JP6295820B2 - Biological information analyzer - Google Patents
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Description
本発明は、非侵襲で生体情報を分析する生体情報分析装置に関するものである。 The present invention relates to a biological information analyzer that analyzes biological information non-invasively.
従来より、さまざまな医療現場で、生体検体の血液などの体液の成分や血液の酸素飽和度、代謝量、脈拍、脳波など(以下、生体情報とする)を測定する生体情報分析装置が用いられている。特に近年、健康意識の高まりとともに、生体検体の血液などの体液の成分を正確に、非侵襲で常時測定、分析する装置が求められている。 Conventionally, biological information analyzers that measure body fluid components such as blood of biological specimens, blood oxygen saturation, metabolic rate, pulse rate, brain waves, etc. (hereinafter referred to as biological information) have been used in various medical settings. ing. In recent years, in particular, along with an increase in health consciousness, there is a need for an apparatus that accurately and noninvasively constantly measures and analyzes components of body fluids such as blood of biological specimens.
このような市場の要求から、生体検体の血液などの体液の成分を負担無く、非侵襲で常時測定、分析するために、より小型、軽量で身に付けられる、精度の高い分析装置が望まれている。 Because of these market demands, a smaller, lighter and more accurate analysis device is desired for non-invasive, constant measurement and analysis without burdening body fluid components such as blood of biological specimens. ing.
このような要求に対して、例えば特許文献1では、採血しないで光を用いて生体検体の血液の酸素飽和度を求めるパルスオキシメーターが示されている。このパルスオキシメーターは、発光素子より照射される光が、生体内を通り吸収、散乱をしながら、受光素子に到達する際の血中酸素の割合による吸光度の違いから、生体検体の血液の酸素飽和度を求めることが可能とされている。
In response to such a demand, for example,
また、他の生体情報分析装置としては、例えば特許文献2で示されているSQUID(超伝導量子干渉素子)を用いた磁気イメージング装置が知られている。
As another biological information analysis apparatus, for example, a magnetic imaging apparatus using a SQUID (superconducting quantum interference element) shown in
しかしながら、前述の特許文献1で開示されているパルスオキシメーターでは、光の吸光特性を利用して生体検体の血液の酸素飽和度を測定しているため、生体検体周辺の明るさの変動、生体検体の大きさ、肌の色の違いなどによって測定値が変わってしまい、正確に測ることができないという問題があった。また、パルスオキシメーターでは、発光素子と受光素子を用いるため、これらの素子および/または生体検体への汚れの付着により、測定精度が落ちるという問題があった。
However, since the pulse oximeter disclosed in the above-mentioned
一方、特許文献2の装置を用いた場合、SQUIDという高感度の磁気検出手段を用いているので汚れには強い反面、通常、液体ヘリウムや液体窒素による冷却が必要な超伝導を利用するため装置が大型化してしまうという問題があった。また、SQUIDは、生体検体が発する磁気信号を検出する素子であって、生体検体の血液などの体液の成分は測定できない。
On the other hand, when the apparatus of
本発明は、これらの課題を解決し、非侵襲、且つ、小型で生体情報を正確に分析することができる生体情報分析装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve these problems, and to provide a biological information analyzer that is non-invasive, small in size, and capable of accurately analyzing biological information.
本発明の生体情報分析装置は、生体検体に磁界を印加する磁界印加手段と、前記生体検体に近接して配置され、前記生体検体近傍の磁界の強さを検出する磁気抵抗効果素子を有する磁気検出手段と、前記磁界印加手段によって、前記生体検体に時間的に変化する磁界を印加することで、前記磁気検出手段から得られる磁気信号を分析することで前記生体検体の生体情報を得る手段と、を備えることを特徴とする。 The biological information analysis apparatus of the present invention includes a magnetic field applying unit that applies a magnetic field to a biological specimen, and a magnetoresistive effect element that is disposed in proximity to the biological specimen and detects the strength of the magnetic field in the vicinity of the biological specimen. Means for obtaining biological information of the biological specimen by analyzing a magnetic signal obtained from the magnetic detection means by applying a time-varying magnetic field to the biological specimen by the detecting means and the magnetic field applying means; It is characterized by providing.
本発明によれば、生体検体に磁界を印加することで、前記生体検体が有する磁気特性に応じて、前記生体検体近傍の磁界の強さが変化し、その変化を磁気検出手段である磁気抵抗効果素子によって前記生体検体の生体情報を磁気的に検出することが可能であるので、生体検体周辺の明るさの変動、磁気検出手段および/または生体検体への汚れの付着があっても、生体情報の測定を正確に行なうことができる。また、磁気抵抗効果素子を用いることにより、従来の超電導を利用した装置に比して小型化できる。 According to the present invention, by applying a magnetic field to the biological specimen, the strength of the magnetic field in the vicinity of the biological specimen changes according to the magnetic characteristics of the biological specimen, and the change is a magnetoresistive that is a magnetic detection means. Since the biological information of the biological sample can be magnetically detected by the effect element, the biological information can be obtained even if there are fluctuations in the brightness around the biological sample, dirt on the magnetic detection means and / or the biological sample. Information can be measured accurately. Further, by using the magnetoresistive effect element, it is possible to reduce the size as compared with a conventional apparatus using superconductivity.
好ましくは、前記磁気抵抗効果素子は、GMR(Giant Magneto-Resistance)素子またはTMR(Tunnel Magneto-Resistance)素子であることを特徴とする。 Preferably, the magnetoresistive effect element is a GMR (Giant Magneto-Resistance) element or a TMR (Tunnel Magneto-Resistance) element.
本発明によれば、前記磁気抵抗効果素子をGMR(Giant Magneto-Resistance)素子またはTMR(Tunnel Magneto-Resistance)素子とすることで、液体ヘリウムや液体窒素による冷却が必要な超伝導を利用した大型装置にすることなく、また、小電力で生体情報の検出が可能となるため、大型の電源は不要となり、小型の電池でも駆動できるので、小型、軽量で身に付けられる生体情報分析装置を構成できる。 According to the present invention, the magnetoresistive effect element is a GMR (Giant Magneto-Resistance) element or a TMR (Tunnel Magneto-Resistance) element, so that a large size utilizing superconductivity requiring cooling with liquid helium or liquid nitrogen is used. Since biometric information can be detected with low power without using a device, a large power supply is not required, and it can be driven by a small battery, making it a compact, lightweight biometric analyzer. it can.
さらに好ましくは、前記磁界印加手段は、前記生体検体に時間的に変化する磁界を印加するための電流制御回路を備えることを特徴とする。 More preferably, the magnetic field applying means includes a current control circuit for applying a time-varying magnetic field to the biological specimen.
本発明によれば、前記磁界印加手段は、前記生体検体に時間的に変化する磁界を印加するための電流制御回路を備えているので、前記生体情報の測定に必要な磁界を容易に印加することができる。 According to the present invention, since the magnetic field applying means includes a current control circuit for applying a time-varying magnetic field to the biological specimen, the magnetic field necessary for measuring the biological information is easily applied. be able to.
さらに好ましくは、前記磁界印加手段は、コイルを備えることを特徴とする。 More preferably, the magnetic field applying means includes a coil.
本発明によれば、前記磁界印加手段のコイルに流れる電流の値およびパルス幅を制御することが容易となり、前記生体検体がない時に前記磁気検出手段が検出する磁界の強さを理論的に計算でき、前記生体検体がある時の磁界の強さと比較することで、前記磁気信号から前記生体情報を電気的に分析できる。 According to the present invention, it becomes easy to control the value and pulse width of the current flowing through the coil of the magnetic field applying means, and theoretically calculate the strength of the magnetic field detected by the magnetic detection means when there is no biological specimen. The biological information can be electrically analyzed from the magnetic signal by comparing with the strength of the magnetic field when the biological specimen is present.
さらに好ましくは、前記分析手段は、前記磁気信号をフーリエ変換し、分析データとして記憶する記憶手段を備えることを特徴とする。 More preferably, the analysis means includes storage means for Fourier-transforming the magnetic signal and storing it as analysis data.
本発明によれば、前記分析手段は、前記磁気信号をフーリエ変換し、分析データとして記憶する記憶手段を備えているので、前記生体検体の血液などの体液の成分毎に異なる分析データを保持しておくことができる。これにより、前記磁気信号をそのままアナログ信号として記憶したり、あるいは、前記磁気信号を時系列的にA/D変換したデータを多数記憶する必要がなくなり、フーリエ変換後の周波数、信号の大きさ、位相などの必要な項目の数だけ分析データを記憶すればよいので、前記記憶手段の記憶容量を少なくすることができる。 According to the present invention, the analysis unit includes a storage unit that Fourier-transforms the magnetic signal and stores it as analysis data. Therefore, the analysis unit holds analysis data different for each component of body fluid such as blood of the biological sample. I can keep it. Thereby, it is not necessary to store the magnetic signal as an analog signal as it is, or to store a large number of data obtained by A / D converting the magnetic signal in time series, the frequency after Fourier transform, the magnitude of the signal, Since analysis data need only be stored for the number of necessary items such as phase, the storage capacity of the storage means can be reduced.
さらに好ましくは、前記記憶手段は、前記分析データを時系列的に記憶する機能を備えることを特徴とする。 More preferably, the storage means has a function of storing the analysis data in time series.
本発明によれば、前記記憶手段は、前記分析データを時系列的に記憶する機能を備えているので、所定の時間の時系列的な分析データを保持することができる。 According to the present invention, since the storage means has a function of storing the analysis data in time series, it can hold time-series analysis data for a predetermined time.
さらに好ましくは、前記記憶手段は、所定の時間を越えた場合、時系列的に最も古い前記分析データを削除し、最新の前記分析データを記憶する機能を備えることを特徴とする。 More preferably, the storage means has a function of deleting the oldest analysis data in time series and storing the latest analysis data when a predetermined time is exceeded.
本発明によれば、前記記憶手段は、所定の時間を越えた場合、時系列的に最も古い前記分析データを削除し、最新の前記分析データを記憶する機能を備えているので、常時最新の前記時系列的な前記分析データを保持することができる。 According to the present invention, the storage means has a function of deleting the oldest analysis data in time series and storing the latest analysis data when a predetermined time is exceeded. The time-series analysis data can be held.
さらに好ましくは、前記記憶手段は、生体検体の測定対象成分毎に、フーリエ変換後の標準データを予め記憶しておくことを特徴とする。 More preferably, the storage means stores in advance standard data after Fourier transform for each measurement target component of the biological specimen.
本発明によれば、生体検体の測定対象成分毎に、フーリエ変換後の標準データを予め記憶しておくので、前記分析データと前記標準データと比較することで、前記生体情報を正確に測定することができる。 According to the present invention, since the standard data after Fourier transform is stored in advance for each measurement target component of the biological specimen, the biological information is accurately measured by comparing the analysis data with the standard data. be able to.
さらに好ましくは、前記分析手段は、前記生体検体の血液の特定の成分に着目して、前記分析データの周期的な変動を基に前記生体検体の脈拍数を演算することを特徴とする。 More preferably, the analysis means calculates the pulse rate of the biological sample based on a periodic variation of the analysis data, focusing on a specific component of blood of the biological sample.
本発明によれば、前記分析手段は、前記生体検体の血液の特定の成分に着目して、前記
分析データの周期的な変動を基に前記生体検体の脈拍数を演算するので、前記生体情報の一つである脈拍を正確に測定することができる。
According to the present invention, the analysis means pays attention to a specific component of blood of the biological sample, and calculates the pulse rate of the biological sample based on a periodic variation of the analysis data. It is possible to accurately measure the pulse that is one of the above.
さらに好ましくは、前記分析手段は、前記記憶手段に記憶されている前記記憶データを選択的に出力する手段を備えることを特徴とする。 More preferably, the analysis means includes means for selectively outputting the stored data stored in the storage means.
本発明によれば、前記分析手段は、前記記憶データを選択的に出力する手段を備えているので、必要なタイミングで必要な前記生体情報を取り出すことができる。 According to the present invention, since the analysis means includes means for selectively outputting the stored data, the necessary biological information can be extracted at a necessary timing.
さらに好ましくは、前記分析手段は、前記記憶手段に記憶されている前記記憶データを外部に送信する手段を備えることを特徴とする。 More preferably, the analysis means includes means for transmitting the stored data stored in the storage means to the outside.
本発明によれば、前記分析手段は、前記記憶データを外部に送信する手段を備えているので、外部の分析装置を用いて前記生体情報の詳細な分析が可能となる。 According to the present invention, since the analysis means includes means for transmitting the stored data to the outside, detailed analysis of the biological information can be performed using an external analysis device.
さらに好ましくは、前記磁界印加手段、前記磁気検出手段、前記分析手段に電力を供給するための二次電池を備えることを特徴とする。 More preferably, it comprises a secondary battery for supplying electric power to the magnetic field applying means, the magnetic detecting means, and the analyzing means.
本発明によれば、前記磁界印加手段、前記磁気検出手段、前記分析手段に電力を供給するための二次電池を備えているので、小型、軽量で身に付けながら、生体情報の測定を常時正確に行なうことができる。 According to the present invention, since the secondary battery for supplying electric power to the magnetic field applying means, the magnetic detecting means, and the analyzing means is provided, measurement of biological information is always performed while wearing a small size and light weight. Can be done accurately.
さらに好ましくは、前記二次電池に電力を蓄えるための非接触給電用のコイルを備えることを特徴とする。 More preferably, a coil for non-contact power feeding for storing electric power in the secondary battery is provided.
本発明によれば、前記二次電池に電力を蓄えるための非接触給電用のコイルを備えているので、日常生活において特段の負荷なく必要なタイミングで給電できるので、生体情報の測定を常時正確に行なうことができる。 According to the present invention, since the non-contact power supply coil for storing power in the secondary battery is provided, power can be supplied at a necessary timing without any particular load in daily life, so that the measurement of biological information is always accurate. Can be done.
さらに好ましくは、前記非接触給電用のコイルは、前記磁気印加手段が備えるコイルと兼用することを特徴とする。 More preferably, the non-contact power supply coil is also used as a coil provided in the magnetic application unit.
本発明によれば、前記非接触給電用のコイルは、前記磁気印加手段として構成されたコイルと兼用するので、さらに小型、軽量にすることができる。 According to the present invention, since the coil for non-contact power feeding is also used as the coil configured as the magnetic application means, it can be further reduced in size and weight.
さらに好ましくは、前記二次電池に電力を蓄えるための太陽電池を備えることを特徴とする。 More preferably, the secondary battery includes a solar battery for storing electric power.
本発明によれば、前記二次電池に電力を蓄えるための太陽電池を備えているので、日常生活において特段の負荷なく、生体情報の測定を常時正確に行なうことができる。 According to the present invention, since the secondary battery is provided with a solar battery for storing electric power, it is possible to always accurately measure biological information without any particular load in daily life.
以上のように、本発明によれば、非侵襲、且つ、小型で生体情報を正確に分析可能な生体情報分析装置を構成できる。 As described above, according to the present invention, it is possible to configure a biological information analyzer that is non-invasive and small in size and capable of accurately analyzing biological information.
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。なお、共通する要素には共通する符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、相対的なものであり特に限定されず、上下左右が逆でも良いが、以下の説明では、図面の上下左右に基づき説明する。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はその実施の形態のみに限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings. In addition, a common code | symbol is attached | subjected to a common element and the overlapping description is abbreviate | omitted. Further, the positional relationship such as up / down / left / right is relative and not particularly limited, and up / down / left / right may be reversed, but in the following description, description will be made based on up / down / left / right of the drawings. Furthermore, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios. The following embodiments are examples for explaining the present invention, and the present invention is not limited only to the embodiments. The constituent elements described below can be combined as appropriate.
(第1実施形態)
図1は、本発明による生体情報分析装置の好適な一実施形態の構成を概略的に示す断面図であり、図5は、構成される各手段の関係を示すブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a preferred embodiment of a biological information analysis apparatus according to the present invention, and FIG. 5 is a block diagram showing the relationship between each configured means.
この生体情報分析装置10は、挿入穴2を有する指輪と同程度の円筒形状のハウジング1を有し、挿入穴2には図示しない生体検体が挿入される。
This
ハウジング1内部には、生体検体に磁界を印加するための磁界印加手段11を構成するコイル3、磁気検出手段12を構成するTMR素子4、分析手段13などを構成する回路5が備え付けられている。
Inside the
回路5には、コイル3に所定の値およびパルス幅を有する電流を流すための電流制御回路6、TMR素子4を動作させるための電源回路7、TMR素子4が出力する磁気信号を増幅する増幅回路8、増幅されて出力された磁気信号を電気的に分析する手段であるフーリエ変換機能を有するプロセッサ9が搭載されている。また、回路5には、スイッチ15を経由して、磁界印加手段11、磁気検出手段12、分析手段13に電力を供給するための二次電池14が接続されている。さらに、分析データや標準データが記憶される記憶手段20が設けられている。また、後述する実施形態における表示器16や記憶手段20に記憶されたデータを外部に送信する送信手段21などもプロセッサ9に接続されている。
The
また、コイル3は、挿入穴2の周囲の同心円を巻回するように、例えば銅線が10ターン巻かれて形成されている。
The
先ず、本実施形態による生体情報分析装置10の、生体検体の成分分析動作を説明する。本実施形態では、生体検体の測定対象成分の一例を還元ヘモグロビンとし、分析する生体情報を酸素飽和度とする。
First, the component analysis operation of the biological specimen of the
ここで、図示省略するが、生体検体を中指として、生体情報分析装置10を装着した状態において、電流制御回路6からコイル3に予め定められた値およびパルス幅の電流を通電させると、コイル3の円の中心では、挿入穴2の円筒中心軸方向に、図4(a)のようなパルス状の磁界が生じ、中指に磁界が印加される。
Here, although not shown in the figure, when a current of a predetermined value and a pulse width is applied to the
中指には血液が流れており、血液を構成する一つの成分である還元ヘモグロビンが常磁性体であることから、パルス状の磁界が印加された直後、中指には磁化Mが生じる。この磁化Mに応じて、中指近傍の磁界の強さが変化するので、図4(b)に示すような生体情報を含む磁気信号が、TMR素子4から検出される。
Since blood flows in the middle finger and reduced hemoglobin, which is one component constituting blood, is a paramagnetic substance, magnetization M is generated in the middle finger immediately after the pulsed magnetic field is applied. Since the intensity of the magnetic field in the vicinity of the middle finger changes according to the magnetization M, a magnetic signal including biological information as shown in FIG. 4B is detected from the
検出した磁気信号を増幅回路8で増幅し、増幅されて出力された磁気信号を、プロセッサ9を用いてフーリエ変換し、周波数スペクトラムを求めると、還元ヘモグロビン固有の周波数f0、信号の大きさA、位相φなどの分析データが得られる。生体情報分析装置10には、還元ヘモグロビンの標準データが予め記憶されており、求められた分析データと標準データとに基づいて酸素飽和度の算出を行うことができる。
The detected magnetic signal is amplified by the amplifying
具体的には、標準データとして、還元ヘモグロビンの固有の周波数f0における酸素飽和度10%の時の信号の大きさV1、90%の時の信号の大きさV2という値が予め記憶されている。この2つの標準データと、測定によって得られた信号の大きさAから、測定されたデータの酸素飽和度X%を、式(1)を用いて線形補間して求めることが可能である。
X=10+A×(V2−V1)÷80・・・(1)
Specifically, values of the signal magnitude V1 when the oxygen saturation is 10% and the signal magnitude V2 when the oxygen saturation is 90% at the inherent frequency f0 of the reduced hemoglobin are stored in advance as standard data. From these two standard data and the magnitude A of the signal obtained by the measurement, the oxygen saturation X% of the measured data can be obtained by linear interpolation using the equation (1).
X = 10 + A × (V2−V1) ÷ 80 (1)
同様の手順を用いることで、ヘモグロビン、ミオグロビン、チトクロームaa3などの生体検体の成分の分析が可能である。これらの分析データからも酸素飽和度の算出を行なうことができる。 By using a similar procedure, it is possible to analyze components of biological specimens such as hemoglobin, myoglobin, cytochrome aa3. The oxygen saturation can also be calculated from these analysis data.
さらに、分析データを時系列的に記憶する記憶手段20から、必要な記憶データとして酸素飽和度の時系列的な変化を選択的に出力させ、プロセッサ9で分析することで、酸素の代謝量を算出したり、代謝量から消費カロリー量を算出することが可能となる。
Further, the storage means 20 for storing the analysis data in time series selectively outputs the time-sequential change in the oxygen saturation as necessary storage data, and the analysis is performed by the
また、同様の手順を用いることで、その他の生体検体の成分の分析が可能である。ここでは、フーリエ変換後の還元ヘモグロビン固有の周波数f0と信号の大きさAだけから、式(1)を用いて、線形補間によって酸素飽和度を求めたが、さらに位相φを用いることで、異なる生体情報を得ることが可能である。なお、式(1)は、例示的に示した方法であって、生体検体の成分に応じて、補間式、固有の周波数f0、信号の大きさA、位相φを適宜標準データとして予め記憶しておけば、より精度の高い測定が可能である。 Further, by using the same procedure, it is possible to analyze the components of other biological specimens. Here, the oxygen saturation is obtained by linear interpolation using the equation (1) only from the frequency f0 specific to reduced hemoglobin after Fourier transform and the signal magnitude A. However, it differs depending on the phase φ. Biological information can be obtained. Equation (1) is an exemplary method, and an interpolation equation, a specific frequency f0, a signal magnitude A, and a phase φ are stored in advance as standard data as appropriate according to the components of the biological specimen. If so, more accurate measurement is possible.
(第2実施形態)
次に図2(a)および(b)を用いて、本発明の第2の実施形態による生体情報分析装置10を説明する。生体情報分析装置10には、挿入穴2があり、図示しない生体検体が通せるように、円筒形状をしている。挿入穴2は腕に装着可能な大きさである以外は、第1実施形態と同様な構成を有すると共に、同様な作用効果を奏する。以下、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明し、共通する部分の説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, the
生体情報分析装置10の上面には、電源投入、測定、表示の切り替えを行うためのスイッチ15と、生体情報を表示する表示器16が設けられている。表示器16には、分析データに基づきプロセッサ9で算出された生体情報が表示される。ハウジング1はプラスチックでできた生体情報分析装置10の外装である。
On the upper surface of the
次に図3を用いて、本実施形態による生体情報分析装置10の使用方法を説明する。挿入穴2には、腕17が密着するように挿入されている。この姿勢のままで、スイッチ15を押せば、図5に示す二次電池14から電力が供給され、分析が開始される。
Next, a method of using the
分析が開始されると、図6に示すフローチャートに従い、先ず、コイル3には、予め定められた値およびパルス幅の制御された電流が印加される(S1)。これに伴い、腕17には時間的に変化する磁界が印加される(S2)。挿入穴2に腕17が密着するように挿入されているので、TMR素子4は、腕17近傍の磁界の強さに応じた磁気信号を検出する(S3)。
When the analysis is started, according to the flowchart shown in FIG. 6, first, a current having a predetermined value and a controlled pulse width is applied to the coil 3 (S1). Accordingly, a magnetic field that changes with time is applied to the arm 17 (S2). Since the arm 17 is inserted in close contact with the
検出された磁気信号は、増幅されてフーリエ変換機能を有するプロセッサ9で分析された後(S4)、分析データとして、複数の生体情報が記憶手段20に記憶される(S5)。記憶手段20からは、例えば酸素飽和度としての分析データを出力させることができるので(S6)、プロセッサ9によって、酸素飽和度の標準データと比較することで、分析された酸素飽和度を算出することができる(S7、S8)。これにより、算出されたデータを、酸素飽和度として、表示器16に表示できる(S9)。
After the detected magnetic signal is amplified and analyzed by the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態による生体情報分析装置10を説明する。図示省略するが、生体情報分析装置10に用いられる磁気検出手段12を構成する素子がGMR素子である以外は、第1実施形態と同様な構成を有すると共に、同様な作用効果を奏する。以下、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明し、共通する部分の説明は省略する。
(Third embodiment)
Next, a
図示省略するが、コイル3に複数の時間的に等間隔で連続したパルス電流を流した時、生体検体の血液の特定の成分に着目すると、GMR素子の出力を増幅して得られた磁気信号のフーリエ変換後の分析データとして、信号の大きさA1、A2、…、An、…、Atが得られる。生体検体の血液には常磁性体が含まれており、その量は生体検体の脈動に応じて周期的に変化するので、分析データの信号の大きさにも周期的な変化が現れる。この周期的な変化を分析し、例えば信号の大きさがA1とAnの時に極小値を示した場合、A1とAnの時間差から、生体検体の脈拍数を演算することができる。
Although not shown in the drawings, when a plurality of continuous pulse currents are passed through the
(第4実施形態)
次に、図示省略するが、本発明の第4の実施形態による生体情報分析装置10を説明する。生体情報分析装置10に用いられる分析手段13を構成する記憶手段20が、時系列的に最も古い分析データ削除し、最新の分析データを記憶する機能を有する以外は、第2実施形態と同様な構成を有すると共に、同様な作用効果を奏する。以下、第2実施形態と異なる部分についてのみ説明し、共通する部分の説明は省略する。
(Fourth embodiment)
Next, although not shown, a
これにより、第2実施形態と異なり、スイッチ15を押した直後の生体情報のみならず、1時間、1日、1週間といった、長時間に亘る生体情報の変化を記憶することが可能となる。
Thereby, unlike the second embodiment, it is possible to store not only the biological information immediately after pressing the
また、図示省略するが、分析手段13には、記憶データを外部に送信する手段が接続されている。これにより、図示しない外部の分析装置を用いて、運動時、安静時、睡眠時など、長時間に亘る生体情報の分析が可能となり、日常の健康管理や、意識しない体調の異常検出などに活用することができる。 Although not shown, the analysis means 13 is connected to a means for transmitting stored data to the outside. This makes it possible to analyze biological information over a long period of time, such as when exercising, resting, and sleeping, using an external analyzer (not shown), and can be used for daily health management and detection of abnormal health conditions. can do.
(第5実施形態)
次に、図示省略するが、本発明の第5の実施形態による生体情報分析装置10を説明する。生体情報分析装置10に用いられる二次電池14には、図示しないが、非接触給電装置から電力を供給されるための非接触給電用コイルが接続されていること以外は、第1実施形態と同様な構成を有すると共に、同様な作用効果を奏する。以下、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明し、共通する部分の説明は省略する。
(Fifth embodiment)
Next, although not shown, a
これにより、1時間、1日、1週間といった、長時間に亘る生体情報の変化を記憶する際に、適宜非接触給電装置から非接触給電用コイルを介して二次電池に電力を供給し、蓄えることができるので、測定の途中で分析データが消去される恐れがなくなる。 As a result, when storing changes in biological information over a long period of time, such as 1 hour, 1 day, or 1 week, power is appropriately supplied from the non-contact power supply device to the secondary battery via the non-contact power supply coil. Since it can be stored, there is no risk of the analysis data being erased during the measurement.
(第6実施形態)
次に、図示省略するが、本発明の第5の実施形態による生体情報分析装置10を説明する。生体情報分析装置10に用いられる二次電池14には、磁界印加手段11を構成するコイル3が、非接触給電装置から電力を供給されるための非接触給電用コイルの機能を兼用すること以外は、第1実施形態と同様な構成を有すると共に、同様な作用効果を奏する。以下、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明し、共通する部分の説明は省略する。
(Sixth embodiment)
Next, although not shown, a
これにより、別に非接触給電用コイルを設ける必要がなくなるので、より小型、軽量な生体情報分析装置10を構成することができる。
This eliminates the need to provide a separate non-contact power feeding coil, thereby making it possible to configure the
(第7実施形態)
次に、図示省略するが、本発明の第7の実施形態による生体情報分析装置10を説明する。生体情報分析装置10に用いられる二次電池14には、図示しないが、太陽電池が接続されていること以外は、第1実施形態と同様な構成を有すると共に、同様な作用効果を奏する。以下、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明し、共通する部分の説明は省略する。
(Seventh embodiment)
Next, although not shown, a
これにより、1時間、1日、1週間といった、長時間に亘る生体情報の変化を記憶する際に、適宜太陽電池から二次電池に電力を供給し、蓄えることができるので、測定の途中で分析データが消去される恐れがなくなる。 As a result, when storing changes in biological information over a long period of time, such as 1 hour, 1 day, or 1 week, power can be appropriately supplied from the solar cell to the secondary battery and stored. There is no risk of the analysis data being erased.
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.
以上説明した通り、本発明の生体情報分析装置によれば、さまざまな医療現場、および、日常生活で、生体検体の血液などの体液の成分を正確に、非侵襲で常時測定、分析できるので、日々の健康管理や体調の異常検出のために用いることができる。 As described above, according to the biological information analysis apparatus of the present invention, it is possible to accurately and non-invasively always measure and analyze components of body fluids such as blood of biological specimens at various medical sites and in daily life. It can be used for daily health care and physical condition abnormality detection.
1… ハウジング
2… 挿入穴
3… コイル
4… TMR素子
5… 回路
6… 電流制御回路
7… 電源回路
8… 増幅回路
9… プロセッサ
10… 生体情報分析装置
11… 磁界印加手段
12… 磁気検出手段
13… 分析手段
14… 二次電池
15… スイッチ
16… 表示器
17… 腕
20… 記憶手段
21… 送信手段
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記生体検体に近接して配置され、前記生体検体近傍の磁界の強さを検出する磁気抵抗効果素子を有する磁気検出手段と、
前記磁界印加手段によって、前記生体検体に時間的に変化する磁界を印加することで、前記磁気検出手段から得られる磁気信号を分析することで前記生体検体の生体情報を得る分析手段とを備え、
前記分析手段は、前記磁気信号をフーリエ変換し、分析データとして記憶する記憶手段を備えることを特徴とする生体情報分析装置。 Magnetic field applying means for applying a magnetic field to the biological specimen;
A magnetic detection means having a magnetoresistive effect element arranged in proximity to the biological specimen and detecting the strength of the magnetic field in the vicinity of the biological specimen;
Analyzing means for obtaining biological information of the biological specimen by analyzing a magnetic signal obtained from the magnetic sensing means by applying a time-varying magnetic field to the biological specimen by the magnetic field applying means,
The biological information analysis apparatus characterized in that the analysis means includes storage means for Fourier-transforming the magnetic signal and storing it as analysis data .
前記生体検体に近接して配置され、前記生体検体近傍の磁界の強さを検出する磁気抵抗効果素子を有する磁気検出手段と、
前記磁界印加手段によって、前記生体検体に時間的に変化する磁界を印加することで、前記磁気検出手段から得られる磁気信号を分析することで前記生体検体の生体情報を得る分析手段とを備え、
さらに、
前記磁界印加手段、前記磁気検出手段、前記分析手段に電力を供給するための二次電池と、
前記二次電池に電力を蓄えるための非接触給電用のコイルとを備え、
前記非接触給電用のコイルは、前記磁気印加手段が備えるコイルと兼用することを特徴とする生体情報分析装置。 Magnetic field applying means for applying a magnetic field to the biological specimen;
A magnetic detection means having a magnetoresistive effect element arranged in proximity to the biological specimen and detecting the strength of the magnetic field in the vicinity of the biological specimen;
Analyzing means for obtaining biological information of the biological specimen by analyzing a magnetic signal obtained from the magnetic sensing means by applying a time-varying magnetic field to the biological specimen by the magnetic field applying means,
further,
A secondary battery for supplying electric power to the magnetic field application means, the magnetic detection means, and the analysis means;
A coil for non-contact power supply for storing electric power in the secondary battery,
The non-contact power supply coil is also used as a coil included in the magnetic application means .
Characterized in that it comprises a solar battery for storing electric power to the secondary battery, the biological information analyzer according to any one of claims 11 to 13.
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