulse wave detecting means)
210
202 Impedance detection means 221
301
304 Storage device (RAM / ROM)
305
Claims (19)
The biological information detection apparatus according to claim 1, wherein blood pressure, pulse, and body fat percentage can be measured.
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