JPH0255038A - 生体情報測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、人間等の生物の日常活動にともなって変化
する生体情報を測定する生体情報測定装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 従来、生体からの情報を得るものとして皮膚のインピー
ダンス変化を測定する、例えば嘘発見器のようなものが
使用されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら生体の情報は環境条件によってその内容が
変化するが、従来の装置は生体の情報をインピーダンス
の形でしか収集できないために、環境条件に応じた測定
が行えないという問題があった。

［課題を解決するための手段］ このような問題を解決するなめにこの発明は、生体から
反射されるパルスの反射波形を解析し、得られたデータ
を実数部と虚数部に分離するようにしたものである。

［作用］ 生体に放射されたパルスが反射されその波形歪みと、標
準試料との差から複素誘電率または複素透磁率からなる
電気定数が求められ、この電気定数が予め決められた基
準でランク分けされる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図である。

１はパルス発生部であり、一定間隔δで信号パルスＡ　
（ｔ−ｔｌ）ｒ以下、パルスＡと称する」が送出される
トリガパルス発生部１１と、そのトリガパルスをか供給
される度にステップパルスＢ　（ｔ、−ｔ、　）　　ｒ
以下、パルスＢと称する」を発生させる信号パルス発生
部１２とから構成されている。

２は例えば方向性結合器で構成されたパルス分離装置で
あり、パルスＢと例えば後述するパルスＣとを分離する
機能を有し、パルスＢは信号パルス発生部１２から送出
され、パルス分離装置２を通過し、生体情報検出装置３
に入射するようになっている。３１は同軸コード、３２
は例えば同軸コネクタ形の分泌物検出部、３３は分泌物
含浸部である。パルスＢは同軸コード３１を伝搬し、分
泌物検出部３２を介して分泌物含浸部３３に達し、そこ
で反射されて波形歪みを受け、同じ経路を経て、パルス
分離装置２に達する。更にそのパルスは前述のパルス分
離装置２の機能により、反射パルス検出装置４へと伝搬
する。反射パルス検出装置４に達したパルスは反射パル
スＣ（ｔ−ε１ｂ）［以下、パルスＣと称する」となる
。ここで、Δは遅延時間である。

分泌物検出部３２は第２図に示すように構成されており
、検出部保護部３２ａの下に例えば接着材が塗布された
固定部３２ｂがある。３２ｃは同軸コードの外部導体部
、３２ｄは絶縁体部、３２ｅは内部導体部である。外部
導体部３２ｃ〜内部導体部３２ｅは例えば通常の同軸コ
ードによって構成されている。

パルスＣは反射パルス検出装置４のサンプリング回路４
１において一定間隔の時間幅τで波形サンプリングされ
る。サンプリング回路４１はパルスＣを時間的および振
幅的にデジタル量に変換する。さらに、サンプリングさ
れた波形りはメモリ部４２にメモリされる。

５はパルス解析装置であり、基準メモリ部５１と誘電率
解析部５２とで構成されている。基準反射波形の基準メ
モリ部５１は、例えば空気のような標準試料からの反射
パルスが時間幅ででサンプリングされた値り、がメモリ
されている。誘電率解析部５２はメモリ部４２および基
準メモリ部５１からのサンプリング値を用いてＦＦＴ演
算し、次の式によって複素誘電率ε（ｆ）を周波数ｆの
関数として求める。なお、この手法は文献［Ｒ，Ｈ。

Ｃａｆｅ：”Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　　ｏｆ　　Ｄｉｅ
ｌｅｃｔ、ｒｉｃ　　Ｂｅｈａｖｉｏｒ　　ｂｙＴｉｍ
ｅ　Ｄｏｍａｉｎ　５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、　［、
ＣｏｍｐｌｅｘＰｅｒｍｉｕｉｖｉＬｙ”、Ｊｏｕｒｎ
ａｌ　　ｏｆ　　Ｐｈ１ｓｉｃａｌ　　Ｃｈｅｍｉｓし
ｒｙ。

Ｖｏｌ、７９．Ｎｏ、１４．１９７５］に開示されてい
る。

ε（「）＝εｔ（ｒ）＋ε２（ｆ）・・・・・・・・−
・・・・（１）ｃ（ｆ）□Ｇｌｄ、ｐ（ｆ）−Ｘｌｃ（
ｆ）ｌｃｏｔｈＸｌｇ（ｆ）ｌ　　・・・・（２３ここ
でＧはコネクタの寸法に係わる定数１．ｐ（ｆ）は基準
メモリ５１に記憶される基準反射波形のサンプリングさ
れた値りのＦＦＴ結果と反射サンプリング波形ＣのＦＦ
Ｔ結果との差である。

６は解析結果判定装置であり、判定水準メモリ部６１と
判定部６２とで構成されている。判定水準メモリ部６１
は例えばｆ、≦１５９ＭＨｚにおいて次のような判定水
準値ｔＭ（ｆ。）がメモリされている。

ε１．（ｆ、）＝　１００．　　　　　ε２．（ｆ、）
＝　５５０゜εｒｂ（ｆ、）−９５，ε２ｂ（ｆ、）−
４００゜ｅｔｃ（九）＝　　９０．　　　　　Ｃｚｃ（
ｆｏ）＝　４００判定部６２は判定水準値ｔ工（ｆｎ）
、　ｔｚ（ｆ−）と解析結果ε（ｆ、、）とを比較する
ようになっている。例えば各周波数毎にｆ、≦１５９Ｍ
Ｈｚにおいて次のような手法により解析結果ｃ（ｆ。）
の所属するランクを判定する。

εｒ−（ｆ−）≦Ｃｔ（ｆｊ、ε２．（ｆｆｉ）≦ε２
（ｆｎ）ならばランクＡ、Ｃｔｂ（ｆ。）≦ｃｌ（ｆ−
）、ｃｚｂ（ｆａ）≦ｔ２（［。）ならばランクＢ、ｃ
ｔｃ（ｆａ）≦εｔ（ｆ−）、ε２ｃ（「。）≦５２（
ｆｉｌ）ならばランク０゜７は通信装置であり、符号化
、送信部７１．５軸コード７２、受信部７３、復号化部
７４、モニタ部７５から構成されている。

このように構成された装置において、トリガパルス発生
部１２１でパルスＡが送出されると、信号パルス発生部
１２でパルスＢが送出され、それが分泌物含浸部３３で
反射されパルスＣとなり、そのパルスＣがパルス分離装
置２で分離され、反射パルス検出装置４で検出され、パ
ルス解析装置５で解析され、解析結果判定装置６で解析
され、通信装置７のモニタ７５で表示される。したがっ
て、パルスＡが送出されてから、パルス伝搬時間および
演算時間を含んだ一定の遅延時間の後、ｔｌ（ｊｋ、ｆ
）、εｚ（Ｌｂ、ｆ）を得、さらにモニタ値Ｘにが表示
される。

第３図〜第５図は前額部表面の測定例の誘電率解析結果
であり、第３図は１＝１１での測定例であって脂汗をか
いている場合の解析結果、第４図はｉ−一シ２での測定
例であって汗が吹き出た場合の解析結果、第５図は１＝
１３での測定例であって玉の汗が滴り落ちる場合の解析
結果である。

従ってこれらのデータが時刻毎に判定部６２において判
定され、１＝１１ではランクＡ、シ＝Ｌ２ではランクＢ
、ｔ＝ｔ３ではランクＣとして通信される。これにより
、受信側は１＝１１で脂汗をかいている状態、１．　＝
　１２では汗が吹き出ている状態、１＝１３では玉の汗
が滴り落ちる状態であると判断でき、時系列的通信がで
きる。

以上のように、分泌物の分泌具合を複素誘電率の観点か
ら検出・解析され、水準判定された結果が測定点と観測
点との間で通信できる。なお、このように測定点と観測
点を分け、その間で通信をしているのは、観測者が生体
の側にいることで物理的、心理的に生体の置かれた環境
条件を乱すことを防止するためである。

第６図は他の実施例であり、この例では前述のＴＩ４電
率解析部５２が透磁率解析部５２ａとなっていることで
ある。これにともなって、サンプリング回路４１および
メモリ部４２からのサンプリング値を用いてＦＦＴ演算
し、次式を用いて複素透磁率、μ（ｆ）を周波数ｆの関
数として得る。

１１（ｆ）＝Ｊ１１（ｆ）＋ｊｊ１２（ｆ）　　−・・
・・・・・−−−（３１ｇ（ｆ）−Ｈｔｄ、ｐ（ｆＭ／
１ｘ（ｆ）ｌｃｏｔ、ｈＸｆＪｌ（ｆ）ｌ　　　・　・
　・　−［１ここでトＩはコネクタの寸法に係わる定数
である。

６１ａはＪｌ（ｆ）の判定水準メモリ部であり、６２ａ
は判定部である。この構成により分泌物の分泌具合を複
素透磁率の観点から検出・解析・通信ができる。

第７図は他の実施例で、生体情報検出装置３を流動性分
泌物系に適する形状にしたものである。

３２Ａは分泌物検出部であり、これは検出部保護部３２
Ａ１の下に例えば、ガラス菅で構成された分泌物収容部
３２Ａ２がある。

第８図は池の実施例であり、第１図と異なる点は・パル
ス発生部ＩＡと通信部７Ａとである。パルス発生部ＩＡ
のうち、トリガパルス発生部ＬＩＡはトリガパルス発生
部１１の機能に加えて、パルス送信部７６からのパルス
を受信する度にトリガパルスＡを発生するようになって
いる。モニタ部７５Ａはモニタ部７５の機能に加えてモ
ニタ表示後、送信部７６にパルス送信を促すためのトリ
ガパルスを送信するようになっている。このため遠隔制
御しながら、生体情報を得ることができる。

以上の実施例では理解を容易にするため、ラクンクを３
段階に分けたが、複素誘電率または複素透磁率が得られ
ることから、実数部および虚数部毎のランク分けが可能
となる。また、複素誘電率や複素透磁率のそれぞれの解
析結果を通信することにより、生体に心理的変化を与え
ることなく、材料の複素誘電率情報システムあるいは複
素透磁率情報システムをも提供することができる。例え
ば排尿の時間的変化等を検出する医用情報伝送システム
に応用すれば、感情の変化にともなって生じる分泌物変
化を検出できるので、情緒伝送システムとしての用途等
にも使用できる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明は、生体からの反射波の歪
みを元に複素誘電率または複素透磁率を求めるようにし
たものであるから、従来は絶対値の形でしか得られなか
ったデータが実数部と虚数部に分けて得られ、このため
環境条件に合ったデータをしかも時間変化に従って得ら
れるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図第２図は
分泌物検出部の詳細を示す部分断面図、第３図〜第５図
は実測データを示すグラフ、第６図〜第８図はそれぞれ
他の実施例を示すブロック図である。 １・・・・トリガパルス発生装置、２・・・・パルス分
離装置、３・・・・生体情報検出装置、４・・・・反射
パルス検出装置、５・・・・パルス解析装置、６・・・
・解析結果判定装置、７・−・・通信装置。 第１ 特許出願人　日本電信電話株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 パルス信号を発生するパルス発生部と、 そのパルス信号を生体に放射してその生体の分泌物に応
   じて発生する反射波を検出する反射波検出手段と、 検出された反射波をサンプリングして時系列信号として
   記憶する反射パルス検出装置と、標準試料からの反射デ
   ータと前記の記憶されたサンプリングデータとから複素
   誘電率または複素透磁率からなる電気定数を求めるパル
   ス解析装置と、 求められた電気定数を予め決められたランクに分類する
   解析結果判定装置とから構成される生体情報測定装置。