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JP4881177B2 - Biological information measuring device - Google Patents
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Description

本発明は、生体内の血液の流動性を評価するために用いられ、特に血管中を流れている血液の流速を測定する生体情報測定装置に関する。   The present invention relates to a biological information measuring apparatus that is used to evaluate blood fluidity in a living body, and in particular, measures the flow velocity of blood flowing in a blood vessel.

人体の健康状態を判断する検査項目のひとつとして、血液の流動性に着目した血液レオロジー測定が注目されている。血液レオロジー(流動性)を測定する手段として、被験者より採血した一定量の血液が微小流路(マイクロチャネル)を通過する時間を測定する微小流路流動分析装置が開発されている(非特許文献1参照。)。現在においては、微小流路流動分析装置は、血液レオロジー測定における標準機とされている。   As one of the examination items for judging the health condition of the human body, blood rheology measurement focusing on blood fluidity has attracted attention. As a means for measuring blood rheology (fluidity), a micro-channel flow analyzer has been developed that measures the time for a certain amount of blood collected from a subject to pass through a micro-channel (micro channel) (Non-Patent Document). 1). At present, the micro-channel flow analyzer is a standard machine in blood rheology measurement.

しかし、微小流路流動分析装置による測定においては上記のように必ず採血を行う必要があり、測定が行えるのは医療機関に限られ、いつでもだれでもが手軽に健康状態を検査するというわけにはいかない。また、採血は被験者に対する肉体的および心理的な負担も大きく、1日あたりに測定作業が可能な回数もせいぜい数回まででしかないため、時系列的に連続したデータが得られないという問題もある。   However, as described above, blood must be collected as described above for measurement using a micro-channel flow analyzer, and measurement is limited to medical institutions, and it is not always easy for everyone to check their health. No. In addition, blood sampling has a large physical and psychological burden on the subject, and the number of measurement operations that can be performed per day is limited to several times at most, so that there is a problem that continuous data cannot be obtained in time series. is there.

このような採血にともなう上記問題の解決を図るために、採血を必要とせずに生体表面から生体内の血管に対して超音波信号を送信し、生体内を伝播し、血管内の血流に反射して得られる超音波のドップラシフト信号から血流速度を計測する非侵襲ドップラ方式生体情報測定装置が既に提案されている(特許文献1参照)。
この装置は、血流速度が遅ければ血液の流動性が低い、即ち、粘性が高いと判断し、一方、血流速度が遅ければ流動性が高い、即ち、粘性が低いといったように、生体内の血流速度を計測することにより、血液レオロジーを示す指標のひとつとして挙げられる血液粘性を生体内の血流速度から評価するものである。
特開2003−159250号公報 菊池佑二「毛細血管モデルを用いた全血流動性の測定」(食品研究成果情報,NO.11 1999年発行)
In order to solve the above-described problems associated with blood collection, an ultrasonic signal is transmitted from the surface of the living body to the blood vessel in the living body without requiring blood collection, and propagates in the living body to the blood flow in the blood vessel. A non-invasive Doppler type biological information measuring device that measures blood flow velocity from an ultrasonic Doppler shift signal obtained by reflection has already been proposed (see Patent Document 1).
This device determines that the blood fluidity is low, that is, the viscosity is high if the blood flow velocity is slow, while the fluidity is high if the blood flow velocity is slow, that is, the viscosity is low. By measuring the blood flow velocity, blood viscosity, which is cited as one of indices indicating blood rheology, is evaluated from the blood flow velocity in the living body.
JP 2003-159250 A Keiji Kikuchi “Measurement of whole blood fluidity using a capillary model” (Food Research Result Information, NO.11, 1999)

しかしながら、生体内を伝播し、血管内の血流に反射する超音波のドップラシフトから血流速度を計測する超音波ドップラ計測では微小な信号を大きく増幅する必要があるため、電源から生じるノイズや増幅回路から生じるノイズの影響も大きく、出力信号にも大きなノイズ成分が含まれやすく、S/N比(信号対ノイズ比)の優れた信号が得にくいという問題がある。また、単純なフィルタ回路では本来必要な信号のスペクトルをゆがめることなくノイズのみを除去することが困難である。さらに、測定対象である生体内においては、血液レオロジーを評価するための血流速度計測に適した動脈のほかに、静脈や無数の毛細血管が存在し、毛細血管内の血液からも背景信号(バックグラウンド)として同時に検出されてしまうため、動脈内のみの血流の流速を正確に計測することが困難となる。   However, ultrasonic Doppler measurement that measures blood flow velocity from the Doppler shift of ultrasonic waves that propagate in the living body and reflect on the blood flow in the blood vessel needs to greatly amplify a minute signal. The influence of the noise generated from the amplifier circuit is large, and there is a problem that a large noise component is easily included in the output signal and it is difficult to obtain a signal having an excellent S / N ratio (signal to noise ratio). Further, it is difficult to remove only noise without distorting the spectrum of a signal that is originally necessary with a simple filter circuit. Furthermore, in the living body being measured, there are veins and numerous capillaries in addition to arteries suitable for blood flow velocity measurement for evaluating blood rheology, and background signals ( It is difficult to accurately measure the blood flow velocity only in the artery.

そこで本願発明は、血液の採取を行なわずに、医療専門家以外の誰でも手軽に正確な血流速度を計測することができるとともに、ノイズによる影響を低減して血流速度を高精度に算出することができる生体情報測定装置及び生体情報算出方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention allows anyone other than medical professionals to easily measure an accurate blood flow velocity without collecting blood, and calculates the blood flow velocity with high accuracy by reducing the influence of noise. It is an object of the present invention to provide a biological information measuring device and a biological information calculation method that can be used.

上記課題を解決するために、本発明に係る第1の特徴は、生体を流れる血液に向けて超音波を送信する送信部、及び前記超音波により前記生体から反射されてくる反射波を受信する受信部を複数備える送受信部を有する生体情報測定装置であって、前記複数の送受信部は、所定方向に沿って配置された前記送信部及び前記受信部を有する第1送受信部と、前記所定方向に対して直交する方向に沿って配置された前記送信部及び前記受信部を有する第2送受信部とを備えており、前記第1送受信部により受信された前記反射波の周波数と送信された前記超音波の周波数との差分を第1周波数として算出する第1算出部と、前記第2送受信部により受信された前記反射波の周波数と送信された前記超音波の周波数との差分を第2周波数として算出する第2算出部と、前記第1周波数に対応する強度と前記第2周波数に対応する強度との差分を差分情報として算出する差分情報算出部と、算出された前記差分情報を用いて、前記血流の速度を算出する流速算出部とを備えることを要旨とする。   In order to solve the above problems, a first feature according to the present invention is that a transmitter that transmits ultrasonic waves toward blood flowing through a living body, and a reflected wave that is reflected from the living body by the ultrasonic waves are received. A biological information measuring apparatus having a transmission / reception unit including a plurality of reception units, wherein the plurality of transmission / reception units include the transmission unit arranged along a predetermined direction and the first transmission / reception unit including the reception unit, and the predetermined direction. And a second transmitting / receiving unit having the transmitting unit and the receiving unit arranged along a direction orthogonal to the frequency of the reflected wave received by the first transmitting / receiving unit and the transmitted A first calculation unit that calculates a difference from the ultrasonic frequency as a first frequency, and a difference between the frequency of the reflected wave received by the second transmission / reception unit and the frequency of the transmitted ultrasonic wave is a second frequency. Calculated as A difference information calculation unit that calculates, as difference information, a difference between the intensity corresponding to the first frequency and the intensity corresponding to the second frequency, and the calculated difference information, The gist of the present invention is to include a flow velocity calculation unit that calculates the velocity of blood flow.

かかる特徴によれば、第1送受信部における送信部及び受信部が所定方向に沿って配置されている。これにより、所定方向に沿って配置されている静脈血管などの太い血管の長手方向と、第1送受信部における送信部及び受信部の配置方向とが略平行となる。このため、当該長手方向と当該配置方向とより成される角度が略ゼロとなり、そのことにより、第1送受信部により受信された反射波の周波数と送信された超音波の周波数との差分である第1周波数が、ドップラ効果に基づく原理上、最も大きい値となる。この第1周波数は、血液と超音波との相互作用に起因するものであり、ドップラシフト周波数(ノイズ成分を有する)を含んでいる。   According to this feature, the transmission unit and the reception unit in the first transmission / reception unit are arranged along a predetermined direction. Thereby, the longitudinal direction of a thick blood vessel such as a venous blood vessel arranged along the predetermined direction and the arrangement direction of the transmission unit and the reception unit in the first transmission / reception unit become substantially parallel. For this reason, the angle formed by the longitudinal direction and the arrangement direction is substantially zero, which is the difference between the frequency of the reflected wave received by the first transmitting / receiving unit and the frequency of the transmitted ultrasonic wave. The first frequency is the highest value in principle based on the Doppler effect. This first frequency is caused by the interaction between blood and ultrasonic waves, and includes a Doppler shift frequency (having a noise component).

一方、第2送受信部における送信部及び受信部が所定方向に対して直交する方向(直交方向)に沿って配置されている。これにより、第2送受信部における送信部及び受信部の配置方向(直交方向)と、静脈血管などの太い血管の長手方向とより成される角度が略90になる。そのことにより、第2送受信部により受信された反射波の周波数と送信された超音波の周波数との差分である第2周波数が、ドップラ効果に基づく原理上、最も小さい値となる。この第2周波数は、血液と超音波との相互作用に起因するものよりも、その他の要因によるノイズ成分に大きく起因するものである。   On the other hand, the transmission unit and the reception unit in the second transmission / reception unit are arranged along a direction (orthogonal direction) orthogonal to the predetermined direction. Thereby, the angle formed by the arrangement direction (orthogonal direction) of the transmission unit and the reception unit in the second transmission / reception unit and the longitudinal direction of a thick blood vessel such as a venous blood vessel becomes approximately 90. As a result, the second frequency, which is the difference between the frequency of the reflected wave received by the second transmitter / receiver and the frequency of the transmitted ultrasonic wave, is the smallest value in principle based on the Doppler effect. This second frequency is caused more largely by noise components due to other factors than by the interaction between blood and ultrasonic waves.

これにより、ドップラシフト周波数による第1周波数とノイズ成分による第2周波数の差分を差分情報として算出することにより、ドップラシフト周波数におけるノイズ成分を低減することができるため、当該差分情報を用いて血流の速度を高精度に算出することができる。   Thus, by calculating the difference between the first frequency based on the Doppler shift frequency and the second frequency based on the noise component as difference information, the noise component at the Doppler shift frequency can be reduced. Can be calculated with high accuracy.

すなわち、本発明によれば、被験者から採血を行うことなく、非侵襲にて血液レオロジーと強い相関を持つ血流速度を計測することができるとともに、ノイズによる影響を低減して血流速度を高精度に算出することができる。   That is, according to the present invention, blood flow velocity that has a strong correlation with blood rheology can be measured non-invasively without collecting blood from a subject, and the influence of noise is reduced to increase blood flow velocity. It can be calculated with accuracy.

本発明の第2の特徴は、本発明の第1の特徴に係り、前記所定方向が動脈血管の長手方向と同一であることを要旨とする。   The second feature of the present invention relates to the first feature of the present invention, and is summarized in that the predetermined direction is the same as the longitudinal direction of the arterial blood vessel.

本発明の第3の特徴は、生体を流れる血液に向けて超音波を送信する送信部、及び前記超音波により前記生体から反射されてくる反射波を受信する受信部を複数備える送受信部を有する生体情報測定装置において動作する生体情報測定方法であって、前記複数の送受信部は、所定方向に沿って配置された前記送信部及び前記受信部を有する第1送受信部と、前記所定方向に対して直交する方向に沿って配置された前記送信部及び前記受信部を有する第2送受信部とを備えており、前記第1送受信部により受信された前記反射波の周波数と送信された前記超音波の周波数との差分を第1周波数として算出するステップと、前記第2送受信部により受信された前記反射波の周波数と送信された前記超音波の周波数との差分を第2周波数として算出するステップと、前記第1周波数に対応する強度と前記第2周波数に対応する強度との差分を差分情報として算出するステップと、算出された前記差分情報を用いて、前記血流の速度を算出するステップとを備えることを要旨とする。
本発明の第4の特徴は、本発明の第3の特徴に係り、前記所定方向が動脈血管の長手方向と同一であることを要旨とする。
A third feature of the present invention includes a transmission / reception unit including a plurality of transmission units that transmit ultrasonic waves toward blood flowing through a living body and a reception unit that receives reflected waves reflected from the living body by the ultrasonic waves. A biological information measurement method that operates in a biological information measurement device, wherein the plurality of transmission / reception units include a first transmission / reception unit including the transmission unit and the reception unit arranged along a predetermined direction, and the predetermined direction. And a second transmitting / receiving unit having the transmitting unit and the receiving unit arranged along a direction orthogonal to each other, and the frequency of the reflected wave received by the first transmitting / receiving unit and the transmitted ultrasonic wave Calculating a difference between the frequency of the reflected wave and the frequency of the reflected ultrasonic wave received by the second transmitting / receiving unit as the second frequency. Calculating the difference between the intensity corresponding to the first frequency and the intensity corresponding to the second frequency as difference information, and calculating the velocity of the blood flow using the calculated difference information And the step of performing.
A fourth feature of the present invention relates to the third feature of the present invention, and is summarized in that the predetermined direction is the same as the longitudinal direction of the arterial blood vessel.

本願発明は、超音波発信素子と超音波受信素子から成る超音波センサを用いて計測を行い、超音波センサの信号から演算した周波数分布情報(周波数スペクトルデータ)から、速度を導出するものであるが、血液の流速に対応して変化する信号を検波して出力し、前記血流の速度成分を有しない背景信号および雑音成分を検波して出力する。そして、上記周波数スペクトルデータから、背景信号および雑音成分を差し引くことにより、差分データには主として細動脈血液の流速にかかわるスペクトルデータが残り、その差分データから速度を導出することにより、ノイズの影響が最小限となり、より正確な血流速度が求められる。   In the present invention, measurement is performed using an ultrasonic sensor including an ultrasonic transmission element and an ultrasonic reception element, and the velocity is derived from frequency distribution information (frequency spectrum data) calculated from the signal of the ultrasonic sensor. However, it detects and outputs a signal that changes in accordance with the blood flow velocity, and detects and outputs a background signal and a noise component that do not have the blood flow velocity component. Then, by subtracting the background signal and the noise component from the frequency spectrum data, spectral data mainly relating to the flow rate of arteriole blood remains in the differential data, and by deriving the velocity from the differential data, the influence of noise can be obtained. Minimal and more accurate blood flow velocity is required.

本発明によれば、被験者から採血を行うことなく、非侵襲にて血液レオロジーと強い相関を持つ血流速度を計測することができるとともに、ノイズによる影響を低減して血流速度を高精度に算出することができる。   According to the present invention, it is possible to measure a blood flow velocity that has a strong correlation with blood rheology in a non-invasive manner without collecting blood from a subject, and to reduce the influence of noise to increase the blood flow velocity with high accuracy. Can be calculated.

以下、図面に基づき実施例の構成を説明する。図1は、本発明の生体情報測定装置1の構成を示すブロック図である。また、図2は本発明で用いた各センサの構成図であり、図2(a)は平面図、図2(b)は側面図である。また、図3及びは本発明の生体情報測定装置1の測定原理を説明する説明図である。   The configuration of the embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the biological information measuring apparatus 1 of the present invention. 2 is a configuration diagram of each sensor used in the present invention, FIG. 2 (a) is a plan view, and FIG. 2 (b) is a side view. FIG. 3 and FIG. 3 are explanatory diagrams for explaining the measurement principle of the biological information measuring apparatus 1 of the present invention.

図1〜図4に示すように、本実施形態に係る生体情報測定装置1は、超音波センサ1a,1b及び補正用センサ5からなる流速センサモジュール10を備える。
超音波センサ1a,1bは、生体を流れる血液に向けて超音波を送信する発信素子2a,2b及び超音波により生体から反射されてくる反射波を受信する受信素子3a,3bを備える。補正用センサ5は、生体を流れる血液に向けて超音波を送信する発信素子6、及び超音波により生体から反射されてくる反射波を受信する受信素子7を備える。
本実施形態に係る超音波センサ1a,1bにおける発信素子2a,2b及び受信素子3a,3bは、所定方向(例えば、静脈血管又は動脈血管の長さ方向)に沿って配置される。補正用センサ5における発信素子6及び受信素子7は、当該所定方向に対して直交する方向に沿って配置される。
As shown in FIGS. 1 to 4, the biological information measuring apparatus 1 according to the present embodiment includes a flow rate sensor module 10 including ultrasonic sensors 1 a and 1 b and a correction sensor 5.
The ultrasonic sensors 1a and 1b include transmitting elements 2a and 2b that transmit ultrasonic waves toward blood flowing through the living body and receiving elements 3a and 3b that receive reflected waves reflected from the living body by the ultrasonic waves. The correction sensor 5 includes a transmitting element 6 that transmits ultrasonic waves toward blood flowing through the living body, and a receiving element 7 that receives reflected waves reflected from the living body by the ultrasonic waves.
The transmitting elements 2a and 2b and the receiving elements 3a and 3b in the ultrasonic sensors 1a and 1b according to the present embodiment are arranged along a predetermined direction (for example, the length direction of a venous blood vessel or an arterial blood vessel). The transmitting element 6 and the receiving element 7 in the correction sensor 5 are arranged along a direction orthogonal to the predetermined direction.

なお、発信素子2a,2b,6は送信部を構成する。受信素子3a,3b,7は受信部を構成する。超音波センサ1a,1bは第1送受信部を構成する。補正用センサ5は第2送受信部を構成する。以下、生体情報測定装置1の構成について詳細に説明する。
超音波センサ1a、1bの発信素子2a、2bと受信素子3a、3bはいずれも圧電性セラミックス板に電極薄膜を形成した圧電振動素子である。本実施の形態においては超音波の周波数は15MHzとした。本発明においては、2対の超音波センサ1a、1bを用い、超音波の射出および受信の指向性の方向が互いに平行にならない角度αを成すようにセンサ支持部材4上に配置してある。この流速センサモジュール10に、図3に示すように測定対象である生体71(被験者の指先など)を接触させて、血流速度を計測する。
The transmitting elements 2a, 2b, and 6 constitute a transmitting unit. The receiving elements 3a, 3b, and 7 constitute a receiving unit. The ultrasonic sensors 1a and 1b constitute a first transmission / reception unit. The correction sensor 5 constitutes a second transmission / reception unit. Hereinafter, the configuration of the biological information measuring apparatus 1 will be described in detail.
The transmitting elements 2a and 2b and the receiving elements 3a and 3b of the ultrasonic sensors 1a and 1b are all piezoelectric vibrating elements in which an electrode thin film is formed on a piezoelectric ceramic plate. In the present embodiment, the ultrasonic frequency is 15 MHz. In the present invention, two pairs of ultrasonic sensors 1a and 1b are used, and are arranged on the sensor support member 4 so that the directions of directivity of ultrasonic emission and reception are not parallel to each other. As shown in FIG. 3, a living body 71 (such as a subject's fingertip) as a measurement target is brought into contact with the flow velocity sensor module 10 to measure a blood flow velocity.

超音波センサ1aの発信素子2aから発した超音波(送信波78a)は生体組織中を伝播し、血管中を流れる血液(主に赤血球と考えられる)で反射される。反射波79aは、血液の流れる速度に従いドップラシフトを受けた信号に変化している。この反射波を受信素子3aで受信する。
超音波センサ1bについても同様に、発信素子2bから発した超音波(送信波78b)は血流によるドップラシフトを受けて反射され受信素子3bで検出されるのであるが、超音波センサ1aと1bでは超音波の放射される指向方向が異なる。この超音波センサ1aと1bの角度の差αと超音波センサ1aと1bの信号から得られたそれぞれのドップラシフト周波数ΔFa、ΔFbから血流速度を計算することが可能である。
The ultrasonic wave (transmitted wave 78a) emitted from the transmitting element 2a of the ultrasonic sensor 1a propagates through the living tissue and is reflected by blood flowing in the blood vessel (mainly considered as red blood cells). The reflected wave 79a changes to a signal subjected to Doppler shift according to the blood flow speed. This reflected wave is received by the receiving element 3a.
Similarly for the ultrasonic sensor 1b, the ultrasonic wave (transmitted wave 78b) emitted from the transmitting element 2b is reflected by the Doppler shift due to blood flow and is detected by the receiving element 3b. However, the ultrasonic sensors 1a and 1b Then, the directivity directions in which ultrasonic waves are emitted are different. The blood flow velocity can be calculated from the angle difference α between the ultrasonic sensors 1a and 1b and the Doppler shift frequencies ΔFa and ΔFb obtained from the signals of the ultrasonic sensors 1a and 1b.

次に、流速計測部52は、2対の超音波センサ1からなる流速センサ10、それぞれ2組の検波回路23a、23b、フィルタ回路24a、24b、増幅回路25a、25b、A/D変換器26a、26bからなる。反射波79a、14bを受けた受信素子3a、3bのそれぞれの信号は、検波回路23a、23bで検波され、超音波の搬送波成分(ベース成分)を取り除いたドップラシフト信号成分のみが取り出され、さらにフィルタ回路24a、24bによりA/D変換処理に不要な周波数成分を取り除き、増幅回路25a、25bでそれぞれ増幅される。このドップラシフト信号はアナログ信号であるが、A/D変換器26a、26bによりデジタルデータに変換され、バッファメモリ31に一時蓄積される。   Next, the flow velocity measuring unit 52 includes a flow velocity sensor 10 including two pairs of ultrasonic sensors 1, two detection circuits 23a and 23b, filter circuits 24a and 24b, amplification circuits 25a and 25b, and an A / D converter 26a. , 26b. The signals of the receiving elements 3a and 3b that have received the reflected waves 79a and 14b are detected by the detection circuits 23a and 23b, and only the Doppler shift signal component from which the ultrasonic carrier component (base component) is removed is extracted. The frequency components unnecessary for the A / D conversion process are removed by the filter circuits 24a and 24b, and amplified by the amplifier circuits 25a and 25b, respectively. The Doppler shift signal is an analog signal, but is converted into digital data by the A / D converters 26 a and 26 b and temporarily stored in the buffer memory 31.

補正用計測部53は、図2および図4に示すように、超音波センサ1a、1bの配置(方向)と直交する配置となるように設置された補正用超音波センサ5a、5bとそれらに接続された検波回路23c、フィルタ回路24c、増幅回路25c、A/D変換器26cからなる。計測におけるA/D変換の頻度(サンプリングレート)は流速計測部52と同じである。   As shown in FIGS. 2 and 4, the correction measurement unit 53 includes the correction ultrasonic sensors 5 a and 5 b installed so as to be orthogonal to the arrangement (direction) of the ultrasonic sensors 1 a and 1 b and the ultrasonic sensors 1 a and 1 b. The detection circuit 23c, the filter circuit 24c, the amplifier circuit 25c, and the A / D converter 26c are connected. The frequency (sampling rate) of A / D conversion in the measurement is the same as that of the flow velocity measurement unit 52.

上述のように流速計測部52は、超音波センサ1により受信された反射波の信号と送信された超音波の信号の差分をドップラシフト信号として検波する。同様にして補正用計測部53も、補正用センサ5により受信された反射波の信号と送信された超音波の信号との差分をドップラシフト信号として検波する。そして、後述する演算処理装置43は、超音波センサ1に基づくドップラシフト信号の周波数である第1周波数(周波数分布データ)と、補正用センサ5に基づくドップラシフト信号の周波数である第2周波数(周波数分布データ)とを算出して、血液の流速を算出する。   As described above, the flow velocity measuring unit 52 detects the difference between the reflected wave signal received by the ultrasonic sensor 1 and the transmitted ultrasonic signal as a Doppler shift signal. Similarly, the correction measurement unit 53 also detects the difference between the reflected wave signal received by the correction sensor 5 and the transmitted ultrasonic signal as a Doppler shift signal. Then, the arithmetic processing unit 43 described later has a first frequency (frequency distribution data) that is a frequency of the Doppler shift signal based on the ultrasonic sensor 1 and a second frequency (a frequency of the Doppler shift signal that is based on the correction sensor 5). Frequency distribution data) and the blood flow velocity is calculated.

ここで、発信素子6より生体中に超音波の送信波88を発し、反射波89を受信素子7で検出する機能においては、流速計測部52と同様であるが、動脈中の血流を検出する超音波センサ1a、1bの配置(方向)と補正用超音波センサ5a、5b配置は直交するため、流速計測部52では検出できる血流速度成分が補正用計測部53では検出できない。したがって、補正用計測部53では、血流の低速域の信号と雑音成分のみが検出される。また、補正用計測部53は、流速計測部52と異なり、動脈内血流の速い流速成分ではなく、毛細血管内血液からのバックグラウンドの反射信号と雑音成分のみを検出する機能であるため、後述する血流速度ベクトルの角度を検出する機能は不要であり、回路ブロック構成も1式のみでもよい。したがって、補正用超音波センサ5a、5bは、単純に両者の信号を加算して増幅回路に入力すればよい。   Here, the function of emitting an ultrasonic transmission wave 88 in the living body from the transmitting element 6 and detecting the reflected wave 89 by the receiving element 7 is the same as that of the flow velocity measuring unit 52, but the blood flow in the artery is detected. Since the arrangement (direction) of the ultrasonic sensors 1a and 1b to be performed and the arrangement of the ultrasonic sensors for correction 5a and 5b are orthogonal, the blood flow velocity component that can be detected by the flow velocity measuring unit 52 cannot be detected by the correction measuring unit 53. Therefore, the correction measurement unit 53 detects only a low-speed signal and noise component of the blood flow. Further, unlike the flow rate measurement unit 52, the correction measurement unit 53 is a function that detects only the background reflection signal and noise component from the blood in the capillary blood vessels, not the fast flow rate component of the blood flow in the artery. A function for detecting an angle of a blood flow velocity vector, which will be described later, is not necessary, and only one circuit block configuration may be used. Therefore, the correction ultrasonic sensors 5a and 5b may simply add both signals and input them to the amplifier circuit.

次に、速度演算部51は、バッファメモリ31(31a、31b、31c)と、演算処理装置43とを備えている。各超音波センサからの計測データはそれぞれA/D変換された後、バッファメモリ31に一時的に保持され、それぞれのバッファメモリ内のデータは一定量ごとに演算処理装置43に送られる。また、データ通信装置50により、本装置で得られたデータを他の端末装置やネットワークに送信することができる。   Next, the speed calculation unit 51 includes a buffer memory 31 (31a, 31b, 31c) and an arithmetic processing device 43. The measurement data from each ultrasonic sensor is A / D converted, and then temporarily stored in the buffer memory 31. The data in each buffer memory is sent to the arithmetic processing unit 43 for every fixed amount. Further, the data communication apparatus 50 can transmit data obtained by this apparatus to another terminal apparatus or a network.

演算処理装置43は、以下に詳細に説明するように、デジタル入力部44、主記憶部41を備える。また、演算処理装置43は、超音波センサ1に基づくドップラシフト信号の周波数である第1周波数(周波数分布データ)と、補正用センサ5に基づくドップラシフト信号の周波数である第2周波数(周波数分布データ)とを算出する周波数解析部45と、第1周波数に対応する強度と第2周波数に対応する強度との差分を差分情報(差分データ)として算出する差分演算部49と、算出された差分データを用いて血流の速度を算出する角度演算部46及び速度演算部48とを備える。なお、流速計測部52及び周波数解析部45は第1算出部を構成する。補正用計測部53及び周波数解析部45は第2算出部を構成する。角度演算部46及び速度演算部48は流速算出部を構成する。   The arithmetic processing unit 43 includes a digital input unit 44 and a main storage unit 41 as described in detail below. The arithmetic processing unit 43 also includes a first frequency (frequency distribution data) that is the frequency of the Doppler shift signal based on the ultrasonic sensor 1 and a second frequency (frequency distribution) that is the frequency of the Doppler shift signal based on the correction sensor 5. Data), a difference calculation unit 49 that calculates the difference between the intensity corresponding to the first frequency and the intensity corresponding to the second frequency as difference information (difference data), and the calculated difference An angle calculation unit 46 and a speed calculation unit 48 that calculate blood flow velocity using data are provided. The flow velocity measurement unit 52 and the frequency analysis unit 45 constitute a first calculation unit. The correction measurement unit 53 and the frequency analysis unit 45 constitute a second calculation unit. The angle calculation unit 46 and the speed calculation unit 48 constitute a flow rate calculation unit.

具体的には、演算処理装置43は、計測部から出力された検波信号を演算処理して周波数分布データを算出する周波数解析部45、流速計測部52からの周波数分布データと補正用計測部53からの周波数分布データの差分データを算出する差分演算部49、前記周波数分布データを演算処理して血流の方向角を算出する角度演算部46、前記角度演算部において算出した前記方向角の値と対応させながら前記血液の流速値を算出する流速算出部48を備えている。   Specifically, the arithmetic processing device 43 performs arithmetic processing on the detection signal output from the measurement unit to calculate frequency distribution data, the frequency distribution data from the flow velocity measurement unit 52 and the correction measurement unit 53. A difference calculation unit 49 that calculates difference data of frequency distribution data from, an angle calculation unit 46 that calculates the direction angle of blood flow by calculating the frequency distribution data, and the value of the direction angle calculated in the angle calculation unit The flow rate calculation unit 48 for calculating the flow rate value of the blood is provided.

デジタル入力部44は、各A/D変換器26a、26b、26cによりデジタル化された各超音波センサ1a、1b、補正用超音波センサ5からのデータをバッファメモリ31a、31b、31cを介して受取った後、主記憶部41に転送し記憶させる機能を有している。   The digital input unit 44 receives data from the ultrasonic sensors 1a and 1b and the correction ultrasonic sensor 5 digitized by the A / D converters 26a, 26b, and 26c via the buffer memories 31a, 31b, and 31c. After receiving it, it has a function of transferring it to the main storage unit 41 and storing it.

なお、上述の演算部(周波数解析部45、角度演算部46、流速算出部48、差分演算部49)は、具体的には、コンピュータ機能を用いて演算処理及び制御を行う信号演算処理部及び汎用演算処理部からなり、詳しくは後述するが、主記憶部41に記憶したデジタルデータを適宜取り出して演算処理を行い、必要に応じて、再度、主記憶部41に記憶させながら演算処理を行う機能を有するものである。   Note that the above-described calculation units (frequency analysis unit 45, angle calculation unit 46, flow velocity calculation unit 48, difference calculation unit 49) are specifically a signal calculation processing unit that performs calculation processing and control using a computer function, and Although it will be described later in detail, the digital data stored in the main storage unit 41 is appropriately extracted and subjected to arithmetic processing. If necessary, the arithmetic processing is performed while being stored in the main storage unit 41 again. It has a function.

以下、周波数解析部45、角度演算部46、流速算出部48について詳しく説明する。   Hereinafter, the frequency analysis unit 45, the angle calculation unit 46, and the flow velocity calculation unit 48 will be described in detail.

まず、周波数解析部45は、上記測定で得られた超音波センサ1aと超音波センサ1bのそれぞれのドップラシフト信号のデジタルデータを演算処理装置43の信号演算処理部および汎用演算処理部においてフーリエ変換(FFT)処理により、周波数分布(スペクトル)データに変換し、変換した周波数分布データを主記憶部41に記憶させる機能を有する。   First, the frequency analysis unit 45 performs Fourier transform on the digital data of the Doppler shift signals of the ultrasonic sensor 1a and the ultrasonic sensor 1b obtained by the above measurement in the signal calculation processing unit and the general-purpose calculation processing unit of the calculation processing device 43. It has a function of converting into frequency distribution (spectrum) data by (FFT) processing and storing the converted frequency distribution data in the main storage unit 41.

例えば、周波数解析部45は、A/D変換器26a、26bのサンプリング周波数をfs=20kHz、FFT処理の個数をNf=256個とし、0.0128秒毎の周波数分布データが、Nf=512個とすると、0.0256秒毎の周波数分布データ(ドップラシフト周波数と、そのドップラシフト周波数に対応するドップラシフト信号の強度分布)が得られる。ただし、FFT処理のデータ個数とFFT処理の時間間隔は必ずしも一致しなくてもよく、例えば、0.01秒間隔で256個ずつのデータを処理することも可能である。   For example, the frequency analysis unit 45 sets the sampling frequency of the A / D converters 26a and 26b to fs = 20 kHz, the number of FFT processes to Nf = 256, and Nf = 512 frequency distribution data every 0.0128 seconds. Then, frequency distribution data (Doppler shift frequency and Doppler shift signal intensity distribution corresponding to the Doppler shift frequency) every 0.0256 seconds are obtained. However, the number of data in the FFT processing and the time interval of the FFT processing do not necessarily match. For example, 256 pieces of data can be processed at intervals of 0.01 seconds.

同様に、補正用計測部53からのデータについても別途FFT処理を行い、周波数分布データに変換する。さらに、差分処理演算部49において、流速計測部52(超音波センサ1)からの周波数分布データから補正用計測部53(補正用超音波センサ5)の周波数分布データを周波数要素ごとに差し引く演算を行い、背景反射と雑音成分を打ち消し、動脈血管内血流の速い流速成分のみが残ったデータを算出する。   Similarly, data from the correction measurement unit 53 is separately subjected to FFT processing and converted to frequency distribution data. Further, the difference processing calculation unit 49 performs a calculation of subtracting the frequency distribution data of the correction measurement unit 53 (correction ultrasonic sensor 5) for each frequency element from the frequency distribution data from the flow velocity measurement unit 52 (ultrasonic sensor 1). The background reflection and the noise component are canceled out, and data in which only the fast flow velocity component of the blood flow in the arterial blood vessel remains is calculated.

本実施形態では、超音波センサ1a,1bにより検出されたドップラシフト信号を周波数解析部45および差分演算部49によって変換された周波数分布データのピーク部の周波数をドップラシフト周波数Fa、Fbとし、以下に述べる角度演算部46及び流速算出部48での演算処理に利用する。   In the present embodiment, the Doppler shift signals detected by the ultrasonic sensors 1a and 1b are converted to Doppler shift frequencies Fa and Fb as the frequencies of the peak portions of the frequency distribution data converted by the frequency analysis unit 45 and the difference calculation unit 49, respectively. It is used for the calculation processing in the angle calculation unit 46 and the flow velocity calculation unit 48 described below.

次に、角度演算部46及び流速算出部48について説明する前に、超音波センサ1a、1bから得られたドップラシフト信号(ドップラシフト周波数)から血流速度を算出する算出原理について説明する。   Next, before describing the angle calculator 46 and the flow velocity calculator 48, the calculation principle for calculating the blood flow velocity from the Doppler shift signals (Doppler shift frequency) obtained from the ultrasonic sensors 1a and 1b will be described.

上記の方法で超音波センサ1aのデータから得られたドップラシフト周波数をFa、超音波センサ1bのデータから得られたドップラシフト周波数をFbとすると、血流速度Vhは、下記の式で導出できる。ここで、θは流速センサモジュール10(超音波センサ1a又は1b)と血流の方向のなす角度である。αは2つの超音波センサの超音波の射出及び受信の指向性のなす角度である。cは生体中での音速である。Fsは超音波センサの発信周波数(駆動周波数)である。   When the Doppler shift frequency obtained from the data of the ultrasonic sensor 1a by the above method is Fa and the Doppler shift frequency obtained from the data of the ultrasonic sensor 1b is Fb, the blood flow velocity Vh can be derived by the following equation. . Here, θ is an angle formed between the flow velocity sensor module 10 (ultrasonic sensor 1a or 1b) and the direction of blood flow. α is an angle formed by directivity of emission and reception of ultrasonic waves of the two ultrasonic sensors. c is the speed of sound in the living body. Fs is a transmission frequency (drive frequency) of the ultrasonic sensor.

Vh = cFa/2Fscosθ (式1)
θ=atan( (−cosα − Fb/Fa)/sinα ) (式2)
ここで、上記のθを算出する機能を有するものが角度演算部46であり、上記のVhを算出する機能を有するものが流速算出部48である。これらの角度演算部46及び流速算出部48は、周波数解析部45により算出された周波数分布データを用いて演算処理を行って上記のθ(血流の方向角)やVh(血流速度)を算出する。なお、θは、式2に示すように算出されていてもよいし、予め定められていてもよい。
Vh = cFa / 2Fscosθ (Formula 1)
θ = atan ((− cos α−Fb / Fa) / sin α) (Formula 2)
Here, the angle calculation unit 46 has the function of calculating the above-mentioned θ, and the flow rate calculation unit 48 has the function of calculating the Vh. The angle calculation unit 46 and the flow velocity calculation unit 48 perform calculation processing using the frequency distribution data calculated by the frequency analysis unit 45 to obtain the above θ (blood flow direction angle) and Vh (blood flow velocity). calculate. Note that θ may be calculated as shown in Equation 2 or may be determined in advance.

このように、流速算出部48は、超音波センサにより出力された信号の周波数、及び算出されたドップラシフト周波数に基づいて、血流速度を算出するものとして機能する。   Thus, the flow velocity calculation unit 48 functions as a device that calculates the blood flow velocity based on the frequency of the signal output from the ultrasonic sensor and the calculated Doppler shift frequency.

超音波センサ1a,1bの出力信号は小さいため、A/D変換を行うには大きな増幅率が必要であり、外部からのノイズの影響を受けやすい。信号にノイズが混入すると、周波数分布に大きな変動を与え、正確なドップラシフト周波数が得られず、算出される血流速度にも大きな誤差が生じてしまう。そこで、本発明のように雑音を除去または低減させる対策が必要とされるのである。   Since the output signals of the ultrasonic sensors 1a and 1b are small, a large amplification factor is required to perform A / D conversion, and it is easily affected by external noise. If noise is mixed in the signal, the frequency distribution is greatly changed, an accurate Doppler shift frequency cannot be obtained, and a large error occurs in the calculated blood flow velocity. Therefore, a countermeasure for removing or reducing noise is required as in the present invention.

具体的には、超音波センサ1における発信素子2a,2b及び受信素子3a,3bが所定方向に沿って配置されている。これにより、所定方向に沿って配置されている静脈血管などの太い血管の長手方向と、発信素子2a,2b及び受信素子3a,3bの配置方向とが略平行となる。このため、当該長手方向と当該配置方向とより成される角度が略ゼロとなり、そのことにより、超音波センサ1により受信された反射波の周波数と送信された超音波の周波数との差分である第1周波数が、ドップラ効果に基づく原理上、最も大きい値となる。この第1周波数は、上述の通り血液と超音波との相互作用に起因するものであり、ドップラシフト周波数(ノイズ成分を有する)を含んでいる。   Specifically, the transmitting elements 2a and 2b and the receiving elements 3a and 3b in the ultrasonic sensor 1 are arranged along a predetermined direction. Thereby, the longitudinal direction of a thick blood vessel such as a venous blood vessel arranged along a predetermined direction and the arrangement direction of the transmitting elements 2a and 2b and the receiving elements 3a and 3b become substantially parallel. For this reason, the angle formed by the longitudinal direction and the arrangement direction is substantially zero, which is the difference between the frequency of the reflected wave received by the ultrasonic sensor 1 and the frequency of the transmitted ultrasonic wave. The first frequency is the highest value in principle based on the Doppler effect. This first frequency is caused by the interaction between blood and ultrasonic waves as described above, and includes a Doppler shift frequency (having a noise component).

一方、補正用センサ5における発信素子6及び受信素子7が所定方向に対して直交する方向(直交方向)に沿って配置されている。これにより、補正用センサ5における発信素子6及び受信素子7の配置方向(直交方向)と、静脈血管などの太い血管の長手方向とより成される角度が略90になる。そのことにより、補正用センサ5により受信された反射波の周波数と送信された超音波の周波数との差分である第2周波数が、ドップラ効果に基づく原理上、最も小さい値となる。この第2周波数は、血液と超音波との相互作用に起因するものよりも、その他の要因によるノイズ成分に大きく起因するものである。   On the other hand, the transmitting element 6 and the receiving element 7 in the correction sensor 5 are arranged along a direction (orthogonal direction) orthogonal to a predetermined direction. As a result, the angle formed by the arrangement direction (orthogonal direction) of the transmitting element 6 and the receiving element 7 in the correction sensor 5 and the longitudinal direction of a thick blood vessel such as a venous blood vessel becomes approximately 90. As a result, the second frequency, which is the difference between the frequency of the reflected wave received by the correction sensor 5 and the frequency of the transmitted ultrasonic wave, is the smallest value in principle based on the Doppler effect. This second frequency is caused more largely by noise components due to other factors than by the interaction between blood and ultrasonic waves.

これにより、ドップラシフト周波数による第1周波数とノイズ成分による第2周波数の差分を差分データとして算出することにより、ドップラシフト周波数におけるノイズ成分を低減することができるため、当該差分データを用いて血流の速度を高精度に算出することができる。   Accordingly, by calculating the difference between the first frequency based on the Doppler shift frequency and the second frequency based on the noise component as difference data, the noise component at the Doppler shift frequency can be reduced. Can be calculated with high accuracy.

すなわち、各超音波センサに混入した生体内部の背景反射成分と外部雑音成分をドップラシフト周波数から差し引いて打ち消すことができ、雑音および背景反射による影響を低減して、血流速度をより高精度に算出することができる。   In other words, the background reflection component and the external noise component inside the living body mixed in each ultrasonic sensor can be subtracted from the Doppler shift frequency, and the influence of noise and background reflection can be reduced to improve the blood flow velocity with higher accuracy. Can be calculated.

言い換えると、被験者から採血を行うことなく、非侵襲にて血液レオロジーと強い相関を持つ血流速度を測定することができ、また、超音波センサから得られる信号からノイズ成分を低減でき、S/N比が向上し、より正確な血流速度の測定が可能となり、被験者から採血を行うことなく、医療専門家以外の誰でも手軽に正確なレオロジーを調べることができ、被検者の健康状態の確認に利用することができるようになる。   In other words, the blood flow velocity having a strong correlation with blood rheology can be measured non-invasively without collecting blood from the subject, and the noise component can be reduced from the signal obtained from the ultrasonic sensor. N ratio is improved, more accurate blood flow velocity measurement is possible, and anyone other than a medical professional can easily check the accurate rheology without taking blood from the subject, and the health condition of the subject Can be used for confirmation.

なお、また、血液は生体の血圧Pで押し出されて流動するものであるため、血流速度Vhは、生体の血圧の影響も受けるものと考えられる。そのため、被検者の血流速度と血圧値との関係をも考慮し、流速算出部48において、血圧の影響を補正するために、血流速度Vhを血圧測定器で測定した最高血圧Phで割り算し、このVh/Phの値を用いて補正血流速度Vc(=Vh/Ph)を算出する演算処理を行うことも可能である。   In addition, since the blood is pushed out by the blood pressure P of the living body and flows, the blood flow velocity Vh is considered to be affected by the blood pressure of the living body. Therefore, in consideration of the relationship between the blood flow velocity of the subject and the blood pressure value, in order to correct the influence of the blood pressure in the flow velocity calculation unit 48, the blood flow velocity Vh is the maximum blood pressure Ph measured by the blood pressure measuring instrument. It is also possible to perform arithmetic processing by dividing and calculating the corrected blood flow velocity Vc (= Vh / Ph) using the value of Vh / Ph.

上記補正血流速度Vcが大きければ、相対的に生体中の血液の流動性が高く(粘性が低い)、補正血流速度Vcが小さければ血液の流動性が低い(粘性が高い)ということで生体内の血液の流動性をより正確に評価することが可能である。   If the corrected blood flow velocity Vc is large, the blood fluidity in the living body is relatively high (viscosity is low), and if the correction blood flow velocity Vc is small, the blood fluidity is low (viscosity is high). It is possible to more accurately evaluate the fluidity of blood in a living body.

なお、血流速度センサモジュールは、図2に示す構成に限定されるものではなく、図5に示す構成であってもよい。図2に示す構成は、生体内の背景反射を偏りなく検出するため補正用超音波センサを対象形に配置し、さらに、補助的機能である光センサ11等を実装した例である。光センサ11は、自動的に測定対象の有無の検出などが可能である。図4に示す構成は、本発明の機能を実現するもっとも単純な構成の例である。   The blood flow rate sensor module is not limited to the configuration shown in FIG. 2 and may have the configuration shown in FIG. The configuration shown in FIG. 2 is an example in which an ultrasonic sensor for correction is arranged in a target shape to detect background reflection in a living body without deviation, and an optical sensor 11 or the like as an auxiliary function is mounted. The optical sensor 11 can automatically detect the presence or absence of a measurement target. The configuration shown in FIG. 4 is an example of the simplest configuration that implements the functions of the present invention.

なお、本発明は、医療および健康維持・増進を目的として、血液の流動性(流れやすさ)を計測することが可能であるだけでなく、生体(人体)の活動状況と生体各部における血流状態の相関を知るための計測においても利用可能である。   The present invention is not only capable of measuring blood fluidity (ease of flow) for the purpose of medical care and health maintenance / promotion, but also the activity status of the living body (human body) and blood flow in various parts of the living body. It can also be used in measurement to know the correlation between states.

なお、本実施形態及び各変更例では、生体として指を例にして説明したが、これに限定されるものではなく、手首や腕などであってもよいのは勿論のことである。   In the present embodiment and each modified example, a finger has been described as an example of a living body. However, the present invention is not limited to this and may be a wrist, an arm, or the like.

なお、本発明の一例を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、実施形態における具体的構成等は、適宜設計変更可能である。また、実施形態及び各変更例の具体的構成のそれぞれは、組み合わせることが可能である。さらに、実施形態の作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、実施形態に記載されたものに限定されるものではない。   In addition, although an example of the present invention has been described, the present invention is merely illustrated as a specific example, and the present invention is not particularly limited, and the specific configuration and the like in the embodiment can be appropriately changed in design. In addition, each of the specific configurations of the embodiment and each modified example can be combined. Furthermore, the actions and effects of the embodiment are merely a list of the most preferable actions and effects resulting from the present invention, and the actions and effects of the present invention are not limited to those described in the embodiments.

本発明に係る生体情報測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the biological information measuring device which concerns on this invention. 本発明に係る各センサの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of each sensor which concerns on this invention. 本発明に係る生体情報測定装置の測定原理を説明する図である。It is a figure explaining the measurement principle of the biological information measuring device concerning the present invention. 本発明に係る生体情報測定装置の測定原理を説明する図である。It is a figure explaining the measurement principle of the biological information measuring device concerning the present invention. 本発明に係る各センサの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of each sensor which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1a、1b 超音波センサ
2a、2b 発信素子
3a、3b 受信素子
4 センサ支持部材
5a、5b 補正用超音波センサ
6a、6b 発信素子
7a、7b 受信素子
10 流速センサモジュール
11 光センサ
21 発振回路
23a、23b 検波回路
24a、24b フィルタ回路
25a、25b 増幅回路
26a、26b A/D変換器
27 増幅回路
28 フィルタ回路
29 A/D変換器
31a、31b、31c バッファメモリ
41 主記憶部
43 演算処理装置
44 デジタル入出力部
45 周波数解析部
46 角度演算部
48 流速演算部
49 差分演算部
50 データ通信装置
51 速度演算部
52 流速計測部
53 補正用計測部
71 生体(指先)
72 動脈血管
73 静脈血管
78a、78b 送信波
79a、79b 反射波
88a、88b 送信波
89a、89b 反射波
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b Ultrasonic sensor 2a, 2b Transmitting element 3a, 3b Receiving element 4 Sensor support member 5a, 5b Correction ultrasonic sensor 6a, 6b Transmitting element 7a, 7b Receiving element 10 Flow rate sensor module 11 Optical sensor 21 Oscillation circuit 23a, 23b Detection circuit 24a, 24b Filter circuit 25a, 25b Amplification circuit 26a, 26b A / D converter 27 Amplification circuit 28 Filter circuit 29 A / D converter 31a, 31b, 31c Buffer memory 41 Main storage unit 43 Processing unit 44 Digital Input / output unit 45 Frequency analysis unit 46 Angle calculation unit 48 Flow rate calculation unit 49 Difference calculation unit 50 Data communication device 51 Speed calculation unit 52 Flow rate measurement unit 53 Correction measurement unit 71 Living body (fingertip)
72 Arterial blood vessel 73 Venous blood vessel 78a, 78b Transmitted wave 79a, 79b Reflected wave 88a, 88b Transmitted wave 89a, 89b Reflected wave

Claims (4)

生体を流れる血液に向けて超音波を送信する送信部、及び前記超音波により前記生体から反射されてくる反射波を受信する受信部を複数備える送受信部を有する生体情報測定装置であって、
前記複数の送受信部は、所定方向に沿って配置された前記送信部及び前記受信部を有する第1送受信部と、前記所定方向に対して直交する方向に沿って配置された前記送信部及び前記受信部を有する第2送受信部とを備えており、
前記第1送受信部により受信された前記反射波の周波数と送信された前記超音波の周波数との差分を第1周波数として算出する第1算出部と、

前記第2送受信部により受信された前記反射波の周波数と送信された前記超音波の周波数との差分を第2周波数として算出する第2算出部と、

前記第1周波数に対応する強度と前記第2周波数に対応する強度との差分を差分情報として算出する差分情報算出部と、
算出された前記差分情報を用いて、前記血流の速度を算出する流速算出部と
を備える生体情報測定装置。
A biological information measuring apparatus having a transmission / reception unit including a transmission unit that transmits ultrasonic waves toward blood flowing through a living body, and a reception unit that receives reflected waves reflected from the living body by the ultrasonic waves,
The plurality of transmission / reception units include: a first transmission / reception unit including the transmission unit and the reception unit arranged along a predetermined direction; the transmission unit arranged along a direction orthogonal to the predetermined direction; A second transmission / reception unit having a reception unit,
A first calculation unit that calculates a difference between the frequency of the reflected wave received by the first transmission / reception unit and the frequency of the transmitted ultrasonic wave as a first frequency;

A second calculation unit that calculates a difference between the frequency of the reflected wave received by the second transmission / reception unit and the frequency of the transmitted ultrasonic wave as a second frequency;

A difference information calculation unit that calculates a difference between the intensity corresponding to the first frequency and the intensity corresponding to the second frequency as difference information;
A biological information measurement device comprising: a flow rate calculation unit that calculates the blood flow velocity using the calculated difference information.
前記所定方向は、動脈血管の長手方向と同一であることを特徴とする請求項1に記載の生体情報測定装置。   The biological information measuring apparatus according to claim 1, wherein the predetermined direction is the same as a longitudinal direction of the arterial blood vessel. 生体を流れる血液に向けて超音波を送信する送信部、及び前記超音波により前記生体から反射されてくる反射波を受信する受信部を複数備える送受信部を有する生体情報測定装置において動作する生体情報測定方法であって、
前記複数の送受信部は、所定方向に沿って配置された前記送信部及び前記受信部を有する第1送受信部と、前記所定方向に対して直交する方向に沿って配置された前記送信部及び前記受信部を有する第2送受信部とを備えており、
前記第1送受信部により受信された前記反射波の周波数と送信された前記超音波の周波数との差分を第1周波数として算出するステップと、
前記第2送受信部により受信された前記反射波の周波数と送信された前記超音波の周波数との差分を第2周波数として算出するステップと、
前記第1周波数に対応する強度と前記第2周波数に対応する強度との差分を差分情報として算出するステップと、
算出された前記差分情報を用いて、前記血流の速度を算出するステップと
を備える生体情報測定方法。
Biological information that operates in a biological information measuring apparatus having a transmission / reception unit that includes a transmission unit that transmits ultrasonic waves toward blood flowing through the living body and a reception unit that receives reflected waves reflected from the biological body by the ultrasonic waves A measuring method,
The plurality of transmission / reception units include: a first transmission / reception unit including the transmission unit and the reception unit arranged along a predetermined direction; the transmission unit arranged along a direction orthogonal to the predetermined direction; A second transmission / reception unit having a reception unit,
Calculating a difference between the frequency of the reflected wave received by the first transceiver and the frequency of the transmitted ultrasonic wave as a first frequency;
Calculating a difference between the frequency of the reflected wave received by the second transceiver and the frequency of the transmitted ultrasonic wave as a second frequency;
Calculating a difference between the intensity corresponding to the first frequency and the intensity corresponding to the second frequency as difference information;
A biological information measurement method comprising: calculating the blood flow velocity using the calculated difference information.
前記所定方向は、動脈血管の長手方向と同一であることを特徴とする請求項3に記載の生体情報測定方法。   The biological information measuring method according to claim 3, wherein the predetermined direction is the same as the longitudinal direction of the arterial blood vessel.
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