專(zhuān)利名稱(chēng)：脈搏波傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脈搏波傳感器裝置，是向手指照射光或超聲波從而檢測(cè)出脈搏波的脈搏波傳感器裝置。
背景技術(shù)：
已知的脈搏波傳感器裝置一般包括向手指照射光的發(fā)光器以及接收由手指反射出的光的光接收器，并且基于發(fā)光器照射出的光與光接收器所接收到的光之間的光通量變化從而檢測(cè)出脈搏波(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I 3)。
若將手指用力按壓發(fā)光器或光接收器，則由于受到手指的壓迫從而使動(dòng)脈血流受到阻礙，因此脈搏波信號(hào)變?nèi)?，使得無(wú)法檢測(cè)出脈搏波?？紤]到這點(diǎn)，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，公開(kāi)有以下結(jié)構(gòu)設(shè)置檢測(cè)手指按壓力的按壓力檢測(cè)單元，并且增加在按壓力較大時(shí)通知使用者的功能。
另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2、3中，公開(kāi)有以下結(jié)構(gòu)將發(fā)光器設(shè)置得比其周?chē)怀?，并使發(fā)光器與手指可靠接觸，從而容易地檢測(cè)出脈搏波。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)I :國(guó)際公開(kāi)第94/15525號(hào)刊物
專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本專(zhuān)利特開(kāi)2004 - 467號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)3 日本專(zhuān)利特開(kāi)2008 - 48987號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容
在專(zhuān)利文獻(xiàn)I所涉及的脈搏波傳感器裝置中，具備將手指的按壓力過(guò)大從而無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)的情況通知給使用者的功能。但是，在該結(jié)構(gòu)中，即使在手指的按壓力較大從而無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，也只是通知該情況。因此，存在以下問(wèn)題為了進(jìn)行一定時(shí)長(zhǎng)的測(cè)定，需要使手指的按壓力穩(wěn)定保持在較弱的狀態(tài)，從而加重了使用者的負(fù)擔(dān)。
另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2、3中，公開(kāi)有以下結(jié)構(gòu)將發(fā)光器設(shè)置得比其周?chē)怀?，并使發(fā)光器與手指可靠接觸。但是，由于這些結(jié)構(gòu)并沒(méi)有減小手指的按壓力，因此在手指的按壓力過(guò)大時(shí)還是無(wú)法檢測(cè)出脈搏波，存在與上述相同的問(wèn)題。
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，本發(fā)明的目的在于，提供一種脈搏波傳感器裝置，該裝置能夠減小對(duì)血流的阻礙從而容易地檢測(cè)出脈搏波。
(I).為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的脈搏波傳感器裝置的特征在于，包括殼體、設(shè)置于該殼體上的發(fā)光器、以及設(shè)置于上述殼體上的光接收器，該脈搏波傳感器裝置利用手指的末節(jié)來(lái)檢測(cè)脈搏波，在上述殼體上的上述手指末節(jié)所接觸的位置配置有上述發(fā)光器及上述光接收器，并且在上述殼體上設(shè)有在將上述手指的末節(jié)與上述發(fā)光器及上述光接收器接觸時(shí)、與上述手指的中節(jié)接觸的血流阻礙減低部，在該血流阻礙減低部的上述手指的中節(jié)所接觸的接觸部、與上述手指的末節(jié)所接觸的上述殼體之間形成有高度差，以減小作用于上述手指的末節(jié)上的第I關(guān)節(jié)部位及其周?chē)膲浩?，并且減小對(duì)上述手指的末節(jié)的血流的阻礙。
在利用指尖來(lái)檢測(cè)脈搏波的脈搏波傳感器裝置中，若用力壓迫手指，則血流受到阻礙，使得無(wú)法檢測(cè)出脈搏波。這里，對(duì)手指末節(jié)的血流的影響根據(jù)被壓迫的手指的部位不同而有所不同。本發(fā)明者經(jīng)過(guò)專(zhuān)心的研究得出的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在手指末節(jié)上的第I關(guān)節(jié)附近的部位受到壓迫的情況下，手指末節(jié)的血流易受到阻礙，即使施加較小的按壓力，也無(wú)法檢測(cè)出脈搏波。
在本發(fā)明中，由于在殼體上設(shè)有血流阻礙減低部，因此若脈搏波傳感器裝置的使用者將手指末節(jié)與發(fā)光器及光接收器接觸，則手指中節(jié)與血流阻礙減低部接觸。由此，由于手指末節(jié)的前端一側(cè)、與手指中節(jié)分別由發(fā)光器及光接收器周?chē)臍んw、與血流阻礙減低部支撐，因此能夠減小對(duì)位于其中間的部位上的按壓力即手指末節(jié)上的第I關(guān)節(jié)附近的按壓力。因此，能夠防止手指末節(jié)上的第I關(guān)節(jié)附近的部位受到壓迫，并且即使在將手指用力按壓發(fā)光器及光接收器時(shí)，末節(jié)的血流也不受到阻礙。其結(jié)果是，由于不需要保持并穩(wěn)定在按壓力較弱的狀態(tài)，因此能夠減輕使用者的負(fù)擔(dān)，并容易地檢測(cè)出脈搏波。
(2).本發(fā)明的脈搏波傳感器裝置的特征在于，包括殼體、設(shè)置于該殼體上的超聲波發(fā)送器、以及設(shè)置于上述殼體上的超聲波接收器，該脈搏波傳感器裝置利用手指末節(jié)來(lái)檢測(cè)脈搏波，在上述殼體上的上述手指的末節(jié)所接觸的位置上配有上述發(fā)送器以及上述接收器，并且在上述殼體上設(shè)有在將上述手指的末節(jié)與上述發(fā)送器以及上述接收器接觸時(shí)、與上述手指的中節(jié)接觸的血流阻礙減低部，在該血流阻礙減低部的上述手指的中節(jié)所接觸的接觸部、與上述手指的末節(jié)所接觸的上述殼體之間形成有高度差，以減小作用于上述手指的末節(jié)上的第I關(guān)節(jié)部位以及其周?chē)膲浩?，并且減小對(duì)上述手指的末節(jié)的血流的阻礙。
在本發(fā)明中，由于殼體上設(shè)有血流阻礙減低部，因此若脈搏波傳感器裝置的使用者將手指末節(jié)與發(fā)送器及接收器接觸，則手指中節(jié)與血流阻礙減低部接觸。由此，由于手指末節(jié)的前端一側(cè)、與手指中節(jié)分別由發(fā)送器及接收器周?chē)臍んw、與血流阻礙減低部支撐， 因此能夠減小對(duì)位于其中間的部位上的按壓力即手指末節(jié)上的第I關(guān)節(jié)附近的按壓力。因此，能夠防止手指末節(jié)上的第I關(guān)節(jié)附近的部位受到壓迫，并且即使在將手指用力按壓發(fā)送器及接收器時(shí)，末節(jié)的血流也不受到阻礙，從而能夠容易地檢測(cè)出脈搏波。
(3).在本發(fā)明中，通過(guò)由上述血流阻礙減低部形成的高度差，在上述手指末節(jié)上的第I關(guān)節(jié)附近的區(qū)域、與上述殼體的表面之間形成有間隙。
根據(jù)本發(fā)明，由于通過(guò)由血流阻礙減低部形成的高度差，從而在手指末節(jié)上的第I 關(guān)節(jié)附近區(qū)域、與殼體的表面之間形成有間隙，因此能夠通過(guò)該間隙來(lái)減小對(duì)手指末節(jié)上的第I關(guān)節(jié)附近區(qū)域的按壓力，從而減小對(duì)血流的阻礙。
(4).在本發(fā)明中，在上述手指的前端所接觸的上述殼體的表面位置上設(shè)有指尖定位部。
根據(jù)本發(fā)明，由于在手指的前端所接觸的殼體的表面位置上設(shè)有指尖定位部，因此能夠?qū)⒅讣獾奈恢霉潭▉?lái)對(duì)血流阻礙減低部與手指中節(jié)進(jìn)行定位，使得血流阻礙減低部與手指中節(jié)可靠接觸。
(5).在本發(fā)明中，在上述血流阻礙減低部設(shè)有對(duì)與上述手指的中節(jié)的接觸位置進(jìn)行調(diào)節(jié)的機(jī)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，由于在血流阻礙減低部設(shè)有對(duì)與手指的中節(jié)的接觸位置進(jìn)行調(diào)節(jié)的 機(jī)構(gòu)，因此能夠根據(jù)例如手指末節(jié)的長(zhǎng)度尺寸來(lái)調(diào)節(jié)與手指的中節(jié)的接觸位置。由此，即使 在各個(gè)使用者的手指末節(jié)的長(zhǎng)度尺寸有所不同的情況下，也能容許這樣的尺寸偏差，使血 流阻礙減低部的接觸部與手指中節(jié)接觸。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的脈搏波傳感器裝置的立體圖。圖2是表示處于使用者進(jìn)行脈搏波測(cè)定狀態(tài)下的脈搏波傳感器裝置的主視圖。圖3是表示圖1中的脈搏波傳感器裝置的俯視圖。圖4是將圖1中的脈搏波傳感器裝置的右側(cè)放大并表示的立體圖。圖5是將圖4中的發(fā)光器、光接收器、血流阻礙減低部以及指尖定位部等放大并表 示的立體圖。圖6是表示將使用者的食指末節(jié)與圖5中的發(fā)光器以及光接收器接觸的狀態(tài)的立 體圖。圖7是從圖3中的箭頭方向VII — VII觀察脈搏波傳感器裝置的發(fā)光器及光接收 器等的剖視圖。圖8是表示實(shí)施方式1所涉及的脈搏波傳感器裝置的電學(xué)結(jié)構(gòu)的框圖。圖9是表示血流阻礙減低部、與手指末節(jié)及中節(jié)的關(guān)系的說(shuō)明圖。圖10是表示光電脈搏波信號(hào)的時(shí)間變化的特性曲線圖。圖11是表示實(shí)施方式2所涉及的脈搏波傳感器裝置的、與圖5相同位置的立體 圖。圖12是表示變形例1所涉及的脈搏波傳感器裝置的、與圖5相同位置的立體圖。圖13是表示變形例2所涉及的脈搏波傳感器裝置的、與圖5相同位置的立體圖。圖14是表示實(shí)施方式3所涉及的脈搏波傳感器裝置的、與圖5相同位置的立體 圖。圖15是表示實(shí)施方式4所涉及的脈搏波傳感器裝置的、與圖4相同位置的立體 圖。圖16是表示變形例3所涉及的脈搏波傳感器裝置的、與圖2相同位置的主視圖。圖17是表示變形例4所涉及的脈搏波傳感器裝置的、與圖5相同位置的立體圖。圖18是表示實(shí)施方式5所涉及的脈搏波傳感器裝置的剖視圖。圖19是表示實(shí)施方式6所涉及的脈搏波傳感器裝置的、與圖7相同位置的剖視 圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的脈搏波傳感器裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 此外，為了便于說(shuō)明，以圖1中的箭頭X的方向作為左右方向，以箭頭Y的方向作為前后方 向，以箭頭Z的方向作為上下方向。另外，以利用右手的食指(手指F)來(lái)測(cè)定脈搏波的情況 為例，進(jìn)行說(shuō)明。
圖I至圖8示出了實(shí)施方式I所涉及的脈搏波傳感器裝置I。如圖2所示，該脈搏波傳感器裝置I能夠通過(guò)手指F對(duì)與脈搏波相對(duì)應(yīng)的光電脈搏波信號(hào)(脈搏波信號(hào))進(jìn)行檢測(cè)，并且基于該光電脈搏波信號(hào)，生成氧飽和度、加速度脈搏波以及脈率波動(dòng)等生物信息，另外，還能通過(guò)脈率波動(dòng)來(lái)推測(cè)出自律神經(jīng)狀態(tài)。另外，脈搏波傳感器裝置I是小型輕便的便攜式裝置。
殼體2容納有構(gòu)成脈搏波傳感器裝置I的后述發(fā)光器6及光接收器7等。該殼體 2使用例如樹(shù)脂材料并形成為大致呈長(zhǎng)方體的箱型，具有正面板部2A、周壁部2B以及背面板部2C。正面板部2A及背面板部2C形成為大致呈矩形的平板狀。另外，周壁部2B夾在正面板部2A與背面板部2C的外邊緣之間，形成為在前后方向上具有厚度的、大致呈矩形的框型。
在正面板部2A的中央部，形成有顯示用開(kāi)口部2D，該顯示用開(kāi)口部2D用于將由例如液晶屏等組成的顯示裝置3嵌入，從而通過(guò)顯示用開(kāi)口部2D將顯示裝置3安裝于殼體2 內(nèi)。另外，在正面板部2A上，安裝有開(kāi)關(guān)4，該開(kāi)關(guān)4位于顯示用開(kāi)口部2D的右側(cè)，用于切換測(cè)定的開(kāi)始與停止。另一方面，在周壁部2B的上表面的右側(cè)，形成有開(kāi)口面積較小的兩個(gè)元件用開(kāi)口部2E、2F，并且在該元件用開(kāi)口部2E、2F中分別安裝有發(fā)光器6及光接收器7。
如圖7所示，在殼體2的內(nèi)部，容納有基板5，該基板5位于兩個(gè)元件用開(kāi)口部2E 的下側(cè)?；?被嵌于例如殼體2的安裝部(未圖不)內(nèi)，并固定在殼體2中。在該基板5 上，安裝有發(fā)光器6及光接收器7。
發(fā)光器6通過(guò)利用透明樹(shù)脂將例如發(fā)光二極管(LED)等發(fā)光元件密封從而形成， 并且將預(yù)定波長(zhǎng)的光(例如紅光)向脈搏波傳感器裝置I的使用者的手指F照射。此外， 發(fā)光器6也可以使用垂直腔面發(fā)射激光器(V C S E L )或諧振器型LED作為發(fā)光元件來(lái)形成。
另外，發(fā)光器6插入元件用開(kāi)口部2E中，并且通常配置成例如使其與殼體2的周壁2B的表面呈同一平面，以使得發(fā)光器6的表面與使用者的手指F接觸，也可以配置成使其從周壁2B的表面突出，還可以配置成使其凹陷。此外，發(fā)光器6由后述的發(fā)光器驅(qū)動(dòng)部 11驅(qū)動(dòng)。
若如上述這樣從發(fā)光器6向手指F照射光，則光接收器7接收來(lái)自手指F的反射光并轉(zhuǎn)換成光檢測(cè)信號(hào)，并且將該光檢測(cè)信號(hào)輸出給處理電路9的光檢測(cè)信號(hào)放大部12。該光接收器7通過(guò)利用透明樹(shù)脂將例如光電二極管(PD)等光接收元件密封從而形成。此外， 光接收器7也可以使用例如光電晶體管作為光接收元件來(lái)形成。
另外，光接收器7插入元件用開(kāi)口部2F中，并且通常配置成例如使其與殼體2的周壁2B的表面呈同一平面，以使得光接收器7的表面與使用者的手指F接觸，也可以配置成使其從周壁2B的表面突出，還可以配置成使其凹陷。
并且，光接收器7接收由發(fā)光器6照射出的、經(jīng)使用者的手指F反射的光，并將該接收到的光轉(zhuǎn)換成光檢測(cè)信號(hào)，將該光檢測(cè)信號(hào)輸出給處理電路9的光檢測(cè)信號(hào)放大部 12。
配置于手指F末節(jié)處的發(fā)光器6與光接收器7之間的距離比手指F的末節(jié)的長(zhǎng)度要短，設(shè)定在例如4 20 mm的范圍內(nèi)。另外，為了使得由發(fā)光器6照射出的光不直接被光接收器7接收，從而在發(fā)光器6與光接收器7之間設(shè)有遮光部8，該遮光部8由例如光學(xué)上不透明的樹(shù)脂材料組成。
另外，與發(fā)光器6相比，光接收器7配置于例如在殼體2的左右方向上較右端的位置上。由此，在使用者沿著殼體2的周壁部2B將手指F與發(fā)光器6及光接收器7接觸時(shí)， 光接收器7配置于與發(fā)光器6相比、更靠近血流的上游一側(cè)。
如圖8所示，處理電路9大致由光電脈搏波信號(hào)檢測(cè)部10及運(yùn)算處理部14構(gòu)成， 并且設(shè)置于殼體2的內(nèi)部。此外，處理電路9根據(jù)開(kāi)關(guān)4的開(kāi)啟與關(guān)閉(0N/0FF)來(lái)切換驅(qū)動(dòng)與停止。
光電脈搏波信號(hào)檢測(cè)部10包括發(fā)光器驅(qū)動(dòng)部11、光檢測(cè)信號(hào)放大部12、以及濾波器部13，并且與運(yùn)算處理部14進(jìn)行聯(lián)動(dòng)以生成使用者的光電脈搏波信號(hào)。這里，發(fā)光器驅(qū)動(dòng)部11與發(fā)光器6連接，并提供用于使發(fā)光器6發(fā)光的驅(qū)動(dòng)電流。光檢測(cè)信號(hào)放大部12 與光接收器7連接，對(duì)由光接收器7提供的光檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行電流一電壓轉(zhuǎn)換，并對(duì)經(jīng)電流一電壓轉(zhuǎn)換后的光檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大。濾波器部13例如由低通濾波器等構(gòu)成，并且與光檢測(cè)信號(hào)放大部12的后級(jí)連接，將由光檢測(cè)信號(hào)放大器12輸出的光檢測(cè)信號(hào)中的噪聲去除。
并且，光電脈搏波信號(hào)檢測(cè)部10利用發(fā)光器驅(qū)動(dòng)部11來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光器6，并使用光檢測(cè)信號(hào)放大部12及濾波器部13將與來(lái)自手指F的反射光相對(duì)應(yīng)的光檢測(cè)信號(hào)向運(yùn)算處理部14輸出。
運(yùn)算處理部14例如是中央運(yùn)算處理裝置(CPU)，進(jìn)行如下的處理對(duì)發(fā)光器6的檢測(cè)光進(jìn)行控制的處理、從光檢測(cè)信號(hào)中抽取出光電脈搏波信號(hào)的處理、基于光電脈搏波信號(hào)生成脈搏波信息的處理、以及對(duì)整個(gè)脈搏波傳感器裝置I的控制等。
具體而言，運(yùn)算處理部14將控制信號(hào)提供給發(fā)光器驅(qū)動(dòng)部11，使發(fā)光器6根據(jù)該控制信號(hào)進(jìn)行發(fā)光，該控制信號(hào)用于對(duì)發(fā)光器6的檢測(cè)光的強(qiáng)度或發(fā)光時(shí)刻進(jìn)行控制。另外，運(yùn)算處理部14進(jìn)行從光檢測(cè)信號(hào)中抽取出光電脈搏波信號(hào)的處理，該光檢測(cè)信號(hào)由光接收器7且經(jīng)由光檢測(cè)信號(hào)放大部12及濾波器部13來(lái)提供。另外，運(yùn)算處理部14基于該光電脈搏波信號(hào)，生成例如脈搏波波形、脈率、氧飽和度以及血管硬化程度等脈搏波信息。 并且，運(yùn)算處理部14將該脈搏波信息顯示于顯示裝置3上。
如圖7所示，血流阻礙減低部15在靠近于發(fā)光器6及光接收器7的、殼體2的左右方向(X方向)上的右端部，與殼體2 —體形成。具體而言，血流阻礙減低部15大致形成為三棱柱形狀，即在XZ平面上的截面形狀大致呈三角形，并且包括上凸的接觸部15C，該上凸的接觸部15C平緩地從尖角部15A向尖角部15B傾斜；以及高度差形成部15E，該高度差形成部15E陡峭地從尖角部15A向尖角部KD傾斜，其中，該尖角部15A連接不與殼體2 接觸的XZ截面上的大致呈三角形的頂點(diǎn)，該尖角部15B連接與殼體2接觸的XZ截面上的大致呈三角形的右側(cè)的頂點(diǎn)，該尖角部MD連接與殼體2接觸的XZ截面上的大致呈三角形的左側(cè)的頂點(diǎn)。
若脈搏波傳感器裝置I的使用者將手指F的末節(jié)A與發(fā)光器6及光接收器7接觸， 則手指F的中節(jié)B與接觸部15C接觸。其結(jié)果是，由于手指F的末節(jié)A的前端一側(cè)由周壁部2B的表面支撐，另外，手指F的中節(jié)B由接觸部15C支撐，因此手指F的末節(jié)A上的第I 關(guān)節(jié)附近的部位不與周壁部2B的表面接觸，使得在手指F的末節(jié)A上的第I關(guān)節(jié)附近的部位、與周壁部2B等之間產(chǎn)生間隙S，并且能夠使手指F的末節(jié)A上的第I關(guān)節(jié)附近的部位保持懸空的狀態(tài)。該結(jié)果使手指F的末節(jié)A上的第I關(guān)節(jié)附近的部位所受的壓迫減小，并抑制對(duì)手指F的末節(jié)A的血流的阻礙。此外，所謂手指F的末節(jié)A，是指從手指F的第I關(guān)節(jié)到指尖為止的部位，所謂手指F的中節(jié)B，是指從手指F的第I關(guān)節(jié)到第2關(guān)節(jié)為止的部位。
另外，為了抑制對(duì)手指F的末節(jié)A的血流的阻礙，只要與手指F的末節(jié)A的中央部或手指F的中節(jié)B相比，對(duì)手指F的末節(jié)A上的第I關(guān)節(jié)附近的部位的壓迫較小即可。因此，手指F的末節(jié)A上的第I關(guān)節(jié)附近的部位可以與高度差形成部15E等略微接觸，與上述的情況相比，在該情況下的間隙S的大小較小。
此外，為了對(duì)接觸部15C與手指F的中節(jié)B的接觸位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以在血流阻礙減低部15形成可相對(duì)于殼體2沿左右方向移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，另外，也可以構(gòu)成為血流阻礙減低部15僅在測(cè)定脈搏波時(shí)從殼體2突出。并且，血流阻礙減低部15可以使用硬質(zhì)的金屬材料、樹(shù)脂材料等形成，也可以為了與手指F貼服，使用例如軟質(zhì)的材料等形成。
在脈搏波傳感器裝置I的使用者的手指F的末節(jié)A的前端接觸的周壁部2B的表面位置上，利用從周壁部2B的表面突出的突起來(lái)形成指尖定位部16。此外，在以手指F的末節(jié)A的前端一側(cè)由周壁部2B的表面支撐、另外手指F的中節(jié)B由接觸部15C支撐的前提下，基于普通人體的食指F的末節(jié)A的長(zhǎng)度尺寸來(lái)設(shè)定指尖定位部16與血流阻礙減低部15 之間的間隔尺寸。
由此，在使用者將手指F的末節(jié)A與發(fā)光器6及光接收器7接觸時(shí)，指尖抵住指尖定位部16，并且手指F的中節(jié)B與血流阻礙減低部15的接觸部15C接觸。即，指尖定位部 16配置成限制指尖在左右方向上向左側(cè)產(chǎn)生較大的位置偏差，并防止血流阻礙減低部15 離第I關(guān)節(jié)附近所需的距離以上。
本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的脈搏波傳感器裝置I具有如上的結(jié)構(gòu)，接下來(lái)對(duì)其動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
首先，在使用者將手指F與發(fā)光器6及光接收器7接觸后，將開(kāi)關(guān)4切換到開(kāi)啟 (ON)0由此，從運(yùn)算處理部14向發(fā)光器驅(qū)動(dòng)部11提供控制信號(hào)，并使發(fā)光器6根據(jù)該控制信號(hào)而發(fā)出檢測(cè)光。該檢測(cè)光經(jīng)使用者的手指F的末節(jié)A進(jìn)行反射，并且該反射光由光接收器7接收。然后，光接收器7輸出與該反射光相對(duì)應(yīng)的光檢測(cè)信號(hào)。該光檢測(cè)信號(hào)通過(guò)光檢測(cè)信號(hào)放大部12進(jìn)行電流一電壓轉(zhuǎn)換后進(jìn)行放大，并且通過(guò)濾波器部13進(jìn)行去噪后， 提供給運(yùn)算處理部14。
運(yùn)算處理部14從由濾波器部13提供的光檢測(cè)信號(hào)中、抽取出與發(fā)光器6的檢測(cè)光相對(duì)應(yīng)的光電脈搏波信號(hào)。然后，運(yùn)算處理部14基于抽取出的光電脈搏波信號(hào)，生成例如脈搏波波形、脈率、氧飽和度以及血管硬化程度等脈搏波信息。將這些脈搏波信息顯示于顯示裝置3上。
此時(shí)，若使用者將手指F用力按壓發(fā)光器6及光接收器7，則成為檢測(cè)部位的末節(jié) A的血流受到阻礙，使得無(wú)法檢測(cè)出脈搏波。在手指F的血流未受到阻礙的情況下，得到如圖10中的實(shí)線所示那樣的光電脈搏波信號(hào)。但是，在手指F的血流受到阻礙的情況下，如圖 10中的雙點(diǎn)劃線所示那樣，光電脈搏波信號(hào)的變化變小，或者如圖10中的虛線所示那樣， 光電脈搏波信號(hào)幾乎不發(fā)生變化。但是，并非按壓手指F的任何部位，末節(jié)A的血流所受到的阻礙均相同，而是根據(jù)受到壓迫的手指F的部位不同，對(duì)血流的影響也有所不同。S卩，在手指F上存在有血流容易受到阻礙的部位及血流不易受到阻礙的部位。
因此，通過(guò)本發(fā)明者經(jīng)過(guò)專(zhuān)心的研究發(fā)現(xiàn)，在手指F的末節(jié)A上的第I關(guān)節(jié)附近的部位受到壓迫時(shí)，末節(jié)A的血流最容易受到阻礙?？紤]到這點(diǎn)，在本實(shí)施方式的殼體2中， 將從周壁部2B的表面突出的血流阻礙減低部15設(shè)置于發(fā)光器6及光接收器7的周?chē)?。由此，若使用者將手指F的末節(jié)A與發(fā)光器6及光接收器7接觸，則由于手指F的中節(jié)B與血液阻礙減低部15接觸，因此手指F的末節(jié)A上的第I關(guān)節(jié)附近的部位能夠保持懸空的狀態(tài)。 其結(jié)果是，與手指F的末節(jié)A的中央部或手指F的中節(jié)B相比，作用于末節(jié)A上的第I關(guān)節(jié)附近的部位的壓迫變小，并能夠減小對(duì)血液的阻礙。
這里，在殼體2上設(shè)置圖9示出的試驗(yàn)性的血流阻礙減低部17，并對(duì)血流阻礙減低部17的形狀以及位置對(duì)血流造成的效果的研究結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。
首先，為了對(duì)血流阻礙減低部17的形狀的效果進(jìn)行比較，在前后方向上的厚度為一定的情況下，改變上下方向上的突出尺寸t及左右方向上的長(zhǎng)度尺寸L，從而形成各種四棱柱形的樣品。接下來(lái)，在改變血流阻礙減低部17與手指F的接觸位置的同時(shí)，在手指F 的血流受到阻礙使得無(wú)法測(cè)定脈搏波時(shí)，測(cè)定此時(shí)的手指F的按壓力，該手指F的按壓力的最小變化單位為5N (牛頓)。
即使長(zhǎng)度尺寸L在2 13 mm的范圍內(nèi)進(jìn)行變化，血流受到阻礙從而無(wú)法測(cè)定脈搏波時(shí)的手指F的按壓力也幾乎不變，從而未發(fā)現(xiàn)與長(zhǎng)度尺寸L有較大的相關(guān)性。另一方面，發(fā)現(xiàn)了血流阻礙減低部17上的左右方向上的左端的尖角部17A與手指F的第I關(guān)節(jié)的位置關(guān)系、以及血流阻礙減低部17的突出尺寸t對(duì)血流受到阻礙使得無(wú)法測(cè)定脈搏波時(shí)的手指F的按壓力有較大的影響。在表I中，使血流阻礙減低部17的尖角部17A與手指F的第I關(guān)節(jié)之間的距離尺寸d在一 2 mm + 8 mm的范圍內(nèi)變化,并且使得從殼體2的表面到接觸部17B為止的突出尺寸t在O mm 8 mm的范圍內(nèi)變化,表I示出了在該情況下無(wú)法測(cè)定脈搏波時(shí)的手指F的按壓力的測(cè)定結(jié)果。
此外，以手指F的第I關(guān)節(jié)的位置為基準(zhǔn)點(diǎn)，若血流阻礙減低部17的尖角部17A 與手指F的第I關(guān)節(jié)的位置相比處于較右側(cè)(第2關(guān)節(jié)一側(cè))，在該情況下將距離尺寸d設(shè)為正距離尺寸；若血流阻礙減低部17的尖角部17A處于手指F的第I關(guān)節(jié)的左側(cè)(指尖一側(cè))，在該情況下將距離尺寸d設(shè)為負(fù)距離尺寸。另外，突出尺寸t是以殼體2的表面為基準(zhǔn)點(diǎn)。
[表 I]
權(quán)利要求
1.一種脈搏波傳感器裝置，其特征在于，包括殼體、設(shè)置于該殼體上的發(fā)光器、以及設(shè)置于所述殼體上的光接收器，該脈搏波傳感器裝置利用手指末節(jié)來(lái)檢測(cè)脈搏波，在所述殼體上的所述手指的末節(jié)所接觸的位置上配置有所述發(fā)光器以及所述光接收器，并且在所述殼體上設(shè)有在將所述手指的末節(jié)與所述發(fā)光器及所述光接收器接觸時(shí)、與所述手指的中節(jié)接觸的血流阻礙減低部，在該血流阻礙減低部的所述手指的中節(jié)所接觸的接觸部、與所述手指的末節(jié)所接觸的所述殼體之間形成有高度差，以減小作用于所述手指的末節(jié)上的第I關(guān)節(jié)部位以及其周?chē)膲浩龋⑶覝p小對(duì)所述手指的末節(jié)的血流的阻礙。
2.一種脈搏波傳感器裝置，其特征在于，包括殼體、設(shè)置于該殼體上的超聲波發(fā)送器、以及設(shè)置于所述殼體上的超聲波接收器，該脈搏波傳感器裝置利用手指末節(jié)來(lái)檢測(cè)脈搏波，在所述殼體上的所述手指的末節(jié)所接觸的位置上配置有所述發(fā)送器以及所述接收器， 并且在所述殼體上設(shè)有在將所述手指的末節(jié)與所述發(fā)送器及所述接收器接觸時(shí)、與所述手指的中節(jié)接觸的血流阻礙減低部，在該血流阻礙減低部的所述手指的中節(jié)所接觸的接觸部、與所述手指的末節(jié)所接觸的所述殼體之間形成有高度差，以減小作用于所述手指的末節(jié)上的第I關(guān)節(jié)部位以及其周?chē)膲浩?，并且減小對(duì)所述手指的末節(jié)的血流的阻礙。
3.如權(quán)利要求I或2所述的脈搏波傳感器裝置，其特征在于，通過(guò)由所述血流阻礙減低部形成的高度差，在所述手指的末節(jié)上的第I關(guān)節(jié)附近的區(qū)域、與所述殼體的表面之間形成有間隙。
4.如權(quán)利要求I或2所述的脈搏波傳感器裝置，其特征在于，在所述手指的前端所接觸的所述殼體的表面位置上設(shè)有指尖定位部。
5.如權(quán)利要求I或2所述的脈搏波傳感器裝置，其特征在于，在所述血流阻礙減低部設(shè)有對(duì)與所述手指的中節(jié)的接觸位置進(jìn)行調(diào)節(jié)的機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明在殼體(2)的周壁部(2B)的表面上設(shè)有發(fā)光器(6)以及光接收器(7)。在殼體(2)的周壁部(2B)的表面上設(shè)有血流阻礙減低部(15)，該血流阻礙減低部(15)位于發(fā)光器(6)以及光接收器(7)的右側(cè)，并且還設(shè)有指尖定位部(16)，該指尖定位部(16)位于發(fā)光器(6)以及光接收器(7)的左側(cè)。若使用者將手指(F)的末節(jié)(A)與發(fā)光器(6)以及光接收器(7)接觸，則手指(F)的中節(jié)(B)與血流阻礙減低部(15)的接觸部(15C)接觸。由于殼體(2)上的發(fā)光器(6)以及光接收器(7)的周?chē)牟课慌c接觸部(15C)之間產(chǎn)生高度差，因此能夠通過(guò)該高度差減小手指(F)的末節(jié)(A)上的第1關(guān)節(jié)附近的部位所受到的壓迫。
文檔編號(hào)A61B5/1455GK102946796SQ201180030878
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者志牟田亨 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所