JP2003305014A - 生体データ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カフによる予備測定を行うことなく血圧値を
算出することが出来る生体データ測定装置を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 生体データ測定装置は、被験者５の血流
量を光電容積脈波として検出する光電センサ２６を備え
た脈波測定器２０と、演算処理を行うデータ処理手段１
０と、データ処理手段１０で算出された結果を表示する
モニタ３０により構成されている。このうち、データ処
理手段１０にはメモリ領域１３が設けられており、そこ
には血流量変換データ及び複数の参照データが書き込ま
れている。これら、両データは仮想人体モデル４０によ
り実際に計測されたデータ（絶対値）であって、光電セ
ンサ２６の光電容積脈波と関連づけられている。そのた
め、データ処理手段１０は被験者５の光電容積脈波とメ
モリ領域１３に書き込まれたデータに基づいて被験者５
の血圧値を算出することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生体データ測定装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、血圧値を連続して測定する方法と
してはカフと光電センサとを併用するものが知られてい
る。具体的には、光電センサで計測される光電脈波の相
対的な変化量を絶対値化するための手法としてカフが用
いられ、測定の初期段階では、光電センサから得られる
光電脈波（相対値）とカフから得られる圧脈波（絶対
値）とを関連づけるためのキャリブレーションが行われ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記測定方法の場合、
血圧を測定するに先立って、カフにより被験者の動脈の
圧迫を行う必要があった。この場合、測定のやり直し
等、数度動脈の圧迫を行うと被験者に苦痛を強いること
とになり、また、カフによる血圧測定中は安静にしてお
く必要があるため被験者が幼児又は子供である場合に
は、測定が容易に出来ないという問題があった。そのた
め、カフによる予備測定を行うことなく血圧値を測定す
ることが切望されていた。本発明は上記のような事情に
基づいて完成されたものであって、カフによる予備測定
を行うことなく血圧値を算出することが出来る生体デー
タ測定装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの手段として、請求項１の発明は、被験者の血管へ所
定波長の光を照射しこの照射光による透過光あるいは反
射光から血流量の変化を光電容積脈波として検出する光
電センサを含んだ測定手段と、得られた光電容積脈波を
取り込んで演算処理を行うとともに、その一部にメモリ
領域が設けられた演算手段と、前記演算手段によって算
出された結果を表示する表示手段とからなる生体データ
測定装置であって、前記メモリ領域には前記光電容積脈
波から前記被験者の血圧値を算出するためのデータ、若
しくはこのデータに基づいて算出された演算式が書き込
み可能とされており、このデータを計測するための仮想
人体モデルは液体を移送可能とする移送管と、この液体
を定められた標準心拍時間毎に圧送するための液体給送
手段と、前記移送管に発生する液体の圧力を計測する圧
力センサと、前記標準心拍時間毎に前記液体の流量を計
測するための流量センサと、前記液体の流量の変化を光
電容積脈波として検出する前記光電センサとから構成さ
れるとともに、この仮想人体モデルの移送管を径の異な
る移送管に変えて計測を行うことで、前記データ、若し
くは前記演算式として、前記光電センサにより測定され
た光電容積脈波と前記流量センサによって計測された流
量の絶対値との対応関係が算出された血流量変換デー
タ、若しくはこの血流量変換データに基づく血流量演算
式と、前記流量センサによって計測された前記液体の流
量の絶対値と前記圧力センサによって計測された圧力の
絶対値との対応関係が移送管径毎に算出された参照デー
タ、若しくはこの参照データに基づく血圧演算式とが算
出されるとともに、前記演算手段は、前記被験者の血流
量の相対的な変化に対応した前記光電容積脈波を、前記
人体仮想モデルで計測された血流量変換データ、若しく
は血流量演算式に基づいて演算処理することで前記被験
者の血流量の絶対値を算出し、その後、この絶対値化さ
れた血流量及び前記被験者に対する前記光電容積脈波の
周期に基づいて前記被験者の血管径の絶対値を算出し、
続いて、前記参照データ若しくは前記血圧演算式のう
ち、得られた血管径に対応する移送管径の参照データ若
しくは血圧演算式を前記メモリ領域から選択し、選択さ
れた参照データ若しくは血圧演算式と、絶対値化された
前記被験者の血流量に基づいて血圧値を算出するところ
に特徴を有する。

【０００５】請求項２の発明は、請求項１に記載のもの
において、前記測定手段は同一血管の異なる場所に設置
された複数の光電センサから構成されるとともに、前記
演算手段がこれら光電センサから得られた測定部位毎の
測定値を比較することによって、前記被験者の血管のつ
まりを検出するところに特徴を有する。請求項３の発明
は、請求項１に記載のものにおいて、前記光電センサに
より頭蓋骨若しくは橈骨の動脈、又は前腕動脈を含んだ
動脈に対し所定波長の光を照射しこの照射光による透過
光あるいは反射光によって、前記動脈内の血流量の変化
に対応した光電容積脈波を無侵襲で連続して測定すると
ころに特徴を有する。

【０００６】請求項４の発明は、請求項１に記載のもの
において、前記測定手段は前記光電センサに加えて、前
記被験者の血管の圧力変動を測定可能な圧力センサが設
けられるとともに、前記メモリ領域には前記被験者の測
定部位に対応した部位の標準血管径が書き込まれること
で、前記演算手段は前記標準血管径と前記圧力センサか
ら得られる圧力データとに基づいて前記被験者の血管径
を算出するとともに、前記光電センサから得られる前記
光電容積脈波に基づいて前記被験者の血液の流速を算出
し、更に、これら血管径と流速とに基づいて被験者の血
流量を連続して算出するところに特徴を有する。

【０００７】請求項５の発明は、請求項１又は請求項４
に記載のものにおいて、前記測定手段には前記被験者の
発汗量、皮膚温を測定可能な発汗・皮膚温測定手段が設
けられるとともに、この発汗・皮膚温測定手段及び前記
光電センサに基づいてそれぞれ発汗量の測定、皮膚温の
測定、及び血流量の算出がなされ、これら発汗量と血流
量との関係を示すデータ及び、皮膚温と血流量との関係
を示すデータが被験者ごとに前記メモリ領域に記憶され
るところに特徴を有する。

【０００８】請求項６の発明は、請求項５に記載のもの
において、前記メモリ領域には人の身長、体重、年齢、
性別のうち少なくともいずれか一つを含んだ体つきデー
タと体表面積との関係を表した体表面積変換データが記
憶されるとともに、前記演算手段は前記被験者の体つき
データと前記体表面積変換データから前記被験者の体表
面積を算出する一方、前記発汗・皮膚温測定手段によっ
て計測された皮膚温の測定値又は前記演算手段によって
前記皮膚温と血流量との関係を示すデータに基づいて算
出された皮膚温計算値から前記被験者の皮膚温の平均値
を算出し、この皮膚温の平均値と前記体表面積とから前
記被験者に必要とされる消費熱量を算出するところに特
徴を有する。

【０００９】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
６のいずれかに記載のものにおいて、前記光電センサは
血管中の酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンの双方
に対して吸収・反射される波長帯域の光を照射する一
方、前記演算手段はその透過光あるいは反射光の光量変
化に基づいて両ヘモグロビンの含有量の変化量を算出
し、この両ヘモグロビン含有量に基づいて血流量の相対
的な変化量を算出するところに特徴を有する。

【００１０】

【発明の作用及び効果】＜請求項１の発明＞請求項１の
発明によれば、流量センサ、圧力センサを備えた仮想人
体モデルでは、液体給送手段により加圧された液体を移
送管に流して計測が行われ、その結果、流量（絶対値）
と圧力（絶対値）との関係が得られる。このシュミレー
ションは異なる径（例えば、φ２．０、φ２．５、φ
３．０）の移送管毎になされ、その結果が参照データと
して演算手段のメモリ領域に書き込まれる。すなわち、
移送管径に対応した複数個の参照データが書き込まれ
る。また、この計測の際には光電センサによって移送管
内の液体の流量を光電容積脈波（相対値）として計測し
つつ、一方では流量センサによって流量の絶対量を計測
している。これにより光電容積脈波と液体の流量との対
応関係、すなわち血流量変換データが得られる。尚、こ
の血流量変換データは移送管毎に測定する必要はない。

【００１１】一方、被験者に対する測定の際には、光電
センサによって被験者の血管に所定波長の光が照射され
光電容積脈波（相対値）が検出される。すると、演算手
段が被験者から得られた光電容積脈波を、仮想モデルに
よって得られた血流量変換データに基づいて演算処理を
行い、被験者の血流量（絶対値）を算出する。続いて、
演算手段は被験者の光電容積脈波の周期から脈拍を算出
し、前記した血流量とともに被験者の血管径（絶対値）
を算出する。その後、演算手段は、メモリ領域にある複
数の参照データの中から、算出された血管径に対応した
参照データを選択するとともに、選択された参照データ
と血流量（絶対値）とから血圧（絶対値）を算出する。

【００１２】このように、演算手段のメモリ領域には、
予め、流量と圧力との対応関係を表す参照データが移送
管の径毎に記憶されている。そのため、光電容積脈波に
基づいて算出される血流量及び脈拍から血管径を算出し
てやれば、被験者の血管径に対応した参照データが得ら
れて、これに基づき血流量から血圧値を算出することが
出来る。従って、従来、被験者の個体ばらつきを考慮し
た場合に必要とされていた測定の初期段階で行われるキ
ャリブレーションを廃止し、光電センサによる測定のみ
を行えば血圧を測定することが出来る。かくして、被験
者に対し苦痛を強いることがなく測定を行うことが出
来、また、測定手順の簡素化がなされる。

【００１３】＜請求項２の発明＞動脈等の血管が硬化し
てつまっている際には、その部分では血液の流れが悪く
なるため血流量が減少する。そこで、請求項２の発明に
よれば、複数の光電センサを同一血管の異なる場所に設
置しており、その設置部位毎に光電容積脈波が計測され
る。続いて、演算手段が測定部位毎に計測された測定値
を比較することで血管のつまり、すなわち動脈硬化を検
出することが出来る。

【００１４】＜請求項３の発明＞従来、頭蓋骨内の血流
量を測定する際には、被験者の頭蓋骨に小さな孔を開け
てその隙間から音波等を照射して測定を行っていた。請
求項３の発明によれば、光電センサによって音波に比べ
て短い波長の光を照射することが出来るため、無侵襲で
頭蓋骨内の動脈の血流量に対応した光電容積脈波を測定
すること出来る。また、光電センサをその他の動脈、例
えば、橈骨動脈又は前腕動脈に対し照射すれば、動脈内
の血流量の変化に対応した光電容積脈波を測定するとこ
が出来る。

【００１５】＜請求項４の発明＞請求項４の発明によれ
ば、測定手段として光電センサに加えて被験者の血管の
圧力変動を測定可能な圧力センサを設けるとともに、メ
モリ領域に標準血管径、すなわち、測定部位における人
の血管径の平均値を書き込んでおく。ここで、血管の径
は経時的に変化するが、血管の拡張・縮小は被験者の血
圧値の推移と関連性があることから、圧力センサから得
られる圧力データと標準血管径とに基づいて被験者の血
管径を算出することが出来る。また、光電センサから得
られる光電容積脈波に基づいて被験者の血液の流速を算
出することが出来る。これより、血管径と流速とに基づ
いて被験者の血流量を算出することが出来る。

【００１６】＜請求項５の発明＞請求項５の発明、出願
人の知見によれば発汗量と血流量、皮膚温と血流量とは
いずれも対応関係があり、発汗量・皮膚温は血流量の変
化に追随して推移する。そのため、発汗量と血流量との
関係及び、皮膚温と血流量との関係をメモリ領域に記憶
しておけば、例えば、同一の被験者に対し、同じような
状況下で測定を行う場合には、演算手段がメモリ領域か
ら被験者の発汗量・皮膚温と血流量との関係を示すデー
タを選択するとともに、光電センサから得られる光電容
積脈波に基づいて血流量を算出する。これにより、直接
発汗量・皮膚温を測定しなくても、血流量と選択された
データとに基づいて発汗量・皮膚温を算出することが出
来る。

【００１７】＜請求項６の発明＞請求項６の発明によれ
ば、演算手段のメモリ領域には体つきと体表面積との関
係を表した体表面積データが記憶されている。そのた
め、例えば身長、体重、性別、年齢等が入力されると、
演算手段はその場合の体表面積を概算する。また、演算
手段は発汗・皮膚温測定手段によって計測された測定値
から被験者の皮膚温の平均値を算出し、続いて、体表面
積と皮膚温データの平均値とから被験者に必要とされる
消費熱量全体を算出することが出来る。

【００１８】＜請求項７の発明＞請求項７の発明によれ
ば、光電センサから酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロ
ビンの両ヘモグロビンによって吸収・反射される波長帯
域の光を照射し、その透過光あるいは反射光を光電容積
脈波として検出してやれば、得られる光電容積脈波の推
移から血流量の推移を知ることが出来る。

【００１９】

【発明の実施の形態】＜第１実施形態＞本発明の第１実
施形態を図１ないし図７によって説明する。生体データ
測定装置は、図１に示すように、被験者５の血流量の変
化を光電容積脈波として検出する光電センサ２６を含ん
だ脈波測定器（本発明の測定手段に相当する）２０と、
この脈波測定器２０の出力ラインに接続されて、光電容
積脈波を連続して取り込んで演算処理を行うデータ処理
手段（本発明の演算手段に相当する）１０と、データ処
理手段１０によって算出された結果を表示するモニタ
（本発明の表示手段により表示する）３０により構成さ
れている。

【００２０】データ処理手段１０はＡ／Ｄコンバータ１
１、ＣＰＵ１２、メモリ領域１３を備えている。脈波測
定器２０で検出された光電容積脈波はＡ／Ｄコンバータ
１１を介してディジタル化されＣＰＵ１２に連続的に取
り込まれる。すると、ＣＰＵ１２がディジタル化された
光電容積脈波をメモリ領域１３に書き込まれた後述する
参照データ、血流量変換データに基づいて演算処理する
ことで被験者の最高血圧・最低血圧を心拍毎に算出し、
モニタ３０が血圧値及び光電容積脈波の波形を表示す
る。

【００２１】図２に示すように、脈波測定器２０はリス
トバンド２１及び本体部２２とから構成されている。リ
スバンド２１は、例えば両端部が結合可能となっており
被験者５の手首に固定することが出来る。本体部２２は
手首に宛われる側が開放した筐体２３に、開口部分を塞
ぐ板部材２４を備えている。この板部材２４は筐体２３
との間に設けられたばね部材２５によって弾性支持され
ており、常には被験者５の皮膚側に押圧されている。

【００２２】この板部材２４には複数の貫通孔が形成さ
れており、これら貫通孔には光電センサ２６が板部材２
４の奥側から差し込まれた状態で固定されている。光電
センサ２６は投光部２６Ａとして発光ＬＥＤと、受光部
２６Ｂとしてのフォトトランジスタとから構成されてい
る。尚、発光ＬＥＤとしては血流量に対応した出力がフ
ォトトランジスタを介して得られるものであればよく、
例えば、血液中の酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビ
ンの双方に対して吸収・反射される波長帯域の光を使用
する。この場合には、フォトトランジスタの出力は血液
中のヘモグロビンの含有量の変化量に追随して推移する
ため、得られる出力は血流量の相対的な変化量に対応す
るものとなる。また、脈波測定器２０には投光部２６Ａ
を駆動するための駆動回路（図示せず）、及び受光部２
６Ｂの出力信号を処理する受信回路（図示せず）を備え
ており、得られた光電容積脈波は前記出力ラインを介し
て前記データ処理手段１０に伝達される。

【００２３】続いて、光電容積脈波（相対値）から被験
者の血流量（絶対値）を算出するための血流量変換デー
タ、及び被験者の血流量（絶対値）から被験者の最高血
圧・最低血圧（絶対値）を算出するための参照データに
ついて図３ないし図５を参照して説明する。参照データ
及び血流量変換データは、図３に示す仮想人体モデル４
０での計測によって得られる。具体的には、仮想人体モ
デル４０は液体（模擬血液、すなわち、人の血液と成分
が似たものであればよく、例えば、動物の血液等を使用
すればよい。）４９が貯められたタンク４１と、液体４
９を循環・移送するためのチューブ（本発明の移送管に
相当し、人の血管を想定したもの）４２と、このチュー
ブ４２に液体４９を標準心拍時間、例えば０．７５秒
（心拍数では８０回／ｍｉｎに相当）毎に圧送するため
のポンプ４３（本発明の液体給送手段に相当する）を備
えている。更に、チューブ４２の途中には標準心拍時間
あたりの液体４９の流量を計測する流量センサ４４、液
体４９の流量を光電容積脈波として検出する光電センサ
４５及び圧力測定部４６とが設けられている。圧力測定
部４６はゴム製の圧力弁４７Ａによって上下２室に仕切
られた容器４７と、容器４７の下室側に接続された圧力
センサ４８によって構成されるとともに、上室には前記
チューブ４２が接続されており前記液体４９が上室内を
循環可能とされている。尚、光電センサ２６と光電セン
サ４５は同種のものであることが望ましい。

【００２４】かくして、液体４９が圧送されると圧力弁
４７Ａが下方に変位して下室側の圧力が変動し最大とな
る。この圧力（人体における最高血圧に相当）が圧力セ
ンサ４８によって計測される。一方、液体４９が圧送さ
れた後には圧力弁４７Ａが上室側へ移動し下室側の圧力
が変動し最小となり、この圧力（人体における最低血圧
に相当）が圧力センサ４８によって計測される。また、
光電センサ４５、流量センサ４４、圧力センサ４８の出
力ラインはそれぞれＡ／Ｄコンバータ１１に接続されて
いる。

【００２５】以上のようにして構成された仮想人体モデ
ル４０による計測によって、血流量変換データが算出さ
れる。具体的には、まず、標準心拍時間当たりの脈波面
積（図４の（ａ）参照）Ｓｏが光電センサ４５から得ら
れる光電容積脈波（相対値）に基づいて算出される。更
に、標準心拍時間当たりの液体４９流量Ｑｏが流量セン
サ４４によって算出され、これらの対応関係が血流量変
換データ（図４の（ｂ）参照）としてメモリ領域１３に
書き込まれる。尚、この血流量変換データを数式化して
血流量演算式として、メモリ領域１３に書き込んでおい
てもよい。

【００２６】また、仮想人体モデル４０では人の血管径
のばらつきを考慮するためにチューブ４２径を変えて
（例えば、φ２．０、φ２．５、φ３．０等）計測を行
い、そこから得られる流量センサ４４の出力と圧力セン
サ４８の出力、すなわち流量と圧力との対応関係を参照
データ（図５参照）としてメモリ領域１３に書き込む。
この参照データについても前記血流量変換データと同様
に、数式化して血圧演算式としてメモリ領域１３に書き
込んでおいてもよい。尚、本実施形態では血流量変換デ
ータ及び参照データを計測するのに、上記した仮想人体
モデル４０を工学的に構成したが、図７に示すように動
物実験することにより計測することも出来る。

【００２７】次に、以上のように構成された生体データ
測定装置によって、被験者５の血圧を算出する手順を図
６のフローチャートを参照して説明する。まず、被験者
５に対しリストバンド２１を巻き付けて光電センサ２６
が被験者５の血管と対応した位置となるように脈波測定
器２０をセットする。その後、投光部２６Ａ、受光部２
６Ｂによって被験者５の光電容積脈波が連続して測定さ
れるとともに、測定された光電容積脈波はＡ／Ｄコンバ
ータ１１を介してＣＰＵ１２に取り込まれる（ａ工
程）。

【００２８】ＣＰＵ１２では、被験者５の光電脈波容積
脈波（相対値）に基づいて、１心拍当たりの脈波面積が
算出され、更に、１心拍時間の脈波面積を前記した標準
心拍時間当たりに換算する処理が合わせて行われる（ｂ
工程）。例えば、１心拍時間をｔ１、標準心拍時間をｔ
２とし、１心拍当たりの脈波面積をｓ１とすると、標準
心拍時間ｔ２に換算した脈波面積ｓ２は次のようにな
る。 ｓ２＝ｓ１×ｔ２／ｔ１ 以下、この標準心拍時間に換算した脈波面積をＳとす
る。この脈波面積Ｓと図４の（ｂ）に示す血流量変換デ
ータとから被験者の血流量Ｑ（絶対値）が算出される
（ｃ工程）。例えば、被験者５の標準心拍時間当たり脈
波面積ＳがＳ１であった場合、被験者の血流量はＱ１と
なる。また、血流量Ｑの算出とともに被験者５の光電容
積脈波の周期に基づいて脈拍も算出される（ｃ工程）。

【００２９】続いて、算出された血流量Ｑ、脈拍に基づ
いて被験者５の血管径が血管径算出アルゴリズムから算
出される（ｄ工程）。すると、ＣＰＵ１２はメモリ領域
１３に書き込まれている複数の参照データの中から、算
出された血管径と対応する参照データを選択する（ｅ工
程）。例えば、算出された血管径がφ２．０の場合は図
５の（ａ）の参照データが選択される。かくして、参照
データが選定されると、ＣＰＵ１２がｃ工程で算出した
被験者５の血流量Ｑ（絶対値）と参照データとから被験
者５の血圧値Ｐ（絶対値）を算出する（ｆの工程）。例
えば、被験者５の血流量Ｑの値がＱ１であった場合に
は、図５に示すように、被験者５の最大血圧、最小血圧
値はそれぞれＰｍａｘ１、Ｐｍｉｎ１となり、その結果
がモニタ３０に表示される（ｇの工程）。尚、上記した
フローチャートでは、脈波面積Ｓと血流量変換データと
から被験者５の血流量Ｑ（絶対値）を算出し、血流量Ｑ
（絶対値）と参照データとから被験者５の血圧値Ｐを算
出することとしたが、脈波面積Ｓと血流量演算式とから
被験者５の血流量Ｑ（絶対値）を算出し、算出された血
流量Ｑ（絶対値）と血圧演算式とから被験者５の血圧値
Ｐを算出してもよい。

【００３０】このように、データ処理手段１０のメモリ
領域１３には、予め、流量と圧力との対応関係を表す参
照データがチューブ４２径毎に書き込まれている。その
ため、光電容積脈波に基づいて血流量Ｑ及び脈拍を算出
し、それらから血管径を算出してやれば、被験者５の血
管径に対応した参照データが決定される。その後、被験
者５の血流量Ｑと参照データとから被験者５の血圧値Ｐ
を算出することが出来る。従って、従来、被験者５の個
体ばらつきを考慮した場合に必要とされていた測定の初
期段階で行われるキャリブレーションを廃止し、光電セ
ンサ２６による測定のみを行えば血圧を測定することが
出来る。かくして、被験者５に対し苦痛を強いることが
なく測定を行うことが出来、また、測定手順の簡素化が
図られる。

【００３１】また、上記した生体データ測定装置は以下
のように使用することも出来る。前記光電センサ２６を
複数個（例えば、投光部２６Ａ、受光部２６Ｂとも各４
個）設けるとともに、これら光電センサ２６を被験者５
の同一血管上の異なる場所に設置しておき、データ処理
手段１０によって測定部位毎に血流量を算出する。動脈
硬化が起こって血管が詰まっている場合には、その部分
で血流量が減少するため、ＣＰＵ１２によって算出され
た血流量Ｑの比較を行うことで動脈硬化を検出すること
が出来る。

【００３２】更に、前記脈波測定器２０のリストバンド
２１を人の頭部に巻き付けることが出来るように変更し
て、光電センサ２６が頭蓋骨に向くようにセットする。
この時、光電センサ２６の投光部２６Ａから照射される
照射光を所定の波長帯域にあるものを使用すれば照射光
が頭蓋骨内に進入し、内部の血管の血流量に対応した光
電容積脈波を無侵襲で測定することが出来る。また、光
電センサ２６をその他の動脈、例えば、橈骨動脈又は前
腕動脈に対し照射すれば、動脈内の血流量の変化に対応
した光電容積脈波を測定するとこが出来る。

【００３３】更にまた、測定手段として光電センサ２６
に加えて、被験者５の血管の圧力変動を測定可能な被験
者用圧力センサ（図示せず）を設けることによって、前
記した仮想人体モデル４０を使用することなく、被験者
５の血流量を算出することが出来る。この場合には、メ
モリ領域１３に標準血管径、すなわち、測定部位におけ
る人の血管径の平均値を予め書き込んでおく。ここで、
血管の径は経時的に変化するが、血管径の拡張・縮小は
被験者５の血圧値Ｐの推移と関連性があることから、被
験者用圧力センサから得られる圧力データと標準血管径
とに基づいて被験者５の血管径値を算出することが出来
る。また、光電センサ２６から得られる光電容積脈波に
基づいて被験者５の血液の流速を算出することが出来
る。これより、血管径と流速とに基づいて被験者５の血
流量を算出することが出来る。

【００３４】＜第２実施形態＞次に、本発明の第２実施
形態を図８ないし図１０を参照して説明する。第１実施
形態では、測定手段を光電センサ２６を備えた脈波測定
器２０により構成するとともに、データ処理手段１０で
は被験者５の血圧値Ｐを算出したが、第２実施形態で
は、測定手段として脈波測定器２０に加えて、発汗量測
定器５０及び皮膚温検出のための温度センサ６０を備
え、被験者５の血圧値Ｐに加えて、発汗量及び皮膚温を
計測する。

【００３５】発汗量測定器５０について説明すると、図
９に示すように、本願と同一の出願人による特開平１０
−２６２９５８号公報掲載の発汗量測定装置と基本原理
を同じくする。すなわち、発汗量測定器５０にはカプセ
ル５１が備えられ、そのカプセル５１に形成した凹所５
２の開口５２Ａを、患者の皮膚面で閉塞して取付けられ
る。そして、カプセル５１の側面には、凹所５２に連通
する供給口５３と排出口５４とが設けられ、供給口５３
に連なるゴム管５３Ａを介してボンベ（図示せず）から
凹所５２内に例えば低湿度窒素ガスが一定流量で供給さ
れる。一方、排出口５４に連なるゴム管５４Ａの途中に
は湿度計（図示せず）が設けられ、排出空気の湿度を測
定している。また、このカプセル５１には、温度計と加
熱冷却器（例えば、ペルチェ素子）とが内臓されて、凹
所５２内の温度を一定に保つように制御されている。そ
して、発汗量測定器５０の出力ラインもＡ／Ｄコンバー
タ１１を介してＣＰＵ１２に接続されており、検出され
た湿度計及び温度計の出力結果が発汗量信号として演算
手段に取り込まれて演算され、被験者５の発汗量が得ら
れる。

【００３６】次に、皮膚温検出のための温度センサ６０
は、例えば、熱膨張式、熱電対あるいはサーミスタ式の
ものを使用すればよく、被験者５の腕などに取り付けて
測定を行うことで被験者５の皮膚温を検出可能となって
いる。皮膚温検出のための温度センサ６０の出力ライン
もＡ／Ｄコンバータ１１を介してＣＰＵ１２に接続され
ており、検出された測定結果は皮膚温検出としてデータ
処理手段１０に取り込まれて演算され、被験者５の皮膚
温が得られる。一方、ＣＰＵ１２には、これら発汗量・
皮膚温データが取り込まれる間、脈波測定器２０から被
験者５の光電容積脈波が取り込まれ、この光電容積脈波
と前述した血流量変換データより被験者の血流量Ｑが算
出される。これにより、ＣＰＵ１２は発汗量と血流量Ｑ
との対応関係、皮膚温と血流量Ｑとの対応関係をそれぞ
れ算出し、これを被験者５毎にメモリ領域１３に書き込
んでおく（図１０参照）。この時、測定時の環境（湿
度、温度等）等のデータとともに合わせて書き込んでお
くことが望ましい。

【００３７】出願人の知見によれば、発汗量と血流量及
び、皮膚温と血流量とはそれぞれ対応関係がある。その
ため、既に該当する被験者５の発汗量と血流量及び、皮
膚温と血流量との対応関係がメモリ領域１３に書き込ま
れていれば新たに発汗量測定器５０、及び皮膚温検出の
ための温度センサ６０によって測定を行わなくても、脈
波測定器２０によって光電容積脈波の測定を行えば、メ
モリ領域１３に書き込まれた発汗量、皮膚温と血流量Ｑ
との対応関係に基づいて被験者５の発汗量及び皮膚温を
算出することが出来る。尚、被験者５自身のデータであ
っても、なるべく、測定日の湿度及び温度等が近いデー
タを使用することが望ましく、そうすることで誤差とな
る要因を排斥することが出来正確なデータを得ることが
出来る。

【００３８】また、メモリ領域１３に、次に説明する体
表面積変換データを書き込んでくとともに、ＣＰＵ１２
によって測定された皮膚温の所定時間当たりの平均値を
算出してやれば被験者５に必要とされる体内総消費量を
算出すること出来る。体表面積変換データは人の体つき
と体表面積との対応関係をまとめたデータであって、例
えば、身長、体重、年齢、性別を入力すると、その人の
体表面積が算出される。そのため、皮膚温の平均値と体
表面積とに基づいて、被験者５の体内総消費量を算出す
ることが出来る。

【００３９】＜他の実施形態＞本発明は上記記述及び図
面によって説明した実施形態に限定されるものではな
く、例えば次の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。

【００４０】（１）第一実施形態では、１心拍当たりの
血流量を光電センサ２６によって測定したが、レーザ光
及び他の光源あるいは超音波・圧力センサを利用して測
定しても良い。

【００４１】（２）第一実施形態では、動脈硬化を検出
する際に、被験者５の血流量を固定式の光電センサ２６
によって測定を行ったが、スキャナー式のもので測定し
てもよい。

【００４２】（３）第一・二実施形態では、測定対象を
人としたが、例えば植物を測定対象とすることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態に係る生体データ測定装
置のブロック図

【図２】脈波測定器の断面図

【図３】仮想人体モデルのブロック図

【図４】（ａ）光電脈波の波形図 （ｂ）脈波面積と流量の推移を示すグラフ

【図５】血流量と血圧値の推移を示すグラフ

【図６】最高血圧・最低血圧を算出する手順を示すフロ
ーチャート

【図７】動物実験のブロック図

【図８】本発明の第二実施形態に係る生体データ測定装
置のブロック図

【図９】発汗量測定器のカプセルの部分破断斜視図

【図１０】（ａ）血流量と発汗量の推移を示すグラフ （ｂ）皮膚温度と発汗量の推移を示すグラフ

【符号の説明】

１０…データ処理手段（演算手段） １３…メモリ領域 ２０…脈波測定器（測定手段） ２６…光電センサ ３０…モニタ（表示手段） ４０…仮想人体モデル ４２…チューブ（移送管） ４３…ポンプ（液体給送手段） ４４…流量センサ ４５…光電センサ ４８…圧力センサ ４９…液体 ５０…発汗量測定器（発汗・皮膚温測定手段） ６０…皮膚温検出のための温度センサ（発汗・皮膚温測
定手段）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被験者の血管へ所定波長の光を照射しこ
   の照射光による透過光あるいは反射光から血流量の変化
   を光電容積脈波として検出する光電センサを含んだ測定
   手段と、 得られた光電容積脈波を取り込んで演算処理を行うとと
   もに、その一部にメモリ領域が設けられた演算手段と、 前記演算手段によって算出された結果を表示する表示手
   段とからなる生体データ測定装置であって、 前記メモリ領域には前記光電容積脈波から前記被験者の
   血圧値を算出するためのデータ、若しくはこのデータに
   基づいて算出された演算式が書き込み可能とされてお
   り、このデータを計測するための仮想人体モデルは液体
   を移送可能とする移送管と、 この液体を定められた標準心拍時間毎に圧送するための
   液体給送手段と、 前記移送管に発生する液体の圧力を計測する圧力センサ
   と、 前記標準心拍時間毎に前記液体の流量を計測するための
   流量センサと、 前記液体の流量の変化を光電容積脈波として検出する前
   記光電センサとから構成されるとともに、この仮想人体
   モデルの移送管を径の異なる移送管に変えて計測を行う
   ことで、 前記データ、若しくは前記演算式として、前記光電セン
   サにより測定された光電容積脈波と前記流量センサによ
   って計測された流量の絶対値との対応関係が算出された
   血流量変換データ、若しくはこの血流量変換データに基
   づく血流量演算式と、 前記流量センサによって計測された前記液体の流量の絶
   対値と前記圧力センサによって計測された圧力の絶対値
   との対応関係が移送管径毎に算出された参照データ、若
   しくはこの参照データに基づく血圧演算式とが算出され
   るとともに、 前記演算手段は、前記被験者の血流量の相対的な変化に
   対応した前記光電容積脈波を、前記人体仮想モデルで計
   測された血流量変換データ、若しくは血流量演算式に基
   づいて演算処理することで前記被験者の血流量の絶対値
   を算出し、 その後、この絶対値化された血流量及び前記被験者に対
   する前記光電容積脈波の周期に基づいて前記被験者の血
   管径の絶対値を算出し、 続いて、前記参照データ若しくは前記血圧演算式のう
   ち、得られた血管径に対応する移送管径の参照データ若
   しくは血圧演算式を前記メモリ領域から選択し、選択さ
   れた参照データ若しくは血圧演算式と、絶対値化された
   前記被験者の血流量に基づいて血圧値を算出することを
   特徴とする生体データ測定装置。
2. 【請求項２】 前記測定手段は同一血管の異なる場所に
   設置された複数の光電センサから構成されるとともに、 前記演算手段がこれら光電センサから得られた測定部位
   毎の測定値を比較することによって、前記被験者の血管
   のつまりを検出することを特徴とする請求項１記載の生
   体データ測定装置。
3. 【請求項３】 前記光電センサにより頭蓋骨若しくは橈
   骨の動脈、又は前腕動脈を含んだ動脈に対し所定波長の
   光を照射しこの照射光による透過光あるいは反射光によ
   って、前記動脈内の血流量の変化に対応した光電容積脈
   波を無侵襲で連続して測定することを特徴とする請求項
   １記載の生体データ測定装置。
4. 【請求項４】 前記測定手段は前記光電センサに加え
   て、前記被験者の血管の圧力変動を測定可能な圧力セン
   サが設けられるとともに、前記メモリ領域には前記被験
   者の測定部位に対応した部位の標準血管径が書き込まれ
   ることで、 前記演算手段は前記標準血管径と前記圧力センサから得
   られる圧力データとに基づいて前記被験者の血管径を算
   出するとともに、 前記光電センサから得られる前記光電容積脈波に基づい
   て前記被験者の血液の流速を算出し、更に、これら血管
   径と流速とに基づいて被験者の血流量を連続して算出す
   ることを特徴とする請求項１記載の生体データ測定装
   置。
5. 【請求項５】 前記測定手段には前記被験者の発汗量、
   皮膚温を測定可能な発汗・皮膚温測定手段が設けられる
   とともに、 この発汗・皮膚温測定手段及び前記光電センサに基づい
   てそれぞれ発汗量の測定、皮膚温の測定、及び血流量の
   算出がなされ、これら発汗量と血流量との関係を示すデ
   ータ及び、皮膚温と血流量との関係を示すデータが被験
   者ごとに前記メモリ領域に記憶されることを特徴とする
   請求項１記載又は請求項４記載の生体データ測定装置。
6. 【請求項６】 前記メモリ領域には人の身長、体重、年
   齢、性別のうち少なくともいずれか一つを含んだ体つき
   データと体表面積との関係を表した体表面積変換データ
   が記憶されるとともに、 前記演算手段は前記被験者の体つきデータと前記体表面
   積変換データから前記被験者の体表面積を算出する一
   方、 前記発汗・皮膚温測定手段によって計測された皮膚温の
   測定値又は前記演算手段によって前記皮膚温と血流量と
   の関係を示すデータに基づいて算出された皮膚温計算値
   から前記被験者の皮膚温の平均値を算出し、この皮膚温
   の平均値と前記体表面積とから前記被験者に必要とされ
   る消費熱量を算出することを特徴とする請求項５記載の
   生体データ測定装置。
7. 【請求項７】 前記光電センサは血管中の酸化ヘモグロ
   ビン及び還元ヘモグロビンの双方に対して吸収・反射さ
   れる波長帯域の光を照射する一方、 前記演算手段はその透過光あるいは反射光の光量変化に
   基づいて両ヘモグロビンの含有量の変化量を算出し、こ
   の両ヘモグロビン含有量に基づいて血流量の相対的な変
   化量を算出することを特徴とする請求項１ないし請求項
   ６に記載の生体データ測定装置。