特許 7022963 生体情報測定装置のプローブ及び生体情報測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-10

(45)【発行日】2022-02-21

(54)【発明の名称】生体情報測定装置のプローブ及び生体情報測定装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/1455 20060101AFI20220214BHJP

【ＦＩ】

A61B5/1455

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018073901

(22)【出願日】2018-04-06

(65)【公開番号】P2019180682

(43)【公開日】2019-10-24

【審査請求日】2021-03-05

(73)【特許権者】

【識別番号】591027008

【氏名又は名称】株式会社小池メディカル

(73)【特許権者】

【識別番号】513045552

【氏名又は名称】株式会社ＴＲアンドＫ

(74)【代理人】

【識別番号】100075177

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 尚純

(74)【代理人】

【識別番号】100102417

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100113217

【弁理士】

【氏名又は名称】奥貫 佐知子

(74)【代理人】

【識別番号】100202496

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿角 剛二

(74)【代理人】

【識別番号】100194629

【弁理士】

【氏名又は名称】小嶋 俊之

(74)【代理人】

【識別番号】100202692

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 吉文

(72)【発明者】

【氏名】中村 友春

【審査官】北島 拓馬

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－２７９３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１６３９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２３３４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－３０８８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３７０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５７８６５９２（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／０６ － ５／２２

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ ８／００

Ｇ０１Ｎ ３３／４８ －３３／９８

Ｈ０１Ｌ ３３／００ －３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

射出した光が生体の内部に伝搬した伝搬光を検出し、伝搬光の強度に基づき生体情報を算出する生体情報算出手段を備えた生体情報測定装置のプローブであって、
円周状に配置され、互いに異なる波長の光を発光する複数の砲弾型ＬＥＤと、
前記複数の砲弾型ＬＥＤのリードフレームが円周状に取り付けられた基板と、
前記複数の砲弾型ＬＥＤからの光を生体に向けて射出する環状の射出口と、
前記複数の砲弾型ＬＥＤに対面する環状端面を有し、前記環状端面から前記射出口まで延びる円筒状の第１の光ファイバーと、
前記第１の光ファイバーの外周面を覆う円筒状の第１の遮光壁と、
前記射出口の径方向内方に配置され、前記射出口から射出した光が生体の内部に伝搬した伝搬光を入射させる円形の入射口と、
前記基板における円周状の前記リードフレームの中心部に設置され、前記入射口から入射した伝搬光を受光して伝搬光の強度に応じた電気信号を前記生体情報算出手段に出力する単一の受光素子と、
前記第１の光ファイバーを貫通して前記入射口から前記受光素子まで延び、前記第１の光ファイバーよりも軸方向に長い円柱状の第２の光ファイバーと、
前記第２の光ファイバーの周面を覆い、外方に前記複数の砲弾型ＬＥＤが配置された円筒状の第２の遮光壁と、を備えるプローブ。

【請求項2】

前記生体情報測定装置が、前記複数の砲弾型ＬＥＤの温度により、前記生体情報算出手段で算出する生体情報を補正する補正手段を有しており、
前記基板における円周状の前記リードフレームの中心部には、前記受光素子の裏面側に前記複数の砲弾型ＬＥＤの温度を検出する温度検出手段が設置されている、請求項１に記載のプローブ。

【請求項3】

請求項２に記載のプローブを有する生体情報測定装置であって、
前記補正手段は、前記複数の砲弾型ＬＥＤの発光強度の温度特性が予め記憶された記憶手段を備えており、前記温度特性に基づいて、前記温度検出手段によって検出された温度における前記複数の砲弾型ＬＥＤの発光強度と基準温度における前記複数の砲弾型ＬＥＤの発光強度との比率を算出し、次いで、前記受光素子から出力された電気信号に基づいて算出した生体情報を前記比率に応じて補正する生体情報測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、たとえば、黄疸の診断に使用される、射出した光が生体の内部に伝搬した伝搬光を検出して生体情報を測定する生体情報測定装置において、光を生体に射出すると共に伝搬光を受光するためのプローブ等に関するものである。

【背景技術】

【0002】

新生児に発症事例の多い黄疸は、赤血球の分解により生じたビリルビンが血液中に過剰に存在することが原因であり、黄疸の診断のために、皮膚に射出された光が皮膚の内部で伝搬した伝搬光を検出し、ビリルビンの濃度を計測する測定装置が知られている。この装置は、血液の採取等の必要のないいわゆる非侵襲型の診断装置であって、安全性が高い簡便な装置である。また、複数の波長の光を射出してその伝搬光を検出・分析することにより、血液中のビリルビン濃度に限らず、ヘモグロビン濃度等の各種の生体情報を測定することが可能である。

【0003】

伝搬光を検出する生体情報測定装置として、下記特許文献１には、血液中のビリルビン濃度を皮膚の表面から測定する経皮的ビリルビン濃度測定装置が開示されている。この経皮的ビリルビン濃度測定装置は、ビリルビンによる吸収率が互いに異なる第１及び第２の波長の光を発光する発光手段と、発光手段からの光を生体に向けて射出する射出口と、射出口から射出された光が生体の内部に伝搬した伝搬光が入射する第１の入射口と、射出口との距離が第１の入射口と異なり、射出口から射出された光が生体の内部に伝搬した伝搬光が入射する第２の入射口と、を備える。さらに、第１の入射口に入射した第１、第２の波長の光をそれぞれ受光して、受光強度に応じたレベルの第１、第２の電気信号をそれぞれ出力する第１の受光手段と、第２の入射口に入射した第１、第２の波長の光をそれぞれ受光して、受光強度に応じたレベルの第３、第４の電気信号をそれぞれ出力する第２の受光手段と、第１、第２の電気信号と第３、第４の電気信号とを用いてビリルビン濃度を算出する濃度演算手段と、を備えている。

【0004】

そして、特許文献１には、「第１及び第２の波長の光を発光する発光手段」として、青色及び緑色のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を設置し、これを順次発光させる発光手段が記載されている。また、この経皮的ビリルビン濃度測定装置の奏する効果として、「第１の入射口に入射する光の生体内部を通過する第１光路の光路長と、第２の入射口に入射する光の生体内部を通過する第２光路の光路長との差の大きさは、生体の表皮および真皮の厚さに関わりなく一定と考えられることから、第１光路に関する第１、第２の電気信号と、第２光路に関する第３、第４の電気信号とを用いることにより、生体の表皮および真皮の厚さによる影響を打ち消すことができ、生体の皮膚の成熟度による測定誤差をなくすことが可能になり、したがってビリルビン濃度の測定精度を向上することが可能になる」旨、記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０００－２７９３９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一般に、ビリルビン濃度等の生体情報を測定する生体情報測定装置においては、操作性やコスト等の観点からコンパクトな構造が求められている。しかし、上記特許文献１に開示された経皮的ビリルビン濃度測定装置においては、複数の入射口と、複数の受光手段と、伝搬光を異なる波長の複数の光に分離する分離手段としてのダイクロイックミラーとが設けられていると共に、発光手段と射出口との間に配置された導光手段としての光ファイバー、第１の入射口から第１の受光手段との間に配置された導光手段としての光ファイバー及び第２の入射口から第２の受光手段との間に配置された導光手段としての光ファイバーが曲げられている等複雑な形状に構成されているため、光学系のコンパクト化が困難な構造となっている。

【0007】

生体情報測定装置の光学系のコンパクト化を図るために、たとえば、発光手段と射出口との間に配置される光ファイバーや、入射口と受光手段との間に配置される光ファイバーを設けないことが考えられる。しかし、光ファイバーが設けられていないと、発光手段の温度や生体表面の温度、湿度等の影響によって発光手段の表面及び受光手段の表面に結露が生じ、生体情報の測定に悪影響を及ぼすおそれがある。

【0008】

他方、生体情報測定装置における発光手段には、キセノンランプのような照射光の強度が大きい光源が求められるが、省電力という観点からは、キセノンランプよりもＬＥＤの使用が好ましい。ＬＥＤとしては、薄板状のチップ型ＬＥＤよりも指向性が強く生体に向けて比較的大きい強度で光を照射することができる砲弾型ＬＥＤを発光手段として用いるのが望ましいところ、砲弾型ＬＥＤはチップ型ＬＥＤよりも寸法が大きいので、光学系のコンパクト化の観点からは生体情報測定装置の発光手段として砲弾型ＬＥＤを用いるのが困難であるという実情がある。

【0009】

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、発光手段と射出口との間及び入射口と受光手段との間に光ファイバーが設けられ、かつ発光手段として砲弾型ＬＥＤが用いられているにもかかわらず、光学系のコンパクト化が可能となる生体情報測定装置のプローブ及びこのプローブを有する生体情報測定装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために本発明が提供するのは、特許請求の範囲の請求項１に記載された生体情報測定装置のプローブである。すなわち、「射出した光が生体の内部に伝搬した伝搬光を検出し、伝搬光の強度に基づき生体情報を算出する生体情報算出手段を備えた生体情報測定装置のプローブであって、円周状に配置され、互いに異なる波長の光を発光する複数の砲弾型ＬＥＤと、前記複数の砲弾型ＬＥＤのリードフレームが円周状に取り付けられた基板と、前記複数の砲弾型ＬＥＤからの光を生体に向けて射出する環状の射出口と、前記複数の砲弾型ＬＥＤに対面する環状端面を有し、前記環状端面から前記射出口まで延びる円筒状の第１の光ファイバーと、前記第１の光ファイバーの外周面を覆う円筒状の第１の遮光壁と、前記射出口の径方向内方に配置され、前記射出口から射出した光が生体の内部に伝搬した伝搬光を入射させる円形の入射口と、前記基板における円周状の前記リードフレームの中心部に設置され、前記入射口から入射した伝搬光を受光して伝搬光の強度に応じた電気信号を前記生体情報算出手段に出力する単一の受光素子と、前記第１の光ファイバーを貫通して前記入射口から前記受光素子まで延び、前記第１の光ファイバーよりも軸方向に長い円柱状の第２の光ファイバーと、前記第２の光ファイバーの周面を覆い、外方に前記複数の砲弾型ＬＥＤが配置された円筒状の第２の遮光壁と、を備えるプローブ」である。

【0011】

本発明の実施形態として、請求項２に記載のとおり、前記生体情報測定装置が、前記複数の砲弾型ＬＥＤの温度により、前記生体情報算出手段で算出する生体情報を補正する補正手段を有しており、前記基板における円周状の前記リードフレームの中心部には、前記受光素子の裏面側に前記複数の砲弾型ＬＥＤの温度を検出する温度検出手段が設置されているように構成するのが好ましい。
また、請求項２に記載の実施形態においては、請求項３に記載のとおり、前記補正手段は、前記複数の砲弾型ＬＥＤの発光強度の温度特性が予め記憶された記憶手段を備えており、前記温度特性に基づいて、前記温度検出手段によって検出された温度における前記複数の砲弾型ＬＥＤの発光強度と基準温度における前記複数の砲弾型ＬＥＤの発光強度との比率を算出し、次いで、前記受光素子から出力された電気信号に基づいて算出した生体情報を前記比率に応じて補正するものであることが好ましい。

【発明の効果】

【0012】

本発明が提供する生体情報測定装置のプローブ及びこのプローブを有する生体情報測定装置においては、複数の砲弾型ＬＥＤのリードフレームが円周状に取り付けられた基板に、円周状のリードフレームの中心部に単一の受光素子が設置されていることから、第１及び第２の光ファイバーが同軸に真直に配置され得ると共に、第１及び第２の遮光壁も真直に形成され得る。したがって、本発明の生体情報測定装置のプローブ及びこのプローブを有する生体情報測定装置によれば、発光手段と射出口との間及び入射口と受光手段との間に光ファイバーが設けられ、かつ発光手段として砲弾型ＬＥＤが用いられているにもかかわらず、光学系のコンパクト化が可能となる。

【0013】

請求項２の実施形態の生体情報測定装置においては、砲弾型ＬＥＤの温度により、生体情報算出手段で算出する生体情報を補正する補正手段が備えられ、そのプローブには、基板における円周状の砲弾型ＬＥＤのリードフレームの中心部の、受光素子の裏面側にサーミスタ等の温度検出手段が設けてある。ＬＥＤの発光する光の強度は、ＬＥＤの温度が上昇すると低下する特性があるが、この実施形態の生体情報測定装置では、算出した生体情報をＬＥＤの温度特性により補償して、精度の高い情報を得ることができる。そして、温度検出手段が円周状のＬＥＤのリードフレームの中心部に設置してあるため、１個の温度検出手段により複数のＬＥＤの温度を正確に検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に従って構成された生体情報測定装置の正面図。

【図2】図１に示す生体情報測定装置の側面図。

【図3】図１に示す生体情報測定装置のプローブの分解斜視図。

【図4】（ａ）図３に示すプローブの基板の平面図、（ｂ）（ａ）に示す基板の正面図。

【図5】図３に示すプローブの断面図。

【図6】図１に示す生体情報測定装置の底面図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明に従って構成された生体情報測定装置のプローブ及びこのプローブを有する生体情報測定装置の好適実施形態について図面を参照しつつ説明する。

【0016】

図１及び図２を参照して説明すると、全体を符号２で示す生体情報測定装置は、生体血液中のビリルビン濃度や総ヘモグロビン濃度等の生体情報を測定するための装置であり、本体４と、本体４の下端に装着されたプローブ６とを備える。
図１に示すとおり、本体４は、正面視長方形状の本体ケース８と、本体ケース８の前面上端側部分に配置された長方形状の画面１０と、本体ケース８の前面下端側部分に摺動自在に装着された長方形状のスライドカバー１２とを含む。液晶ディスプレイ等から構成される画面１０には、ビリルビン濃度（ｍｇ／ｄＬ）や総ヘモグロビン濃度（ｇ／ｄＬ）等の生体情報の測定結果が表示される。スライドカバー１２を上昇位置から図１に示す下降位置に摺動させると、生体情報測定装置２を操作するための複数の操作スイッチ１４が露出するようになっている。図２に示すとおり、本体ケース８は上下方向中間部において屈曲しており、本体ケース８の上端側部分が後方に向かって傾斜している。また、本体ケース８の側面上端側部分には電源スイッチ１６が配置され、本体ケース８の内部には電源用電池（図示していない。）が格納されている。

【0017】

図３ないし図５を参照してプローブ６について説明する。プローブ６は本体ケース８に接続されるプローブケース１８を含む。図３に示すとおり、プローブケース１８には、互いに間隔をおいて配置された一対の雌ねじ２０と、一対の雌ねじ２０間に配置された貫通開口２２とが形成されている。一対の雌ねじ２０には、プローブケース１８に基板２４を固定するための一対のねじ２６が締結される。図３及び図４に示すとおり、プローブケース１８にねじ２６によって固定される長方形状の基板２４には、互いに異なる波長の光を発光する複数の砲弾型ＬＥＤ２８のリードフレーム２８ａが円周状に取り付けられている。すなわち、複数の砲弾型ＬＥＤ２８は円周状に配置されていて、基板２４にはリードフレーム２８ａに給電するための配線がプリントされている。図示の実施形態では、６個の砲弾型ＬＥＤ２８が基板２４に取り付けられており、具体的には、光の波長が短い順に、青色ＬＥＤ（波長λ_１）と、緑色ＬＥＤ（波長λ_２）と、黄緑色ＬＥＤ（波長λ_３）と、黄色ＬＥＤ（波長λ_４）と、オレンジ色ＬＥＤ（波長λ_５）と、赤色ＬＥＤ（波長λ_６）とが基板２４に取り付けられている。

【0018】

図５に示すとおり基板２４には、円周状のリードフレーム２８ａの中心部に単一の受光素子３０が設置され、受光素子３０は、受光強度に応じた電気信号を出力するようになっている。また、図示の実施形態では図４及び図５に示すとおり、基板２４における円周状のリードフレーム２８ａの中心部には、受光素子３０の裏面側に複数の砲弾型ＬＥＤ２８の温度を検出するサーミスタ等の温度検出手段３２が設置されている。そして、基板２４がプローブケース１８に固定されると、図５に示すとおり、複数の砲弾型ＬＥＤ２８の発光部２８ｂ及び受光素子３０と共に、後述する導光部材３４がプローブケース１８の貫通開口２２内に収容される。

【0019】

図６に示すとおり、プローブケース１８の下面には、複数の砲弾型ＬＥＤ２８からの光を生体に向けて射出する環状の射出口３６と、射出口３６の径方向内方に配置され、射出口３６から射出した光が生体の内部に伝搬した伝搬光を入射させる円形の入射口３８とが設けられている。
図３及び図５を参照して説明すると、プローブケース１８の貫通開口２２内に収容される導光部材３４は、複数の砲弾型ＬＥＤ２８に対面する環状上端面４０ａを有し、上端面４０ａから射出口３６まで延びる円筒状の第１の光ファイバー４０と、第１の光ファイバー４０の外周面を覆う円筒状の第１の遮光壁４２と、第１の光ファイバー４０を貫通して入射口３８から受光素子３０まで延びる円柱状の第２の光ファイバー４４と、第２の光ファイバー４４の周面を覆う円筒状の第２の遮光壁４６とを有する。第２の光ファイバー４４の上端面４４ａは第１の光ファイバー４０の上端面４０ａよりも突出している一方、第１の光ファイバー４０の下端面４０ｂと第２の光ファイバー４４の下端面４４ｂとは上下方向位置が整合しており、第２の光ファイバー４４は第１の光ファイバー４０よりも軸方向に長い。

【0020】

図５を参照することによって理解されるとおり、基板２４がプローブケース１８に固定され、かつ導光部材３４がプローブケース１８の貫通開口２２内に収容された際には、第２の光ファイバー４４の周面を覆う第２の遮光壁４６の径方向外方に複数の砲弾型ＬＥＤ２８が配置されると共に、第２の光ファイバー４４の上端面４４ａと受光素子３０とが対面する。そして、複数の砲弾型ＬＥＤ２８の光は、第１の光ファイバー４０の環状端面４０ａに入射して下端面４０ｂから射出され生体内部に入射する。すなわち、図示の実施形態では第１の光ファイバー４０の下端面４０ｂによって射出口３６が構成されている。

【0021】

生体内部に入射した光は生体内部において吸収され、かつ散乱しながら伝搬する。そして、生体内部に伝搬した伝搬光は、生体表面から第２の光ファイバー４４の下端面４４ｂに入射して上端面４４ａに導かれた後、受光素子３０によって受光される。すなわち、図示の実施形態では第２の光ファイバー４４の下端面４４ｂによって入射口３８が構成されている。また、適宜の遮光材料（たとえばアルミニウム合金）から形成されている第１の遮光壁４２及び第２の遮光壁４６によって、外光が入射口３８に入射するのが防止されていると共に、砲弾型ＬＥＤ２８の光が導光部材３４及び生体内部を介さずに受光素子３０に直接入射するのが防止されている。

【0022】

次に、上述のプローブ６を備えた本発明の生体情報測定装置２における生体情報の測定方法等について説明する。
生体情報測定装置２の本体４には、射出口３６から射出した光が生体の内部に伝搬した伝搬光を検出し、伝搬光の強度に基づき生体情報を算出する生体情報算出手段（図示していない。）が設けられている。生体情報算出手段は、たとえば、制御プログラムに従って演算処理するマイクロプロセッサと、制御プログラムや演算結果等を格納するＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリとを含む構成でよい。マイクロプロセッサには、受光素子３０が電気的に接続され、受光強度（伝搬光強度）に応じた電気信号が受光素子３０から入力される。また、発光制御手段としても機能するマイクロプロセッサは、マルチプレクサ（図示していない。）を介して複数の砲弾型ＬＥＤ２８にも電気的に接続され、複数の砲弾型ＬＥＤ２８のそれぞれに対して発光制御信号を出力し、複数の砲弾型ＬＥＤ２８を時分割で発光させる。

【0023】

生体情報測定装置２は、複数の砲弾型ＬＥＤ２８の温度により、生体情報算出手段で算出する生体情報を補正する補正手段（図示していない。）を有しているのが好ましい。この補正手段は、複数の砲弾型ＬＥＤ２８のそれぞれの発光強度の温度特性が予め記憶された記憶手段を備えており、記憶された温度特性に基づいて、温度検出手段３２によって検出された温度における複数の砲弾型ＬＥＤ２８のそれぞれの発光強度と、基準温度（たとえば２５℃）における複数の砲弾型ＬＥＤ２８のそれぞれの発光強度との比率を算出し、次いで、受光素子３０から出力された電気信号に基づいて算出した生体情報を前記比率に応じて補正するのが好適である。
これによって、砲弾型ＬＥＤ２８の発熱や周囲温度によって砲弾型ＬＥＤ２８の発光強度が変化した場合でも、正確な生体情報の値を求めることができる。このような補正手段及び記憶手段は、上記マイクロプロセッサ及び上記不揮発性メモリに含めて構成することができる。図示の実施形態では、マイクロプロセッサは温度検出手段３２にも電気的に接続され、検出温度に応じた電気信号が温度検出手段３２からマイクロプロセッサに入力されるようになっている。

【0024】

上述したとおりの生体情報測定装置２を用いて生体情報を測定する際は、まず、電源スイッチ１６を操作して生体情報測定装置２を作動させる。次いで、射出口３６及び入射口３８が設けられているプローブケース１８の下面を生体の皮膚表面（たとえば人体の額）に接触させる。次いで操作スイッチ１４を操作することにより、複数の砲弾型ＬＥＤ２８を時分割で発光させ、各砲弾型ＬＥＤ２８の波長の異なる光を射出口３６から順次生体表面に向けて射出する。そうすると、射出口３６から順次射出した波長の異なる光は生体の内部に伝搬する。生体の内部に伝搬した波長の異なる各伝搬光は、順次入射口３８に入射して受光素子３０によって受光される。受光素子３０は受光した各伝搬光の強度に応じた電気信号を生体情報算出手段に順次出力する。そして生体情報算出手段は、受光素子３０で受光した各伝搬光の強度に基づいて生体情報を算出する。

【0025】

生体情報算出手段が算出する生体情報としては、たとえばビリルビン濃度Ｃ_ｂｉｌ、メラニン濃度Ｃ_ｍ、総ヘモグロビン濃度Ｃ_ｔｈｂ、総酸素飽和度Ｓ_ｔＯ_２を挙げることができる。ビリルビン濃度Ｃ_ｂｉｌは下記式１によって算出することができる。
Ｃ_ｂｉｌ＝ａ×Ａ_１＋ｂ・・・式１
式１におけるＡ_１は、複数の砲弾型ＬＥＤ２８のうちの青色ＬＥＤ（波長λ_１）の光吸光度であり、下記式２によって算出する。
Ａ_１＝ｌｏｇ_１０（１／Ｒ）・・・式２
式２におけるＲは、波長λ_１の光の反射率であり、青色ＬＥＤ（波長λ_１）の発光強度Ｉと、受光素子３０で受光した波長λ_１の伝搬光強度Ｉ_０とによって規定される（Ｒ＝Ｉ／Ｉ_０）。また、式１におけるａ及びｂはそれぞれ下記式３及び式４によって算出する。
ａ＝α_１×Ｃ_ｍ＋α_２×Ｃ_ｔｈｂ＋α_３×Ｓ_ｔＯ_２＋α_０・・・式３
ｂ＝β_１×Ｃ_ｍ＋β_２×Ｃ_ｔｈｂ＋β_３×Ｓ_ｔＯ_２＋β_０・・・式４
メラニン濃度Ｃ_ｍ、総ヘモグロビン濃度Ｃ_ｔｈｂ、総酸素飽和度Ｓ_ｔＯ_２Ｃは、それぞれ下記式５ないし式７によって算出することができる。
Ｃ_ｍ＝γ_１×Ａ_２＋γ_２×Ａ_３＋γ_３×Ａ_４＋γ_４×Ａ_５＋γ_５×Ａ_６＋γ_０・・・式５
Ｃ_ｔｈｂ＝δ_１×Ａ_２＋δ_２×Ａ_３＋δ_３×Ａ_４＋δ_４×Ａ_５＋δ_５×Ａ_６＋δ_０・・・式６
Ｓ_ｔＯ_２＝ω_１×Ａ_２＋ω_２×Ａ_３＋ω_３×Ａ_４＋ω_４×Ａ_５＋ω_５×Ａ_６＋ω_０・・・式７
式５ないし式７におけるＡ_２は複数の砲弾型ＬＥＤ２８のうちの緑色ＬＥＤ（波長λ_２）の光吸光度であり、Ａ_３は黄緑色ＬＥＤ（波長λ_３）の光吸光度であり、Ａ_４は黄色ＬＥＤ（波長λ_４）の光吸光度であり、Ａ_５はオレンジ色ＬＥＤ（波長λ_５）の光吸光度であり、Ａ_６は赤色ＬＥＤ（波長λ_６）の光吸光度であり、青色ＬＥＤの光吸光度と同様に算出する。また、式３ないし式７におけるα_０～α_３、β_０～β_３、γ_０～γ_５、δ_０～δ_５、ω_０～ω_５のそれぞれは実験データから統計計算によって算出する。また、生体情報算出手段が算出した生体情報は、温度検出手段３２が検出した温度に基づいて補正手段によって適宜補正された上で画面１０に表示される。

【0026】

以上のとおり図示の実施形態では、複数の砲弾型ＬＥＤ２８のリードフレーム２８ａが円周状に取り付けられた基板２４に、円周状のリードフレーム２８ａの中心部に単一の受光素子３０が設置されていることから、第１の光ファイバー４０及び第２の光ファイバー４４が同軸に真直に配置され得ると共に、第１の遮光壁４２及び第２の遮光壁４６も真直に形成され得る。また、円周状に配置された複数の砲弾型ＬＥＤ２８のそれぞれの光は真直に延びる第１の光ファイバー４０を通って射出口３６に導かれるため、ダイクロイックミラー等の光路変換手段は不要である。
また、複数の砲弾型ＬＥＤ２８は波長の異なる光を時分割で発光し、受光素子３０においては波長の異なる光を順次受光するため、入射口３８から入射した伝搬光を波長ごとに分離する伝搬光分離手段や特定の波長範囲の光を透過させる光学フィルタは不要であると共に受光素子３０は単一でよい。したがって図示の実施形態では、発光手段と射出口３６との間及び入射口３８と受光素子３０との間に光ファイバーが設けられ、かつ発光手段として砲弾型ＬＥＤ２８が用いられているにもかかわらず、光学系のコンパクト化が可能となる。

【符号の説明】

【0027】

２：生体情報測定装置
６：プローブ
２４：基板
２８：砲弾型ＬＥＤ
２８ａ：リードフレーム
３０：受光素子
３２：温度検出手段
３６：射出口
３８：入射口
４０：第１の光ファイバー
４０ａ：上端面（環状端面）
４２：第１の遮光壁
４４：第２の光ファイバー
４６：第２の遮光壁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】