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公開番号2024160489
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-14
出願番号2023075539
出願日2023-05-01
発明の名称生体信号取得モジュール、生体信号取得装置
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類A61B 5/00 20060101AFI20241107BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】被測定者への負荷が小さく、生体信号より強いノイズであっても低減することが可能な生体信号取得モジュールを提供する。
【解決手段】被測定者HMの背中HBに接する物品30に設けられる生体信号取得モジュール11であって、被測定者の生体信号に対応する振動BSを検出するための複数のセンサ部1,2を備える。各センサ部は、振動を検出する振動センサ41,42と、センサ部における背中側の端部から振動センサまでの間に設けられた少なくとも1種の媒質からなる信号伝播経路と、を有する。複数のセンサ部のうち少なくとも一つのセンサ部1は、他のセンサ部2と信号伝播経路の構成が異なることにより、同一の生体信号が複数のセンサ部に入力したときに、当該センサ部の振動センサに伝播される生体信号の振幅が、他のセンサ部の振動センサに伝播される生体信号の振幅と異なるように構成されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
被測定者（ＨＭ）の背中（ＨＢ）に接する物品（３０）に設けられる生体信号取得モジュールであって、
前記被測定者の生体信号に対応する振動（ＢＳ）を検出するための複数のセンサ部（１，２）を備え、
前記各センサ部は、
前記振動を検出する振動センサ（４１，４２，４３，４４）と、
前記センサ部における前記背中側の端部から前記振動センサまでの間に設けられた少なくとも１種の媒質からなる信号伝播経路と、
を有し、
前記複数のセンサ部のうち少なくとも一つのセンサ部（１）は、他のセンサ部（２）と前記信号伝播経路の構成が異なることにより、同一の前記生体信号が前記複数のセンサ部に入力したときに、当該センサ部の前記振動センサに伝播される前記生体信号の振幅が、前記他のセンサ部の前記振動センサに伝播される前記生体信号の振幅と異なるように構成されている、生体信号取得モジュール。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
前記生体信号は、心音または心弾道である、請求項１に記載の生体信号取得モジュール。
【請求項３】
前記複数のセンサ部の各信号伝播経路において、前記振動センサに接する前記媒質の三態を示す状態は、同じである、請求項１または請求項２に記載の生体信号取得モジュール。
【請求項４】
前記複数のセンサ部のうち少なくとも一つのセンサ部は、他のセンサ部と比べて、前記媒質の種類が異なることにより、前記振動センサに伝播される前記生体信号の振幅が異なるように構成されている、請求項１に記載の生体信号取得モジュール。
【請求項５】
前記複数のセンサ部のうち少なくとも一つのセンサ部は、他のセンサ部と比べて、前記媒質の音響インピーダンスが異なることにより、前記振動センサに伝播される前記生体信号の振幅が異なるように構成されている、請求項１に記載の生体信号取得モジュール。
【請求項６】
前記複数のセンサ部を収容する単一の筐体（５０）をさらに備える、請求項１に記載の生体信号取得モジュール。
【請求項７】
前記筐体の内部には、区画された複数の収容室（５３，５４）が形成され、
前記各センサ部は、前記収容室に対応してそれぞれ一つ設けられている、請求項６に記載の生体信号取得モジュール。
【請求項８】
複数の筐体（５７，５８）をさらに備え、
前記各センサ部は、前記筐体に対応してそれぞれ一つ設けられている、請求項１に記載の生体信号取得モジュール。
【請求項９】
前記物品は、移動体内に配置される、請求項１に記載の生体信号取得モジュール。
【請求項１０】
前記移動体は、車両である、請求項９に記載の生体信号取得モジュール。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、生体信号取得モジュール、生体信号取得装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、周期性を有する生体信号を検出する生体信号検出装置が記載されている。この生体信号検出装置では、心音がある程度周期的に発生する特徴を活かして、生体信号の他に重畳するノイズを２つのセンサの差動検出によって打ち消し合い、ノイズを低減する手法が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－１５９０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記構成では、装着型の心拍センサが必要であり、被測定者への負荷が大きい。また、心音の周期性を使ってノイズを低減するが、心音と同じ周期性を有し、心音より強いノイズが定常的にある環境下では、心音検出が困難である。被測定者への負荷が小さく、生体信号より強いノイズであっても低減することが可能な生体信号取得モジュールおよび生体信号取得装置が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
本開示の一形態によれば、生体信号取得モジュールが提供される。この生体信号取得モジュールは、被測定者（ＨＭ）の背中（ＨＢ）に接する物品（３０）に設けられる生体信号取得モジュールであって、前記被測定者の生体信号に対応する振動（ＢＳ）を検出するための複数のセンサ部（１，２）を備え、前記各センサ部は、前記振動を検出する振動センサ（４１，４２，４３，４４）と、前記センサ部における前記背中側の端部から前記振動センサまでの間に設けられた少なくとも１種の媒質からなる信号伝播経路と、を有し、前記複数のセンサ部のうち少なくとも一つのセンサ部（１）は、他のセンサ部（２）と前記信号伝播経路の構成が異なることにより、同一の前記生体信号が前記複数のセンサ部に入力したときに、当該センサ部の前記振動センサに伝播される前記生体信号の振幅が、前記他のセンサ部の前記振動センサに伝播される前記生体信号の振幅と異なるように構成されている。
この構成によれば、複数の振動センサのうち少なくとも一つの振動センサに伝播される生体信号の振幅は、他の振動センサに伝播される生体信号の振幅とは異なるため、複数のセンサ部における信号出力の差を検出する差動検出が可能となる。このため、生体信号取得モジュールに、生体信号とは異なる外部ノイズとしての振動が作用する環境下においても、生体信号を検出できる。さらに、被測定者の背中に接する物品に生体信号取得モジュールが配置される構成であり、被測定者を拘束することなく被測定者への負荷が小さい状態で、生体信号を取得できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示の第１実施形態における生体信号取得装置の概略構成を示す説明図である。
生体信号取得装置の内部機能構成を示すブロック図である。
生体信号取得モジュールの概略構成を示す断面図である。
被測定者から媒質への減衰量と媒質の音響インピーダンスとの関係を示す図である。
第２実施形態における生体信号取得モジュールの概略構成を示す断面図である。
第３実施形態における生体信号取得モジュールの概略構成を示す断面図である。
他の実施形態における生体信号取得モジュールの概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、複数の実施形態について図面に基づいて説明する。
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．生体信号取得装置１００の構成：
第１実施形態の構成について、図１～図４を参照しつつ説明する。図１に示すように、第１実施形態の生体信号取得装置１００は、生体信号取得モジュール１１と、制御装置２０と、を備えている。生体信号取得装置１００は、生体信号取得モジュール１１を用いて生体信号を取得する。「生体信号」とは、生体現象によって体から発せられる信号を意味する。
【０００９】
生体信号取得装置１００は、生体信号のうち、例えば、呼吸、脈拍、心弾道、心音、臓器の動作、胎動、身体の動作（体動）など、生体から発生した振動を示す信号（以下、「生体信号に対応する振動」とも呼ぶ）を取得し、取得した生体信号を用いて人の身体的状態あるいは心理的状態（疲労や眠気、ストレス、覚醒、自律神経状態）を推定することができる。なお、生体信号取得装置１００は、測定時の被測定者ＨＭにおける衣類の着用の有無を問わない。本実施形態では、生体信号として心音を取得する。
【００１０】
生体信号取得モジュール１１は、生体信号に対応する振動を検出する。以下、生体信号取得モジュール１１のことを、単に「センサモジュール１１」ともいう。本実施形態では、生体信号取得モジュール１１は、車両の座席３０の背もたれに配置されており、座席３０に腰掛けた状態の被測定者ＨＭの背中ＨＢから、例えば、被測定者ＨＭの心臓ＨＨにおける機械的振動または音響振動を含む心臓ＨＨの心音情報を、生体信号に対応する振動として取得する。心臓ＨＨ内における機械的振動または音響振動は、心臓ＨＨの弁の開閉によりもたらされる。または、心臓ＨＨ内における機械的振動または音響振動は、心臓ＨＨ内へ流入する、もしくは心臓ＨＨから流出する血液の移動によりもたらされる。
（【００１１】以降は省略されています）

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