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JP5402229B2 - Probe for measuring biological information - Google Patents

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JP5402229B2
JP5402229B2 JP2009118869A JP2009118869A JP5402229B2 JP 5402229 B2 JP5402229 B2 JP 5402229B2 JP 2009118869 A JP2009118869 A JP 2009118869A JP 2009118869 A JP2009118869 A JP 2009118869A JP 5402229 B2 JP5402229 B2 JP 5402229B2
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housing
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公一 寺内
澄 今井
典浩 舘田
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Description

手指に装着され、血中酸素飽和度、脈拍等の生体情報の測定に用いられるプローブに関するものである。   The present invention relates to a probe attached to a finger and used for measuring biological information such as blood oxygen saturation and pulse.

脈拍や血中酸素飽和度等の生体情報を測定することで、被検者の身体の状態を客観的に観察することが可能である。この生体情報の測定において、人体の手指に装着されるプローブを備えた光電脈波計やパルスオキシメータ等の光電脈波測定装置が用いられている。例えば、前記パルスオキシメータは、まず、被検者の手指に装着された前記プローブから異なる2波長の光(赤色光と赤外光)を投光し、生体(手指)を経由した光の光量変化を検出する。そして、検出された光量変化より得られる2波長脈波波形に基づいて、血中酸素飽和度(SpO2)を求めるものである。   By measuring biological information such as the pulse and blood oxygen saturation, it is possible to objectively observe the state of the subject's body. In the measurement of this biological information, photoelectric pulse wave measuring devices such as a photoelectric pulse wave meter and a pulse oximeter equipped with a probe attached to a human finger are used. For example, the pulse oximeter first projects light of two different wavelengths (red light and infrared light) from the probe attached to the finger of the subject, and the amount of light passing through the living body (finger). Detect changes. Then, the blood oxygen saturation (SpO2) is obtained based on the two-wavelength pulse waveform obtained from the detected light quantity change.

前記光電脈波測定装置で血中酸素飽和度及び(又は)脈拍を測定する場合、血液を採取する必要がないので被検者の身体への侵襲が非常に少なく、長時間の継続した(連続した)測定が可能である。このことにより、慢性の呼吸器疾患患者の病状の診断、患者の呼吸状態の日常的な把握といった短時間の測定以外にも、重症患者の呼吸状態の急変の監視、手術中の患者の状態(呼吸、血中酸素飽和度)の監視のような長時間測定にも用いられる。また、最近では、装置が小型化され、長時間の装着でも邪魔になりにくいことから、睡眠時無呼吸症候群(SAS)患者の血中酸素飽和度の測定(およそ8時間以上連続して測定が必要)等の日常生活を送っている最中の測定や、スポーツトレーニング時の血中酸素飽和度の測定等といった運動中にも用いられている。   When measuring the blood oxygen saturation and / or pulse with the photoelectric pulse wave measuring device, there is no need to collect blood, so there is very little invasion of the subject's body and it has continued for a long time (continuous) Measurement) is possible. In addition to short-term measurements such as diagnosing the condition of patients with chronic respiratory disease and routine monitoring of the patient's respiratory status, this also monitors sudden changes in the respiratory status of critically ill patients, It is also used for long-term measurements such as monitoring of respiration and blood oxygen saturation. Recently, the device has been miniaturized, and even if it is worn for a long time, it is difficult to get in the way. Therefore, measurement of blood oxygen saturation in patients with sleep apnea syndrome (SAS) (measured continuously for about 8 hours or more). It is also used during exercise such as measurement during daily life (necessary) and measurement of blood oxygen saturation during sports training.

図7は従来のプローブの断面図である。図7に示すようにプローブCは、上側ハウジング91は手指の甲側と接触する上側ホールド部911を備えている。また、下側ハウジング92は手指の掌側と接触する下側ホールド部921を備えている。上側ホールド部911と下側ホールド部921とは手指を押圧する部材である。上側ハウジング91には、手指に対して、測定に必要な波長の光を出射する発光部912を備えられている。下側ハウジング92には、発光部912より出射され手指を透過した光を受光し、その光量を電気信号に変換する受光部922が備えられている。   FIG. 7 is a sectional view of a conventional probe. As shown in FIG. 7, in the probe C, the upper housing 91 includes an upper holding portion 911 that comes into contact with the back side of the finger. The lower housing 92 includes a lower holding portion 921 that comes into contact with the palm side of the finger. The upper hold portion 911 and the lower hold portion 921 are members that press a finger. The upper housing 91 is provided with a light emitting unit 912 that emits light having a wavelength necessary for measurement with respect to a finger. The lower housing 92 is provided with a light receiving portion 922 that receives light emitted from the light emitting portion 912 and transmitted through the finger and converts the light amount into an electrical signal.

連結部93は上側ハウジング91及び下側ハウジング92の長手方向の中間部を回動可能に連結している。連結部93は上側ハウジング91及び下側ハウジング92が回動するときの支点となっており、上側ハウジング91及び下側ハウジング92が連結部93を中心に回動することで、上側ホールド部911と下側ホールド部921とが接近又は離反する。なお、回動時の中心軸は連結部93の中心部を通っており、プローブCの長手方向と直交する方向に延びている。   The connecting portion 93 rotatably connects the longitudinal intermediate portions of the upper housing 91 and the lower housing 92. The connecting portion 93 serves as a fulcrum when the upper housing 91 and the lower housing 92 rotate. The upper housing 91 and the lower housing 92 rotate around the connecting portion 93, thereby The lower hold portion 921 approaches or separates. The central axis at the time of rotation passes through the central portion of the connecting portion 93 and extends in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the probe C.

ばね94は連結部93に配置されるものであり、ねじり方向に力量を発するねじりコイルばねである。ばね94はコイル部941と、コイル部941の両端部より接線方向に突出した支持部942とを備えている。ばね94は連結部93に取り付けられているものであり、コイル部941はその中心が、上側ハウジング91及び下側ハウジング92の中心となるように配置されている。そして、支持部942の一方は上側ハウジング91に他方は下側ハウジング92に取り付けられている。   The spring 94 is disposed in the connecting portion 93 and is a torsion coil spring that generates a force in the torsion direction. The spring 94 includes a coil portion 941 and a support portion 942 protruding in a tangential direction from both ends of the coil portion 941. The spring 94 is attached to the connecting portion 93, and the coil portion 941 is disposed so that the center thereof is the center of the upper housing 91 and the lower housing 92. One of the support portions 942 is attached to the upper housing 91 and the other is attached to the lower housing 92.

ばね4はプローブCに取り付けられるとき、元の状態よりもねじって反発力を発生するように取り付けられている。これにより、プローブCは閉じる方向、すなわち、上側ホールド部911と下側ホールド部921とが互いに圧接する方向に付勢されている。なお、ばね94の力が偏るとプローブCの開閉が不安定になりやすいので、ばね94は連結部93上のプローブCの短手方向の両端部に1個ずつ配置されている。   When the spring 4 is attached to the probe C, the spring 4 is attached so as to generate a repulsive force by twisting from the original state. Accordingly, the probe C is biased in the closing direction, that is, in the direction in which the upper hold portion 911 and the lower hold portion 921 are pressed against each other. Note that if the force of the spring 94 is biased, the opening and closing of the probe C is likely to become unstable. Therefore, one spring 94 is disposed at each end of the probe C on the connecting portion 93 in the short direction.

上側ホールド部911及び下側ホールド部921が接近離反するように開閉されることで、ばね4はねじられ、ばね4の反発力が上側ハウジング91及び下側ハウジング92に作用する。これにより、プローブCは、上側ホールド部911及び下側ホールド部921を手指に圧接させ、手指を挟持する。プローブCにおいて、上側ホールド部911及び下側ホールド部921から、手指への圧接力が所定の範囲内に入っているとき、プローブCはずれにくく、被検者が手指に不快感、苦痛を感じにくい。この接触圧力は、ばね94の力量によって決まるものである。   By opening and closing the upper hold portion 911 and the lower hold portion 921 so as to approach and separate, the spring 4 is twisted, and the repulsive force of the spring 4 acts on the upper housing 91 and the lower housing 92. As a result, the probe C presses the upper hold unit 911 and the lower hold unit 921 against the fingers and pinches the fingers. In the probe C, when the pressure contact force on the finger from the upper hold part 911 and the lower hold part 921 is within a predetermined range, the probe C is not easily displaced, and the subject is less likely to feel discomfort and pain to the finger. . This contact pressure is determined by the amount of force of the spring 94.

また、従来の手指に装着するプローブとして、例えば、特開平11−188019号公報や特開平7−236625号公報に記載されているプローブもある。特開平11−188019号公報に記載のプローブは、対向して配置された一対のハウジングと、一対のつまみ部と、前記一対のつまみ部を離間させる方向に付勢するばねとを備えており、前記一対のつまみ部が相互に接近すると前記一対のハウジングは離間し、逆に前記一対のつまみ部が相互に離間すると前記一対のハウジングが接近するように構成されている。この構成のプローブを用いることで、前記一対のハウジングの一方に備えられている発光素子と、他方に備えられている受光素子との光軸が指の太さに関係なく一定となる。   Moreover, as a probe to be mounted on a conventional finger, for example, there are probes described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 11-188019 and 7-236625. The probe described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-188019 includes a pair of housings arranged to face each other, a pair of knob portions, and a spring that urges the pair of knob portions in a direction to separate the pair of knob portions, The pair of housings are separated when the pair of knobs are close to each other, and conversely, the pair of housings are close when the pair of knobs are separated from each other. By using the probe with this configuration, the optical axes of the light emitting element provided in one of the pair of housings and the light receiving element provided in the other are constant regardless of the thickness of the finger.

また、特開平7−236625号公報に記載のプローブは、一対のアームと、前記一対のアームを連結する弾発性のある湾曲部材を備えている。そして、前記一対のアームは、被測定部位の接触する軟質部材と、その外側に設けられた硬質部材とを備えている。この構成によると、前記軟質部材が被検者の指と接触し、前記軟質部材が変形することで前記指への接触圧が調整される。   Moreover, the probe described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-236625 includes a pair of arms and a resilient bending member that connects the pair of arms. The pair of arms includes a soft member in contact with the part to be measured and a hard member provided on the outside thereof. According to this structure, the said soft member contacts with a subject's finger | toe, and the contact pressure to the said finger is adjusted because the said soft member deform | transforms.

特開平11−188019号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-188019 特開平7−236625号公報JP 7-236625 A

しかしながら、プローブCにはばね94を取り付けるための空間が狭く、ばね94として巻き数の少ないコイルばねが用いられており、ばね定数は大きくなる。ばね94のばね定数が大きいと、プローブCの開き量(ここでは、手指の太さ)が変化することで、ばね94の力量が急激に変化する。ばね94の力量は急激に変化するので、ずれにくく、不快感、苦痛を感じにくい開き量の範囲が狭くなる。すなわち、プローブCを細い手指に装着したときにずれにくく調整すると、太い手指に装着したときに不快感、苦痛を感じやすくなり、逆に太い手指に装着したときに不快感、苦痛を感じにくいように調整すると、細い手指に装着したときにずれやすくなる。   However, a space for attaching the spring 94 is narrow in the probe C, and a coil spring having a small number of turns is used as the spring 94, and the spring constant becomes large. When the spring constant of the spring 94 is large, the amount of opening of the probe C (in this case, the thickness of the finger) changes, so that the force of the spring 94 changes abruptly. Since the amount of force of the spring 94 changes abruptly, the range of the opening amount that is less likely to shift and less likely to cause discomfort and pain is narrowed. That is, if the probe C is adjusted to be difficult to shift when attached to a thin finger, it is easy to feel discomfort and pain when attached to a thick finger, and conversely, it is difficult to feel discomfort and pain when attached to a thick finger. When it is adjusted to, it becomes easy to shift when worn on a thin finger.

特開平11−188019号公報に記載のプローブでも同様に、細い手指に装着したときにずれないようにばねを調整すると、太い手指に装着したときの接触圧力が高くなり、被検者に不快感、苦痛を与えてしまう。逆に、太い手指に装着したときに適切な接触圧力となるようにばねを調整すると、細い手指に装着したときの接触圧力が不足し、前記プローブが不安定になり、正確な測定ができなくなる。   Similarly, in the probe described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-188019, if the spring is adjusted so that it does not shift when attached to a thin finger, the contact pressure when attached to a thick finger increases, which makes the subject uncomfortable. It will be painful. Conversely, if the spring is adjusted so that the contact pressure is appropriate when attached to a thick finger, the contact pressure when attached to a thin finger becomes insufficient, the probe becomes unstable, and accurate measurement cannot be performed. .

特開平7−236625号公報に記載のプローブで、前記軟質部材で細い手指に装着したときも、太い手指に装着したときも適切な接触圧力なるように調整した場合、前記軟質部材の厚みを厚くしなくてはならず、前記プローブは大きく、重くなり、被検者の装着時の負担が大きくなる。また、手指の太さが大きく異なると、前記軟質部材による接触圧の調整だけでは不十分な場合があり、被検者に不快感、苦痛を与えてしまったり、取り付けが不安定で、正確な測定ができなかったり等の不具合が生じることがある。   When the probe described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-236625 is adjusted so that an appropriate contact pressure is obtained when the soft member is attached to a thin finger or a thick finger, the thickness of the soft member is increased. The probe must be large and heavy, and the burden on the subject is increased. In addition, when the thickness of fingers is greatly different, adjustment of the contact pressure with the soft member may not be sufficient, which may cause discomfort and pain to the subject, unstable mounting, and accurate Problems such as inability to measure may occur.

そこで本発明は、装着される手指の太さにかかわらず、長時間にわたって、正確に生体情報を測定することができるとともに、被検者が装着されている手指に不快感、苦痛を低減することができるプローブを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention can accurately measure biological information over a long period of time regardless of the thickness of the finger to be worn, and reduce discomfort and pain to the finger on which the subject is worn. It is an object to provide a probe that can

上記目的を達成するため本発明は、一対のハウジングと、前記一対のハウジングを開閉可能となるように連結する連結部と、前記ハウジングの内部に配置されたばねとを有し、手指を挟持し生体情報を測定するプローブであって、前記ハウジングに配置されるばねの巻き数を調整する。   In order to achieve the above object, the present invention has a pair of housings, a connecting part that connects the pair of housings so as to be openable and closable, and a spring disposed inside the housing. A probe for measuring information, which adjusts the number of turns of a spring arranged in the housing.

この構成によると、前記配置場所に配置されるばねの巻き数を調整することで、ばね定数を調整することが可能である。ばね定数が低いばねを用いることで、前記プローブの開き量に対するばね定数の変化を低く抑えることができ、手指への接触圧力の変化量を低く抑えることができる。   According to this configuration, the spring constant can be adjusted by adjusting the number of turns of the spring arranged at the arrangement location. By using a spring having a low spring constant, the change of the spring constant with respect to the opening amount of the probe can be suppressed low, and the change amount of the contact pressure to the finger can be suppressed low.

手指の太さが変わったときの、前記手指へのプローブからの接触圧力の変化を低く抑えることができる。これにより、手指の太さにかかわらず、長期間連続して正確に、被験者が感じる不快感、苦痛を低減して生体情報を測定することができる生体情報測定用プローブを提供することが可能である。   When the thickness of the finger changes, the change in the contact pressure from the probe to the finger can be kept low. As a result, it is possible to provide a biological information measuring probe capable of measuring biological information while reducing discomfort and pain felt by the subject accurately and continuously for a long period of time regardless of the thickness of the fingers. is there.

上記構成において、前記一対のハウジングは前記連結部で互いに連結可能となるように連結されており、前記ばねは一方のハウジングの内部に前記手指と並ぶように配置されたコイルばねであり、他方のハウジングは、前記一方のハウジングに向かって突設し、先端部が前記一方のハウジングの内部に侵入するとともに前記ばねの端部と接続された突出部を備えていてもよい。   In the above configuration, the pair of housings are connected to each other at the connecting portion so that they can be connected to each other, and the springs are coil springs arranged in line with the fingers inside one housing, The housing may include a projecting portion that protrudes toward the one housing and has a tip portion that enters the inside of the one housing and is connected to an end portion of the spring.

上記構成において、前記一方のハウジングの内部には前記ばねの中心を貫通し、前記ばねが撓むのを抑制するばね支持軸を備えていてもよい。   The said structure WHEREIN: You may provide the spring support shaft which penetrates the center of the said spring and suppresses that the said spring bends inside the said one housing.

上記構成において、前記ばねは前記手指の長手方向と交差する方向に複数本配列されていてもよい。   In the above configuration, a plurality of the springs may be arranged in a direction intersecting with the longitudinal direction of the fingers.

上記構成において、前記ばねの少なくとも1つは圧縮されて反発力を出力する圧縮ばねであってもよく、前記ばねの少なくとも1つは引張られて反発力を出力する引張ばねであってもよい。   In the above configuration, at least one of the springs may be a compression spring that is compressed to output a repulsive force, and at least one of the springs may be a tension spring that is pulled to output a repulsive force.

本発明によると、装着される手指の太さにかかわらず、長時間にわたって、正確に生体情報を測定することができるとともに、被検者が装着されている手指に不快感、苦痛を低減することができるプローブを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to accurately measure biological information over a long period of time regardless of the thickness of a finger to be worn, and to reduce discomfort and pain on the finger on which the subject is worn. It is possible to provide a probe that can

本発明にかかるプローブを手指に装着した状態の斜視である。It is a perspective view in the state where the probe concerning the present invention was attached to a finger. 図1に示すプローブの断面図である。It is sectional drawing of the probe shown in FIG. 図2に示すプローブをIII−III線で切断した断面図である。It is sectional drawing which cut | disconnected the probe shown in FIG. 2 by the III-III line. プローブが開いたときの上側ハウジング及び下側ハウジングに作用するばねの反発力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship with the repulsive force of the spring which acts on the upper housing and lower housing when a probe opens. 本発明にかかるプローブの他の例の断面図である。It is sectional drawing of the other example of the probe concerning this invention. 本発明にかかるプローブの他の例の平面図である。It is a top view of the other example of the probe concerning the present invention. 従来のプローブの断面図である。It is sectional drawing of the conventional probe.

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明にかかるプローブを手指に装着した状態の斜視図であり、図2は図1に示すプローブの断面図であり、図3は図2に示すプローブをIII−III線で切断した断面図である。本発明にかかるプローブAは、ケーブルCaで測定装置に接続されおり、被検者の手指に装着し血中酸素飽和度(SpO2)及び脈拍を測定するパルスオキシメータ用のプローブである。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of the probe according to the present invention mounted on a finger, FIG. 2 is a cross-sectional view of the probe shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the probe shown in FIG. It is sectional drawing. The probe A according to the present invention is a probe for a pulse oximeter that is connected to a measuring device by a cable Ca and is attached to a finger of a subject and measures blood oxygen saturation (SpO2) and a pulse.

図1に示すように、プローブAは、手指の甲側に配置される上側ハウジング1と、手指の掌側に配置される下側ハウジング2と、上側ハウジング1と下側ハウジング2とを回転可能となるように連結する連結部3と、上側ハウジング1と下側ハウジング2とが閉じる方向に力を付勢するばね4とを備えている。   As shown in FIG. 1, the probe A can rotate the upper housing 1 disposed on the back side of the finger, the lower housing 2 disposed on the palm side of the finger, and the upper housing 1 and the lower housing 2. And a spring 4 that biases the force in a direction in which the upper housing 1 and the lower housing 2 are closed.

上側ハウジング1は手指の甲側と接触する上側ホールド部11を備えている。また、下側ハウジング2は手指の掌側と接触する下側ホールド部21を備えている。上側ホールド部11と下側ホールド部21とは手指を押圧する部材である。上側ホールド部11又は下側ホールド部21は手指に密着するものが好ましく、発泡ウレタン樹脂や、ゲル状の樹脂のように手指の形状にあわせて変形する材料を採用することができる。   The upper housing 1 includes an upper holding portion 11 that comes into contact with the back side of the finger. The lower housing 2 includes a lower holding portion 21 that comes into contact with the palm side of the finger. The upper hold unit 11 and the lower hold unit 21 are members that press a finger. The upper hold part 11 or the lower hold part 21 is preferably in close contact with the finger, and a material that deforms in accordance with the shape of the finger, such as urethane foam resin or gel-like resin, can be used.

上側ハウジング1には、手指に対して、測定に必要な波長の光(パルスオキシメータの場合、約660nm:赤色光、約880nm:赤外光の異なる2波長)を出射できる発光部12を備えられている。発光部12としては、LEDが用いられているが、それに限定されるものではなく、所定波長の光を出射することができる光源(例えば、放電管、レーザ光源等)を広く採用することが可能である。上側ハウジング1の連結部3を挟んで上側ホールド部11と反対側の部分には、下側ハウジング2に向かって突出する突出部10が形成されている。   The upper housing 1 includes a light emitting unit 12 that can emit light of a wavelength necessary for measurement (in the case of a pulse oximeter, about 660 nm: red light, about 880 nm: two different wavelengths of infrared light) to the finger. It has been. Although the LED is used as the light emitting unit 12, the light emitting unit 12 is not limited thereto, and a light source (for example, a discharge tube, a laser light source, etc.) capable of emitting light of a predetermined wavelength can be widely used. It is. A protruding portion 10 that protrudes toward the lower housing 2 is formed at a portion opposite to the upper holding portion 11 across the connecting portion 3 of the upper housing 1.

下側ハウジング2には、発光部12より出射され手指を透過した光を受光し、その光量を電気信号に変換する受光部22が備えられている。受光部22は、シリコンフォトダイオードである。しかしながら、これに限定されるものではなく、発光部12より出射され、手指を透過した光を電気信号に変換することができる素子を広く採用することができる。下側ハウジング2はばね4が配置されるばね取付部20を備えている。上側ハウジング1の突出部10及び下側ハウジング2のばね取付部20の詳細については後述する。   The lower housing 2 is provided with a light receiving portion 22 that receives light emitted from the light emitting portion 12 and transmitted through the finger and converts the light amount into an electrical signal. The light receiving unit 22 is a silicon photodiode. However, the present invention is not limited to this, and an element that can convert light emitted from the light emitting unit 12 and transmitted through the finger into an electric signal can be widely used. The lower housing 2 includes a spring mounting portion 20 in which the spring 4 is disposed. Details of the protruding portion 10 of the upper housing 1 and the spring mounting portion 20 of the lower housing 2 will be described later.

連結部3は、上側ハウジング1の中間部に形成された上側連結部31と、下側ハウジング2の中間部に形成された下側連結部32とを有している。上側連結部31と下側連結部32とは重なるように配置され、それぞれ、下側ハウジング2及び上側ハウジング1に摺動可能に支持されている。上側ハウジング1及び下側ハウジング2は連結部3を中心に可動範囲内で自在に回動することで、上側ホールド部11と下側ホールド部21とが接近又は離反する。なお、上側連結部31又は下側連結部32は回動中心がずれないように、軸が挿通されていてもよい。また、上側ハウジング1及び下側ハウジング2は連結部3を挟んで上側ホールド部11及び下側ホールド部21が備えられているのと反対側の端部を接近/離反させることで、上側ホールド部11と下側ホールド部21とを離反/接近させることができる。   The connecting portion 3 has an upper connecting portion 31 formed at the intermediate portion of the upper housing 1 and a lower connecting portion 32 formed at the intermediate portion of the lower housing 2. The upper connecting portion 31 and the lower connecting portion 32 are arranged so as to overlap with each other, and are slidably supported by the lower housing 2 and the upper housing 1, respectively. The upper housing 1 and the lower housing 2 rotate freely within the movable range around the connecting portion 3, so that the upper hold portion 11 and the lower hold portion 21 approach or separate from each other. In addition, the axis | shaft may be penetrated so that the upper connection part 31 or the lower connection part 32 may not shift | deviate a rotation center. Further, the upper housing 1 and the lower housing 2 are made to approach / separate an end portion on the opposite side to the upper holding portion 11 and the lower holding portion 21 with the connecting portion 3 interposed therebetween, so that the upper holding portion 11 and the lower holding part 21 can be separated / approached.

ばね4は軸方向の変化によって(延びる方向に)力を発生するコイルばね(いわゆる圧縮ばね)である。図2、図3に示すように、ばね4はばね取付部20に配置されている。ばね取付部20は下側ハウジング2の内部に形成されている。ばね取付部20はばね4の一方の端部が当接する平面状のばね受け部201と、ばね受け部201より並んで突設され、ばね4が外嵌される2本のばね支持軸202とを備えている。2本のばね4が2本のばね支持軸202のそれぞれに外嵌されて保持されている。プローブAにおいてばね取付部20は下側ハウジング2の長手方向に沿って形成されており、ばね4として長いばねを用いることが可能である。また、ばね4は2本に限定されるものではなく、力をバランスよく突出部10に作用させることができる本数を広く採用することができる。   The spring 4 is a coil spring (so-called compression spring) that generates a force by a change in the axial direction (in the extending direction). As shown in FIGS. 2 and 3, the spring 4 is disposed in the spring mounting portion 20. The spring mounting portion 20 is formed inside the lower housing 2. The spring mounting portion 20 includes a flat spring receiving portion 201 with which one end of the spring 4 abuts, and two spring support shafts 202 that are juxtaposed from the spring receiving portion 201 and on which the spring 4 is fitted. It has. Two springs 4 are externally fitted and held on each of the two spring support shafts 202. In the probe A, the spring mounting portion 20 is formed along the longitudinal direction of the lower housing 2, and a long spring can be used as the spring 4. Further, the number of springs 4 is not limited to two, and the number of springs 4 that can cause force to act on the protruding portion 10 in a well-balanced manner can be widely used.

ばね4のばね受け部201と当接しているのと反対側の端部は、ばね取付部20の外部に突出している。そして、上側ハウジング1に形成されている突出部10の先端がばね4の他方の端部と当接している。ばね4はばね取付部20に配置されるときに、予め圧縮されて配置されている。これにより、プローブAが閉じた状態(上側ホールド部11と下側ホールド部21とが接触した状態:初期状態という)のとき、ばね4は突出部10の先端を押している。突出部10の先端が押されることで、突出部10及び突出部10が形成されている上側ハウジング1は連結部3を中心に回転する方向に力が付勢される。また、ばね受け部201がばね4に押されることで、下側ハウジング2が連結部3を中心に上側ハウジング1と反対方向に回転させる力が付勢される。これにより、プローブAは初期状態において、ばね4の反発力で上側ホールド部11と下側ホールド部21とが互いに相手と密着している。   The end of the spring 4 opposite to the spring receiving portion 201 is in contact with the spring mounting portion 20. The tip of the protrusion 10 formed on the upper housing 1 is in contact with the other end of the spring 4. When the spring 4 is disposed on the spring mounting portion 20, the spring 4 is disposed in a compressed state in advance. Thereby, when the probe A is in a closed state (a state in which the upper hold portion 11 and the lower hold portion 21 are in contact with each other: an initial state), the spring 4 presses the tip of the protruding portion 10. When the tip of the protrusion 10 is pushed, the force is urged in the direction in which the protrusion 10 and the upper housing 1 in which the protrusion 10 is formed rotate around the connecting portion 3. Further, when the spring receiving portion 201 is pushed by the spring 4, a force that causes the lower housing 2 to rotate in the direction opposite to the upper housing 1 around the connecting portion 3 is biased. Thereby, in the initial state, the upper hold portion 11 and the lower hold portion 21 are in close contact with each other due to the repulsive force of the spring 4.

また、プローブAが開かれると、上側ハウジング1の回動にあわせて突出部10が連結部3回りに回動する。突出部10の先端はばね4と接触しており、ばね4の反発力によって回動と反対側に力が付勢される。この状態で手指を挟持することで、上側ホールド部11及び下側ホールド部21が手指を接触押圧することができる。なお、手指を挟持するときに上側ホールド部11及び下側ホールド部21から手指に作用する接触圧力が所定の圧力よりも小さくなると、上側ホールド部11及び下側ホールド部21と手指との摩擦力が低下し、プローブAがずれたり、脱落したりしやすくなる。また、接触圧力が一定の圧力よりも大きくなると、被検者がプローブAが取り付けられている手指に不快感、苦痛を感じる。   When the probe A is opened, the protruding portion 10 rotates around the connecting portion 3 in accordance with the rotation of the upper housing 1. The tip of the protrusion 10 is in contact with the spring 4, and a force is urged to the opposite side of the rotation by the repulsive force of the spring 4. By holding the fingers in this state, the upper hold unit 11 and the lower hold unit 21 can contact and press the fingers. In addition, if the contact pressure which acts on a finger from the upper hold part 11 and the lower hold part 21 when the fingers are clamped becomes smaller than a predetermined pressure, the frictional force between the upper hold part 11 and the lower hold part 21 and the finger. Decreases, and the probe A is easily displaced or dropped off. Further, when the contact pressure becomes larger than a certain pressure, the subject feels discomfort and pain in the finger to which the probe A is attached.

プローブAにおいて、上側ホールド部11及び下側ホールド部21から手指に及ぼされる接触圧力はばね4の力量によって決定される。ここで本発明にかかるプローブAに用いられているばね4の力量について図面を参照して説明する。図4はプローブが開いたときの上側ハウジング及び下側ハウジングに作用するばねの反発力との関係を示す図である。図4において、縦軸はばねから上側ハウジング及び下側ハウジングに付勢される力量、横軸はプローブの開き量である。ここでプローブの開き量とは上側ホールド部11と下側ホールド部21との間の隙間を示すものである。   In the probe A, the contact pressure exerted on the finger from the upper hold portion 11 and the lower hold portion 21 is determined by the amount of force of the spring 4. Here, the force of the spring 4 used in the probe A according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the repulsive force of the springs acting on the upper housing and the lower housing when the probe is opened. In FIG. 4, the vertical axis represents the amount of force urged from the spring to the upper housing and the lower housing, and the horizontal axis represents the opening amount of the probe. Here, the opening amount of the probe indicates a gap between the upper side holding part 11 and the lower side holding part 21.

まず、ばねから上側ハウジング及び下側ハウジングに作用する力量と、上側ホールド部及び下側ホールド部から手指に作用する接触圧力について説明する。手指にかかる接触圧力はプローブAの構造上、ばね4の力量によって決まっており、プローブAがずれたり、脱落したりしない接触圧力を発生させるためのばね4の力量をP1、被検者が手指に不快感、苦痛を感じない接触圧力を発生させるためのばね4の力量をP2とする。   First, the amount of force acting on the upper housing and the lower housing from the spring and the contact pressure acting on the finger from the upper hold portion and the lower hold portion will be described. The contact pressure applied to the finger is determined by the force of the spring 4 due to the structure of the probe A. The force of the spring 4 for generating the contact pressure for preventing the probe A from shifting or dropping off is P1, and the subject is Let P2 be the force of the spring 4 for generating a contact pressure that does not cause discomfort and pain.

図4に示すように、力量と開き量との関係が直線L1で示されるばねを用いたプローブAでは、開き量がO1−O2の範囲にあるとき、ばねからの力量がP1とP2との間のハッチング部に収まっている。このプローブAは開き量がO1−O2の間、手指からずれず、被検者に不快感、苦痛を与えずに、生体情報の測定を行うことができる。   As shown in FIG. 4, in the probe A using the spring in which the relationship between the force amount and the opening amount is indicated by the straight line L1, when the opening amount is in the range of O1-O2, the force amount from the spring is P1 and P2. It fits in the hatched area. This probe A is capable of measuring biological information without being disengaged from the fingers while the opening amount is O1-O2, and without causing discomfort and pain to the subject.

また、直線L1よりも傾きのゆるい直線L2で表されるばねを用いたプローブでは、開き量がO2−O3の範囲にあるとき、手指からずれず、被検者に不快感、苦痛を与えずに、生体情報の測定を行うことができる。   In addition, in the probe using the spring represented by the straight line L2 having a gentler slope than the straight line L1, when the opening amount is in the range of O2-O3, the probe does not deviate from the finger and does not cause discomfort and pain to the subject. In addition, measurement of biological information can be performed.

図4において、開き量の範囲はO1−O2よりも開きO2−O3の方が広い。すなわち、直線の傾きがゆるくなると、直線が力量P1−P2の間に入るときの開き量の範囲が広くなることがわかる。直線の傾きはばね4のばね定数によって決まり、すなわち、ばね定数が小さいほど、直線の傾きが緩く、手指からずれず、被検者に不快感、苦痛を与えない開き量の範囲が広くなる。   In FIG. 4, the range of the opening amount is wider in the opening O2-O3 than in the O1-O2. In other words, it can be seen that when the inclination of the straight line becomes gentle, the range of the opening amount when the straight line enters between the force quantities P1 and P2 is widened. The inclination of the straight line is determined by the spring constant of the spring 4, that is, the smaller the spring constant is, the more the straight line becomes slanted and does not deviate from the fingers, and the range of the opening amount that does not cause discomfort and pain to the subject becomes wider.

コイルばねにおいて、ばね定数は一般的にばねの巻き数を増やすことで小さくすることができる。プローブAではばね取付部20が長く、ばね取付部20に配置されるばね4の長さが長い。よって、ばね4は巻き数の調整幅が広く、ばね定数の調整幅も広くなる。これにより、プローブAでは、手指からずれず、被検者に不快感、苦痛を与えずに測定可能な手指の太さの範囲を広くすることが可能である。   In coil springs, the spring constant can generally be reduced by increasing the number of turns of the spring. In the probe A, the spring mounting portion 20 is long, and the length of the spring 4 disposed on the spring mounting portion 20 is long. Therefore, the spring 4 has a wide adjustment range for the number of turns and a wide adjustment range for the spring constant. Thereby, in the probe A, it is possible to widen the range of the thickness of the finger that can be measured without causing discomfort and pain to the subject without shifting from the finger.

図4において、さらにばねのばね定数を小さくしたばねを用いたときのばねの力量と開き量との関係を直線L3に示す。直線L3は、プローブAの開き量が測定可能な範囲O1−O4全域において、ばねの力量がP1−P2の間に入っている。すなわち、直線L3で示される特徴を有するばねを用いることで、プローブAは開き量にかかわらず、手指からずれず、被検者に不快感、苦痛を与えずに、生体情報の測定を行うことができる。なお、直線L3では、開き量が0のときの力量がほかの例に比べて大きくなるように設定されている。開き量0のときのばね4の力量はばね4を取り付けるとき、自然長からの圧縮長さによって決定するものである。   In FIG. 4, the relationship between the amount of spring force and the amount of opening when a spring having a smaller spring constant is used is shown by a straight line L3. In the straight line L3, the amount of spring force is between P1 and P2 in the entire range O1-O4 in which the opening amount of the probe A can be measured. In other words, by using a spring having the characteristic indicated by the straight line L3, the probe A can measure biological information without being displaced from the finger regardless of the amount of opening and without causing discomfort and pain to the subject. Can do. In addition, in the straight line L3, the force when the opening amount is 0 is set to be larger than in other examples. The amount of force of the spring 4 when the opening amount is 0 is determined by the compression length from the natural length when the spring 4 is attached.

プローブAにおいてばね4が取り付けられるばね取付部20は下側ホールド部21と同程度の長さを有している。ばね4はばね取付部20に圧縮されて取り付けられるが、ばね取付部20の長さが長いので、取付時のばね4を圧縮する長さ、すなわち、反発力の調整を細かく行うことができる。図示を省略しているが、ばね4の長さを調整するために、ばね支持部202に外嵌される円筒形状のスペーサを用いることで容易に行うことが可能である。また、ばね受け部201をばね支持軸202の軸方向に摺動可能且つ所定の位置で固定できるように形成しておき、任意に調整するようにしてもよい。   The spring attachment portion 20 to which the spring 4 is attached in the probe A has the same length as the lower hold portion 21. The spring 4 is compressed and attached to the spring attachment portion 20, but since the length of the spring attachment portion 20 is long, the length for compressing the spring 4 at the time of attachment, that is, the repulsive force can be finely adjusted. Although not shown in the drawings, it is possible to easily perform the adjustment by using a cylindrical spacer that is externally fitted to the spring support portion 202 in order to adjust the length of the spring 4. Further, the spring receiving portion 201 may be formed so as to be slidable in the axial direction of the spring support shaft 202 and fixed at a predetermined position, and may be arbitrarily adjusted.

また、ばね定数が小さくなるとばねは湾曲しやすくなるが、ばね4がばね支持軸202に外嵌しているので、ばね4の反発力の発生方向はばね支持軸202の軸方向に規制される。これにより、ばね4の曲がりによって力の作用方向がずれ、プローブAの締め付けの力量が不足するのを抑制することができる。   Further, when the spring constant is reduced, the spring is likely to be bent. However, since the spring 4 is externally fitted to the spring support shaft 202, the direction in which the repulsive force of the spring 4 is generated is restricted to the axial direction of the spring support shaft 202. . Thereby, it is possible to suppress the force acting direction from being shifted due to the bending of the spring 4 and the amount of tightening force of the probe A from being insufficient.

また、ばね4がばね支持軸202に外嵌するので、ばね4の長さを短くして、巻き数を少なくすることも可能である。例えば、被検者を子供に限定されたプローブの場合、測定可能な手指の太さはあまり太くなく、力量が開き量の少ない変化で変化するばねを用いることが可能である。ばね4の端部と突出部10との間に配置され、支持軸202に外嵌された円筒状のスペーサを用いることで短いばねも使用可能である。また、ばね取り付け部20の形状がばね4を湾曲しないように保持できる形状の場合、ばね支持軸202を備えていなくてもよい。   Further, since the spring 4 is fitted on the spring support shaft 202, the length of the spring 4 can be shortened to reduce the number of turns. For example, in the case of a probe in which the subject is limited to children, it is possible to use a spring whose measurable finger thickness is not so thick and whose force changes with a small opening amount. A short spring can be used by using a cylindrical spacer that is disposed between the end of the spring 4 and the protruding portion 10 and is externally fitted to the support shaft 202. Further, when the shape of the spring mounting portion 20 is a shape that can hold the spring 4 so as not to bend, the spring support shaft 202 may not be provided.

本発明にかかるプローブの他の例について図面を参照して説明する。図5は本発明にかかるプローブの他の例の断面図である。図5に示すプローブA2は、下側ハウジング2のばね取付部23が異なる以外は図2に示すプローブAと同じ構造を有しており、実質上同じ部分には同じ符号が付してある。また、実質上同じ部分の詳細な説明に関しては省略する。   Another example of the probe according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a sectional view of another example of the probe according to the present invention. The probe A2 shown in FIG. 5 has the same structure as the probe A shown in FIG. 2 except that the spring mounting portion 23 of the lower housing 2 is different, and substantially the same parts are denoted by the same reference numerals. Detailed descriptions of substantially the same parts are omitted.

図5に示すように、プローブA2のばね取付部23は、連結部3に対して下側ホールド部21と反対側に形成されている。そして、ばね取付部23に取り付けられるばね4は引張られることで発揮する(縮む方向に力を発揮する)コイルばね(いわゆる引張コイルばね)である。ばね取付部23は中空空間を備えており、中空空間の奥側にはばね4を保持するばね保持部231が形成されている。またばね4のばね保持部231と反対側の端部は突出部10の先端に固定されている。   As shown in FIG. 5, the spring mounting portion 23 of the probe A <b> 2 is formed on the opposite side of the lower holding portion 21 with respect to the connecting portion 3. The spring 4 attached to the spring attachment portion 23 is a coil spring (a so-called tension coil spring) that is exhibited by being pulled (exhibits a force in a contracting direction). The spring mounting portion 23 has a hollow space, and a spring holding portion 231 that holds the spring 4 is formed on the inner side of the hollow space. The end of the spring 4 opposite to the spring holding portion 231 is fixed to the tip of the protruding portion 10.

ばね4は予め伸ばされた状態でばね取付部23に取り付けられる。突出部10がばね4に引張られ、上側ハウジング1は連結部3を支点として、上側ホールド部11が下側ホールド部21と接触する方向に付勢される。下側ハウジング2はばね保持部231がばね4に引張られ下側ハウジング2は連結部3を支点として、下側ホールド部21が上側ホールド部11と接触する方向に付勢される。これにより、プローブA2は上側ホールド部11と下側ホールド部21が密着した(閉じた)状態になっている。   The spring 4 is attached to the spring attachment portion 23 in a state where it is stretched in advance. The protruding portion 10 is pulled by the spring 4, and the upper housing 1 is urged in a direction in which the upper hold portion 11 contacts the lower hold portion 21 with the connecting portion 3 as a fulcrum. In the lower housing 2, the spring holding portion 231 is pulled by the spring 4, and the lower housing 2 is biased in a direction in which the lower hold portion 21 contacts the upper hold portion 11 with the connecting portion 3 as a fulcrum. Thus, the probe A2 is in a state where the upper hold portion 11 and the lower hold portion 21 are in close contact (closed).

このように、ばねとして引張コイルばねを用いることで、ばね4のばね定数にかかわらず、ばね4による力量の発生方向が安定する。よって、ばねの力量方向の調整が容易である。   As described above, by using the tension coil spring as the spring, the direction in which the force is generated by the spring 4 is stabilized regardless of the spring constant of the spring 4. Therefore, adjustment in the direction of the force amount of the spring is easy.

本発明にかかるプローブの他の例について図面を参照して説明する。図6は本発明にかかるプローブの他の例の平面図である。なお、プローブAと実質上同じ部分の詳細な説明は省略する。図6に示すプローブBは、上側ハウジング1と、下側ハウジング2と、上側ハウジング1と下側ハウジング2とを連結する連結部3と、上側ハウジング1及び下側ハウジング2とを付勢するばね5とを備えている。上側ハウジング1及び下側ハウジング2は手指と接触し手指を保持する上側ホールド部11及び下側ホールド部21を備えている。   Another example of the probe according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a plan view of another example of the probe according to the present invention. Detailed description of substantially the same parts as the probe A will be omitted. The probe B shown in FIG. 6 includes an upper housing 1, a lower housing 2, a connecting portion 3 that connects the upper housing 1 and the lower housing 2, and a spring that biases the upper housing 1 and the lower housing 2. And 5. The upper housing 1 and the lower housing 2 include an upper hold portion 11 and a lower hold portion 21 that come into contact with fingers and hold the fingers.

連結部3には上側ハウジング1及び下側ハウジング2の回転中心となる連結軸33が備えられている。ばね5はねじられることで反発するねじりコイルばねである。ばね5はコイル状に巻かれたコイル部51と、コイル部51の端部より接線方向に延びる支持部52、53とを備えている。また、支持部52、53は先端部がコイル部51と平行となるように、コイル部51側に曲げられて形成された押え部521、531を備えている。   The connecting portion 3 is provided with a connecting shaft 33 that serves as a rotation center of the upper housing 1 and the lower housing 2. The spring 5 is a torsion coil spring that repels when twisted. The spring 5 includes a coil portion 51 wound in a coil shape and support portions 52 and 53 extending in a tangential direction from the end portion of the coil portion 51. Further, the support parts 52 and 53 are provided with holding parts 521 and 531 which are bent and formed on the coil part 51 side so that the tip part is parallel to the coil part 51.

ばね5はコイル部51の内部を連結軸33が貫通するように配置されている。そして、支持部52の押え部521が上側ハウジング1と、支持部53の押え部531が下側ハウジング2と接触して配置されている。ばね5は予めねじられてプローブBに取り付けられており、上側ハウジング1及び下側ハウジング2に対し、上側ホールド部11及び下側ホールド部21が接触する方向にばね5の反発力が作用している。   The spring 5 is arranged so that the connecting shaft 33 penetrates the inside of the coil portion 51. The presser portion 521 of the support portion 52 is disposed in contact with the upper housing 1, and the presser portion 531 of the support portion 53 is in contact with the lower housing 2. The spring 5 is pre-twisted and attached to the probe B, and the repulsive force of the spring 5 acts on the upper housing 1 and the lower housing 2 in the direction in which the upper hold portion 11 and the lower hold portion 21 are in contact. Yes.

ばね5のコイル部51は連結部3の長さと略同じ長さを有している。よって、コイル部51は巻き線の巻き数を多くすることが可能であり、ばね定数を広い範囲で設定することが可能である。なお、ばね定数を小さくすることで、プローブBの開き量に対するばね5の力量の変化を小さくすることができ、ばね5の力量が所定の範囲内に入るときのプローブBの開き量の範囲を広くすることが可能である。   The coil portion 51 of the spring 5 has substantially the same length as the length of the connecting portion 3. Therefore, the coil part 51 can increase the number of windings, and can set the spring constant in a wide range. By reducing the spring constant, the change in the force amount of the spring 5 relative to the opening amount of the probe B can be reduced, and the range of the opening amount of the probe B when the force amount of the spring 5 falls within a predetermined range. It can be widened.

プローブBにおいて、ずれにくく、且つ、不快感、苦痛を感じにくい手指の太さの範囲を広くすることができる。これにより、多くの被検者に対して共通のプローブで、不快感、苦痛を与えずに長時間、継続して正確な生体情報の測定を行うことが可能である。   In the probe B, it is possible to widen the range of finger thicknesses that are less likely to be displaced and that are less likely to cause discomfort and pain. Thereby, it is possible to measure accurate biological information continuously for a long time without causing discomfort and pain with a common probe for many subjects.

上記実施形態の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮するものはない。本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。   The description of the above embodiment is for explaining the present invention, and does not limit the invention described in the claims or reduce the scope thereof. It is needless to say that each part configuration of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the technical scope described in the claims.

本発明にかかるプローブは手指に装着し、長時間、継続して脈拍や血中酸素飽和度を測定する光電脈波測定装置の測定用プローブとして用いることが可能である。   The probe according to the present invention can be used as a measurement probe of a photoelectric pulse wave measuring apparatus that is attached to a finger and continuously measures a pulse and blood oxygen saturation for a long time.

A プローブ
1 上側ハウジング
11 上側ホールド部
12 発光部
2 下側ハウジング
21 下側ホールド部
22 受光部
3 連結部
4 ばね
5 ばね
A Probe 1 Upper housing 11 Upper hold portion 12 Light emitting portion 2 Lower housing 21 Lower hold portion 22 Light receiving portion 3 Connecting portion 4 Spring 5 Spring

Claims (5)

一対のハウジングと、
前記一対のハウジングを回動により開閉可能となるように連結する連結部と、
前記ハウジングの内部に配置されたばねとを有し、手指を挟持し生体情報を測定する生体情報測定用プローブであって、
前記ばねは一方の前記ハウジングの内部に前記手指と並ぶように配置して前記一方のハウジングの長手方向の一端部に一端を接続されたコイルばねであり、
他方のハウジングは、前記一方のハウジングに向かって突設して先端部が前記連結部を挟んで前記一端部の反対側に配される突出部を有し、前記先端部に前記ばねの他端が接続されることを特徴とする生体情報測定用プローブ。
A pair of housings;
A connecting portion for connecting the pair of housings so as to be opened and closed by rotation ;
A biological information measuring probe for measuring biological information by holding a finger and having a spring disposed inside the housing,
The spring is a coil spring arranged in one of the housings so as to be aligned with the fingers and having one end connected to one end in the longitudinal direction of the one housing,
The other housing has a projecting portion that protrudes toward the one housing and has a distal end portion disposed on the opposite side of the one end portion with the coupling portion interposed therebetween, and the other end of the spring at the distal end portion. A biological information measuring probe characterized by being connected .
前記一方のハウジングの内部には前記ばねの中心を貫通し、前記ばねが撓むのを抑制するばね支持軸を備えている請求項1に記載の生体情報測定用プローブ。 The biological information measuring probe according to claim 1 , further comprising a spring support shaft that passes through a center of the spring and suppresses bending of the spring inside the one housing . 前記ばねは前記手指の長手方向と交差する方向に複数本配列されている請求項2に記載の生体情報測定用プローブ。 The biological information measuring probe according to claim 2, wherein a plurality of the springs are arranged in a direction crossing a longitudinal direction of the fingers . 前記ばねの少なくとも1つは圧縮されて反発力を出力する圧縮ばねである請求項2又は請求項3に記載の生体情報測定用プローブ。 The biological information measuring probe according to claim 2, wherein at least one of the springs is a compression spring that is compressed to output a repulsive force . 前記ばねの少なくとも1つは引張られて反発力を出力する引張ばねである請求項2から請求項4のいずれかに記載の生体情報測定用プローブ。 The biological information measuring probe according to claim 2, wherein at least one of the springs is a tension spring that is pulled to output a repulsive force .
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