專利名稱：身體佩戴設備、生物體氣體測量裝置及方法
技術領域：
本發明涉及生物體氣體測量裝置，更具體而言，涉及測量從生物體的皮膚表面或通過呼氣放出的生物體氣體的身體佩戴設備以及方法。
背景技術：
一直以來，研究了通過測量和分析從生物體放出的氣體成分來取得和掌握以生物體的健康狀態等為代表的生物體信息。例如，在專利文獻I (日本特開2001-349888號公報)中公開了通過檢測呼出氣體中所包含的丙酮濃度來測量身體脂肪的燃燒程度的方法。此外，在專利文獻2 (日本特開2006-75447號公報)中公開了通過檢測呼出氣體中所包含的氫來檢測腸內厭氧性細菌的異常繁殖和消化不良綜合癥的方法。此外，在專利文獻3(日本特開2009-257772號公報)和專利文獻4 (日本特開2010-26746號公報)中公開了如下方法:具備不僅檢測呼出氣體中的單ー氣體成分，還檢測丙酮、一氧化氮、ニ氧化碳、氫、氨這樣的多種氣體的檢測元件，由此檢測呼氣中的多種氣體，從而實施復雜的健康診斷。另ー方面，作為不需要用戶對檢測裝置吹出呼出氣體的動作而能夠連續地實施測量的技術，研究了如下技木:不將呼出氣體作為對象而測量通過皮膚放出的經皮氣體，從而取得和掌握上述生物體信息。例如，在專利文獻5 (日本特開2006-234845號公報)中公開了如下方法:將裝置佩戴于手指或手掌這樣的部位，通過測量從該部位放出的丙酮或氫這樣的皮膚透過氣體、即經皮氣體來檢測使用者的健康狀態。此外，在專利文獻6 (日本特開2010-148692號公報)中公開了臍帶型的皮膚氣體檢測裝置，公開了能夠通過連續測量從生物體的皮膚表面放出的氫濃度來連續監測健康狀態的技術。
發明內容
發明所要解決的課題但是，上述的呼出氣體測量技術以呼出氣體中的成分作為檢測對象，因此存在用戶需要為了檢測而特意攜帶專用的呼出氣體檢測裝置的問題。此外，上述經皮氣體測量技術為了測量經皮氣體，需要在日常生活中由用戶佩戴不必要且不自然的氣體測量裝置，因此存在給用戶帶來較大負擔的問題。鑒于上述問題，本發明的課題在于提供如下技術:減小給用戶帶來的負擔，同時測量從生物體放出的氣體成分，在日常生活中自然地取得和掌握以用戶的健康狀態等為代表的生物體信息。用于解決課題的手段為了解決上述問題，本發明的ー個特征涉及身體佩戴設備，其與用戶的皮膚接觸來佩戴，其中，該身體佩戴設備具有:氣體滯留結構，其在所述用戶佩戴該身體佩戴設備吋，形成使從所述用戶的皮膚表面放出或通過呼氣放出的生物體氣體成分滯留的空間；以及氣體傳感器裝置，其測量滯留于所形成的所述空間內的生物體氣體成分。本發明的另ー個特征涉及生物體氣體測量裝置，其具有:與用戶的皮膚接觸來佩戴的身體佩戴設備；以及與所述身體佩戴設備進行通信連接的便攜式終端，在該生物體氣體測量裝置中，所述身體佩戴設備具有:氣體滯留結構，其在所述用戶佩戴該身體佩戴設備時，形成使從所述用戶的皮膚表面放出或通過呼氣放出的生物體氣體成分滯留的空間；以及氣體傳感器裝置，其測量滯留于所形成的所述空間內的生物體氣體成分，所述便攜式終端接收表示由所述身體佩戴設備測量的生物體氣體成分的生物體信息，并將所述生物體信息提供給所述用戶。本發明的又ー個特征涉及生物體氣體測量方法，其具有如下步驟:當用戶佩戴上與用戶的皮膚接觸來佩戴的身體佩戴設備時，所述身體佩戴設備的氣體傳感器裝置測量滯留于在所述用戶與所述身體佩戴設備之間形成的空間內的生物體氣體成分；所述身體佩戴設備將表示所測量的所述生物體氣體成分的生物體信息發送到進行了通信連接的便攜式終端；以及所述便攜式終端將接收到的所述生物體信息提供給所述用戶。發明的效果根據本發明，能夠通過在用戶視聽音樂或視頻等時，和將裝飾品戴到身上時等佩戴該裝置，與音樂或視頻等的視聽和時尚性的呈現等并行地測量從皮膚表面或通過呼氣放出的生物體氣體成分，因此能夠減小用戶佩戴生物體氣體測量裝置的負荷，并且在日常生活中自然地取得和掌握以用戶的健康狀態等為代表的生物體信息。
圖1是用于說明本發明的一個實施例的生物體氣體測量裝置的概略圖。圖2是用于說明本發明的另ー實施例的生物體氣體測量裝置的概略圖。
具體實施例方式以下，根據
本發明的實施方式。此處，提出佩戴型聲波變換裝置作為身體佩戴設備的代表例，參照圖1說明本發明的一個實施例的生物體氣體測量裝置。圖1是用于說明本發明的一個實施例的生物體氣體測量裝置的概略圖。如圖1所示，本實施例的生物體氣體測量裝置10具有佩戴型聲波變換裝置20、便攜式終端30和電纜40。佩戴型聲波變換裝置20經由電纜40與便攜式終端30進行通信連接。佩戴型聲波變換裝置20典型的是頭戴式聽筒等、在佩戴時接近耳朵來配置的經由揚聲器向用戶提供聲音的佩戴型聲音輸出裝置。佩戴型聲波變換裝置20具有用于將從便攜式終端30發送的表示音頻信息的電信號變換為用戶可聽取的聲波(音頻)的聲波變換功能。本實施例的佩戴型聲波變換裝置20具有氣體滯留結構50，該氣體滯留結構50在用戶佩戴著佩戴型聲波變換裝置20時，形成用于使從用戶的耳皮膚表面放出的經皮氣體成分滯留的空間。即，在用戶佩戴著佩戴型聲波變換裝置20時，用戶的耳周邊的皮膚與佩戴型聲波變換裝置20接觸，在用戶的耳周邊形成封閉空間。從用戶的耳皮膚表面放出的經皮氣體滯留于該封閉空間內。另外，優選在用戶佩戴著佩戴型聲波變換裝置20時在用戶的耳周邊的皮膚與佩戴型聲波變換裝置20之間形成的空間是封閉空間，但也可以不是完全的封閉空間。即，只要是能夠滯留從耳表面放出的經皮氣體的任意適當的空間即可。此外，佩戴型聲波變換裝置20也可以是在經皮氣體一定程度地滯留后從該空間排出的結構。另外，在包含用戶的皮膚表面在內的所述所形成的空間內，可能會由于從用戶的皮膚表面的出汗或水蒸氣的產生、氣溫和濕度的影響等而產生水分。在作為測量對象的經皮氣體成分有水溶性的情況下，尤其可能會由于該水分的影響而無法準確測量經皮氣體成分的濃度。因此在本實施例中，佩戴型聲波變換裝置20還可以具有去除或抑制包含用戶的皮膚表面在內的由氣體滯留結構50形成的空間內的水分的水分去除/抑制機構100。具體而言，水分去除/抑制機構100由吸水劑、除濕劑、干燥劑、小型送風裝置中的任意ー個，或它們的組合構成。作為用于去除所產生的水分的吸水劑、除濕劑、干燥劑，例如可使用聚丙烯酸鈉、ニ氧化硅凝膠、氧化鈣、氯化鈣、活性炭、紙片、纖維等，但是不限于此。此外，例如，可以通過用小型送風裝置向皮膚表面吹風，使皮膚表面干燥，成為不易產生水分的狀態。此外，水分去除/抑制機構100可以與氣體傳感器裝置200的測量時刻關聯，在任何適當的時機被起動。即，水分去除/抑制機構100可以在氣體傳感器裝置200對經皮氣體成分的測量時刻之前或同時，去除或抑制由氣體滯留結構50形成的空間內的水分。并且，水分去除/抑制機構100還可以根據其實現形式在任何適當的時機被起動。例如，在水分去除/抑制機構100通過上述吸水劑、除濕劑、干燥劑等吸濕劑實現的情況下，水分去除/抑制機構100可以在氣體傳感器裝置200對經皮氣體成分的測量時刻之前或同時被起動。此夕卜，在水分去除/抑制機構100通過小型送風裝置實現的情況下，水分去除/抑制機構100可以在氣體傳感器裝置200對經皮氣體成分的測量時刻之前被起動。本實施例的佩戴型聲波變換裝置20具有測量從耳表面放出的經皮氣體成分的氣體傳感器裝置200。氣體 傳感器裝置200被固定于佩戴型聲波變換裝置20上，測量滯留在佩戴時形成的經皮氣體滯留空間內的經皮氣體成分。氣體傳感器裝置200例如由半導體式傳感器構成，由測量滯留在所形成的經皮氣體滯留空間內的經皮氣體中的丙酮、氫、ー氧化碳、甲烷、硫化氫、異戊ニ烯、三甲胺、氨、甲醇、こ醛、こ醇等由生物體產生的各種氣體成分的傳感器構成。另外，作為測量對象的氣體成分不限于上述氣體成分，可以是由生物體產生的經皮氣體所包含的任何種類的氣體成分。此外，氣體傳感器裝置200不限于半導體式傳感器，例如也可以是專利文獻3 (日本特開2009-257772號公報)所記載那樣的碳納米管型的傳感器。除了這些氣體傳感器以外，氣體傳感器裝置200也可以是石墨烯型傳感器、電化學式傳感器、光纖型傳感器、薄膜型傳感器、MEMS熱傳導式傳感器、表面聲波傳感器、微型熱導傳感器、接觸燃燒式傳感器、電動勢變化方式傳感器等，還可以是能夠測量經皮氣體成分的任何適當的傳感器。此外，氣體傳感器裝置200不限于僅測量特定的ー個成分的傳感器，也可以是陣列狀地配置多個不同類型的傳感器，從而能夠同時測量多個不同的氣體成分那樣的結構。該情況下，氣體傳感器裝置200的各種傳感器不限于被陣列狀地配置，例如可以使用__專ネ[|文獻1 (Leandro Lorenzelli, et al.Development oi a gas cnromatographysilicon-based microsystem in clinical diagnostics, ,,Biosensors and BioelectroniCS, vol.20, pp.1968-1976，2005)所記載的小型化的氣相色譜芯片等分離出氣體成分,從而能夠測量多個氣體成分。此外，在圖1中，氣體傳感器裝置200被固定于佩戴型聲波變換裝置20的保護網格(用于從外部對具有聲波變換功能的部分進行保護的網格)的內側。但是，氣體傳感器裝置200的固定位置不限于該場所，只要是能夠測量滯留在佩戴型聲波變換裝置20與耳周邊的皮膚之間形成的經皮氣體滯留空間內的氣體成分的位置即可。例如，可以內置于不能從佩戴型聲波變換裝置20的外觀確認到的位置。便攜式終端30典型的是由移動電話或音樂播放器構成，具有對便攜式終端30內的存儲裝置等中所記錄的音樂等音頻信息進行再現的音頻再現功能。便攜式終端30輸出表示在佩戴型聲波變換裝置20中被變換為聲波的音頻數據的電信號，并經由電纜40傳遞到佩戴型聲波變換裝置20。此外，在經由電纜接收到由氣體傳感器裝置200測量出的結果時，便攜式終端30根據需要實施運算處理等，在顯示器300上顯示測量對象的氣體成分濃度等測量結果，或記錄到便攜式終端30內的存儲裝置中。此外，在便攜式終端30如移動電話等那樣具有通信功能的情況下，可以向網絡上的服務器等發送測量結果并進行記錄。另外，在本實施例中，佩戴型聲波變換裝置20與便攜式終端30由電纜40連接，但是在其他實施例中，在佩戴型聲波變換裝置20與便攜式終端30之間也可以不經由電纜而利用無線方式傳遞信號。此外，在利用電纜連接的情況下，也可以使用多個電纜，以防止音樂等的電信號與氣體成分的測量結果的電信號之間的干擾等，或對各個傳送路徑在物理上進行分離。S卩，可以由便攜式終端30和佩戴型聲波變換裝置20能夠收發信號的任何通信形式構成。此外，由便攜式終端30進行再現的信息只要包含由佩戴型聲波變換裝置20變換為聲波的信息即可，不限于音樂等，例如也可以是視頻和音頻復合后的信息。該情況下，在顯示器300上顯示視頻信息，而音頻信息則與顯示器300上顯示的視頻信息聯動，與音樂等同樣地輸出到佩戴型聲波變換裝置20。如上所述，根據本實施例的生物體氣體測量裝置10，在用戶為了視聽記錄在便攜式終端30中的音樂或視頻等而佩戴上佩戴型聲波變換裝置20時，在用戶的耳周邊形成經皮氣體滯留空間。從用戶的皮膚放出的經皮氣體滯留于所形成的經皮氣體滯留空間內，因此氣體傳感器裝置200能夠測量經皮氣體中的丙酮等氣體成分。經由電纜40將該測量結果傳遞至便攜式終端30，顯示在顯示器300上，或記錄到便攜式終端30和/或外部的服務器等中，由此用戶能夠得知自身的經皮氣體中的丙酮濃度等各種生物體信息。此外，便攜式終端30可以對所測量的各種經皮氣體成分進行分析，向用戶提供適當的指導信息。例如，考慮用戶ー邊佩戴著佩戴型聲波變換裝置20 —邊為了減肥而走路的情況。該情況下，在由用戶放出的所測量的丙酮的濃度沒有達到能夠得到減肥效果的程度的濃度時，便攜式終端30可以向用戶提供指導信息以提高歩行速度。由此，用戶能夠更有效地達成運動成果。此外，用戶不僅可以將基于測量結果的生物體信息和指導信息作為顯示器300上的圖像信息和文本信息來識別，還可以從佩戴型聲波變換裝置20作為音頻信息來取得這些信息。即，可以將基于測量結果的生物體信息和指導信息音頻化，重疊到從佩戴型聲波變換裝置20輸出的音樂等音頻信息上，并提供給用戶。由此，用戶能夠不用確認顯示器300，而從佩戴型聲波變換裝置20取得生物體信息和指導信息。另外，說明了將本實施例的氣體傳感器裝置200固定于佩戴型聲波變換裝置20的佩戴部分的單側，但也可以固定于兩側。通過在兩側固定氣體傳感器裝置200，可進行不同的氣體成分的測量，或用右耳和左耳的兩個氣體傳感器裝置單獨測量同一氣體成分并計算平均，或計算和去除噪聲成分，由此能夠提高測量精度。在圖1所示的實施例中，佩戴型聲波變換裝置20是頭戴式聽筒，但本發明的佩戴型聲波變換裝置不限于此，可以是能夠形成可在用戶的耳周邊滯留經皮氣體的封閉空間的任何適當的佩戴型聲波變換裝置。在另ー實施例中，可以如圖2所示，佩戴型聲波變換裝置21是耳機類型。該情況下，通過用戶的耳內部與耳機的用戶接觸面形成封閉空間。另外，圖2所示的生物體氣體測量裝置11的佩戴型聲波變換裝置21以外的氣體滯留結構51、水分去除/抑制機構101、氣體傳感器裝置201、便攜式終端31、電纜41、顯示器301等其他結構要素具有與圖1所示的結構要素同樣的功能。根據本發明，用戶能夠不需要佩戴用于取得和掌握生物體信息的專用裝置，而在視聽音樂或視頻等時取得和掌握以自身的健康狀態等為代表的生物體信息。例如，如果通過本發明的生物體氣體測量裝置測量作為體內的脂肪燃燒量的指標的丙酮，則用戶僅通過利用生物體氣體測量裝置所具備的聲波變換功能ー邊聽音樂ー邊運動，就能夠在不佩戴專用的生物體氣體測量裝置的情況下得知通過自身的運動使得體內的脂肪燃燒了何種程度。此外，如果測量作為肝臟疾病等的指標的氨，則用戶僅通過利用生物體氣體測量裝置所具備的聲波變換功能聽音樂，或者一邊在便攜式終端上視聽視頻ー邊去上班等，就能夠掌握自身是否有健康上的問題。在上述實施例中，已經敘述了頭戴式聽筒或耳機等的佩戴型聲波變換裝置作為佩戴型電子設備的代表例，但本發明不限于此，可以是與用戶的皮膚接觸佩戴，在佩戴時能夠測量從用戶的皮膚表面放出或通過呼氣放出的生物體氣體的任何適當的身體佩戴設備。即，該身體佩戴設備是與用戶的皮膚接觸來佩戴，在日常生活中具有原本的目的而被佩戴的電子設備等。例如，身體佩戴設備可以具有測量生物體氣體成分以外的目的，并且可攜帶。與上述佩戴型聲波變換裝置20、21同樣，身體佩戴設備具有:氣體滯留結構，其在用戶佩戴身體佩戴設備吋，形成從用戶的皮膚表面放出或通過呼氣放出的生物體氣體成分所滯留的空間；以及測量滯留于所述所形成的空間內的生物體氣體成分的氣體傳感器裝置。并且，身體佩戴設備也可以具有去除或抑制由氣體滯留結構形成的空間內的水分的水分去除/抑制機構。此外，水分去除/抑制機構也可以與氣體傳感器裝置的測量時刻關聯而在任何適當的時機被起動。即，水分去除/抑制機構可以在氣體傳感器裝置對生物體氣體成分的測量時刻之前或同時，去除或抑制由氣體滯留結構形成的空間內的水分。并且，水分去除/抑制機構還可以根據其實現形式在任何適當的時機被起動。例如，在水分去除/抑制機構通過上述吸水劑、除濕劑、干燥劑等吸濕劑實現的情況下，水分去除/抑制機構可以在氣體傳感器裝置對生物體氣體成分的測量時刻之前或同時被起動。此外，在水分去除/抑制機構通過小型送風裝置實現的情況下，水分去除/抑制機構可以在氣體傳感器裝置對生物體氣體成分的測量時刻之前被起動。此外，身體佩戴設備也可以與用戶攜帶的便攜式終端等利用電纜連接或無線連接。即，可以將身體佩戴設備的各結構要素的基本結構和動作設為與上述佩戴型聲波變換裝置的基本結構和動作相同。例如，作為這種身體佩戴設備的一例，可列舉與用戶的手腕接觸來佩戴的手表、佩戴于用戶的身體的一部分上的移動電話或便攜設備等。此外，在上述氣體傳感器裝置等的各結構要素不需要內部電源、或者能夠利用外部光等取得電源那樣的結構中，身體佩戴設備可以是與用戶的身體接觸來佩戴的手鐲、腕帶、戒指、項鏈、耳環、發帶、眼鏡、面罩、創可貼、衣服、帽子、手袋、鞋子等。根據上述各實施例，用戶不需要特意攜帶專用的生物體氣體檢測裝置，僅通過將上述佩戴型電子設備或身體佩戴設備戴在身上，就能夠在日常生活中自然地取得和掌握以用戶的健康狀態等為代表的生物體信息。以上，詳細敘述了本發明的實施例，但本發明不限于上述特定的實施方式，能夠在權利要求所記載的本發明的主g范圍內進行各種變形和變更。本國際申請主張2011年3月8日申請的日本專利申請2011-050744號的優先權，在本國際申請中引用2011-050744號的全部內容。標號說明10、11:生物體氣體測量裝置20,21:佩戴型聲波變換裝置30、31:便攜式終端40、41:電纜50,51:氣體滯留結構100、101:水分去除/抑制機構200,201:氣體傳感器裝置300、301:顯示器
權利要求
1.ー種身體佩戴設備，其與用戶的皮膚接觸來佩戴，其中，該身體佩戴設備具有: 氣體滯留結構，其在所述用戶佩戴該身體佩戴設備時，形成使從所述用戶的皮膚表面放出或通過呼氣放出的生物體氣體成分滯留的空間；以及 氣體傳感器裝置，其測量滯留于所形成的所述空間內的生物體氣體成分。
2.根據權利要求1所述的身體佩戴設備,其中， 該身體佩戴設備還具有去除或抑制包含所述用戶的皮膚表面在內的所形成的所述空間內的水分的水分去除/抑制機構。
3.根據權利要求2所述的身體佩戴設備，其中， 所述水分去除/抑制機構由吸水劑、除濕劑、干燥劑或小型送風裝置，或者吸水劑、除濕劑、干燥劑或小型送風裝置的組合構成。
4.根據權利要求1所述的身體佩戴設備，其中， 該身體佩戴設備是頭戴式聽筒或耳機。
5.根據權利要求1所述的身體佩戴設備，其中， 所述氣體傳感器裝置具有多個氣體傳感器。
6.根據權利要求5所述的身體佩戴設備，其中， 所述氣體傳感器裝置単獨測量從所述用戶的右耳的皮膚表面和左耳的皮膚表面放出的同一種類的經皮氣體成分 。
7.根據權利要求5所述的身體佩戴設備，其中， 所述氣體傳感器裝置単獨測量從所述用戶的右耳的皮膚表面和左耳的皮膚表面放出的不同種類的經皮氣體成分。
8.根據權利要求1所述的身體佩戴設備，其中， 該身體佩戴設備是手表、移動電話或便攜設備。
9.根據權利要求1所述的身體佩戴設備，其中， 該身體佩戴設備是手鐲、腕帶、戒指、項鏈、耳環、發帶、眼鏡、面罩、創可貼、衣服、帽子、手袋或鞋子。
10.ー種生物體氣體測量裝置，其具有: 與用戶的皮膚接觸來佩戴的身體佩戴設備；以及 與所述身體佩戴設備進行通信連接的便攜式終端， 在該生物體氣體測量裝置中，所述身體佩戴設備具有: 氣體滯留結構，其在所述用戶佩戴該身體佩戴設備吋，形成使從所述用戶的皮膚表面放出或通過呼氣放出的生物體氣體成分滯留的空間；以及 氣體傳感器裝置，其測量滯留于所形成的所述空間內的生物體氣體成分， 所述便攜式終端接收表示由所述身體佩戴設備測量的生物體氣體成分的生物體信息，并將所述生物體信息提供給所述用戶。
11.根據權利要求10所述的生物體氣體測量裝置，其中， 所述身體佩戴設備與所述便攜式終端通過電纜連接或無線連接。
12.根據權利要求10所述的生物體氣體測量裝置，其中， 所述便攜式終端將所述生物體信息存儲到所述便攜式終端內的存儲裝置中，和/或將所述生物體信息發送到經由網絡連接的服務器。
13.根據權利要求10所述的生物體氣體測量裝置，其中， 所述身體佩戴設備還具有去除或抑制通過所述氣體滯留結構形成的空間內的水分的水分去除/抑制機構。
14.ー種生物體氣體測量方法，其具有如下步驟: 當用戶佩戴上與用戶的皮膚接觸來佩戴的身體佩戴設備時，所述身體佩戴設備的氣體傳感器裝置測量滯留于在所述用戶與所述身體佩戴設備之間形成的空間內的生物體氣體成分； 所述身體佩戴設備將表示所測量的所述生物體氣體成分的生物體信息發送到進行了通信連接的便攜式終端；以及 所述便攜式終端將接收到的所述生物體信息提供給所述用戶。
15.根據權 利要求14所述的生物體氣體測量方法，其中， 該生物體氣體測量方法還具有去除或抑制在所述用戶與所述身體佩戴設備之間形成的空間內的水分的步驟。
全文摘要
本發明的一個特征涉及身體佩戴設備，其與用戶的皮膚接觸來佩戴，其中，該身體佩戴設備具有氣體滯留結構，其在所述用戶佩戴該身體佩戴設備時，形成使從所述用戶的皮膚表面放出或通過呼氣放出的生物體氣體成分滯留的空間；以及測量滯留于所形成的所述空間內的生物體氣體成分的氣體傳感器裝置。
文檔編號G01N35/00GK103119415SQ201280003026
公開日2013年5月22日 申請日期2012年3月6日 優先權日2011年3月8日
發明者森谷優貴, 檜山聰 申請人:株式會社Ntt都科摩
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