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公開番号2025117304
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-12
出願番号2024012067
出願日2024-01-30
発明の名称脈波検出装置、脈波検出システム、および脈波検出方法
出願人京セラ株式会社
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類A61B 5/02 20060101AFI20250804BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】脈波の検出の精度を上げる。
【解決手段】脈波検出システムは、生体に反射した反射光を含む光を受光する受光素子と、前記受光素子で生じた電流を電圧に変換する変換回路と、前記変換回路から出力された電圧信号を増幅する第1増幅回路と、前記第1増幅回路で増幅した電圧信号の直流成分の少なくとも一部を除去する除去回路と、前記除去回路において前記直流成分の少なくとも一部が除去された電圧信号を増幅する第2増幅回路と、前記第2増幅回路の出力を用いて、前記生体の脈波を検出する検出部とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
生体に反射した反射光を含む光を受光する受光素子と、
前記受光素子で生じた電流を電圧信号に変換する変換回路と、
前記変換回路から出力された電圧信号を増幅する第１増幅回路と、
前記第１増幅回路で増幅した電圧信号の直流成分の少なくとも一部を除去する除去回路と、
前記除去回路において前記直流成分の少なくとも一部が除去された電圧信号を増幅する第２増幅回路と、
前記第２増幅回路の出力を用いて、前記生体の脈波を検出する検出部と、を備える脈波検出システム。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
前記受光素子と前記第１増幅回路との距離は、前記第１増幅回路と前記第２増幅回路との距離よりも短い、請求項１に記載の脈波検出システム。
【請求項３】
前記受光素子、前記変換回路、および前記第１増幅回路は、第１基板に設けられ、
前記第２増幅回路は、前記第１基板とは異なる第２基板に設けられている、請求項１に記載の脈波検出システム。
【請求項４】
前記第１基板は、フレキシブルプリント回路基板である、請求項３に記載の脈波検出システム。
【請求項５】
前記受光素子は、複数であり、
前記変換回路は、前記受光素子ごとに設けられている、請求項１に記載の脈波検出システム。
【請求項６】
前記除去回路は、除去前の所定時間における前記第１増幅回路から出力された電圧信号の交流成分の最小値を参照し、前記最小値よりも小さい値で前記除去を行う、請求項１に記載の脈波検出システム。
【請求項７】
前記受光素子は、複数であり、
前記受光素子ごとの前記第１増幅回路から出力された電圧信号を取得し、取得した電圧信号のうち、交流成分の変動が所定の条件を満たす電圧信号を選択する選択部を備え、
前記除去回路および前記第２増幅回路は、前記選択部で選択された前記電圧信号について処理を行う、請求項１に記載の脈波検出システム。
【請求項８】
前記選択部は、取得した前記電圧信号のうち、最も交流成分の変動量が大きい電圧信号を選択する、請求項７に記載の脈波検出システム。
【請求項９】
前記生体に向けて光を発光する発光素子をさらに有し、
前記選択部は、前記発光素子が間欠して発光する場合、発光するタイミングで前記選択を行う、請求項８に記載の脈波検出システム。
【請求項１０】
前記生体に向けて光を発光する発光素子をさらに有する、請求項１に記載の脈波検出システム。
（【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、被検者の脈波を検出する脈波検出装置等に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
脈波を検知する脈波検知装置が知られている。例えば、特許文献１には、発光素子と、発光素子からの光を受光し、受光した光の強度に応じた電流に変換する受光素子と、受光素子に流れる電流から所定の電流量を除いた電流が入力される電流電圧変換回路と、電流電圧変換回路の出力電圧を増幅する増幅回路と、増幅回路からの信号に基づき脈拍を検出するマイクロコンピュータとを有する、生体に装着可能な端末装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００７－１０５３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
受光素子で生じた電流の変化が微小な場合、電流変化を検出すること自体が難しい。このような電流変化から脈波を検出することも容易ではない。また、検出された脈波の精度も高いとは言い難い。そこで、微弱な電流変化からでも精度の高い脈波検出を行うことができるとよい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様に係る脈波検出システムは、生体に反射した反射光を含む光を受光する受光素子と、前記受光素子で生じた電流を電圧信号に変換する変換回路と、前記変換回路から出力された電圧信号を増幅する第１増幅回路と、前記第１増幅回路で増幅した電圧信号の直流成分の少なくとも一部を除去する除去回路と、前記除去回路において前記直流成分の少なくとも一部が除去された電圧信号を増幅する第２増幅回路と、前記第２増幅回路の出力を用いて、前記生体の脈波を検出する検出部とを備える。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の一態様によれば、生体の脈波を精度よく検出できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示の実施形態１に係る脈波検出システムの要部構成を示す機能ブロック図である。
脈波検出システムにおける各回路において電圧信号がどのように処理されるかを説明するための図である。
脈波検出システムを腕時計型で実施した場合の例を示す図である。
脈波検出システムに含まれる第１基板を被検者に装着する側から見た状態を示す模式図である。
脈波検出システムが被検者に装着されたときの第１基板の位置と被検者の橈骨動脈との関係を模式的に示す図である。
第１基板を発光素子および受光素子を含む線で切った時の断面と橈骨動脈との関係を示す図である。
発光素子の発光パターンを説明するための図である。
発光素子と受光素子との配置構造の例を示す断面図である。
脈波検出システムにおける処理の流れを示すフローチャートである。
本開示の実施形態１に係る脈波検出システムの要部構成を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施形態１〕
以下、本開示の一実施形態について、詳細に説明する。本開示に係る脈波検出システム１は、例えば、腕時計型の機器であり、被検者の手首に装着されて、被検者の脈波を検出するものである。より具体的には、脈波検出システム１は、被検者の血管、例えば橈骨動脈からの反射光の変化から、血管の容積変化を検出することで、脈波を検出するものである。以下では、脈波検出システム１が被検者の血管で反射した反射光を含む光を受光する場合について説明するが、脈波検出システム１は生体に反射した反射光を受光できる機器であればよい。脈波検出システム１は、腕時計型のほかに、例えば、指輪型であってよく、アームバンド型であってよく、ネックバンド型であってよく、レッグバンド型のシステムであってもよい。また、脈波検出システム１は、粘着材などにより被検者の測定部位に貼り付けられる部位を有するシステムであってもよい。
【０００９】
脈波検出システム１を用いて被検者の脈波を検出することにより、脈波だけでなく、被検者の様々な生体情報を導出、推定することができる。例えば、脈波の変化から被検者の血糖に関する指標（血糖値、糖代謝状態等）を推定することができる。また、被検者の血管年齢、動脈硬化度を推定することもできる。さらに、脈波と心電とを組み合わせて、脈波伝播速度、血圧を推定することもできる。また、血管内皮機能の推定、心疾患、脳血管疾患等のリスクの推定につなげることもできる。
【００１０】
図１に、本開示に係る脈波検出システム１の機能ブロック図を示す。図１に示すように、脈波検出システム１は、第１基板１０および第２基板２０を含む。第１基板１０には、発光素子１１、受光素子１２、変換回路１３、および第１増幅回路１４が含まれる。また、第２基板２０には、除去回路２１、第２増幅回路２２、検出部２３、および素子制御部２４が含まれる。
（【００１１】以降は省略されています）

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