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(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】2024-09-18
(45)【発行日】2024-09-27
(54)【発明の名称】生体情報測定装置
(51)【国際特許分類】
A61B 5/022 20060101AFI20240919BHJP
A61B 5/02 20060101ALI20240919BHJP
A61B 5/1455 20060101ALI20240919BHJP
【ＦＩ】
A61B5/022 C
A61B5/02 310C
A61B5/1455
A61B5/02 310J
【請求項の数】
41
(21)【出願番号】P 2022504155
(86)(22)【出願日】2020-07-29
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-09-30
(86)【国際出願番号】 US2020044085
(87)【国際公開番号】W WO2021021941
(87)【国際公開日】2021-02-04
【審査請求日】2023-07-12
(31)【優先権主張番号】62/879,536
(32)【優先日】2019-07-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】520470523
【氏名又は名称】カーディオ リング テクノロジーズ インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110002516
【氏名又は名称】弁理士法人白坂
(72)【発明者】
【氏名】チャン，クアン－フ
(72)【発明者】
【氏名】ワン，ユ－チ
(72)【発明者】
【氏名】シー，ウェン－ピン
【審査官】遠藤 直恵
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２００７／００３２７１１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第０５４１３０９９（ＵＳ，Ａ）
【文献】米国特許第０４６８５４６４（ＵＳ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／００５５８５４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ５／０２－５／０３、５／０６－５／２２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の内面を有する第１の装置本体と、第２の内面を有する第２の装置本体であって、前記第１の内面が前記第２の内面に対向して指を位置決めするように構成された収容空間を形成する、第２の装置本体と、
接触面およびセンサー要素を含むセンサー・アセンブリであって、同センサー・アセンブリは、前記第２の装置本体内に配置され、前記収容空間内に延びる前記接触面を有する接触部材を有し、前記接触部材は、同接触部材よりも大きく弾性的に変形する接続領域によって前記第２の装置本体に結合され、前記指が係合したときに前記接触面が前記第２の装置本体内に第１の方向に移動し、前記収容空間から出ることを可能にする、センサー・アセンブリと、
前記収容空間とは反対側の、前記第１の装置本体および前記第２の装置本体の端部に、前記第１の装置本体および前記第２の装置本体に結合されたバネ要素であって、ピンが前記第１の装置本体の第１のスロットおよび前記第２の装置本体の第２のスロットを通って延び、これにより、前記バネ要素が前記第１の装置本体を閉じた位置から開いた位置に付勢する、バネ要素と、
を備え、
前記ピンは、前記第１の装置本体および前記第２の装置本体が前記閉じた位置に付勢されたときに反対方向に変位できるように、前記第１のスロットまたは前記第２のスロットに対して減寸されている、指の血管からの生体情報を監視する生体情報測定装置。
【請求項2】
前記接触部材の底面は、前記接触部材の残りの部分が前記収容空間内に延びるように前記接続領域に結合されている、請求項１に記載の生体情報測定装置。
【請求項3】
前記接触部材は弾性を備え、前記第１の方向に沿って変形可能である、請求項２に記載の生体情報測定装置。
【請求項4】
前記第２の内面には、開口部が設けられ、ここで前記接続領域は、前記第２の内面に接続されるとともに前記接触部材を包囲して、前記接触部材を前記開口部内に懸架する、請求項１に記載の生体情報測定装置。
【請求項5】
前記接触部材は前記接続領域よりも硬質である、請求項１に記載の生体情報測定装置。
【請求項6】
前記第１の装置本体には、前記第１の装置本体を介して前記収容空間および前記接触面を可視化できる観察部が設けられている、請求項１に記載の生体情報測定装置。
【請求項7】
前記観察部が透明または半透明の材料からなる、請求項６に記載の生体情報測定装置。
【請求項8】
前記第１の装置本体に結合された第１の制限面であって、前記第１の制限面が前記閉じた位置において前記第２の装置本体に係合して、前記閉じた位置において前記第２の装置本体に対する前記第１の装置本体のさらなる閉鎖を防止する、第１の制限面と、前記第１の装置本体に結合された第２の制限面であって、前記第２の制限面が前記開いた位置において前記第２の装置本体に係合して、前記開いた位置において前記第２の装置本体に対する前記第１の装置本体のさらなる開放を防止する、第２の制限面と、をさらに備える、請求項１に記載の生体情報測定装置。
【請求項9】
前記第１の制限面および前記第２の制限面は、前記第１の装置本体と前記第２の装置本体との間に配置された制限リム上に位置する、請求項８に記載の生体情報測定装置。
【請求項10】
前記センサー要素が電気機械式トランスデューサーからなり、前記接触部材が前記トランスデューサーに移動可能に結合されており、これにより、前記指が前記接触面に配置されたときに、前記血管内の圧力変化による前記接触部材の移動により、前記接触部材が前記トランスデューサーに対して移動し、生体情報を決定するための信号を生成する、請求項１に記載の生体情報測定装置。
【請求項11】
前記センサー・アセンブリは、前記収容空間に照明を伝送するように構成された照明源をさらに備え、前記センサー要素は光センサーを備え、前記接触部材は、前記収容空間内の前記指によって反射された照明を前記光センサーに伝送して、生体情報を決定するための信号を生成するように構成されている、請求項１に記載の生体情報測定装置。
【請求項12】
第１の内面を有する第１の装置本体と、前記第１の内面に対向する第２の内面を有する第２の装置本体であって、指のための収容空間が前記第１の内面および前記第２の内面に包囲される、第２の装置本体と、
前記第１の内面に対向する指接触面を含む前記第２の内面に配置されたセンサー・アセンブリであって、前記指接触面が同指接触面に直交する第１の方向に前後に移動可能である、センサー・アセンブリと、
を備え、
前記センサー・アセンブリは、弾性接触部材およびセンサーを含み、前記弾性接触部材は、前記センサーと前記指のための前記収容空間との間に配置され、前記第１の方向に変形することができ、
前記第２の内面には開口部が設けられ、
前記弾性接触部材は、前記開口部の中心に重なる中央領域、および前記中央領域を前記開口部の縁部に接続する少なくとも１つの接続領域を有しており、
前記中央領域は、前記中央領域が前記接続領域よりも前記第１の装置本体に近くなるように、前記第２の内面に対して前記収容空間内に突出しており、前記センサーは前記第２の内面に対して前記収容空間から離れている、指の血管内の生体情報を監視する生体情報測定装置。
【請求項13】
前記センサー・アセンブリは、トランスデューサー・アセンブリを含む、請求項１２に記載の生体情報測定装置。
【請求項14】
前記中央領域は、前記中央領域が前記接続領域よりも前記収容空間の中心に近くなるように、前記第２の内面に対して前記収容空間内に突出している、請求項１２に記載の生体情報測定装置。
【請求項15】
前記中央領域が前記接続領域よりも硬質である、請求項１４に記載の生体情報測定装置。
【請求項16】
前記弾性接触部材が撓んだ状態のときに、前記弾性接触部材の中央領域が撓んでいない状態のときよりも多く前記開口部内に位置する、請求項１２に記載の生体情報測定装置。
【請求項17】
前記弾性接触部材が前記第１の方向に沿って前記開口部を出入りするように前後に移動可能である、請求項１２に記載の生体情報測定装置。
【請求項18】
前記生体情報測定装置が閉鎖位置にあるときに、前記接触面および前記弾性接触部材が前記収容空間内に延びる、請求項１２に記載の生体情報測定装置。
【請求項19】
前記中央領域の頂点が前記接続領域よりも前記第１の装置本体に近い、請求項１２に記載の生体情報測定装置。
【請求項20】
前記中央領域が前記センサーと前記収容空間との間に位置し、前記中央領域が前記接続領域よりも厚い、請求項１２に記載の生体情報測定装置。
【請求項21】
前記指が前記中央領域に接触しているときに、前記弾性接触部材の前記第１の方向に沿った前後の動きが前記センサー・アセンブリに生体情報を含む信号を送信させる、請求項１２に記載の生体情報測定装置。
【請求項22】
ドライバーをさらに備え、前記弾性接触部材の変位が前記ドライバーを前記センサーに向かって移動させ、前記センサーの変位を引き起こす、請求項１２に記載の生体情報測定装置。
【請求項23】
前記センサー・アセンブリが前記センサーの前記変位を信号に変換して生体情報を決定する、請求項２２に記載の生体情報測定装置。
【請求項24】
前記センサー・アセンブリが前記指の動きによる力と前記指の血液の脈動による力とを区別する、請求項２２に記載の生体情報測定装置。
【請求項25】
前記指の動きがランダムな動きであり、前記指の血液の脈動に関連付けられる動きが周期的な動きである、請求項２４に記載の生体情報測定装置。
【請求項26】
前記指の動きによる力がランダムな力であり、前記指の血液の脈動による力が周期的な力である、請求項２４に記載の生体情報測定装置。
【請求項27】
前記第１の装置本体は、前記第２の内面上の前記トランスデューサー・アセンブリと少なくとも部分的に重なる投影領域を有するとともに前記第１の装置本体を貫通する透明アセンブリを含み、前記透明アセンブリにより、前記第１の装置本体の前記第１の内面と第１の外面との間で、少なくとも光が前記第１の装置本体を通って伝搬可能である、請求項１３に記載の生体情報測定装置。
【請求項28】
第１の内面を有する第１の装置本体と、
前記第１の内面に対向する第２の内面を有する第２の装置本体であって、指のための収容空間が前記第１の内面および前記第２の内面に包囲される、第２の装置本体と、
前記第１の内面に対向する指接触面を含む前記第２の内面に配置されたセンサー・アセンブリであって、前記指接触面が同指接触面に直交する第１の方向に前後に移動可能である、センサー・アセンブリと、
バネおよび位置決め要素と、
を備え、
前記バネは、前記第１の装置本体に接続される第１のバネ端部、および前記第２の装置本体に接続される第２のバネ端部を有し、前記第１の装置本体の一部および前記第２の装置本体の一部が一体的に制限スロットを形成し、前記位置決め要素は、少なくとも部分的に前記制限スロットの内側に配置されるとともに前記制限スロットの内側で前記第１の方向に前後に移動可能であり、前記バネおよび前記位置決め要素は一体的に移動する、指の血管内の生体情報を監視する生体情報測定装置。
【請求項29】
前記指のための前記収容空間は、指挿入方向、および前記第１の方向および前記指挿入方向に直交する第２の方向を有し、前記第１の装置本体および前記第２の装置本体のいずれかが、前記第２の方向に沿った少なくとも１つの側面スロットを有し、前記側面スロットを有さない前記第１の装置本体または前記第２の装置本体のいずれかが、前記第２の方向に沿って少なくとも１つの貫通孔を有し、前記少なくとも１つの前記側面スロットおよび前記少なくとも１つの前記貫通孔が前記制限スロットを形成し、前記位置決め要素の少なくとも一部が、前記第２の方向に沿って前記少なくとも１つの前記側面スロットおよび前記少なくとも１つの前記貫通孔の内側に延びている、請求項２８に記載の生体情報測定装置。
【請求項30】
第１の内面を有する第１の装置本体と、
前記第１の内面に対向する第２の内面を有する第２の装置本体であって、指のための収容空間が前記第１の内面および前記第２の内面に包囲される、第２の装置本体と、
前記第１の内面に対向する指接触面を含む前記第２の内面に配置されたセンサー・アセンブリであって、前記指接触面が同指接触面に直交する第１の方向に前後に移動可能である、センサー・アセンブリと、
前記第１の装置本体と前記第２の装置本体との間に配置された制限リムと、
を備え、
前記第１の装置本体および前記第２の装置本体は枢動アセンブリによって接続されるとともに最大開放位置と最小閉鎖位置との間で前記枢動アセンブリに対して相対回転可能であり、前記制限リムは、被検指のための前記収容空間から相対的に遠い前記枢動アセンブリの側に第１のリム端部を有し、前記第１の装置本体および前記第２の装置本体が前記最大開放位置まで相対回転したときに、前記第１のリム端部が前記第２の装置本体に向かって移動し、前記第１の装置本体および前記第２の装置本体が前記最大開放位置に達したときに、前記第１のリム端部が前記第２の装置本体の前記第２の内面に接触する、指の血管内の生体情報を監視する生体情報測定装置。
【請求項31】
前記制限リムが、前記被検指のための前記収容空間に近い前記枢動アセンブリの側に配置された第２のリム端部をさらに備え、前記第１の装置本体および前記第２の装置本体が前記最小閉鎖位置まで相対回転したときに、前記第２のリム端部が前記第２の装置本体に向かって移動し、前記第１の装置本体および前記第２の装置本体が前記最小閉鎖位置に到達したときに、前記第２のリム端部が前記第２の装置本体の前記第２の内面に接触する、請求項３０に記載の生体情報測定装置。
【請求項32】
前記センサーは、前記トランスデューサー・アセンブリが前記指接触面から生体情報を受け取るための圧力センサーを含み、前記生体情報は血圧情報を含む、請求項１３に記載の生体情報測定装置。
【請求項33】
第１の内面を有する第１の装置本体と、前記第１の内面に対向する第２の内面を有する第２の装置本体であって、指のための収容空間が前記第１の内面および前記第２の内面に包囲される、第２の装置本体と、
前記第１の内面に対向する指接触面を含む前記第２の内面に配置されるトランスデューサー・アセンブリと、
前記第１の装置本体と前記第２の装置本体との間に配置された制限リムと、
を備え、
前記第１の装置本体は、前記第２の内面上に前記トランスデューサー・アセンブリと少なくとも部分的に重なる投影領域を有する透明アセンブリを有し、前記透明アセンブリは、前記第１の装置本体を貫通して、これにより、前記第１の装置本体の前記第１の内面と第１の外面との間で少なくとも光が前記第１の装置本体を伝搬可能であり、
前記第１の装置本体および前記第２の装置本体は、枢動アセンブリによって接続されており、最大開放位置と最小閉鎖位置との間で、前記枢動アセンブリに対して相対回転可能であり、
前記制限リムは、被検指のための前記収容空間から相対的に離れた、前記枢動アセンブリの側に第１のリム端部を有しており、
前記第１の装置本体および前記第２の装置本体が前記最大開放位置まで相対回転したときに、前記第１のリム端部が前記第２の装置本体に向かって移動し、前記第１の装置本体および前記第２の装置本体が前記最大開放位置に到達したときに、前記第１のリム端部が前記第２の装置本体の前記第２の内面に接触する、指の血管内の生体情報を監視する生体情報測定装置。
【請求項34】
前記指接触面は、前記指接触面に直交する第１の方向に前後に移動可能である、請求項３３に記載の生体情報測定装置。
【請求項35】
前記トランスデューサー・アセンブリは、弾性接触部材およびセンサーを備え、前記弾性接触部材は、前記センサーと前記被検指のための前記収容空間との間に配置され、前記弾性接触部材は、前記第１の方向に変形可能である、請求項３４に記載の生体情報測定装置。
【請求項36】
前記第２の内面には開口部が設けられており、前記弾性接触部材は、前記開口部の中心に重なる中央領域と、前記中央領域と前記開口部の縁部とを接続する少なくとも１つの接続領域とを有しており、
前記中央領域が前記第２の内面に対して前記収容空間内に突出し、前記センサーが前記第２の内面に対して前記収容空間から離れている、請求項３５に記載の生体情報測定装置。
【請求項37】
前記中央領域が前記接続領域よりも硬質である、請求項３６に記載の生体情報測定装置。
【請求項38】
バネおよび位置決め要素をさらに備え、前記バネは、前記第１の装置本体に接続する第１のバネ端部と、前記第２の装置本体に接続する第２のバネ端部とを有し、
前記第１の装置本体の一部および前記第２の装置本体の一部が一体的に制限スロットを形成し、
前記位置決め要素は、少なくとも部分的に前記制限スロット内に配置されるとともに前記制限スロット内で前記第１の方向に前後に移動可能であり、
前記バネおよび前記位置決め要素が一体的に移動する、請求項３４に記載の生体情報測定装置。
【請求項39】
前記指のための前記収容空間は、指挿入方向と、前記第１の方向および前記指挿入方向に直交する第２の方向とを有し、前記第１の装置本体または前記第２の装置本体のいずれかが、前記第２の方向に沿って少なくとも１つの側面スロットを有し、
前記側面スロットを有さない前記第１の装置本体または前記第２の装置本体のいずれかには、前記第２の方向に沿った少なくとも１つの貫通孔が設けられており、
前記少なくとも１つの前記側面スロットおよび前記少なくとも１つの前記貫通孔が前記制限スロットを形成し、前記位置決め要素の少なくとも一部が前記第２の方向に沿って前記少なくとも１つの前記側面スロットおよび前記少なくとも１つの前記貫通孔の内側に延びている、請求項３８に記載の生体情報測定装置。
【請求項40】
前記制限リムが、前記被検指のための前記収容空間により近い、前記枢動アセンブリの側に配置された第２のリム端部をさらに備え、前記第１の装置本体および前記第２の装置本体が前記最小閉鎖位置まで相対回転したときに、前記第２のリム端部が前記第２の装置本体に向かって移動し、前記第１の装置本体および前記第２の装置本体が前記最小閉鎖位置に到達したときに、前記第２のリム端部が前記第２の装置本体の前記第２の内面に接触する、請求項３３に記載の生体情報測定装置。
【請求項41】
前記センサーは、前記トランスデューサー・アセンブリが前記指接触面から生体情報を受け取るための圧力センサーを含み、前記生体情報は血圧情報を含む、請求項３５に記載の生体情報測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
医療装置の技術開発および現代社会のヘルスケアへの関心の高まりを背景に、様々な非侵襲的バイタルサインモニター装置が市販されている。ヒトの重要な健康指標であるバイタルサインには、グルコース濃度、血圧、脈拍、心拍数、酸素飽和度などが挙げられる。バイタルサインモニター装置を携帯し、必要に応じてユーザーが健康チェックできるようにするために、既存の装置はフィンガークリップタイプのものが形成されている。
【背景技術】
【0002】
一般的に、フィンガークリップ式のバイタルサインモニター装置は、ユーザーの指腹に接触するセンサーを有する。このようなセンサーは、赤外線のエミッターおよびレシーバーで構成可能である。センサーは、血液中の異なる組成の異なる吸収係数に基づいて、酸素飽和度を算出することに使用することができる。また、センサーは、光電式容積脈波記録法を利用して脈拍数を算出することもできる。また、Ｈｏｎ（特許文献１）が明らかにした別のフィンガークリップ装置は、圧力センサーをユーザーの指腹に接触させ、拡張期および収縮期の血管の変形および変形率を測定する。これにより、脈拍や血圧を算出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】米国特許第５，５１１，５４６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来のフィンガークリップ装置は、より太い指に装着すると、上側のクリップを完全に閉じることができず、被検指への接触が不完全になっていた。そのため、指を装置に安定して固定することができず、検知ノイズの増加および検知精度の低下を招いていた。さらに、上側のクリップの閉鎖が不完全であると、クリップ装置の枢動を司るバネの変形がより大きくなる。その結果、指に作用するバネの復元力がより大きくなり、不快感を生じてしまう。
【0005】
現在の指クリップ式バイタルサインモニターは、指腹およびセンサーを指クリップ装置に安定して堅固に接触させるために、ユーザーに不快感を与えるという課題がある。さらに、現在のクリップ機構の構造では、センサーに対する指腹の配置および接触状態を目視で確認することは困難である。そのため、指腹の位置がセンサーに対してずれてしまい、信号が弱くなったり、バイタルサインが正確に測定できないことがある。これらの点から、現在のバイタルサインモニターは満足できるものではなく、改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示は、指からの生体情報の測定を改善するための方法および装置を含む。生体情報とは、ヒトの指から生体情報を測定する情報であればいずれでもよい。このような生体情報には、血圧、脈拍、グルコース値、酸素飽和度、体温などが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【0007】
本開示の態様の多くは、生体情報の測定値を得るためにヒトの指を収容するように構成された測定装置を含む。しかしながら、追加の態様では、本明細書で述べるような１つ以上のセンサー・アセンブリを採用することができ、センサー・アセンブリは、別の身体部位からの生体情報の測定に適した構造体に組み込むことができる。
【0008】
一態様による指の血管からの生体情報を監視する生体情報測定装置は、第１の内面を有する第１の装置本体と、第２の内面を有する第２の装置本体であって、第１の内面が第２の内面に面して指を位置決めするように構成された収容空間を形成する、第２の装置本体と、接触面およびセンサー要素を含むセンサー・アセンブリであって、同センサー・アセンブリは、第２の装置本体内に配置され、収容空間内に延びる接触面を有する接触部材を有し、接触部材は、同接触部材よりも大きく弾性的に変形する接続領域によって下部本体に結合され、指が係合したときに接触面が第２の装置本体内に第１の方向に移動し、収容空間から出ることを可能にする、センサー・アセンブリと、を備える。
【0009】
一態様による装置は、接触部材を含むことができ、接触部材の底面は、接触領域の残りの部分が収容空間内に延びるように接続領域に結合されており、センサーは、接触部材をさらに含み、接触面は接触部材の端部を構成する。追加の態様では、接触部材（またはその一部）は弾性を備え、第１の方向に沿って変形することができる。しかしながら、別の態様による本装置は、接続領域よりも硬質な接触部材を備える。
【0010】
別の態様による装置は、開口部が設けられる第２の内面を含むことができ、接続領域が第２の内面に接続され、開口部内で接触部材を懸架するために接触部材を包囲する。
【0011】
追加の態様による本装置では、装置本体の一方または両者が、第１の装置本体を介して収容空間および接触面を可視化できる観察部を備える。この機能により、ユーザーは指をセンサー・アセンブリに合わせることができる。観察部は、透明または半透明の素材で構成することができる。さらなる一態様において、観察部は、センサー・アセンブリを可視化するのに十分な開口部を備えるが、これは収容空間に指を置くのに邪魔にならないように十分に小さい。
【0012】
変形例による本装置は、収容空間とは反対側の第１の装置本体および第２の装置本体の端部で第１の装置本体および第２の装置本体に結合された１つ以上のバネ要素をさらに含むことができ、ピンが第１の装置本体の第１のスロットおよび第２の装置本体の第２のスロットを通って延び、これにより、バネ要素が第１の装置本体を閉鎖位置から開放位置に付勢する。
【0013】
所定の場合において、ピンを第１のスロットまたは第２のスロットに対して小さくすることで、第１の装置本体および第２の装置本体は、閉じた位置に付勢されたときに逆方向に変位することができる。
【0014】
さらなる態様による装置は、第１の装置本体に結合された第１の制限面であって、第１の制限面が閉じた位置において第２の装置本体に係合して、閉じた位置において第２の装置本体に対する第１の装置本体のさらなる閉鎖を防止する、第１の制限面と、第１の装置本体に結合された第２の制限面であって、第２の制限面が開いた位置において第２の装置本体に係合して、開いた位置において第２の装置本体に対する第１の装置本体のさらなる開放を防止する、第２の制限面と、をさらに備える。一例では、第１の制限面および第２の制限面は、第１の装置本体と第２の装置本体との間に配置された制限リム上に位置している。
【0015】
本明細書に記載されている装置の態様のいずれも、電気機械式センサー・アセンブリ、光学センサー・アセンブリ、または生体情報の測定を可能にする任意のセンサー・アセンブリを含むことができる。
【0016】
例えば、センサー要素は電気機械式トランスデューサーからなり、接触部材はトランスデューサーに移動可能に結合されており、これにより、指が接触面に配置されたときに、血管内の圧力変化による接触部材の移動により、接触部材がトランスデューサーに対して移動し、生体情報を決定するための信号を生成する。
【0017】
別例では、センサー・アセンブリは、収容空間に照明を伝送するように構成された照明源をさらに備え、センサー要素は光センサーを備え、接触部材は、収容空間内の指によって反射された照明を光センサーに伝送して、生体情報を決定するための信号を生成するように構成されている。
【0018】
別例による装置は、第１の装置本体、第２の装置本体、およびトランスデューサー・アセンブリを有する生体情報測定装置を備えることができる。第１の装置本体は、第１の内面を有し、第２の装置本体は、第１の内面に対向する第２の内面を有している。指の収容空間は、第１の内面および第２の内面で包囲されている。トランスデューサー・アセンブリは、第２の内面に配置され、第１の内面に対向する指接触面を含む。指接触面は、指接触面に直交する第１の方向に移動可能である。
【0019】
第１の装置本体、第２の装置本体、およびトランスデューサー・アセンブリを含む一態様による装置において、第１の装置本体は、第１の内面を有し、第２の装置本体は、第１の内面に対向する第２の内面を有する。指の収容空間は、第１の内面および第２の内面で包囲されている。トランスデューサー・アセンブリは、第２の内面に配置され、第１の内面に対向する指接触面を含む。第１の装置本体は、透明アセンブリをさらに含む。第２の内面上の透明アセンブリの投影領域は、トランスデューサー・アセンブリの指の接触面と少なくとも部分的に重なっている。透明アセンブリは、少なくとも光が第１の装置本体の第１の外面および第１の内面を伝搬できるように、第１の装置本体を貫通している。
【0020】
従来の指クリップ装置と比較して、本発明に係る生体情報測定装置は、より太い指に適用した場合に、第１の装置本体と指との接触面積を十分に確保することができる。本装置では、指を収容空間内に安定的に固定することで、検知ノイズを低減し、測定精度を向上させるとともに、指の快適性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【発明を実施するための形態】
【0022】
図１Ａは、第１の装置本体１と、第２の装置本体２と、接触面３を有するセンサー・アセンブリとを備える第１の態様による生体情報測定装置１００を示す側面図である。第１の装置本体１は、第１の内面を有し、第２の装置本体２は、第１の内面に対向する第２の内面２１０を有している。図２は、アセンブリ１００の被験指Ｆを受承する収容空間１３０をよりよく示すために、装置１００を開いた状態で示している。図１Ｂに示すように、指Ｆが収容空間１３０に入り、第１の内面１１０および第２の内面２１０と係合する。センサー・アセンブリ３の接触面は、第２の装置本体２の第２の内面２１０に配置され、第１の内面１１０に対向する指接触面３１０を有している。具体的には、収容空間１３０は、被検指を収容するものであり、トランスデューサー・アセンブリ３の指接触面３１０は、生体情報を受け取るために指の測定面に接触するものである。典型的には、測定面は指腹上であるが、これに限定されるものではない。指接触面３１０は、第１の内面に対して概ね直交するかまたは離間する第１の方向Ｄ１に移動可能である。
【0023】
図１Ｂは、図１の生体情報測定装置の応用例を示す図である。指Ｆが上側装置本体と下側装置本体との間の空間によって形成される収容空間に挿入され、指Ｆがセンサー・アセンブリ３の接触面３１０に係合すると、指が及ぼす力によって接触面３１０が（概ね方向Ｄ１に）移動する。その結果、第２の内面２１０に対する指接触面３１０の高さは、図１Ａの高さＨ１から図１Ｂの高さＨ２へと減少する。センサー・アセンブリの接触面３１０が方向Ｄ１に沿って前後に移動できることで、トランスデューサー・アセンブリ（後述）は、相対的に短い距離で指Ｆの血管からより正確な生体情報を受け取ることができる。
【0024】
図２は、上側装置本体１が下側装置本体２に対して開いた位置にある一例による装置１００を示している。図１Ａおよび図１Ｂは、閉じた形態の装置１００を示している。図２に示すように、接触部材（図示しない）の一部であるかこれに隣接する接触面３１０は、第２の内面２１０を超えて延びており、これにより、閉じた位置にあるときに、接触面３１０および接触部材は、（面１１０と面２１０との間の領域である）収容空間内に延びる。図示のように、上側装置本体１は、ピンまたはシャフト６の使用を含む、任意の従来の手段によって下側装置本体２に回転可能に結合することができ、上側装置本体１は開いた形態から閉じた形態に移動するためにピンまたはシャフト６を中心として回転する。
【0025】
本明細書で説明する装置１００は、任意の数のセンサー・アセンブリを含むことができる。例えば、センサー・アセンブリが電気機械式アセンブリである場合、センサー・アセンブリは圧力センサー（ピエゾ電気トランスデューサーなど）を含み、生体情報は血圧情報または脈拍情報を含む。ただし、本発明における生体情報は、血圧情報および脈拍情報に限定されるものではない。本発明の他の実施形態では、トランスデューサー・アセンブリ３は、血圧、脈拍、グルコース濃度、心拍数、および酸素飽和度などに関連する情報を同時に受信するために、圧力センサーおよび光学センサーを含むことができる。
【0026】
従来の機器では、上側のキャップおよび下側のキャップで指を拘束したり、センサーが指の髄まで突出していたりして、指に違和感を与えていた。本明細書に開示されている装置では、接触部材／接触面が第１の方向Ｄ１ｓに沿って移動可能であるため、指にかかる圧力が低減される。
【0027】
図３Ａおよび図３Ｂは、電気機械式センサー・アセンブリ３（図３Ａ）および光学センサー（図３Ｂ）において、図１Ａからの生体情報測定装置の線Ａ－Ａに沿った断面図である。本開示の概念を示す目的で、当業者には容易に分かるであろう電極や他の回路を備えたセンサーは図示していない。図示のように、変形例によるセンサー・アセンブリ３は、接触部材３１と、少なくとも１つのセンサー３２とを含むことができる。電気機械式センサー（圧電アセンブリなど）の場合、センサー・アセンブリ３２は、装置内に固定され（アンカー３７で表される）、接触部材３１の動きをセンサー３２に伝達するドライバーなどの機械的部材３９に隣接する。図３Ｂに示す態様において、光学アセンブリ３は、接触部材３１および第２の本体装置２のうちの少なくともいずれか一方の上に任意に配置された任意の数の照明源３５を含むことができる。照明源３５は、ＬＥＤ、光ファイバ、または、接触部材３１を介してセンサー３２に伝達される指からの反射エネルギーを生成する他の照明源とすることができる。図３Ｂに示す態様において、センサー３２は、接触部材３１に固定されている（第２の装置本体２に対して自由に浮遊している）か、または第２の装置本体２に固定されている。
【0028】
接触部材３１は、センサー３２と収容空間１３０との間に配置されている。上述したように、接触部材３１は、センサー・アセンブリ３が方向Ｄ１に沿って前後に移動可能なように、方向Ｄ１に移動可能である。接触部材３１は、接触部材３１が移動できるように撓む接続領域によって、第２の装置本体２に接続されている。図４Ａおよび図４Ｂは、外力Ｅ１を受けた図３Ａおよび図３Ｂのセンサー・アセンブリの接触面３１０を描いている。図４Ａに示すように、接触部材３１が変位すると、ドライバーまたは機械的部材３９がセンサー３２に向かって移動し、これにより、図示のようにセンサー３２が変位する。アセンブリ３は、この変位を信号に変換して、生体情報を決定することができる。実際には、センサー３２に対する接触部材３１の動きでは、指の動きによる力と、指の血液の脈動による力とを区別することができない。しかしながら、このような動きは、信号処理を用いて区別することができる。例えば、拍動による流れは通常周期的であるが、指の動きはランダムである。さらに、指が接触部材３１を押圧することによって生じる初期変位は、指の脈動血流によって接触部材３１の動きがセンサーの変形を引き起こすときに、小さな変位に対して大きな変位を生じさせることができる。これに対し、図４Ｂの光学アセンブリでは、センサー３２が接触部材３１の動きを妨げない限り、センサー３２は接触部材３１に機械的に結合されてもよいし、接触部材３１とは独立して固定されてもよい。光学センサー・アセンブリの代替的変形例では、センサー３２は、接触部材３１の動きを制限するために使用することができる。
【0029】
第２の内面２１０は、接触部材３１が懸架される開口部Ｐを有することができる。また、センサー３２は、開口部Ｐにおいて、収容空間１３０から第２の内面２１０よりも遠い位置に配置することもできる。また、接触部材３１は、接続領域３１２が接触部材３１を開口部Ｐの縁部に接続する、センサー・アセンブリ３の中央領域３１１を形成することができる。加えて、接続領域３１２は、第１の方向Ｄ１に弾性変形可能である。本装置の変形例では、接触部材３１の存在により、中央領域３１１の硬度が接続領域３１２の硬度よりも高くなっているため、中央領域３１１にかかる外力Ｅ１を接続領域３１２に部分的に伝達することができる。したがって、収容空間１３０内の外力Ｅ１が第１の方向Ｄ１に沿って中央領域３１１に及ぼされると、外力Ｅ１の一部が中央領域３１１から接続領域３１２に伝達され、接続領域３１２が第１の方向Ｄ１に沿って変形することになる。その結果、中央領域３１１は、開口部Ｒに向かって移動するので、外力Ｅ１の圧力情報がセンサー３２に伝達されることになる。
【0030】
なお、本発明は、図３および図４で示される態様に限定されるものではない。本装置の追加の変形例は、弾性を備えた接触部材３１の内部に配置され、開口部Ｐに向かって第１の方向Ｄ１に沿って弾性接触部材３１と一体的に移動可能なセンサー３２を含む。図５は、指接触面３１０に触れる指の快適性を向上させるために、組織接触面３１０を形成し、接触部材３１を覆い、収容空間１３０の界面となる弾性を備えた膜３３を有するセンサー・アセンブリ３を有する一態様を示す。
【0031】
図６は、本発明の一態様における生体情報測定装置１００を示す図である。この態様では、生体情報測定装置１００の第１の装置本体１と第２の装置本体２とが、バネ４と、位置決め要素として機能するシャフトまたはピン５とで接合されている。そのため、第１の装置本体１および第２の装置本体２は、バネ４の中心に対する相対回転により、指を中心に開閉することができる。具体的には、バネ４は、相対的に延伸可能な第１のバネ端部４０１と、第２のバネ端部４０２とを有している。第１のバネ端部４０１は、第１の装置本体１に接続し、第２のバネ端部４０２は、第２の装置本体２に接続する。第１の装置本体１の一部および第２の装置本体２の一部が一体的に制限スロットＧを形成する。位置決め要素５は制限スロットＧに配置されている。制限スロットＧは第１の装置本体１の一部および装置本体２の一部により一体的に形成されているため、位置決め要素５は第１の装置本体１と第２の装置本体２との間の相対的な位置を制限する効果を有する。
【0032】
さらに、図７の分解図によって本発明の制限スロットＧを例示することができる。なお、図７では、制限スロットＧの構造を示す都合上、第１の装置本体１、第２の装置本体２、および制限スロットＧのみを表示している。収容空間１３０は、指挿入方向Ｄｉｎと、第１の方向Ｄ１および指挿入方向Ｄｉｎに直交する第２の方向とを有する。第１の装置本体には、第２の方向Ｄ２で互いに向き合う２つの側面スロットＧ１が設けられている。第２の装置本体２には、第２の方向Ｄ２に貫通孔Ｇ２が設けられている。第１の装置本体１と第２の装置本体２とを、側面スロットＧ１と貫通孔Ｇ２とを合わせて組み立てると、側面スロットＧ１と貫通孔Ｇ２とが一体となって制限スロットＧを形成する。第１の装置本体１と第２の装置本体２との間の相対的な位置が拘束されるように、位置決め要素５は側面スロットＧ１と貫通孔Ｇ２との内側を第２の方向Ｄ２に延びる。なお、本発明の制限スロットＧの組み立ては、図７の図示に限定されるものではない。他の変形例では、貫通孔Ｇ２が第１の装置本体１に設けられ、側面スロットＧ１が第２の装置本体２に設けられてもよい。この場合、位置決め要素５は、第１の装置本体１の貫通孔Ｇ２および第２の装置本体２の側面スロットＧ１の内側に延びている。
【0033】
図６は、一態様における図１の生体情報測定装置を示す図であり、図８Ａは、そのような生体情報測定装置の応用例を示す図である。生体情報測定装置１００の収容空間１３０を拡大するために、バネ４および位置決め要素５の設定のもと、ユーザーは装置１００の外側に力を加えることができる。例えば、第１の装置本体１０１の遠位端の第１の外面１２０に第１の方向Ｄ１に沿った力を加え、第２の装置本体２０１の遠位端の第２の外面２２０に第１の方向Ｄ１とは反対方向の別の力を加える。図８Ａに示すように、収容空間１３０が拡大されると、収容空間１３０に方向Ｄｉｎに沿って指Ｆを挿入することができる。指Ｆがトランスデューサー・アセンブリ３の上に配置されると、ユーザーは加えられた力を取り除くことができる。その結果、バネ４の復元により、バネ４の第１のバネ端部４０１と第２のバネ端部４０２とが互いに接近し、生体情報測定装置１００が閉じられる。そのため、指Ｆは第１の装置本体１と第２の装置本体２との間に固定されている。
【0034】
さらに、図６に示すように、位置決め要素５は、バネ４の中心を通って延びている。したがって、バネ４と位置決め要素５とは一体的に変位することができ、位置決め要素５は制限スロットＧの内部で第１の方向Ｄ１に往復移動することができる。図８Ｂは、収容空間１３０の内部に第１の方向Ｄ１に厚みのある指Ｆがある状態を示している。指Ｆは、第１の装置本体１を第１の方向Ｄ１の反対側に向かって押圧する。バネ４の第１のバネ端部４０１が第１の装置本体１に接続しているため、バネ４の中心は第１の方向Ｄ１の反対側に向かって移動する。位置決め要素５とバネ４とが一体的に動くので、制限スロットＧ内の位置決め要素５は、バネ４によって第１の方向Ｄ１の反対側に向かって運ばれる。図８Ｂに示すように、位置決め要素５が制限スロットＧの上縁に達すると、その動きが制限される。この状態では、バネ４は、第１の方向Ｄ１の反対側に向かってそれ以上移動できない。したがって、制限スロットＧが位置決め要素５の変位を制限すると、バネ４および第１の装置本体１も制限される。
【0035】
以上のような本発明の特徴により、生体情報測定装置１００は、より広い被検指の厚みの範囲に対応することができる。従来の指クリップ装置と比較して、本発明に係る装置における生体情報測定装置１００は、より太い指Ｆに適用した場合に、第１の装置本体１と指Ｆとの接触面積を十分に確保することができる。本発明により、指Ｆを収容空間１３０内に安定的に固定して、検知ノイズを低減し、測定精度を向上させ、指Ｆの快適性を向上させることができる。
【0036】
図９は、別例による生体情報測定装置を示す図である。このような生体情報測定装置は、第１の装置本体１と第２の装置本体２との間に配置された制限リム６をさらに備えている。第１の装置本体１および第２の装置本体２は、最大開放位置と最小閉鎖位置との間で相対的な回転を行うために、枢動アセンブリによって接続されている。図６に示すように、一実施形態による枢動アセンブリは、バネ４、位置決め要素５、および制限スロットＧから構成される。しかしながら、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、枢動アセンブリの一変形例としては、一端が第１の装置本体１０１の遠位端に向かっており、他端が第２の装置本体２０１の遠位端に向かっている図６のバネ４を挙げることができる。
【0037】
図９は、別例による生体情報測定装置を示す図であり、図１０Ａは、その応用例を示す図である。図１０Ａは、第１の装置本体１および第２の装置本体２が最大開放位置にある状態を示している。制限リム６は、収容空間１３０とは反対側の枢動アセンブリ側に第１のリム端部６０１を有する。第１の装置本体１０１の遠位端が外力Ｅ２を受けると、第１の装置本体１および第２の装置本体２は最大開放位置に向かって回転する。一方、第１のリム端部６０１は、第２の装置本体２に向かって移動する。図１０Ａに示すように、第１の装置本体１および第２の装置本体２が最大開放位置に達したとき、第１のリム端部６０１は、第２の装置本体２上の第２の内面２１０に当接する。そのため、制限リム６は、大きな変形によりバネ４がさらに開いて恒久的な変形を誘発することを防止することができる。
【0038】
図９は、別例による生体情報測定装置を示す図であり、図１０Ｂは、そのような装置の別の応用例を示す図である。図１０Ｂは、第１の装置本体１および第２の装置本体２が最小閉鎖位置にある状態を示している。制限リム６は、収容空間１３０に近い枢動アセンブリの側に、第２のリム端部６０２を有する。第１の装置本体１０２の近位端に外力Ｅ３が加わると、第１の装置本体１および第２の装置本体２は最小閉鎖位置に向かって回転する。一方、第２のリム端部６０２は、第２の装置本体２に向かって移動する。図１０Ｂに示すように、第１の装置本体１および第２の装置本体２が最小閉鎖位置に到達すると、第２のリム端部６０２は第２の装置本体２上の第２の内面２１０に当接する。そのため、制限リム６は、バネ４がさらに圧縮されるのを防ぐことができる。リム端部６０１、６０２は、第２の装置本体に対する第１の装置本体１の運動を制限する制限面として機能することができる。
【0039】
本発明におけるリム６は、バネ４が過度に伸縮することを防止するので、バネ４の復元能力、ひいては生体情報測定装置１００の信頼性を向上させることができる。
【0040】
以上のように、本発明の第１の実施形態による生体情報測定装置１００は、指接触面３１０が第１の方向Ｄ１に往復移動できるという特徴を利用して、指にかかる圧力を低減することができる。これにより、測定時の指への負担を軽減することができる。
【0041】
加えて、バネ４、位置決め要素５、および制限スロットＧ間の相互作用により、生体情報測定装置１００は、より広い範囲の指の太さを受承することができる。指が太い場合でも、第１の装置本体は被検指との接触面積をなお十分に確保することができる。そのため、測定時の指の快適さをさらに向上させることができる。さらに、生体情報測定装置１００内の指の安定性が向上するため、より正確な測定が可能となる。バネ４が過度に変形することを防止するリム６は、生体情報測定装置１００の信頼性をさらに向上させる。
【0042】
本発明の第２の実施形態による生体情報測定装置
【0043】
図１１は、本発明の第２の実施形態による生体情報測定装置を示す斜視図である。この第２の実施形態では、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の表記をしている。図１２は、図１１の生体情報測定装置の応用例を示す図である。第２の実施形態の第１の実施形態との主な相違点は、第２の実施形態による生体情報測定装置１００の第１の装置本体１が、透明アセンブリ１１を有することにある。特に、第２の内面２１０上の透明アセンブリ１１の投影領域は、トランスデューサー・アセンブリ３と少なくとも部分的に重なっている。加えて、透明アセンブリ１１は、第１の装置本体１を貫通し、これにより、第１の内面１１０と第１の外面１２０との間で、光が第１の装置本体１を伝搬する。図１２に示すように、具体的には、本実施形態の透明アセンブリ１１により、指Ｆが収容空間１３０に入れられたときに、ユーザーは、第１の装置本体１の第１の外面１２０から指Ｆを観察することができる。本実施形態では、トランスデューサー・アセンブリ３に対する指Ｆの正確な位置合わせが可能となり、測定効率および精度がさらに向上する。透明アセンブリ１１は、光学的に透明または光学的に不透明な材料で構成され、それを通して観察することができる。これに代えて、透明アセンブリ１１は、１つ以上の開口部で構成され、その開口部が指を収納する装置の能力を妨げない範囲で、視覚化を可能にすることができる。
【0044】
図１３は、図１１の一態様における生体情報測定装置を示す図である。本態様では、透明アセンブリ１１は、第１の装置本体１を貫通する透明カバー１１１と、透明カバー１１１に直接接続して収容空間１３０の界面となる透明ソフトパッド１１２とを含む。透明ソフトパッド１１２は、シリコンゴム、エマルジョン、ポリウレタンなどの軟質素材で形成可能である。透明ソフトパッド１１２は、第１の装置本体１の締め付け圧力を、透明ソフトパッド１１２と指Ｆとの界面上に均一に分散させるので、指Ｆの快適性がさらに向上する。本実施形態では、透明ソフトパッド１１２は、収容空間１３０の界面となる凹面１１２０を有しているため、指Ｆとの適合性が高く、その結果、生体情報測定装置１００における指の固定の安定性がさらに向上する。これにより、検知ノイズを低減するとともに測定精度を向上させることができる。
【0045】
本発明をその好ましい実施形態を参照して説明してきたが、本発明はその詳細に限定されるものではないことが理解されるであろう。本発明の適切な技術的解決策および技術的概念に従った様々な変更および修正は、特許請求の範囲に記載の発明に属するはずです。したがって、このような代替および修正はすべて、添付の特許請求の範囲で定義された本発明の範囲に包含されることが意図されている。
【0046】
周知の構造体、材料、または操作は、記載の装置の態様を不明瞭にしないように、詳細に示されたり説明されたりしていない。当業者であれば、本発明の趣旨や範囲から逸脱することなく、説明した実施形態を様々な異なる方法で変更することができる。矛盾することなく、本発明の実施の形態において、要素の例は互いに組み合わせることができることに留意すべきである。したがって、本明細書に記載されている実施形態は、本開示に従って可能なすべての実施形態を網羅することを意図したものではなく、本明細書に開示されている主題に基づいて追加の実施形態が考えられることを理解すべきである。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12】
【図13】