JP2000051164A - 脈波検出装置 - Google Patents
脈波検出装置Info
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- JP2000051164A JP2000051164A JP10236524A JP23652498A JP2000051164A JP 2000051164 A JP2000051164 A JP 2000051164A JP 10236524 A JP10236524 A JP 10236524A JP 23652498 A JP23652498 A JP 23652498A JP 2000051164 A JP2000051164 A JP 2000051164A
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- piezoelectric sensor
- pulse
- artery
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 体動による検出誤差が少なく、より正確な脈
波を検出することが可能な脈波検出装置を提供する。 【解決手段】 第1の圧電センサ10aを動脈上に、第
2の圧電センサ10bを動脈から僅かに離れた位置に配
置する。圧電センサは指向性が狭いため、動脈上の第1
の圧電センサ10aからは脈波波形と体動波形に対応し
た信号が出力されるが、動脈上にない第2の圧電センサ
10bからは体動波形に対応した信号だけが出力され
る。両圧電センサ10a、bの出力の差分を取ること
で、体動成分がキャンセルされ、正確な脈波を検出する
ことができ、この脈波から脈拍数や波形情報を取得す
る。
波を検出することが可能な脈波検出装置を提供する。 【解決手段】 第1の圧電センサ10aを動脈上に、第
2の圧電センサ10bを動脈から僅かに離れた位置に配
置する。圧電センサは指向性が狭いため、動脈上の第1
の圧電センサ10aからは脈波波形と体動波形に対応し
た信号が出力されるが、動脈上にない第2の圧電センサ
10bからは体動波形に対応した信号だけが出力され
る。両圧電センサ10a、bの出力の差分を取ること
で、体動成分がキャンセルされ、正確な脈波を検出する
ことができ、この脈波から脈拍数や波形情報を取得す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、脈波検出装置に係
り、詳細には、血流による動脈の圧力変動から脈波を検
出する脈波検出装置に関する。
り、詳細には、血流による動脈の圧力変動から脈波を検
出する脈波検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】動脈を流れる血流による脈波を検出する
ことは、医療現場や健康管理を行う際に広く行われてい
る。この脈波検出は、触診により所定時間の脈拍数とし
て検出する場合の他、脈波検出装置を使用して電子的に
脈拍数等を自動検出することも広く行われている。電子
的に脈波を検出して脈拍数を得る装置として、圧電素子
を使用する方法や光学的に検出する方法等が実用化され
ている。圧電素子を使用する方法としては、ピエゾ型の
圧電素子をセンサとして動脈上に配置し、動脈内部の圧
力変化に伴う表皮の圧力変化(圧力による表皮の変位)
から脈拍数を検出している。図13は、圧電素子を使用
した従来の脈波検出装置の等価回路を表したものであ
る。この図13に示すように、従来の脈波検出装置は、
1つの圧電素子1を使用し、動脈による表皮の圧力変化
を電圧変化として検出している。そして、その出力信号
による波形がフィルタ部2を通し、さらに増幅部3で増
幅された後、脈拍計数部4において、電圧変化による波
形変化から脈拍数が検出されるようになっている。
ことは、医療現場や健康管理を行う際に広く行われてい
る。この脈波検出は、触診により所定時間の脈拍数とし
て検出する場合の他、脈波検出装置を使用して電子的に
脈拍数等を自動検出することも広く行われている。電子
的に脈波を検出して脈拍数を得る装置として、圧電素子
を使用する方法や光学的に検出する方法等が実用化され
ている。圧電素子を使用する方法としては、ピエゾ型の
圧電素子をセンサとして動脈上に配置し、動脈内部の圧
力変化に伴う表皮の圧力変化(圧力による表皮の変位)
から脈拍数を検出している。図13は、圧電素子を使用
した従来の脈波検出装置の等価回路を表したものであ
る。この図13に示すように、従来の脈波検出装置は、
1つの圧電素子1を使用し、動脈による表皮の圧力変化
を電圧変化として検出している。そして、その出力信号
による波形がフィルタ部2を通し、さらに増幅部3で増
幅された後、脈拍計数部4において、電圧変化による波
形変化から脈拍数が検出されるようになっている。
【0003】一方、光学的に検出する方法は、血液中の
ヘモグロビン量の変化に伴う吸光量の変化から脈拍を検
出するもので、発光ダイオードで発光し、これを受光す
るフォトトランジスタでの受光量から脈拍を検出してい
る。
ヘモグロビン量の変化に伴う吸光量の変化から脈拍を検
出するもので、発光ダイオードで発光し、これを受光す
るフォトトランジスタでの受光量から脈拍を検出してい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の脈波検
出装置では、病院や自宅において安静にした状態で脈波
を検出する場合には正確に検出することができるが、検
出中に被検者が動いた場合には体動ノイズ(被検者の動
きに基づくノイズ)が発生し、正確な脈波を検出できな
かった。すなわち、圧電素子を利用する場合であれば、
素子部分の表皮が被検者の体動によって動き、脈動以外
の体動も圧電素子が検出してしまうため、日常的な動き
の範囲であっても被検者が動いている場合には正確な脈
波を検出することができなかった。一方、光の吸光量か
ら血圧を検出する場合も同様に、体動によって動脈の血
流量が大きく変化するため、被検者が動いている場合に
は正確な脈波を検出することができなかった。
出装置では、病院や自宅において安静にした状態で脈波
を検出する場合には正確に検出することができるが、検
出中に被検者が動いた場合には体動ノイズ(被検者の動
きに基づくノイズ)が発生し、正確な脈波を検出できな
かった。すなわち、圧電素子を利用する場合であれば、
素子部分の表皮が被検者の体動によって動き、脈動以外
の体動も圧電素子が検出してしまうため、日常的な動き
の範囲であっても被検者が動いている場合には正確な脈
波を検出することができなかった。一方、光の吸光量か
ら血圧を検出する場合も同様に、体動によって動脈の血
流量が大きく変化するため、被検者が動いている場合に
は正確な脈波を検出することができなかった。
【0005】そこで、本発明はこのような従来の脈波検
出装置における課題を解決するためになされたもので、
体動による検出誤差が少なく、より正確な脈波を検出す
ることが可能な脈波検出装置を提供することを目的とす
る。
出装置における課題を解決するためになされたもので、
体動による検出誤差が少なく、より正確な脈波を検出す
ることが可能な脈波検出装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では、動脈上に配
置され、前記動脈の脈動と体動による体表面の圧力変動
を検出する第1の圧電センサと、前記動脈上を避けた近
傍に配置され、体動による体表面の圧力変動を検出する
第2の圧電センサと、前記第1の圧電センサによる検出
信号と、前記第2の圧電センサによる検出信号とから脈
波に関する情報を取得する脈波情報取得手段と、この脈
波情報取得手段により取得された脈波に関する情報を出
力する出力手段と、を脈波検出装置に具備させる。この
ように、指向範囲が狭い2つの圧電センサの一方で体動
と脈動を検出し、他方で体動を検出することで、体動成
分を除去して脈波情報を得ることができる。このため体
動による影響を受けにくく、日常的な生活を営みながら
であっても、常時携帯しながら継続的に脈波を検出する
ことができる。また本発明では、前記第2の圧電センサ
は、その端部近傍が前記動脈上に接する位置に配置さ
れ、前記動脈の脈動と体動による体表面の圧力変動を検
出し、かつ、前記脈動と前記体動の一方を前記第1の圧
電センサによる検出信号と逆相で検出する。これによ
り、体動成分を除去できると共に、脈動の検出信号を高
出力で得ることができる。また本発明では、前記体動に
対する前記第1の圧電センサの検出信号と前記第2の圧
電センサの検出信号とが、同極となる側同士を接続する
ことにより、前記第1の圧電センサと前記第2の圧電セ
ンサとを直列に接続し、前記脈波情報取得手段は、前記
直列接続された両圧電センサの出力信号から脈波に関す
る情報を取得する。これにより、両圧電センサにおいて
体動信号を除去することができる。また本発明では、圧
力変動を検出する第1の圧電センサと、前記第1の圧電
センサの上側に配置され、圧力変動を検出する第2の圧
電センサと、動脈の脈動による体表面の圧力変動を前記
第1の圧電センサに伝達する脈動伝達手段と、前記動脈
上を避けた位置の体表面と当接し、体動による体表面の
圧力変動を前記第1の圧電センサに伝達する体動伝達板
と、この伝達板の圧力変動を前記第2の圧電センサの圧
力変動を検出する側の面に伝達する体動伝達部材と、前
記第1の圧電センサによる検出信号と、前記第2の圧電
センサによる検出信号とから脈波に関する情報を取得す
る脈波情報取得手段と、この脈波情報取得手段により取
得された脈波に関する情報を出力する出力手段と、を脈
波検出装置に具備させる。これにより、第1の圧電セン
サで検出する体動と同一の体動を第2の圧電センサで検
出することができる。また本発明では、前記第2の圧電
センサの圧力変動を検出しない側の面が受ける力を、前
記第1圧電圧電センサの圧力変動を検出しない側の面に
伝達する伝達機構を備える。これにより、第2の圧電セ
ンサに外部から加わる力と同一の力を第1の圧電センサ
に伝達することができる。また本発明では、前記体動伝
達板に前記動脈に沿ったスリット部が形成され、前記ス
リット部、又は前記スリット部に配設された可撓性部材
を前記脈波伝達手段とする。また本発明では、前記脈波
情報取得手段は、脈波に関する情報として脈拍数を取得
し、前記出力手段は、前記脈波情報取得手段により取得
された脈拍数を出力する。また本発明では、前記脈波情
報取得手段は、前記脈波信号を格納する記憶手段を備
え、所定時間分の前記脈波信号を脈波に関する情報とし
て取得して前記記憶手段に格納し、前記出力手段は、前
記格納手段に格納された前記脈波信号を出力する。また
本発明では、表示手段を備え、前記脈波情報取得手段
は、脈波に関する情報として脈拍数又は脈波波形を取得
し、前記出力手段は、前記脈波情報取得手段により取得
された脈拍数又は脈波波形を前記表示手段に出力する。
置され、前記動脈の脈動と体動による体表面の圧力変動
を検出する第1の圧電センサと、前記動脈上を避けた近
傍に配置され、体動による体表面の圧力変動を検出する
第2の圧電センサと、前記第1の圧電センサによる検出
信号と、前記第2の圧電センサによる検出信号とから脈
波に関する情報を取得する脈波情報取得手段と、この脈
波情報取得手段により取得された脈波に関する情報を出
力する出力手段と、を脈波検出装置に具備させる。この
ように、指向範囲が狭い2つの圧電センサの一方で体動
と脈動を検出し、他方で体動を検出することで、体動成
分を除去して脈波情報を得ることができる。このため体
動による影響を受けにくく、日常的な生活を営みながら
であっても、常時携帯しながら継続的に脈波を検出する
ことができる。また本発明では、前記第2の圧電センサ
は、その端部近傍が前記動脈上に接する位置に配置さ
れ、前記動脈の脈動と体動による体表面の圧力変動を検
出し、かつ、前記脈動と前記体動の一方を前記第1の圧
電センサによる検出信号と逆相で検出する。これによ
り、体動成分を除去できると共に、脈動の検出信号を高
出力で得ることができる。また本発明では、前記体動に
対する前記第1の圧電センサの検出信号と前記第2の圧
電センサの検出信号とが、同極となる側同士を接続する
ことにより、前記第1の圧電センサと前記第2の圧電セ
ンサとを直列に接続し、前記脈波情報取得手段は、前記
直列接続された両圧電センサの出力信号から脈波に関す
る情報を取得する。これにより、両圧電センサにおいて
体動信号を除去することができる。また本発明では、圧
力変動を検出する第1の圧電センサと、前記第1の圧電
センサの上側に配置され、圧力変動を検出する第2の圧
電センサと、動脈の脈動による体表面の圧力変動を前記
第1の圧電センサに伝達する脈動伝達手段と、前記動脈
上を避けた位置の体表面と当接し、体動による体表面の
圧力変動を前記第1の圧電センサに伝達する体動伝達板
と、この伝達板の圧力変動を前記第2の圧電センサの圧
力変動を検出する側の面に伝達する体動伝達部材と、前
記第1の圧電センサによる検出信号と、前記第2の圧電
センサによる検出信号とから脈波に関する情報を取得す
る脈波情報取得手段と、この脈波情報取得手段により取
得された脈波に関する情報を出力する出力手段と、を脈
波検出装置に具備させる。これにより、第1の圧電セン
サで検出する体動と同一の体動を第2の圧電センサで検
出することができる。また本発明では、前記第2の圧電
センサの圧力変動を検出しない側の面が受ける力を、前
記第1圧電圧電センサの圧力変動を検出しない側の面に
伝達する伝達機構を備える。これにより、第2の圧電セ
ンサに外部から加わる力と同一の力を第1の圧電センサ
に伝達することができる。また本発明では、前記体動伝
達板に前記動脈に沿ったスリット部が形成され、前記ス
リット部、又は前記スリット部に配設された可撓性部材
を前記脈波伝達手段とする。また本発明では、前記脈波
情報取得手段は、脈波に関する情報として脈拍数を取得
し、前記出力手段は、前記脈波情報取得手段により取得
された脈拍数を出力する。また本発明では、前記脈波情
報取得手段は、前記脈波信号を格納する記憶手段を備
え、所定時間分の前記脈波信号を脈波に関する情報とし
て取得して前記記憶手段に格納し、前記出力手段は、前
記格納手段に格納された前記脈波信号を出力する。また
本発明では、表示手段を備え、前記脈波情報取得手段
は、脈波に関する情報として脈拍数又は脈波波形を取得
し、前記出力手段は、前記脈波情報取得手段により取得
された脈拍数又は脈波波形を前記表示手段に出力する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の脈波検出装置にお
ける好適な実施の形態について、図1から図12を参照
して詳細に説明する。 (1)第1の実施形態の概要 第1の実施形態では、圧電素子を使用した第1の圧電セ
ンサと第2の圧電センサとを使用し、第1の圧電センサ
を動脈上に、第2の圧電センサを動脈から僅かに離れた
位置に配置する。圧電素子を使用したセンサは指向性が
狭いため、動脈上の第1の圧電センサからは脈波波形と
体動波形に対応した信号が出力されるが、動脈上にない
第2の圧電センサからは体動波形に対応した信号だけが
出力される。この第1及び第2の圧電センサの出力の差
分を取ることで、体動成分がキャンセルされ、正確な脈
波を検出することができ、この脈波から脈拍数や波形情
報を取得する。
ける好適な実施の形態について、図1から図12を参照
して詳細に説明する。 (1)第1の実施形態の概要 第1の実施形態では、圧電素子を使用した第1の圧電セ
ンサと第2の圧電センサとを使用し、第1の圧電センサ
を動脈上に、第2の圧電センサを動脈から僅かに離れた
位置に配置する。圧電素子を使用したセンサは指向性が
狭いため、動脈上の第1の圧電センサからは脈波波形と
体動波形に対応した信号が出力されるが、動脈上にない
第2の圧電センサからは体動波形に対応した信号だけが
出力される。この第1及び第2の圧電センサの出力の差
分を取ることで、体動成分がキャンセルされ、正確な脈
波を検出することができ、この脈波から脈拍数や波形情
報を取得する。
【0008】なお、吸光量から脈拍を検出する従来の脈
拍センサを2つ使用し、一方を動脈上に配置し、他方を
動脈上から離れた位置に配置し、両センサ出力の差分か
ら脈波を検出することも考えられるが、必ずしも正確な
脈波を検出することができない。すなわち動脈上のセン
サが体動波形と脈波波形を検出し、動脈上から離れたセ
ンサが体動波形のみを検出する場合には両検出信号の差
分から十分な信号レベルの脈波を検出することが可能で
ある。しかし、吸光量から脈拍を検出するセンサは照射
される光の指向範囲が広いため、センサを動脈上から離
れた位置に配置しても、その検出レベルよりは低いもの
の脈波を検出してしまうことになる。このため、両セン
サによる検出信号の差分を取った場合、体動波形を除去
することはできるが、脈波波形も差分によって信号レベ
ルが低くなってしまい、正確な脈波を検出することがで
きなくなってしまう。また、発行ダイオードからの光は
体表付近に存在する多数の毛細血管によっても吸光され
る。このため、異なる位置に配置されるセンサは異なる
毛細血管による吸光量の変化を検出していた。さらに、
体動によって、動脈の血流量が主として変化する場合、
毛細血管の血流量が主として変化する場合、動脈と毛細
血管の両血流量が変化する場合があり、両センサは体動
の変化を同一の波形として検出には無理がある。
拍センサを2つ使用し、一方を動脈上に配置し、他方を
動脈上から離れた位置に配置し、両センサ出力の差分か
ら脈波を検出することも考えられるが、必ずしも正確な
脈波を検出することができない。すなわち動脈上のセン
サが体動波形と脈波波形を検出し、動脈上から離れたセ
ンサが体動波形のみを検出する場合には両検出信号の差
分から十分な信号レベルの脈波を検出することが可能で
ある。しかし、吸光量から脈拍を検出するセンサは照射
される光の指向範囲が広いため、センサを動脈上から離
れた位置に配置しても、その検出レベルよりは低いもの
の脈波を検出してしまうことになる。このため、両セン
サによる検出信号の差分を取った場合、体動波形を除去
することはできるが、脈波波形も差分によって信号レベ
ルが低くなってしまい、正確な脈波を検出することがで
きなくなってしまう。また、発行ダイオードからの光は
体表付近に存在する多数の毛細血管によっても吸光され
る。このため、異なる位置に配置されるセンサは異なる
毛細血管による吸光量の変化を検出していた。さらに、
体動によって、動脈の血流量が主として変化する場合、
毛細血管の血流量が主として変化する場合、動脈と毛細
血管の両血流量が変化する場合があり、両センサは体動
の変化を同一の波形として検出には無理がある。
【0009】そこで、本実施形態では、指向性が高い
(指向範囲が狭い)圧電素子を使用することで、脈動に
よる表皮の変化を第1の圧電センサでは捉え、第2の圧
電センサでは捉えないようにしている。そして、表皮に
伝わる体動については両センサが同様に捉えるようにし
ている。これにより、両センサの差分を取ることで、第
1の圧電センサで捉えた脈波成分を弱めることなく、体
動成分のみを除去(キャンセル)することができ、正確
な脈波を検出することが可能になる。第1の実施形態で
は、この脈波波形から、脈波に関する情報として脈拍数
を取得し、表示部に取得した脈拍数を表示する。また、
脈波に関する情報の取得処理として、脈波波形をA/D
変換してメモリに記憶し、表示部に波形を画像表示した
り、又は、パーソナルコンピュータや、医療用の診断装
置等の各種外部装置に出力する。
(指向範囲が狭い)圧電素子を使用することで、脈動に
よる表皮の変化を第1の圧電センサでは捉え、第2の圧
電センサでは捉えないようにしている。そして、表皮に
伝わる体動については両センサが同様に捉えるようにし
ている。これにより、両センサの差分を取ることで、第
1の圧電センサで捉えた脈波成分を弱めることなく、体
動成分のみを除去(キャンセル)することができ、正確
な脈波を検出することが可能になる。第1の実施形態で
は、この脈波波形から、脈波に関する情報として脈拍数
を取得し、表示部に取得した脈拍数を表示する。また、
脈波に関する情報の取得処理として、脈波波形をA/D
変換してメモリに記憶し、表示部に波形を画像表示した
り、又は、パーソナルコンピュータや、医療用の診断装
置等の各種外部装置に出力する。
【0010】(2)第1の実施形態の詳細 図1は、第1の実施形態の脈波検出装置の構成を表した
ものである。この図1(a)に示されるように、脈波検
出装置は、動脈上に配置される第1の圧電センサ10a
と、動脈上から離れた位置(第1の圧電センサ10aの
近傍で脈動による表皮変化がない位置)に配置される第
2の圧電センサ10bと、この第1及び第2の圧電セン
サ10a、10bの出力からノイズ成分を除去するフィ
ルタ部22a、22bと、その出力を増幅する増幅部2
4a、24bを備えている。第1の圧電センサ10aと
第2の圧電センサ10bとは、共に同一特性を持ったピ
エゾ型の圧電素子が使用される。また脈波検出装置は、
両増幅部24a、24bの出力が入力されて、両者の差
分から脈波波形を得る差動部30、差動部30による脈
波波形から脈波情報を取得する脈波情報取得部40、及
び、取得した脈波情報を出力する出力部50を備えてい
る。なお、図1では圧電センサ10a、10bについ
て、コンデンサC及び抵抗Rによる等価回路で表してい
る。
ものである。この図1(a)に示されるように、脈波検
出装置は、動脈上に配置される第1の圧電センサ10a
と、動脈上から離れた位置(第1の圧電センサ10aの
近傍で脈動による表皮変化がない位置)に配置される第
2の圧電センサ10bと、この第1及び第2の圧電セン
サ10a、10bの出力からノイズ成分を除去するフィ
ルタ部22a、22bと、その出力を増幅する増幅部2
4a、24bを備えている。第1の圧電センサ10aと
第2の圧電センサ10bとは、共に同一特性を持ったピ
エゾ型の圧電素子が使用される。また脈波検出装置は、
両増幅部24a、24bの出力が入力されて、両者の差
分から脈波波形を得る差動部30、差動部30による脈
波波形から脈波情報を取得する脈波情報取得部40、及
び、取得した脈波情報を出力する出力部50を備えてい
る。なお、図1では圧電センサ10a、10bについ
て、コンデンサC及び抵抗Rによる等価回路で表してい
る。
【0011】脈波情報取得部40は、差動部30で得ら
れた脈波波形から脈拍数を計数する脈拍計数部41を備
えている。この脈拍計数部41では、各脈波間の時間間
隔を所定回数(例えば、3回、5回、7回、10回等)
測定し、各回の測定時間の平均時間Tから1分間の脈拍
数Vを次の数式(1)に従って求めるようになってい
る。 V=60/T … (1) なお、脈波間の平均時間Tから脈拍数を求める場合に限
られず、例えば、所定時間t(例えば、10秒)内に存
在する脈波数wを検出し、次の数式(2)により1分間
の脈拍数Vを求めるようにしてもよい。 V=w×(60/t) … (2) 脈拍計数部41では、また、各脈波毎にパルス信号等の
脈波の存在を示す脈波信号を発生させるようになってお
り、求めた脈拍数と共に、出力部50に供給するように
なっている。
れた脈波波形から脈拍数を計数する脈拍計数部41を備
えている。この脈拍計数部41では、各脈波間の時間間
隔を所定回数(例えば、3回、5回、7回、10回等)
測定し、各回の測定時間の平均時間Tから1分間の脈拍
数Vを次の数式(1)に従って求めるようになってい
る。 V=60/T … (1) なお、脈波間の平均時間Tから脈拍数を求める場合に限
られず、例えば、所定時間t(例えば、10秒)内に存
在する脈波数wを検出し、次の数式(2)により1分間
の脈拍数Vを求めるようにしてもよい。 V=w×(60/t) … (2) 脈拍計数部41では、また、各脈波毎にパルス信号等の
脈波の存在を示す脈波信号を発生させるようになってお
り、求めた脈拍数と共に、出力部50に供給するように
なっている。
【0012】出力部50は表示部51を備えており、脈
拍計数部41から供給される脈拍数を表示するようにな
っている。表示部51は、液晶表示装置で構成すること
で脈拍数を画像表示し、又は、パネルに脈拍数を電光表
示するようにしてもよい。
拍計数部41から供給される脈拍数を表示するようにな
っている。表示部51は、液晶表示装置で構成すること
で脈拍数を画像表示し、又は、パネルに脈拍数を電光表
示するようにしてもよい。
【0013】図1(b)は、脈波検出装置における他の
回路構成を表したものである。この図1(b)にも示さ
れるように、(a)における増幅部24a、24b、と
差動部30に代えて差動増幅部31が使用されている。
そして、フィルタ部22a、22bの両出力が差動増幅
部31に供給され、差動増幅部31において両出力の差
分を取ると共に所定レベルの信号となるように増幅処理
がなされる。このように、図1(b)の構成によれば部
品点数が少なくて済み、脈波検出装置を小型化すること
が可能になる。
回路構成を表したものである。この図1(b)にも示さ
れるように、(a)における増幅部24a、24b、と
差動部30に代えて差動増幅部31が使用されている。
そして、フィルタ部22a、22bの両出力が差動増幅
部31に供給され、差動増幅部31において両出力の差
分を取ると共に所定レベルの信号となるように増幅処理
がなされる。このように、図1(b)の構成によれば部
品点数が少なくて済み、脈波検出装置を小型化すること
が可能になる。
【0014】図2は、本発明の実施形態において使用さ
れる圧電センサ10(第1及び第2の圧電センサ10
a、10bの総称)の断面構造を表したものである。こ
の図2に示されるように、圧電センサ10は、ピエゾ型
の圧電素子11が使用され、この圧電素子11の一方の
面にはアルミによる振動板12が配設され、この振動板
12の、圧電素子11の反対側の面にはフィルム状の絶
縁パッド13が配設されている。そして振動板12の外
周部には圧電素子11の厚さよりも厚いスペーサ14が
配置され、スペーサ14上には圧電素子11の他方側の
面と所定間隔をおいて支持板15が配設されている。圧
電素子11には、その電圧変化を取り出すための配線1
6が接続されている。このように構成された圧電センサ
10は、絶縁パッド13を体表面に当接配置すること
で、体表面の変動が振動板12を介して圧電素子11に
伝わり電圧変化として配線16から出力されるようにな
っている。
れる圧電センサ10(第1及び第2の圧電センサ10
a、10bの総称)の断面構造を表したものである。こ
の図2に示されるように、圧電センサ10は、ピエゾ型
の圧電素子11が使用され、この圧電素子11の一方の
面にはアルミによる振動板12が配設され、この振動板
12の、圧電素子11の反対側の面にはフィルム状の絶
縁パッド13が配設されている。そして振動板12の外
周部には圧電素子11の厚さよりも厚いスペーサ14が
配置され、スペーサ14上には圧電素子11の他方側の
面と所定間隔をおいて支持板15が配設されている。圧
電素子11には、その電圧変化を取り出すための配線1
6が接続されている。このように構成された圧電センサ
10は、絶縁パッド13を体表面に当接配置すること
で、体表面の変動が振動板12を介して圧電素子11に
伝わり電圧変化として配線16から出力されるようにな
っている。
【0015】図3は、このように構成された脈波検出装
置の各部における波形状態を表したものである。この図
3において、波形Aはとう骨動脈2上に配置された第1
の圧電センサ10aで検出され、増幅部24aで増幅さ
れた後の波形を表したものである。この波形Aに示され
るように、体動が存在しない場合にはこの第1の圧電セ
ンサ10aだけからも脈波A1を検出することが容易で
あるが、体動が存在すると、体動+脈動の両成分を含む
波形部分A2が発生してしまい、被験者が動いてる場合
には測定困難となる。一方波形Bは、第2の圧電センサ
10bで検出され、増幅部24bで増幅された後の波形
を表したものである。この波形Bに示されるように、第
2の圧電センサは、とう骨動脈2上からずれた位置に配
置されているので脈動による脈波は検出せず、体動によ
る波形B1のみを検出する。この両波形Aと波形Bとの
差分を差動部30で取ったものが波形Cである。この波
形Cに示されるように、体動によるノイズがほぼ取り除
かれており、周期的に繰り返される脈波波形Cが検出さ
れ、脈波情報取得部40に供給される。脈波情報取得部
40では、この脈波波形CにおけるピークI間の時間T
1〜Tnを検出して、その平均値Tを脈波数計数部41
で求め、求めた平均値Tから上記式(1)に従って、脈
拍数Vが求まる。
置の各部における波形状態を表したものである。この図
3において、波形Aはとう骨動脈2上に配置された第1
の圧電センサ10aで検出され、増幅部24aで増幅さ
れた後の波形を表したものである。この波形Aに示され
るように、体動が存在しない場合にはこの第1の圧電セ
ンサ10aだけからも脈波A1を検出することが容易で
あるが、体動が存在すると、体動+脈動の両成分を含む
波形部分A2が発生してしまい、被験者が動いてる場合
には測定困難となる。一方波形Bは、第2の圧電センサ
10bで検出され、増幅部24bで増幅された後の波形
を表したものである。この波形Bに示されるように、第
2の圧電センサは、とう骨動脈2上からずれた位置に配
置されているので脈動による脈波は検出せず、体動によ
る波形B1のみを検出する。この両波形Aと波形Bとの
差分を差動部30で取ったものが波形Cである。この波
形Cに示されるように、体動によるノイズがほぼ取り除
かれており、周期的に繰り返される脈波波形Cが検出さ
れ、脈波情報取得部40に供給される。脈波情報取得部
40では、この脈波波形CにおけるピークI間の時間T
1〜Tnを検出して、その平均値Tを脈波数計数部41
で求め、求めた平均値Tから上記式(1)に従って、脈
拍数Vが求まる。
【0016】図4は、時計に組み込んだ脈波検出装置を
表したものである。この図4に示されるように脈波検出
装置(時計)60は、時計本体61と、ベルト62を備
えており、第1及び第2の圧電センサ10a、10bを
同一部品内にパッケージしたセンサ19がベルト62の
内側に取り付けられている。時計60は、一般の時計と
同様に、時計本体61を手の甲側にして左(又は右)手
首に取り付けるようになっている。その際、センサ19
の位置は、(b)に示されるように、とう骨動脈上に位
置するようにセンサ19をベルト62の長さ方向に移動
して位置調整できるようになっている。センサ19に
は、(c)に示されるように、とう骨動脈2上に第1の
圧電センサ10aが位置するように配置され、とう骨動
脈2上からずれた位置に位置するように第2の圧電セン
サ10bが配置されている。
表したものである。この図4に示されるように脈波検出
装置(時計)60は、時計本体61と、ベルト62を備
えており、第1及び第2の圧電センサ10a、10bを
同一部品内にパッケージしたセンサ19がベルト62の
内側に取り付けられている。時計60は、一般の時計と
同様に、時計本体61を手の甲側にして左(又は右)手
首に取り付けるようになっている。その際、センサ19
の位置は、(b)に示されるように、とう骨動脈上に位
置するようにセンサ19をベルト62の長さ方向に移動
して位置調整できるようになっている。センサ19に
は、(c)に示されるように、とう骨動脈2上に第1の
圧電センサ10aが位置するように配置され、とう骨動
脈2上からずれた位置に位置するように第2の圧電セン
サ10bが配置されている。
【0017】時計本体61には、時計のムーブメント等
の駆動部の他、フィルタ部22a、22b、増幅部24
a、24b、差動部30、脈波情報取得部40、表示部
51が配置されている。センサ19と、時計本体61の
フィルタ部22a、22bとは、ベルト62内に組み込
まれた図示しない配線によって接続されている。時計本
体61の表示面(文字盤)は、時計としての時刻(や
日、曜日等)が表示される時計表示部63と、脈拍数V
が表示される脈拍数表示部64および脈拍表示部65か
らなる表示部51とを備えている。脈拍計数部41は、
差動部30から供給される脈波波形Cから脈拍数Vを求
めると共に、脈波波形CのピークIを検出する毎にパル
ス信号を表示部51に供給するようになっている。そし
て、表示部51では、脈拍数Vを脈拍数表示部64にデ
ジタル表示すると共に、供給されるパルス信号に応じて
脈拍表示部65を緑色点滅するようになっている。脈拍
数表示部64の脈拍数及び、脈拍表示部65の点滅を見
ることで、ユーザは自分の脈波を視覚的に認識すること
ができる。なお、脈拍表示部65の点滅色を脈数に応じ
て変えるようにしてもよい。例えば、69以下を黄色点
滅、脈拍数が70〜90の間は青色点滅、91〜110
の間を緑色点滅、111〜130の間を橙色点滅、13
1以上を赤色点滅とする。このように、脈拍数に応じて
脈拍表示部65の点滅色が変化するので、現在の脈拍の
状態を容易に区別することができる。
の駆動部の他、フィルタ部22a、22b、増幅部24
a、24b、差動部30、脈波情報取得部40、表示部
51が配置されている。センサ19と、時計本体61の
フィルタ部22a、22bとは、ベルト62内に組み込
まれた図示しない配線によって接続されている。時計本
体61の表示面(文字盤)は、時計としての時刻(や
日、曜日等)が表示される時計表示部63と、脈拍数V
が表示される脈拍数表示部64および脈拍表示部65か
らなる表示部51とを備えている。脈拍計数部41は、
差動部30から供給される脈波波形Cから脈拍数Vを求
めると共に、脈波波形CのピークIを検出する毎にパル
ス信号を表示部51に供給するようになっている。そし
て、表示部51では、脈拍数Vを脈拍数表示部64にデ
ジタル表示すると共に、供給されるパルス信号に応じて
脈拍表示部65を緑色点滅するようになっている。脈拍
数表示部64の脈拍数及び、脈拍表示部65の点滅を見
ることで、ユーザは自分の脈波を視覚的に認識すること
ができる。なお、脈拍表示部65の点滅色を脈数に応じ
て変えるようにしてもよい。例えば、69以下を黄色点
滅、脈拍数が70〜90の間は青色点滅、91〜110
の間を緑色点滅、111〜130の間を橙色点滅、13
1以上を赤色点滅とする。このように、脈拍数に応じて
脈拍表示部65の点滅色が変化するので、現在の脈拍の
状態を容易に区別することができる。
【0018】以上説明したように、第1の実施形態によ
れば、指向性が高い圧電センサ10を2つ使用し、第1
の圧電センサ10aを動脈2上に配置することで(脈動
+体動)波形Aを検出し、第2の圧電センサ10bを動
脈2からずらして配置することで第1の圧電センサによ
る体動とほぼ同レベルの体動波形Bを検出し、両検出信
号の差分から脈波波形C(=(脈動+体動)波形A−体
動波形B)を得るようにした。これにより、検出した脈
波波形Cは、体動成分がほぼキャンセルされると共に、
第1の圧電センサ10aに含まれる脈波成分A1はその
まま残るので、より正確に脈波を検出することが可能に
なった。このように第1の実施形態によれば、体動によ
るノイズを受けることなく、簡単な構成により脈波(脈
拍)を検出することができるので、日常的な生活を営み
ながらでも継続的に脈波を検出することができる。
れば、指向性が高い圧電センサ10を2つ使用し、第1
の圧電センサ10aを動脈2上に配置することで(脈動
+体動)波形Aを検出し、第2の圧電センサ10bを動
脈2からずらして配置することで第1の圧電センサによ
る体動とほぼ同レベルの体動波形Bを検出し、両検出信
号の差分から脈波波形C(=(脈動+体動)波形A−体
動波形B)を得るようにした。これにより、検出した脈
波波形Cは、体動成分がほぼキャンセルされると共に、
第1の圧電センサ10aに含まれる脈波成分A1はその
まま残るので、より正確に脈波を検出することが可能に
なった。このように第1の実施形態によれば、体動によ
るノイズを受けることなく、簡単な構成により脈波(脈
拍)を検出することができるので、日常的な生活を営み
ながらでも継続的に脈波を検出することができる。
【0019】次に第2の実施形態について説明する。第
1の実施形態では、第1の圧電センサ10aと第2の圧
電センサ10bによる検出信号をフィルタ処理、増幅処
理をした後に両者の差分信号から脈波を取得するように
した。この実施形態によれば、歩行や体の移動程度の体
動は十分に除去して正確な脈波を取得することが可能で
ある。しかし、運動等による比較的激しい体動の検出信
号は脈波波形に比べてかなり高レベルになるため、増幅
器の能力をオーバーしてしまい、両圧電センサ10aと
10bの差分をとっても体動成分を十分に除去できない
場合がある。そこで、この第2の実施形態では、第1の
圧電センサ10aと第2の圧電センサ10bに発生する
電荷レベルで予め体動成分をキャンセルするようにした
ものである。
1の実施形態では、第1の圧電センサ10aと第2の圧
電センサ10bによる検出信号をフィルタ処理、増幅処
理をした後に両者の差分信号から脈波を取得するように
した。この実施形態によれば、歩行や体の移動程度の体
動は十分に除去して正確な脈波を取得することが可能で
ある。しかし、運動等による比較的激しい体動の検出信
号は脈波波形に比べてかなり高レベルになるため、増幅
器の能力をオーバーしてしまい、両圧電センサ10aと
10bの差分をとっても体動成分を十分に除去できない
場合がある。そこで、この第2の実施形態では、第1の
圧電センサ10aと第2の圧電センサ10bに発生する
電荷レベルで予め体動成分をキャンセルするようにした
ものである。
【0020】図5は、第2の実施形態における圧電セン
サ同士の接続状態を表したものである。圧電センサ10
の圧電素子11は、圧力を受けた場合に電荷を発生し、
一方の面側がプラス極になり、他方の面側がマイナス極
となる。第2の実施形態では、図5(a)〜(d)に示
すように、両圧電センサ10aと10bとを直列接続す
る。その際、一方の同一極同士(プラス極同士、又はマ
イナス極同士)を接続し、他方の同一極をそれぞれセン
サ19の出力端子に接続する。これにより、センサ19
からは、体動成分(ノイズ)を除去された検出信号が出
力される。具体的には、図5(a)に示す例では、第1
の圧電センサ10aの圧力を受けてプラス極になる面
(以下、プラス極面という)を体表面に対向させ、第2
の圧電センサ10bの圧力を受けてマイナス極になる面
(以下、マイナス極面という)を体表面に対向させる。
そして、第1の圧電センサ10aのプラス極面をセンサ
19の一方の出力端子に接続し、第1の圧電センサ10
aのマイナス極面と第2の圧電センサ10bのマイナス
極面とを接続し、第2の圧電センサ10bのプラス極面
をセンサ19の他方の出力端子に接続する。
サ同士の接続状態を表したものである。圧電センサ10
の圧電素子11は、圧力を受けた場合に電荷を発生し、
一方の面側がプラス極になり、他方の面側がマイナス極
となる。第2の実施形態では、図5(a)〜(d)に示
すように、両圧電センサ10aと10bとを直列接続す
る。その際、一方の同一極同士(プラス極同士、又はマ
イナス極同士)を接続し、他方の同一極をそれぞれセン
サ19の出力端子に接続する。これにより、センサ19
からは、体動成分(ノイズ)を除去された検出信号が出
力される。具体的には、図5(a)に示す例では、第1
の圧電センサ10aの圧力を受けてプラス極になる面
(以下、プラス極面という)を体表面に対向させ、第2
の圧電センサ10bの圧力を受けてマイナス極になる面
(以下、マイナス極面という)を体表面に対向させる。
そして、第1の圧電センサ10aのプラス極面をセンサ
19の一方の出力端子に接続し、第1の圧電センサ10
aのマイナス極面と第2の圧電センサ10bのマイナス
極面とを接続し、第2の圧電センサ10bのプラス極面
をセンサ19の他方の出力端子に接続する。
【0021】図5(b)は、他の接続方法を示したもの
で、第1の圧電センサ10a、第2の圧電センサ10b
共にマイナス極面を体表面に対向させ、両マイナス極面
同士を接続する。そして、両プラス極面を、それぞれセ
ンサ19の両出力端子に接続する。
で、第1の圧電センサ10a、第2の圧電センサ10b
共にマイナス極面を体表面に対向させ、両マイナス極面
同士を接続する。そして、両プラス極面を、それぞれセ
ンサ19の両出力端子に接続する。
【0022】図5(c)、(d)は、更に他の接続方法
を示したもので、(a)、(b)ではマイナス極面同士
を接続しプラス極面をセンサ19の出力端子に接続した
のに対し、(c)、(d)では逆に、プラス極面同士を
接続し、マイナス極面をセンサ19の出力端子に接続す
るようにしたものである。具体的には図5(c)に示さ
れるように、第1の圧電センサ10aのマイナス極面を
体表面に対向させ、第2の圧電センサ10bのプラス極
面を体表面に対向させる。そして、第1の圧電センサ1
0aのマイナス極面をセンサ19の一方の出力端子に接
続し、第1の圧電センサ10aのプラス極面と第2の圧
電センサ10bのプラス極面とを接続し、第2の圧電セ
ンサ10bのマイナス極面をセンサ19の他方の出力端
子に接続する。また、図5(d)に示されるように、第
1の圧電センサ10a、第2の圧電センサ10b共にプ
ラス極面を体表面に対向させ、両プラス極面同士を接続
する。そして、両マイナス極面をそれぞれセンサ19の
両出力端子に接続する。
を示したもので、(a)、(b)ではマイナス極面同士
を接続しプラス極面をセンサ19の出力端子に接続した
のに対し、(c)、(d)では逆に、プラス極面同士を
接続し、マイナス極面をセンサ19の出力端子に接続す
るようにしたものである。具体的には図5(c)に示さ
れるように、第1の圧電センサ10aのマイナス極面を
体表面に対向させ、第2の圧電センサ10bのプラス極
面を体表面に対向させる。そして、第1の圧電センサ1
0aのマイナス極面をセンサ19の一方の出力端子に接
続し、第1の圧電センサ10aのプラス極面と第2の圧
電センサ10bのプラス極面とを接続し、第2の圧電セ
ンサ10bのマイナス極面をセンサ19の他方の出力端
子に接続する。また、図5(d)に示されるように、第
1の圧電センサ10a、第2の圧電センサ10b共にプ
ラス極面を体表面に対向させ、両プラス極面同士を接続
する。そして、両マイナス極面をそれぞれセンサ19の
両出力端子に接続する。
【0023】図6は、第2の実施形態によるセンサ19
を使用した脈波検出装置の構成を表したものである。な
お、センサ19部分は等価回路で表示している。この図
6に示すように、本実施形態の脈波検出装置では、同極
面同士が接続された2つの圧電センサ10a、10bを
有するセンサ19と、フィルタ部22と、増幅部24
と、脈波情報取得部40と、出力部50とを有してい
る。この脈波検出装置においても、図4に示すように、
時計に組み込むことが可能であり、脈波取得部40及び
出力部50は第1の実施形態と同様に機能する。
を使用した脈波検出装置の構成を表したものである。な
お、センサ19部分は等価回路で表示している。この図
6に示すように、本実施形態の脈波検出装置では、同極
面同士が接続された2つの圧電センサ10a、10bを
有するセンサ19と、フィルタ部22と、増幅部24
と、脈波情報取得部40と、出力部50とを有してい
る。この脈波検出装置においても、図4に示すように、
時計に組み込むことが可能であり、脈波取得部40及び
出力部50は第1の実施形態と同様に機能する。
【0024】本実施形態によれば、第1の圧電センサ1
0aと第2の圧電センサ10bを直列に接続すること
で、センサ19からは図3の脈波Cに相当する(フィル
タ処理、増幅処理前の)波形を得ることができる。すな
わち、センサ19内において体動成分(ノイズ)が除去
されているため、差動部30が不要であると共に、その
出力信号を処理するフィルタ部22と増幅部24が1系
統でよいため、回路構成を簡略化することが可能であ
る。また、両圧電センサ10a、10bが検出する体動
信号(ノイズ)同士をセンサレベルで除去しているた
め、センサ19からは脈波信号と同レベルの信号を出力
させることができる。従って、回路(フィルタ部22、
増幅部24)のダイナミックレンジを脈波信号に合わせ
て有効に使用することができる。
0aと第2の圧電センサ10bを直列に接続すること
で、センサ19からは図3の脈波Cに相当する(フィル
タ処理、増幅処理前の)波形を得ることができる。すな
わち、センサ19内において体動成分(ノイズ)が除去
されているため、差動部30が不要であると共に、その
出力信号を処理するフィルタ部22と増幅部24が1系
統でよいため、回路構成を簡略化することが可能であ
る。また、両圧電センサ10a、10bが検出する体動
信号(ノイズ)同士をセンサレベルで除去しているた
め、センサ19からは脈波信号と同レベルの信号を出力
させることができる。従って、回路(フィルタ部22、
増幅部24)のダイナミックレンジを脈波信号に合わせ
て有効に使用することができる。
【0025】次に第3の実施形態について説明する。こ
の第3の実施形態では、第2の圧電センサ10bでも体
動及び脈動を検出するが、体動と脈動の内の一方につい
ては第1圧電センサ10aの検出波形と同相の波形とし
て検出し、他方については第1の圧電センサ10aと逆
相の波形として検出する。これにより、脈動を逆相で検
出する場合には両信号の差を取り、体動を逆相で検出す
る場合には両信号の和を取ることで、体動成分を除去す
ると共に、脈動による信号レベルを高めることができ
る。すなわち、検出する脈波信号のS/N比を高くする
ことが可能になる。
の第3の実施形態では、第2の圧電センサ10bでも体
動及び脈動を検出するが、体動と脈動の内の一方につい
ては第1圧電センサ10aの検出波形と同相の波形とし
て検出し、他方については第1の圧電センサ10aと逆
相の波形として検出する。これにより、脈動を逆相で検
出する場合には両信号の差を取り、体動を逆相で検出す
る場合には両信号の和を取ることで、体動成分を除去す
ると共に、脈動による信号レベルを高めることができ
る。すなわち、検出する脈波信号のS/N比を高くする
ことが可能になる。
【0026】図7は第3の実施形態における両圧電セン
サ10a、10bの配置関係(a)、及び逆相の脈波を
検出する原理(b)を表したものである。この図7
(a)に示されるように、第1の圧電センサ10aがと
う骨動脈2上に配置され、第2の圧電センサ10bの端
部がとう骨動脈2上に配置されるように、センサ19の
取り付け位置を調整する。すなわち、図4(c)に示し
た第1の実施形態におけるセンサ19よりも、とう骨動
脈2に対する傾きの角度が小さくなるように、ベルト6
2に取り付ける。
サ10a、10bの配置関係(a)、及び逆相の脈波を
検出する原理(b)を表したものである。この図7
(a)に示されるように、第1の圧電センサ10aがと
う骨動脈2上に配置され、第2の圧電センサ10bの端
部がとう骨動脈2上に配置されるように、センサ19の
取り付け位置を調整する。すなわち、図4(c)に示し
た第1の実施形態におけるセンサ19よりも、とう骨動
脈2に対する傾きの角度が小さくなるように、ベルト6
2に取り付ける。
【0027】図7(b)に示すように、とう骨動脈2が
脈動すると、その上部の体表面では矢印Pで示されるよ
うに盛り上がり、その反動でとう骨動脈2の両脇では矢
印Qで示されるように窪むことになる。この盛り上がる
部分に配置された第1の圧電センサ10aが圧力を受け
て検出する脈波の波形に対して、窪み部分に配置された
第2の圧電センサ10bは張力を受けて逆相の波形を検
出する。一方、体動による表皮の動きは、第1及び第2
の圧電センサ10a、10bの両位置によって区別はな
く、ほぼ同一の動きをする。このため、体動に対して両
圧電センサ10a、10bは同相の波形を検出すること
になる。
脈動すると、その上部の体表面では矢印Pで示されるよ
うに盛り上がり、その反動でとう骨動脈2の両脇では矢
印Qで示されるように窪むことになる。この盛り上がる
部分に配置された第1の圧電センサ10aが圧力を受け
て検出する脈波の波形に対して、窪み部分に配置された
第2の圧電センサ10bは張力を受けて逆相の波形を検
出する。一方、体動による表皮の動きは、第1及び第2
の圧電センサ10a、10bの両位置によって区別はな
く、ほぼ同一の動きをする。このため、体動に対して両
圧電センサ10a、10bは同相の波形を検出すること
になる。
【0028】図8は、両圧電センサ10a、10bの脈
動に対する出力波形を表したものである。この図8に示
されるように、第1の圧電センサ10aによる検出波形
が波形Aで、第2の圧電センサ10bによる検出波形が
波形Bである。この図に示されるように、波形A中の脈
波波形A2に対して、第2の圧電センサ10bでは逆相
の脈波波形B2が検出される。この波形Bから波形Aを
減算したものが波形Cである。この波形Cに示されるよ
うに、互いに逆相に検出される脈波波形A2とB2を減
算することで、より高レベルの脈波信号Iを得ることが
でき、S/N比を高くすることが可能になる。
動に対する出力波形を表したものである。この図8に示
されるように、第1の圧電センサ10aによる検出波形
が波形Aで、第2の圧電センサ10bによる検出波形が
波形Bである。この図に示されるように、波形A中の脈
波波形A2に対して、第2の圧電センサ10bでは逆相
の脈波波形B2が検出される。この波形Bから波形Aを
減算したものが波形Cである。この波形Cに示されるよ
うに、互いに逆相に検出される脈波波形A2とB2を減
算することで、より高レベルの脈波信号Iを得ることが
でき、S/N比を高くすることが可能になる。
【0029】なお、第3の実施形態におけるセンサ19
以外の部分の構成については、図1(a)、(b)、又
は図6に示したいずれかの回路構成とすることが可能で
ある。この場合、両圧電センサ10a、10bの接続
を、図5(a)〜(d)のいずれかの接続とすることで
体動成分を除去することができる。一方、両圧電センサ
10a、10bで検出される脈動については、圧電セン
サ10bで体動成分と脈波成分が逆相で検出されるの
で、図5(a)〜(d)の接続とすることで両脈波成分
が加算され、高出力レベルで取り出すことができる。
以外の部分の構成については、図1(a)、(b)、又
は図6に示したいずれかの回路構成とすることが可能で
ある。この場合、両圧電センサ10a、10bの接続
を、図5(a)〜(d)のいずれかの接続とすることで
体動成分を除去することができる。一方、両圧電センサ
10a、10bで検出される脈動については、圧電セン
サ10bで体動成分と脈波成分が逆相で検出されるの
で、図5(a)〜(d)の接続とすることで両脈波成分
が加算され、高出力レベルで取り出すことができる。
【0030】次に第4の実施形態について説明する。第
1から第3の実施形態によれば、指向性の高い圧電セン
サを2つ使用することで極めて近似した体動波形を得る
ことができ、その結果、体動成分を除去することが可能
になったが、両圧電センサは異なる皮膚面に当接される
ため実際には異なる体動を検出していることになる。こ
のため、腕全体を振ったり、手首5を前後に振るような
動きによる体動に対しては、体動成分を十分に除去する
ことが可能であるが、手首5を左右に振ったり、より複
雑な動きがなされた場合には、必ずしも同一形状の体動
波形を検出できない場合がある。そこで、本実施形態で
は、特性が同じ両圧電センサ10a、10bを上下二段
に重ね、とう骨動脈上の体表に当接した第1の圧電セン
サ10aに伝わる体動と同一の動きを上側に重ねた第2
の圧電センサ10bに伝える一方、脈動については第1
の圧電センサ10aにのみ伝わるような構造としたもの
である。
1から第3の実施形態によれば、指向性の高い圧電セン
サを2つ使用することで極めて近似した体動波形を得る
ことができ、その結果、体動成分を除去することが可能
になったが、両圧電センサは異なる皮膚面に当接される
ため実際には異なる体動を検出していることになる。こ
のため、腕全体を振ったり、手首5を前後に振るような
動きによる体動に対しては、体動成分を十分に除去する
ことが可能であるが、手首5を左右に振ったり、より複
雑な動きがなされた場合には、必ずしも同一形状の体動
波形を検出できない場合がある。そこで、本実施形態で
は、特性が同じ両圧電センサ10a、10bを上下二段
に重ね、とう骨動脈上の体表に当接した第1の圧電セン
サ10aに伝わる体動と同一の動きを上側に重ねた第2
の圧電センサ10bに伝える一方、脈動については第1
の圧電センサ10aにのみ伝わるような構造としたもの
である。
【0031】図9は第4の実施形態におけるセンサ19
の構造を表したものである。この図9(a)に示される
ように、センサ19は、第1の圧電センサ10aがとう
骨動脈上に対向配置され、その上に第2の圧電センサ1
0bが重ねて配置される。両圧電センサ10a、10b
の構造は図2と同一である。そして、両圧電センサ10
a、10bは、固定部材70により支持板15aと支持
板15bとが連接されると共に、伝達部材80により絶
縁パッド13a、13bを介して振動板12aと振動板
12bとが連設される。この固定部材70は、伝達機構
として機能する。
の構造を表したものである。この図9(a)に示される
ように、センサ19は、第1の圧電センサ10aがとう
骨動脈上に対向配置され、その上に第2の圧電センサ1
0bが重ねて配置される。両圧電センサ10a、10b
の構造は図2と同一である。そして、両圧電センサ10
a、10bは、固定部材70により支持板15aと支持
板15bとが連接されると共に、伝達部材80により絶
縁パッド13a、13bを介して振動板12aと振動板
12bとが連設される。この固定部材70は、伝達機構
として機能する。
【0032】固定部材70は、支持板15bに固定され
る固定板71と、支持板15aに固定される固定板72
と、両固定板71、72を連設する複数の固定柱73か
ら構成されている。伝達部材80は、絶縁パッド13b
に取り付けられる伝達板81と、絶縁パッド13aに取
り付けられて動脈上の体表面に当接される伝達板82
と、複数の伝達柱83から構成されている。この伝達板
81と伝達柱83が体動伝達部材として機能し、伝達板
82が体動伝達板として機能する。
る固定板71と、支持板15aに固定される固定板72
と、両固定板71、72を連設する複数の固定柱73か
ら構成されている。伝達部材80は、絶縁パッド13b
に取り付けられる伝達板81と、絶縁パッド13aに取
り付けられて動脈上の体表面に当接される伝達板82
と、複数の伝達柱83から構成されている。この伝達板
81と伝達柱83が体動伝達部材として機能し、伝達板
82が体動伝達板として機能する。
【0033】伝達部材80は、図9(a)に示されるよ
うに、固定部材70よりも外側に張り出るように大きく
形成されている。そして、伝達板81の周縁部には、各
固定柱73に対応する位置に図示しない切欠部(又は
孔、以下両者を含めて単に切欠部という)が複数形成さ
れており、この切欠部に各固定柱73が非接触状態で挿
通されるようになっている。伝達板82の中心部には、
動脈に沿った方向に所定幅のスリット部84が伝達板8
2を2分割するように形成されている。そして、このス
リット部84には脈動のみを第1の圧電センサ10aに
伝えるために板状の可撓性部材85(脈動伝達手段)が
配設されている。この可撓性部材85としては、皮膚に
接触することからシリコンが使用されるが、生ゴム、合
成ゴム等のゴムやその他の各種可撓性材料が使用され
る。可撓性部材85は、板状の両側面がスリット部84
を形成する伝達板82の端面に接着されることで固定さ
れている。
うに、固定部材70よりも外側に張り出るように大きく
形成されている。そして、伝達板81の周縁部には、各
固定柱73に対応する位置に図示しない切欠部(又は
孔、以下両者を含めて単に切欠部という)が複数形成さ
れており、この切欠部に各固定柱73が非接触状態で挿
通されるようになっている。伝達板82の中心部には、
動脈に沿った方向に所定幅のスリット部84が伝達板8
2を2分割するように形成されている。そして、このス
リット部84には脈動のみを第1の圧電センサ10aに
伝えるために板状の可撓性部材85(脈動伝達手段)が
配設されている。この可撓性部材85としては、皮膚に
接触することからシリコンが使用されるが、生ゴム、合
成ゴム等のゴムやその他の各種可撓性材料が使用され
る。可撓性部材85は、板状の両側面がスリット部84
を形成する伝達板82の端面に接着されることで固定さ
れている。
【0034】なお、第4の実施形態におけるセンサ19
以外の部分の構成については、図1(a)、(b)、又
は図6に示したいずれかの回路構成とすることが可能で
ありる。図6の回路構成とする場合には、図5(a)〜
(d)のいずれの接続としてもよい。
以外の部分の構成については、図1(a)、(b)、又
は図6に示したいずれかの回路構成とすることが可能で
ありる。図6の回路構成とする場合には、図5(a)〜
(d)のいずれの接続としてもよい。
【0035】次に、このように構成された第4の実施形
態におけるセンサ19の動作に付いて図9(b)を参照
しながら説明する。図9(b)に示されるように、とう
骨動脈2による脈動pについては、とう骨動脈2に沿っ
て配置された可撓性部材85に伝わり、第1の圧電セン
サ10aにのみ伝達される。これに対して、体動qは、
伝達板82から第1の圧電センサ10aに伝達されると
共に、伝達板82、伝達柱83及び伝達板81を伝わっ
て第2の圧電センサ10bにも伝達される。また、ベル
ト62から伝わる体動や、ベルト62の外側から押され
た場合の押圧力等の外力r(これも体動の範疇に含まれ
る。)についても同様に、固定板71から第2の圧電セ
ンサ10bに伝達されると共に、固定板71、固定柱7
3及び固定板72を伝わって第1の圧電センサ10aに
も伝達される。
態におけるセンサ19の動作に付いて図9(b)を参照
しながら説明する。図9(b)に示されるように、とう
骨動脈2による脈動pについては、とう骨動脈2に沿っ
て配置された可撓性部材85に伝わり、第1の圧電セン
サ10aにのみ伝達される。これに対して、体動qは、
伝達板82から第1の圧電センサ10aに伝達されると
共に、伝達板82、伝達柱83及び伝達板81を伝わっ
て第2の圧電センサ10bにも伝達される。また、ベル
ト62から伝わる体動や、ベルト62の外側から押され
た場合の押圧力等の外力r(これも体動の範疇に含まれ
る。)についても同様に、固定板71から第2の圧電セ
ンサ10bに伝達されると共に、固定板71、固定柱7
3及び固定板72を伝わって第1の圧電センサ10aに
も伝達される。
【0036】このように、第4の実施形態によれば、第
1及び第2の圧電センサ10a、10bを上下二段に重
ね、固定部材70と伝達部材80により、体動qや外力
rについては両圧電センサ10a、10bに伝達し、脈
動pについては可撓性部材84により第1の圧電センサ
10aにのみ伝達するようにした。このため本実施形態
によれば、第1及び第2の圧電センサ10aと10bと
で同一の体動を検出することができるので、体動の除去
精度をあげることができ、その結果、より正確な脈波を
検出することができる。
1及び第2の圧電センサ10a、10bを上下二段に重
ね、固定部材70と伝達部材80により、体動qや外力
rについては両圧電センサ10a、10bに伝達し、脈
動pについては可撓性部材84により第1の圧電センサ
10aにのみ伝達するようにした。このため本実施形態
によれば、第1及び第2の圧電センサ10aと10bと
で同一の体動を検出することができるので、体動の除去
精度をあげることができ、その結果、より正確な脈波を
検出することができる。
【0037】図10は、第4の実施形態におけるセンサ
19の他の構造を表したものである。なお、図9に示し
たセンサ19と同一部分には同一の符号を付してその説
明を適宜省略し、異なる部分を中心に説明する。この図
10に示したセンサ19では、固定部材70が、伝達部
材80よりも外側に張り出るように大きく形成されてい
る。そして、固定板72の周縁部には、各伝達柱83に
対応する位置に切欠部(図示しない)が複数形成されて
おり、この切欠部に各伝達柱83が非接触状態で挿通さ
れるようになっている。このような構造とすることで、
伝達板82の体表と接する面積を小さくすることがで
き、体動を検出する範囲を小さくすることができる。
19の他の構造を表したものである。なお、図9に示し
たセンサ19と同一部分には同一の符号を付してその説
明を適宜省略し、異なる部分を中心に説明する。この図
10に示したセンサ19では、固定部材70が、伝達部
材80よりも外側に張り出るように大きく形成されてい
る。そして、固定板72の周縁部には、各伝達柱83に
対応する位置に切欠部(図示しない)が複数形成されて
おり、この切欠部に各伝達柱83が非接触状態で挿通さ
れるようになっている。このような構造とすることで、
伝達板82の体表と接する面積を小さくすることがで
き、体動を検出する範囲を小さくすることができる。
【0038】なお、固定部材70と伝達部材80とを同
一のサイズに形成するようにしてもよい。この場合、各
固定柱73の配置位置と各伝達柱83の配置位置が重な
らないように位相をずらして配設する。そして、伝達板
81の周縁部に各固定柱73に対応する位置に切欠部を
複数形成して固定柱73を非接触状態で挿通すると共
に、固定板72の周縁部にも各伝達柱83に対応する位
置に切欠部を複数形成して各伝達柱83を非接触状態で
挿通する。このように固定部材70と伝達部材80とを
同一サイズにすることでセンサ19を小型化することが
できる。
一のサイズに形成するようにしてもよい。この場合、各
固定柱73の配置位置と各伝達柱83の配置位置が重な
らないように位相をずらして配設する。そして、伝達板
81の周縁部に各固定柱73に対応する位置に切欠部を
複数形成して固定柱73を非接触状態で挿通すると共
に、固定板72の周縁部にも各伝達柱83に対応する位
置に切欠部を複数形成して各伝達柱83を非接触状態で
挿通する。このように固定部材70と伝達部材80とを
同一サイズにすることでセンサ19を小型化することが
できる。
【0039】また、図10に示したセンサ19では、ス
リット部84(脈動伝達手段)に可撓性部材85を配置
せず、空間部を形成するようにしている。これにより、
動脈上の体表面はスリット部84に入り込み、絶縁パッ
ド13に直接接触するようになっている。そのため、ス
リット部84の幅は、図9に示したスリット部よりも広
く形成されている。
リット部84(脈動伝達手段)に可撓性部材85を配置
せず、空間部を形成するようにしている。これにより、
動脈上の体表面はスリット部84に入り込み、絶縁パッ
ド13に直接接触するようになっている。そのため、ス
リット部84の幅は、図9に示したスリット部よりも広
く形成されている。
【0040】図11は、第4の実施形態におけるセンサ
19の更に他の構造を表したものである。この図11に
示されるように、第1及び第2の圧電センサ10a、1
0bの支持板15a、15bを少し大きくして、固定板
71、72を兼ねるようになっており、両支持板15
a、15bが複数の固定柱73によって連設されてい
る。そして、第1及び第2の圧電センサ10a、10b
の振動板12a、12bには、直接伝達板82、81が
取り付けられており、絶縁パッド13a、13bは使用
されていない。このため、少なくとも皮膚と当接する側
の伝達板82は、アクリル板等の絶縁材料が使用され
る。また、伝達板82のスリット部84には絶縁性のあ
る可撓性部材85が配設される。この図11に示したセ
ンサ19によれば、部材点数を減らすことができるた
め、製造時間を短くし、製造単価を安く押さえることが
できる。また、センサ19全体を薄くすることができ
る。
19の更に他の構造を表したものである。この図11に
示されるように、第1及び第2の圧電センサ10a、1
0bの支持板15a、15bを少し大きくして、固定板
71、72を兼ねるようになっており、両支持板15
a、15bが複数の固定柱73によって連設されてい
る。そして、第1及び第2の圧電センサ10a、10b
の振動板12a、12bには、直接伝達板82、81が
取り付けられており、絶縁パッド13a、13bは使用
されていない。このため、少なくとも皮膚と当接する側
の伝達板82は、アクリル板等の絶縁材料が使用され
る。また、伝達板82のスリット部84には絶縁性のあ
る可撓性部材85が配設される。この図11に示したセ
ンサ19によれば、部材点数を減らすことができるた
め、製造時間を短くし、製造単価を安く押さえることが
できる。また、センサ19全体を薄くすることができ
る。
【0041】なお、図11に示したセンサ19の更に他
の構造として、振動板12a、12bを少し大きくし
て、伝達板82、81を兼ねるようにしてもよい。この
場合、皮膚と接触する振動板12aの中央部に、振動板
12aを2分割するように、動脈に沿ったスリット部を
図9の伝達板82と同様に設け、かつ可撓性部材85を
配設する。そして、振動板12aには、フィルム状の絶
縁パッド13aが取り付けられる。絶縁パッド13a
は、振動板12aの部分のみに付けてもよいが、可撓性
部材85の部分も含めて皮膚と接触する面全体に取り付
けることで取り付け工数を減らすことができる。
の構造として、振動板12a、12bを少し大きくし
て、伝達板82、81を兼ねるようにしてもよい。この
場合、皮膚と接触する振動板12aの中央部に、振動板
12aを2分割するように、動脈に沿ったスリット部を
図9の伝達板82と同様に設け、かつ可撓性部材85を
配設する。そして、振動板12aには、フィルム状の絶
縁パッド13aが取り付けられる。絶縁パッド13a
は、振動板12aの部分のみに付けてもよいが、可撓性
部材85の部分も含めて皮膚と接触する面全体に取り付
けることで取り付け工数を減らすことができる。
【0042】(3)変形例 各請求項に記載した発明は、説明した各実施形態に限定
されるものではなく、各請求項に記載された範囲におい
て、次に説明するように各種の変形例を採用することが
可能である。なお、以下に説明する各変形例では、各実
施形態に説明された構成と同一構成部分については説明
を省略し、変形部分を中心に説明する。
されるものではなく、各請求項に記載された範囲におい
て、次に説明するように各種の変形例を採用することが
可能である。なお、以下に説明する各変形例では、各実
施形態に説明された構成と同一構成部分については説明
を省略し、変形部分を中心に説明する。
【0043】(a)第1の変形例 説明した各実施形態では、脈波情報取得部40に脈拍計
数部41を具備させ、脈波に関する情報として脈拍数と
脈波信号(パルス信号)を生成する取得処理を行うよう
にし、出力部50の表示部51(脈拍数表示部64、脈
拍表示部65)に脈拍数と緑色点滅による脈拍を表示す
るようにしたのに対し、この第1の変形例では、脈波情
報取得部40において脈波波形の記憶処理を行い、出力
部50において外部装置に対して脈波波形を出力する。
数部41を具備させ、脈波に関する情報として脈拍数と
脈波信号(パルス信号)を生成する取得処理を行うよう
にし、出力部50の表示部51(脈拍数表示部64、脈
拍表示部65)に脈拍数と緑色点滅による脈拍を表示す
るようにしたのに対し、この第1の変形例では、脈波情
報取得部40において脈波波形の記憶処理を行い、出力
部50において外部装置に対して脈波波形を出力する。
【0044】図12は、第1の変形例における、脈波情
報取得部40と出力部50の構成を表したものである。
この図12に示されるように、脈波情報取得部40は、
脈波波形をデジタル信号に変換処理するA/D変換部4
5と、変換後の脈波情報(脈波波形)を記憶する記憶部
46とを備えている。A/D変換部45には、図1
(a)に示す差動部30、同(b)に示す差動増幅部3
1、又は図6に示す増幅部24から出力される脈波波形
が供給されるようになっている。記憶部46としては、
DRAM、SRAM、EEPROM、ハードディスク等
の、データを磁気的、電気的、光学的に記憶する各種記
憶媒体を使用することができ、その容量は任意である
が、少なくとも1時間分〜1日分、好ましくは1週間
分、さらに好ましくは1ヶ月分の脈波情報の蓄積が可能
な容量が採用される。出力部50は、脈波検出装置をパ
ーソナルコンピュータや、医療用の診断装置等の各種外
部装置に接続するためのI/F部55を備えている。
報取得部40と出力部50の構成を表したものである。
この図12に示されるように、脈波情報取得部40は、
脈波波形をデジタル信号に変換処理するA/D変換部4
5と、変換後の脈波情報(脈波波形)を記憶する記憶部
46とを備えている。A/D変換部45には、図1
(a)に示す差動部30、同(b)に示す差動増幅部3
1、又は図6に示す増幅部24から出力される脈波波形
が供給されるようになっている。記憶部46としては、
DRAM、SRAM、EEPROM、ハードディスク等
の、データを磁気的、電気的、光学的に記憶する各種記
憶媒体を使用することができ、その容量は任意である
が、少なくとも1時間分〜1日分、好ましくは1週間
分、さらに好ましくは1ヶ月分の脈波情報の蓄積が可能
な容量が採用される。出力部50は、脈波検出装置をパ
ーソナルコンピュータや、医療用の診断装置等の各種外
部装置に接続するためのI/F部55を備えている。
【0045】このような構成の第1変形例によれば、日
常生活の中で継続的に脈波を検出し、その情報を蓄積し
ておくことができる。そして、後日I/F部55に外部
装置を接続し、蓄積した脈波情報を外部装置に一括して
出力することができる。これにより、例えば、医療用の
診断装置(外部装置)において、長時間分の脈波情報が
得られ、そのユーザの状態を医療的な観点からより正確
に診断することができる。例えば、脈拍の揺らぎを調べ
ることでユーザの心理的緊張状態やリラックスした状態
か否かを調べることができる。また、脈波のリズム、脈
拍の大きさ、脈拍の立ち上がり速度(速いか遅いか)等
を調べることも可能である。
常生活の中で継続的に脈波を検出し、その情報を蓄積し
ておくことができる。そして、後日I/F部55に外部
装置を接続し、蓄積した脈波情報を外部装置に一括して
出力することができる。これにより、例えば、医療用の
診断装置(外部装置)において、長時間分の脈波情報が
得られ、そのユーザの状態を医療的な観点からより正確
に診断することができる。例えば、脈拍の揺らぎを調べ
ることでユーザの心理的緊張状態やリラックスした状態
か否かを調べることができる。また、脈波のリズム、脈
拍の大きさ、脈拍の立ち上がり速度(速いか遅いか)等
を調べることも可能である。
【0046】なお、脈波情報取得部40及び出力部50
の構成として、第1の変形例と各実施形態とを組み合わ
せるようにしてもよい。すなわち、脈波情報取得部40
に脈拍計数部41、A/D変換部45、記憶部46を具
備させ、記憶部46にA/D変換された脈波情報(脈波
波形)と、所定時間毎の脈拍数とを格納する。記憶部4
6に脈拍数を格納する場合の所定時間は、図示しない時
間間隔設定部により、例えば、5分から24時間まで5
分間隔で任意の時間を設定することができる。脈拍数は
設定された時間間隔毎の脈拍数をその算出時刻を示すデ
ータと共に格納される。そして、出力部50に表示部5
1とI/F部55を具備させ、表示部51に脈拍数64
と、脈波表示(緑色点滅)65を表示する。I/F部5
5に外部装置が接続された場合には、記憶部46に格納
された脈波情報と、必要に応じて一定時間毎の脈拍数と
時刻データ、及び脈拍計数部41から供給されるパルス
信号を出力する。なお、表示部51には、脈拍数と脈波
表示(緑色点滅)に加えて(又は、画面切替信号の入力
による別画面において)、脈波波形(図3又は図8の
C)を表示させるようにしてもよい。この場合の脈波波
形としては、差動部30、差動増幅部31又は増幅部2
4から出力される脈波波形をリアルタイムに表示すると
共に、日時や時刻を指定することで該当する脈波波形を
記憶部46から読み出して過去の脈波波形を表示するよ
うにしてもよい。
の構成として、第1の変形例と各実施形態とを組み合わ
せるようにしてもよい。すなわち、脈波情報取得部40
に脈拍計数部41、A/D変換部45、記憶部46を具
備させ、記憶部46にA/D変換された脈波情報(脈波
波形)と、所定時間毎の脈拍数とを格納する。記憶部4
6に脈拍数を格納する場合の所定時間は、図示しない時
間間隔設定部により、例えば、5分から24時間まで5
分間隔で任意の時間を設定することができる。脈拍数は
設定された時間間隔毎の脈拍数をその算出時刻を示すデ
ータと共に格納される。そして、出力部50に表示部5
1とI/F部55を具備させ、表示部51に脈拍数64
と、脈波表示(緑色点滅)65を表示する。I/F部5
5に外部装置が接続された場合には、記憶部46に格納
された脈波情報と、必要に応じて一定時間毎の脈拍数と
時刻データ、及び脈拍計数部41から供給されるパルス
信号を出力する。なお、表示部51には、脈拍数と脈波
表示(緑色点滅)に加えて(又は、画面切替信号の入力
による別画面において)、脈波波形(図3又は図8の
C)を表示させるようにしてもよい。この場合の脈波波
形としては、差動部30、差動増幅部31又は増幅部2
4から出力される脈波波形をリアルタイムに表示すると
共に、日時や時刻を指定することで該当する脈波波形を
記憶部46から読み出して過去の脈波波形を表示するよ
うにしてもよい。
【0047】(b)第2の変形例 説明した各実施形態では、センサ19をベルト62に取
り付けたが時計本体61の文字盤と反対側(体表と接す
る側)にセンサ19を取り付けるようにしてもよい。こ
の場合、脈拍の測定を行う際には、時計本体61を手の
甲と反対側にし、センサ19をとう骨動脈2上に位置さ
せる。そして、被験者が脈波検出の開始を支持するボタ
ンを押下する(又は開始キーを選択する)ことで、脈波
の検出が開始される。このようにセンサ19を時計本体
61に配置することで、配線をベルト62内に組み込む
必要がなくなる。
り付けたが時計本体61の文字盤と反対側(体表と接す
る側)にセンサ19を取り付けるようにしてもよい。こ
の場合、脈拍の測定を行う際には、時計本体61を手の
甲と反対側にし、センサ19をとう骨動脈2上に位置さ
せる。そして、被験者が脈波検出の開始を支持するボタ
ンを押下する(又は開始キーを選択する)ことで、脈波
の検出が開始される。このようにセンサ19を時計本体
61に配置することで、配線をベルト62内に組み込む
必要がなくなる。
【0048】(c)第3の変形例 第3の変形例として、脈波検出装置を時計に組み込むこ
となく、単独の装置として構成してもよい。この場合に
おいても、時計の場合と同様に、センサ19とその他の
部分を分離して構成し、センサ19をとう骨動脈2上に
ベルトで配置し、センサ19以外の各部(フィルタ部2
2、増幅部24、差動部30、脈波情報取得部40、出
力部50)を手の甲側に配置してもよい。また、センサ
19以外の部分を、センサ19が取り付けられたベルト
とは別体で構成し、両者を配線で接続するようにしても
よい。この場合、例えば、Yシャツ等の薄手の衣類の上
から上腕動脈上にセンサ19を配置し、センサ19以外
の部分を胸ポケットやスーツの内ポケットに収納するよ
うにしてもよい。なお、第2の変形例と第3の変形例
は、第1の変形例と組み合わせることも可能である。ま
た、とう骨動脈、上腕動脈以外に、大腿動脈、総頸動
脈、尺骨動脈、前頸骨動脈、後頸骨動脈、足背動脈、し
つか動脈(ひかがみ動脈)上に第1の圧電センサ10a
を配置するようにしてもよい。そして、脈波検出装置を
取り受ける動脈位置によっては、ベルトやバンドではな
く医療用のテープを使用して動脈上にセンサ19を固定
するようにしてもよい。
となく、単独の装置として構成してもよい。この場合に
おいても、時計の場合と同様に、センサ19とその他の
部分を分離して構成し、センサ19をとう骨動脈2上に
ベルトで配置し、センサ19以外の各部(フィルタ部2
2、増幅部24、差動部30、脈波情報取得部40、出
力部50)を手の甲側に配置してもよい。また、センサ
19以外の部分を、センサ19が取り付けられたベルト
とは別体で構成し、両者を配線で接続するようにしても
よい。この場合、例えば、Yシャツ等の薄手の衣類の上
から上腕動脈上にセンサ19を配置し、センサ19以外
の部分を胸ポケットやスーツの内ポケットに収納するよ
うにしてもよい。なお、第2の変形例と第3の変形例
は、第1の変形例と組み合わせることも可能である。ま
た、とう骨動脈、上腕動脈以外に、大腿動脈、総頸動
脈、尺骨動脈、前頸骨動脈、後頸骨動脈、足背動脈、し
つか動脈(ひかがみ動脈)上に第1の圧電センサ10a
を配置するようにしてもよい。そして、脈波検出装置を
取り受ける動脈位置によっては、ベルトやバンドではな
く医療用のテープを使用して動脈上にセンサ19を固定
するようにしてもよい。
【0049】なお、図4(c)と図7(a)に示したセ
ンサ19は、とう骨動脈2上に配置した第2の圧電セン
サ10aの手首外側に第2の圧電センサ10bを配置し
たが、反対側(とう骨動脈上の手首内側)に第2の圧電
センサ10bを配置するようにしてもよい。
ンサ19は、とう骨動脈2上に配置した第2の圧電セン
サ10aの手首外側に第2の圧電センサ10bを配置し
たが、反対側(とう骨動脈上の手首内側)に第2の圧電
センサ10bを配置するようにしてもよい。
【0050】図9、図10、図11に示した第4の実施
形態では、動脈に沿って形成されたスリット部84によ
って伝達板82が2分割された構成としたが、両伝達板
の動脈に沿った両端部同士を接続部材で接続するように
してもよい。この場合、接続部材が動脈上の体表面に当
接すると脈動が第2の圧電センサ10bに伝達されてし
まうので、接続部材をアーチ形状にして脈動上の体表面
に当接しないようにする。このように接続部材で動脈上
の両側に配置される伝達板82を接続することで、伝達
板82の強度を高めることができる。なお、伝達板82
端部に接続部材を接続するのは第1の圧電センサ10a
が存在するためであり、第1の圧電センサを避けた位置
であれば必ずしも端部でなくてもよい。
形態では、動脈に沿って形成されたスリット部84によ
って伝達板82が2分割された構成としたが、両伝達板
の動脈に沿った両端部同士を接続部材で接続するように
してもよい。この場合、接続部材が動脈上の体表面に当
接すると脈動が第2の圧電センサ10bに伝達されてし
まうので、接続部材をアーチ形状にして脈動上の体表面
に当接しないようにする。このように接続部材で動脈上
の両側に配置される伝達板82を接続することで、伝達
板82の強度を高めることができる。なお、伝達板82
端部に接続部材を接続するのは第1の圧電センサ10a
が存在するためであり、第1の圧電センサを避けた位置
であれば必ずしも端部でなくてもよい。
【0051】
【発明の効果】本発明の脈波検出装置によれば、動脈上
に配置される第1の圧電センサによる検出信号と、動脈
上を避けた近傍に配置される第2の圧電センサによる検
出信号とから脈波に関する情報を取得するようにしたの
で、脈波成分を弱めることなく体動成分を除去すること
ができる。従って体動による検出誤差が少なく、より正
確な脈波を検出することができる。また本発明の脈波検
出装置によれば、動脈上の体表に当接した第1の圧電セ
ンサに伝わる体動と同一の動きを第2の圧電センサに伝
える一方、脈動については第1の圧電センサにのみ伝わ
るような構造としたので、体動の除去精度をあげること
ができ、その結果、より正確な脈波を検出することがで
きる。
に配置される第1の圧電センサによる検出信号と、動脈
上を避けた近傍に配置される第2の圧電センサによる検
出信号とから脈波に関する情報を取得するようにしたの
で、脈波成分を弱めることなく体動成分を除去すること
ができる。従って体動による検出誤差が少なく、より正
確な脈波を検出することができる。また本発明の脈波検
出装置によれば、動脈上の体表に当接した第1の圧電セ
ンサに伝わる体動と同一の動きを第2の圧電センサに伝
える一方、脈動については第1の圧電センサにのみ伝わ
るような構造としたので、体動の除去精度をあげること
ができ、その結果、より正確な脈波を検出することがで
きる。
【図1】本発明における第1の実施形態の脈波検出装置
の構成図である。
の構成図である。
【図2】同上、脈波検出装置で使用される圧電センサの
構造を示した説明図である。
構造を示した説明図である。
【図3】同上、脈波検出装置の各部における波形状態を
表した波形図である。
表した波形図である。
【図4】同上、脈波検出装置を時計に組み込んだ状態及
び脈波検出状態を表した説明図である。
び脈波検出状態を表した説明図である。
【図5】本発明の第2の実施形態における圧電センサ同
士の接続状態を表した説明図である。
士の接続状態を表した説明図である。
【図6】第2の実施形態における脈波検出装置の構成図
である。
である。
【図7】第3の実施形態における両圧電センサの配置関
係(a)と検出原理(b)を表した説明図である。
係(a)と検出原理(b)を表した説明図である。
【図8】第3の実施形態における両圧電センサの脈動に
対する出力波形図である。
対する出力波形図である。
【図9】第4の実施形態におけるセンサの構造を表した
説明図である。
説明図である。
【図10】第4の実施形態におけるセンサの他の構造を
表した説明図である。
表した説明図である。
【図11】第4の実施形態におけるセンサの更に他の構
造を表した説明図である。
造を表した説明図である。
【図12】第1の変形例における、脈波情報取得部と出
力部の構成図である。
力部の構成図である。
【図13】圧電素子を使用した従来の脈波検出装置の構
成図である。
成図である。
2 とう骨動脈 5 手首 10 圧電センサ 10a 第1の圧電センサ 10b 第2の圧電センサ 11 圧電素子 12 振動板 13 絶縁パッド 14 スペーサ 15 支持板 16 配線 19 センサ 22a、22b フィルタ部 24a、24b 増幅部 30 差動部 31 差動増幅部 40 脈波情報取得部 41 脈拍計数部 45 A/D変換部 46 記憶部 50 出力部 51 表示部 55 I/F部 60 時計 61 時計本体 62 ベルト 63 時計表示部 64 脈拍数表示部 65 脈拍表示部 70 固定部材 71、72 固定板 73 固定柱 80 伝達部材 81、82 伝達板 83 伝達柱
フロントページの続き Fターム(参考) 4C017 AA09 AA10 AB02 AC03 BB12 BC07 BC11 BD01 CC04 FF15
Claims (9)
- 【請求項1】 動脈上に配置され、前記動脈の脈動と体
動による体表面の圧力変動を検出する第1の圧電センサ
と、 前記動脈上を避けた近傍に配置され、体動による体表面
の圧力変動を検出する第2の圧電センサと、 前記第1の圧電センサによる検出信号と、前記第2の圧
電センサによる検出信号とから脈波に関する情報を取得
する脈波情報取得手段と、 この脈波情報取得手段により取得された脈波に関する情
報を出力する出力手段と、を具備することを特徴とする
脈波検出装置。 - 【請求項2】 前記第2の圧電センサは、その端部近傍
が前記動脈上に接する位置に配置され、前記動脈の脈動
と体動による体表面の圧力変動を検出し、かつ、前記脈
動と前記体動の一方を前記第1の圧電センサによる検出
信号と逆相で検出することを特徴とする請求項1に記載
の脈波検出装置。 - 【請求項3】 前記体動に対する前記第1の圧電センサ
の検出信号と前記第2の圧電センサの検出信号とが、同
極となる側同士を接続することにより、前記第1の圧電
センサと前記第2の圧電センサとを直列に接続し、 前記脈波情報取得手段は、前記直列接続された両圧電セ
ンサの出力信号から脈波に関する情報を取得することを
特徴とする請求項1又は請求項2に記載の脈波検出装
置。 - 【請求項4】 圧力変動を検出する第1の圧電センサ
と、 前記第1の圧電センサの上側に配置され、圧力変動を検
出する第2の圧電センサと、 動脈の脈動による体表面の圧力変動を前記第1の圧電セ
ンサに伝達する脈動伝達手段と、 前記動脈上を避けた位置の体表面と当接し、体動による
体表面の圧力変動を前記第1の圧電センサに伝達する体
動伝達板と、 この伝達板の圧力変動を前記第2の圧電センサの圧力変
動を検出する側の面に伝達する体動伝達部材と、 前記第1の圧電センサによる検出信号と、前記第2の圧
電センサによる検出信号とから脈波に関する情報を取得
する脈波情報取得手段と、 この脈波情報取得手段により取得された脈波に関する情
報を出力する出力手段と、を具備することを特徴とする
脈波検出装置。 - 【請求項5】 前記第2の圧電センサの圧力変動を検出
しない側の面が受ける力を、前記第1圧電センサの圧力
変動を検出しない側の面に伝達する伝達機構を備えたこ
とを特徴とする請求項4に記載の脈波検出装置。 - 【請求項6】 前記体動伝達板に前記動脈に沿ったスリ
ット部が形成され、 前記スリット部、又は前記スリット部に配設された可撓
性部材を前記脈波伝達手段とする、ことを特徴とする請
求項4又は請求項5に記載の脈波検出装置。 - 【請求項7】 前記脈波情報取得手段は、脈波に関する
情報として脈拍数を取得し、 前記出力手段は、前記脈波情報取得手段により取得され
た脈拍数を出力する、ことを特徴とする請求項1から請
求項6のうちのいずれか1の請求項に記載の脈波検出装
置。 - 【請求項8】 前記脈波情報取得手段は、前記脈波信号
を格納する記憶手段を備え、所定時間分の前記脈波信号
を脈波に関する情報として取得して前記記憶手段に格納
し、 前記出力手段は、前記格納手段に格納された前記脈波信
号を出力する、ことを特徴とする請求項1から請求項6
のうちのいずれか1の請求項に記載の脈波検出装置。 - 【請求項9】 表示手段を備え、 前記脈波情報取得手段は、脈波に関する情報として脈拍
数又は脈波波形を取得し、 前記出力手段は、前記脈波情報取得手段により取得され
た脈拍数又は脈波波形を前記表示手段に出力する、こと
を特徴とする請求項1から請求項6のうちのいずれか1
の請求項に記載の脈波検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10236524A JP2000051164A (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 脈波検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10236524A JP2000051164A (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 脈波検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000051164A true JP2000051164A (ja) | 2000-02-22 |
Family
ID=17001978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10236524A Pending JP2000051164A (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 脈波検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000051164A (ja) |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-08-07 JP JP10236524A patent/JP2000051164A/ja active Pending
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