JP2008200432A - 振動検出デバイス - Google Patents

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Abstract

【課題】測定部位に対する位置合わせが不要であり、測定対象物の位置に関係なく、正確に振動検出を行うことができる振動検出デバイスを提供すること。
【解決手段】筐体１は、測定対象物に装着可能な大きさに設定されている。本実施の形態においては、振動検出デバイスを人の手首に装着する場合を想定しているので、人の手首に装着可能な大きさのリング形状を有する。筐体１の内側には弾性体であるラバー２が取り付けられており、そのラバー２の内側に圧電素子３が取り付けられている。この圧電素子３は、測定対象物の振動により電界を変化させる電界変化手段である。筐体１の外側には、電界を検出する電界センサ４が取り付けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、脈動などの振動を検出する振動検出デバイスに関する。
従来から、脈動などの振動を検出する装置として、例えば、特許文献１，２に開示されている技術がある。このような装置においては、測定対象物である人の腕や指に発光素子から発せられた光を照射し、血管を流れる血液中のヘモグロビンからの透過光や反射光を検出することにより脈波を測定する。
特開２０００−３４２５４７号公報 特開２００１−５７９６５号公報
しかしながら、従来のような光学式の脈波測定方式では、発光素子を血管に向ける必要があり、装置を正確に位置合わせする必要があり、発光素子と受光素子との間の光軸合わせも必要である。また、光学式の脈波測定方式では、皮膚から深い位置に血管があると、正確に脈波を測定することができない。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、測定部位に対する位置合わせが不要であり、測定対象物の位置に関係なく、正確に振動検出を行うことができる振動検出デバイスを提供することを目的とする。
本発明の振動検出デバイスは、測定対象物の振動により電界を変化させる電界変化手段と、前記電界変化手段による電界変化を検出する電界検出手段と、前記電界変化を波形データに変換する変換手段と、を具備することを特徴とする。
この構成によれば、振動に対応する電界の変化を検出するので、光学式のように光軸合わせや位置合わせが不要であり、簡単な装着形態で正確に振動を検出することができる。また、振動に対応する電界の変化を検出するので、例えば、皮膚の深い位置の血管の脈動であっても正確に測定することができる。
本発明の振動検出デバイスにおいては、前記電界変化手段が圧電素子であることが好ましい。
本発明の振動検出デバイスにおいては、前記電界変化手段は、弾性を有する磁性体と、前記磁性体の磁界の影響を受ける位置に配置されたコイルと、から構成されることが好ましい。
本発明の振動検出デバイスにおいては、前記動きが脈波であることが好ましい。
本発明の振動検出デバイスによれば、測定対象物の振動により電界を変化させる電界変化手段と、前記電界変化手段による電界変化を検出する電界検出手段と、前記電界変化を波形データに変換する変換手段と、を具備するので、測定部位に対する位置合わせが不要であり、測定対象物の位置に関係なく、正確に振動検出を行うことができる。
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態においては、振動が人体の脈動である場合について説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る振動検出デバイスである脈波センサを示す図であり、図２は、図１に示す脈波センサの概略ブロック図である。
図１に示す脈波センサは筐体１を有する。この筐体１は、測定対象物に装着可能な大きさに設定されている。本実施の形態においては、振動検出デバイスを人の手首に装着する場合を想定しているので、人の手首に装着可能な大きさのリング形状を有する。
筐体１の内側には弾性体であるラバー２が取り付けられており、そのラバー２の内側に圧電素子３が取り付けられている。この圧電素子３は、測定対象物の振動により電界を変化させる電界変化手段である。また、筐体１の外側には、電界を検出する電界センサ４が取り付けられている。ここでは、圧電素子３は、ラバー２の内側に複数取り付けられており、電界センサ４は、筐体１の外側に複数取り付けられている。
また、このような構成を有する脈波センサは、図２に示すように、センサ全体を制御する制御部５と、電界変化を波形データ、ここでは脈波データに変換する変換部６と、変換された脈波データを表示する表示部７とを有する。
このような構成を有する脈波センサにおいて脈波を検出する場合、図１に示す脈波センサを手首に装着する。このとき、手首に圧電素子３が当接し、血管の脈動によりラバー２及び圧電素子３が変形する。圧電素子３の変形により周辺の電界が変化する。この電界の変化は電界センサ４で検出される。電界センサ４で検出された電界変化は変換部６で脈波データに変換される。そして、この脈波データが表示部７で表示される。
脈波は、心臓から送出された血液による血管の圧力変動を捉えたものであるので、脈波データは、図３に示すような圧力と時間との関係の波形１１で表される。この脈波については、１回微分することにより速度脈波となり、２回微分することにより加速度脈波となる。加速度脈波には、図４（ａ）に示すように、いくつかのピーク１２が現れる。このいくつかのピークのパターンで血管の状態をモニタリングすることができる。例えば、図４（ｂ）に示す加速度脈波のパターンＡ〜Ｇから血管の状態を把握することができる。すなわち、パターンＡ側の血管は柔らかく、血管年齢が若く、パターンＧ側の血管は硬く、血管年齢が老いている。
このように、本実施の形態の脈波センサは、脈動のような振動に対応する電界の変化を検出するので、光学式のように光軸合わせや位置合わせが不要であり、簡単な装着形態で正確に脈動のような振動を検出することができる。また、脈動のような振動に対応する電界の変化を検出するので、皮膚の深い位置の血管の脈動であっても正確に測定することができる。
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る振動検出デバイスである脈波センサを示す図であり、図６は、図５に示す脈波センサの概略ブロック図である。
図５に示す脈波センサは筐体２１を有する。この筐体２１は、測定対象物に装着可能な大きさに設定されている。本実施の形態においては、振動検出デバイスを人の手首に装着する場合を想定しているので、人の手首に装着可能な大きさのリング形状を有する。
筐体２１の内側には弾性を有する磁性体であるラバー磁石２２が取り付けられており、そのラバー磁石２２の内側にコイル２３が取り付けられている。このラバー磁石２２及びコイル２３は、測定対象物の振動により電界を変化させる電界変化手段である。また、筐体２１の外側には、電界を検出する電界センサ２４が取り付けられている。ここでは、電界センサ２４は、筐体２１の外側に複数取り付けられている。ラバー磁石２２とコイル２３の配置位置は、これに限定せず、磁界の影響を受ける位置にコイル２３及びラバー磁石２２を配置することができる。
また、このような構成を有する脈波センサは、図６に示すように、センサ全体を制御する制御部２５と、電界変化を波形データ、ここでは脈波データに変換する変換部２６と、変換された脈波データを表示する表示部２７とを有する。
このような構成を有する脈波センサにおいて脈波を検出する場合、図５に示す脈波センサを手首に装着する。このとき、手首にコイル２３を有するラバー磁石２２が当接し、血管の脈動によりラバー磁石２２が変形する。ラバー磁石２２の変形により周辺の磁界が変化し、この磁界変化によりコイル２３に誘導起電力が発生する。この誘導起電力の発生により電界が変化する。この電界の変化は電界センサ２４で検出される。電界センサ２４で検出された電界変化は変換部２６で脈波データに変換される。そして、この脈波データが表示部２７で表示される。
このように、本実施の形態の脈波センサも、脈動のような振動に対応する電界の変化を検出するので、光学式のように光軸合わせや位置合わせが不要であり、簡単な装着形態で正確に脈動のような振動を検出することができる。また、脈動のような振動に対応する電界の変化を検出するので、皮膚の深い位置の血管の脈動であっても正確に測定することができる。
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態１，２においては、手首に装着する形態の脈波デバイスについて説明しているが、これに限定されず、指や腕に装着する形態の脈波デバイスであっても良い。この場合においては、筐体の大きさを被装着部材に応じて設定する。また、上記実施の形態１，２においては、リング状の筐体を用いた場合について説明しているが、シート状の筐体上に層形成（ラバー＋圧電素子、ラバー磁石＋コイル）し、被装着部位の太さに合わせてリング状に固定できる形態にしても良い。
また、上記実施の形態においては、振動が人体の脈動である場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、その他の振動などの動きである場合にも適用することができる。また、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、部材の数、材質、処理部、処理手順については適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することが可能である。
本発明の実施の形態１に係る振動検出デバイスである脈波センサを示す図である。 図１に示す脈波センサの概略ブロック図である。 脈波の波形を示す図である。 （ａ），（ｂ）は、脈波の２回微分データのパターンを示す図である。 本発明の実施の形態２に係る振動検出デバイスである脈波センサを示す図である。 図５に示す脈波センサの概略ブロック図である。
符号の説明
１，２１ 筐体
２ ラバー
３ 圧電素子
４，２４ 電界センサ
５，２５ 制御部
６，２６ 変換部
７，２７ 表示部
１１ 波形
１２ ピーク
２２ ラバー磁石
２３ コイル

Claims (4)

  1. 測定対象物の振動により電界を変化させる電界変化手段と、前記電界変化手段による電界変化を検出する電界検出手段と、前記電界変化を波形データに変換する変換手段と、を具備することを特徴とする振動検出デバイス。
  2. 前記電界変化手段が圧電素子であることを特徴とする請求１記載の振動検出デバイス。
  3. 前記電界変化手段は、弾性を有する磁性体と、前記磁性体の磁界の影響を受ける位置に配置されたコイルと、から構成されることを特徴とする請求項１記載の振動検出デバイス。
  4. 前記動きが脈波であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の振動検出デバイス。
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