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JP2002325736A - 体調測定装置 - Google Patents

体調測定装置

Info

Publication number
JP2002325736A
JP2002325736A JP2001131359A JP2001131359A JP2002325736A JP 2002325736 A JP2002325736 A JP 2002325736A JP 2001131359 A JP2001131359 A JP 2001131359A JP 2001131359 A JP2001131359 A JP 2001131359A JP 2002325736 A JP2002325736 A JP 2002325736A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
skin
infrared sensor
temperature
physical condition
blood flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001131359A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Kondo
針次 近藤
Yoshiki Sugiyama
由樹 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
K and S KK
Original Assignee
K and S KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by K and S KK filed Critical K and S KK
Priority to JP2001131359A priority Critical patent/JP2002325736A/ja
Publication of JP2002325736A publication Critical patent/JP2002325736A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定して体調を測定することが可能な体調測
定装置を提供する。 【解決手段】 この体調測定装置では、皮膚からの放射
熱量を赤外線センサー13にて検出し、その検出結果に
基づいて、図示しないメモリから皮膚表面温度又は皮膚
下の血流量に係るデータを取り出して求めることができ
る。ここで、赤外線センサー13で検出した皮膚からの
放射熱量は、血流量に対応しているが、体動の影響を受
けないから、従来のドップラー効果を利用した血流量測
定装置に比べて、安定した血流量の測定が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、局所の血流量等を
測定する体調測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、体調の指標として血流量が知
られている。血流量を測定するための従来の装置として
は、皮膚表面(毛細血管)に超音波を照射して、その反
射信号を受信し、ドップラー効果による反射信号の変化
量から、血液の流速を測定し、これに基づいて血流量を
算出するという血流量測定装置が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
血流量測定装置は、被験者が動くと、ドップラー効果に
よる反射信号の変化量が変わってしまう。即ち、体動の
影響を受け、安定した測定が困難であるという問題があ
る。また、測定装置から照射された超音波は血管の管壁
近くで反射しているため、管壁に近い部分での血流速度
を測定しているにすぎず、より変化量の大きい血管の中
心部での速度を測定しきれていない。このため、従来の
測定装置では血流量の変化を高感度でとらえることがで
きず、体調変化を高精度に測定することができなかっ
た。
【0004】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、高精度に体調を測定することが可能な体調測定装置
の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る体
調測定装置は、皮膚に宛われて前記皮膚の一部からの放
射熱量を検出する赤外線センサーと、前記赤外線センサ
ーで検出され得る放射熱量に対応させて皮膚下の血流
量、麻酔深度あるいは血中酸素飽和度の少なくともいず
れかを予め記憶したデータ記憶手段と、前記赤外線セン
サーから検出結果を受け、その検出結果に対応した前記
皮膚下の血流量、麻酔深度あるいは血中酸素飽和度の少
なくともいずれかを、前記データ記憶手段から選択的に
取り出して出力する信号処理部とを備えてなることを特
徴とするものである。また請求項2の発明は、皮膚に宛
われて前記皮膚の一部からの放射熱量を検出する赤外線
センサー及び皮膚表面の温度を測定する皮膚温センサー
と、この皮膚温センサーで検出され得る皮膚温に対応さ
せて皮膚下の深部温度を予め記憶したデータ記憶手段
と、前記皮膚温センサーの検出結果に基づいて前記記憶
手段から取り出された深部温度データの時間変化を、前
記赤外線センサーにて検出された検出結果の時間変化に
応じて補正して出力する信号処理部と備えてなることを
特徴とするものである。さらに請求項3の発明は、請求
項1または2記載の体調測定装置において、赤外線セン
サーは、皮膚との間に隙間を開けて対向配置した焦電材
料と、焦電材料の自発分極の大きさに基づいて、皮膚か
らの放射熱量を検出する検出回路とからなるところに特
徴を有する。請求項4の発明は、請求項3記載の体調測
定装置において、凹所を有するブラケットを設け、その
凹所の開口端を、皮膚に当接させて装着する構成とし、
焦電部材は、凹所の奥行き方向の途中部分を閉塞する平
板状に形成されたところに特徴を有する。
【0006】
【発明の作用及び効果】<請求項1の発明>本出願人ら
は長年行ってきた実験に基づき、皮膚からの放射熱量
は、血流量・麻酔深度・血中酸素飽和度と極めて良い相
関関係にある、という知見を得ている。この知見に基づ
き、本発明の体調測定装置では、皮膚からの放射熱量を
赤外線センサーにて検出し、その検出結果に基づいて、
血流量、麻酔深度あるいは血中酸素飽和度の少なくとも
いずれかを求めるようにしている。すなわち、赤外線セ
ンサーにて検出された放射熱量に対応した出力が信号処
理部に送られると、信号処理部では予めデータ記憶手段
において記憶されている皮膚下の血流量、麻酔深度ある
いは血中酸素飽和度の少なくともいずれかのデータか
ら、前記放射熱量の検出結果に対応したデータが取り出
されて出力がされる。このように、請求項1の発明では
被検体からの発せられる放射熱量を検出するため、体動
に起因した測定誤差を回避することができる。また、特
に皮膚下に所定の動脈が存在する箇所を選択して赤外線
センサーを装着すれば、かかる動脈は熱変化が大きいた
め、赤外線センサーにて検出される出力も大きな変化と
してとらえることができ、このことが高精度の測定につ
ながる。 <請求項2の発明>本出願人らは前記した知見に加え、
皮膚温(皮膚の表面温度)と皮膚下の深い位置での温度
(深部温度)とはよい相関関係にある、という知見も得
ている。この知見に基づき、皮膚温を直接、皮膚温セン
サーにて検出して得た検出結果に基づきデータ記憶手段
に記憶されている深部温度のデータと対応させる。ま
た、信号処理部ではデータ記憶手段から取り出された深
部温度に関するデータの時間変化を、赤外線センサーに
て検出された検出結果の時間変化に応じて補正して出力
する。皮膚温と深部温度はよい対応関係にはあるもの
の、皮膚温は外気温や発汗などの影響を受けるため、皮
膚温の測定によって直ちに深部温度が測定可能となるわ
けではない。一方、赤外線センサーでは皮膚内部の平均
化された深部温度の変化が高精度で検出されるため、こ
の変化の状況に合わせてデータ記憶手段から導かれた深
部温度データを補正してやれば、深部温度を高精度に測
定することができる。請求項3の構成では、赤外線セン
サーは、焦電材料の自発分極の大きさに基づいて、皮膚
からの放射熱量を検出する。ここで、焦電材料は、微少
な熱量で自発分極を起こすから、精度が高い測定を行え
る。 <請求項4の発明>ブラケットのうち凹所の開口端を、
皮膚に当接させると、焦電物質が、皮膚との間に隙間を
開けて対向配置される。ここで、焦電材料は、平板状を
なして皮膚の広範囲に亘って対向するから、従来の体温
計のように、局所的に皮膚に押し当てるものに比べ、平
均化されてばらつきが少ない皮膚の表面温度を求めるこ
とができる。しかも、凹所の開口端は、皮膚にて密閉さ
れて、赤外線センサーの周りが外気から隔絶されるか
ら、赤外線センサーが、外気の影響を受けず、安定した
測定が可能になる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
及び図2に基づいて説明する。本実施形態の体調測定装
置に備えた検出部10は、図1に示されており、一端有
底の筒状をなしたカプセル11を備え、そのカプセル1
1のうち凹所12の開口端を、被験者の皮膚に宛って固
定される。
【0008】凹所12内には、赤外線センサー13が設
けられている。この赤外線センサー13は、図1に示す
ように、全体として平板状をなし、凹所12のうち開口
端より若干奥側位置を閉塞している。詳細には、赤外線
センサー13は、熱絶縁板14の一表面(図1における
熱絶縁板14の下面)に、第1電極15、焦電物質1
6、第2電極17及び電磁波吸収膜18を順次に配して
なり、電磁波吸収膜18側を皮膚に対向させてある。ま
た、第1及び第2の電極15,17から延びた電線は、
カプセル11の周壁に貫通形成した孔11Bを介してカ
プセル11外に導出され、図2に示した検出回路20に
接続されている。また、この実施形態においてはカプセ
ル11内に皮膚温を検出するための温度センサ19が収
容されている。この温度センサ19はカプセル11が皮
膚に宛われたときに、直接皮膚に接触するようになって
いるとともに、カプセルの壁面を通して上記した検出回
路20に接続されている。
【0009】検出回路20では、検出部10からの信号
を、アンプ21にて増幅すると共に、フィルタ22にて
ノイズ除去処理を行い、A/Dコンバータ23を介し
て、CPU24に取り込んでいる。CPU24には、図
示しないメモリが備えられており、このメモリには、検
出部10で検出し得る熱量に対応させて、皮膚下の深部
温度、皮膚下の血流量、麻酔深度及び血中酸素飽和度に
係るデータを記憶してある。また、CPU24には、モ
ニタ25が連ねられている。
【0010】次に、上記構成からなる体調測定装置の作
用効果について説明する。本実施形態の体調測定装置に
て体温、血流量、麻酔深度あるいは血中酸素飽和度を測
定する場合には、例えば、被験者の上腕部に検出部10
をセットする。このときには、皮膚下にとう骨動脈、頸
骨動脈等の動脈が存在する箇所が選ばれる。検出部10
のセットにあたっては、カプセル11のうち凹所12の
開口端を、被験者の上腕部に当接させて、例えば、図示
しないベルトで固定する。これにより、図1に示すよう
に、赤外線センサー13の焦電物質16が、皮膚30と
の間に隙間を開けて対向配置される。
【0011】すると、皮膚30(主として動脈)から放
射された赤外線が、赤外線センサー13の電磁波吸収膜
18に吸収される。ここで、カプセル11のうち凹所1
2の開口端は、皮膚にて密閉されて、赤外線センサー1
3の周りが外気から隔絶されているから、赤外線センサ
ー13の焦電物質16が、外気の影響を受けずに、皮膚
からの放射熱量に基づいて、焦電物質16が、焦電効果
によって自発分極し、第1及び第2の電極15,17間
に、所定の電圧が生じる。ここで、焦電材料16は、表
裏の両面に僅かな温度差が生じただけで自発分極するか
ら、皮膚30からの微少な放射熱量も検出することがで
きる。加えて、検出箇所に動脈部分を設定すれば、とう
骨動脈等の動脈は血管径も太く血流に伴う熱容量の変化
が大きいため、高感度の検出が可能となる。
【0012】しかも、焦電材料16は、平板状をなして
皮膚30の広範囲に亘って対向しているから、通常の体
温計のように、局所的に皮膚に押し当てるものに比べ、
平均化されてばらつきが少ない検出を行うことができ
る。ここで、体温を測定する場合であれば、検出回路2
0に備えた図示しない電源をオンして、例えば、皮膚表
面温度表示モードにセットする。すると、CPU24
は、検出部10の温度センサ19からの検出結果をデジ
タル信号として取り込み、図示しないメモリ上のデータ
テーブルから、前記検出結果に対応した皮膚表面温度に
係るデータを取り出して、モニタ25に表示する。
【0013】また、深部温度を測定する場合には、検出
回路20を深部温度表示モードに切り替えておく。CP
U24では温度センサ19からの検出結果に基づいて、
図示しないメモリ上のデータテーブルから皮膚温に対応
した深部温度に関するデータが取り出される。さらに、
CPU24では上記のようにして取り出された深部温度
に関するデータに、赤外線センサー13により検出した
深部温度(皮膚内部の平均化された温度)のデータに基
づく補正が加えられる。前記したように、皮膚温データ
は発汗・外気温などの影響を受けるため、これをそのま
ま深部温度に変換しただけでは測定誤差が大きくなって
しまうが、赤外線センサー13によって相対値として得
られる深部温度データで補正がなされることで、精度よ
く深部温度(絶対値)の測定が可能となる。
【0014】また、血流量を測定する場合には、血管に
流れる血流量が多いと、それに応じて、多くの赤外線が
放射される。この結果、赤外線センサー13の焦電物質
16が加熱されて自発分極し、第1及び第2の電極1
5,17間に、血流量に対応した所定の電圧が生じる。
そして、検出回路20を血流量表示モードにすると、C
PU24が、検出部10からの検出結果と、図示しない
メモリ上のデータテーブルとに基づいて、前記検出結果
に対応した血流量に係るデータを取り出し、モニタ25
に表示する。ここで、赤外線センサー13で検出した皮
膚からの放射熱量は、血流量に対応しているが、体動の
影響を受けないから、従来のドップラー効果を利用した
従来の血流量測定装置に比べて、安定した血流量の測定
が可能になる。
【0015】麻酔深度あるいは血中酸素飽和度を測定す
る場合にも、これらは皮膚からの放射熱量とよい対応関
係にあるため、皮膚温あるいは血流量を測定する場合と
同様に、検出回路20を麻酔深度あるいは血中酸素飽和
度表示モードに切り替え、検出部10からの検出結果
と、図示しないメモリ上のデータテーブルとに基づい
て、この検出結果に対応した麻酔深度あるいは血中酸素
飽和度に係るデータを取り出してモニタ25上に表示す
る。
【0016】このように、本実施形態の体調測定装置に
よれば、体動の影響を受けない安定した測定結果が得ら
れるとともに、高精度の測定が可能であるため、循環器
系や自律神経系の機能評価において極めて有益である。
【0017】<他の実施形態>本発明は、前記実施形態
に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するよ
うな実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、
下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実
施することができる。 (1)前記実施形態のカプセル11は、一端有底の筒状
をなしていたが、例えば、球殻の一部を切除して開口を
形成した構造とし、その内部に焦電物質を配してもよ
い。
【0018】(2)前記実施形態のカプセル11のうち
凹所12の開口端は平坦であったが、例えば、人体又は
動物の被当接部位に対応した凹凸形状にしてもよい。
【0019】(3)本実施形態では皮膚温、血流量、麻
酔深度、血中酸素飽和度を選択的に測定する場合につい
て説明したが、これら全部あるいは適当な組み合わせに
おいてを同時に測定することも可能であり、心拍等の他
の要素と組み合わせて測定することもある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る体調測定装置に備え
た検出部の断面図
【図2】体調測定装置の全体の構成を示すブロック図
【符号の説明】
10…検出部 11…カプセル(ブラケット) 12…凹所 13…赤外線センサー 16…焦電物質 19…温度センサ(皮膚温センサ) 20…検出回路(信号処理部)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 皮膚に宛われて前記皮膚の一部からの放
    射熱量を検出する赤外線センサーと、 前記赤外線センサーで検出され得る放射熱量に対応させ
    て皮膚下の血流量、麻酔深度あるいは血中酸素飽和度の
    少なくともいずれかを予め記憶したデータ記憶手段と、 前記赤外線センサーから検出結果を受け、その検出結果
    に対応した前記皮膚下の血流量、麻酔深度あるいは血中
    酸素飽和度の少なくともいずれかを、前記データ記憶手
    段から選択的に取り出して出力する信号処理部とを備え
    てなることを特徴とする体調測定装置。
  2. 【請求項2】 皮膚に宛われて前記皮膚の一部からの放
    射熱量を検出する赤外線センサー及び皮膚表面の温度を
    測定する皮膚温センサーと、 この皮膚温センサーで検出され得る皮膚温に対応させて
    皮膚下の深部温度を予め記憶したデータ記憶手段と、 前記皮膚温センサーの検出結果に基づいて前記記憶手段
    から取り出された深部温度データの時間変化を、前記赤
    外線センサーにて検出された検出結果の時間変化に応じ
    て補正して出力する信号処理部とを備えてなることを特
    徴とする体調測定装置。
  3. 【請求項3】 前記赤外線センサーは、皮膚との間に隙
    間を開けて対向配置した焦電材料と、前記焦電材料の自
    発分極の大きさに基づいて、前記皮膚からの放射熱量を
    検出する検出回路とからなることを特徴とする請求項1
    または2記載の体調測定装置。
  4. 【請求項4】 凹所を有するブラケットを設け、その凹
    所の開口端を、前記皮膚に当接させて装着する構成と
    し、 前記焦電部材は、前記凹所の奥行き方向の途中部分を閉
    塞する平板状に形成されたことを特徴とする請求項3記
    載の体調測定装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010046515A (ja) * 2009-10-29 2010-03-04 Seiko Epson Corp 生体情報計測装置及びその制御方法、制御プログラム
KR100977461B1 (ko) 2009-03-19 2010-08-23 한국전기연구원 한냉 반사 검사 장치
JP6941720B1 (ja) * 2020-12-17 2021-09-29 針次 近藤 生体情報測定装置

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