JP2002272708A - Physical condition judgment method and instrument - Google Patents
Physical condition judgment method and instrumentInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、人間の体調判定、
特に人間のストレス、疲労、そして覚醒に関する体調を
判定する方法および装置の技術分野に属するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
In particular, it belongs to the technical field of a method and an apparatus for determining a physical condition related to human stress, fatigue, and arousal.
【０００２】[0002]
【従来技術】今日、人間の体調を判定するにあたり、ス
トレス、疲労、そして覚醒（眠気）の判定をし、これら
によって体調判定をすることが提唱されている。そして
従来、人間のストレスの判定は、脈拍数の変化や皮膚イ
ンピーダンスの変化から判定し、また、疲労の判定は血
中酸素飽和度の変化から判定し、さらに、覚醒の判定
は、瞬目（ＣＣＤ、筋電位）や皮膚インピーダンスの変
化から判定している。2. Description of the Related Art Today, it has been proposed to judge the physical condition of a human by determining stress, fatigue, and arousal (sleepiness), and by using these judgments. Conventionally, human stress is determined from changes in pulse rate and skin impedance, fatigue is determined from changes in blood oxygen saturation, and arousal is determined by blinking ( (CCD, myoelectric potential) and changes in skin impedance.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したス
トレスの判定方法において、脈拍数の変化で判定しよう
としたときに、運動時とストレス時との区別をすること
が難しいという問題があり、また皮膚インピーダンスは
環境の影響を受けやすいこともあって、正確な判定をす
ることが難しいという問題がある。また、疲労判定方法
として血中酸素飽和濃度は、覚醒度が低下したときにも
低下するため、疲労度と覚醒度との区別がつかず、正確
な疲労度の判定ができないという問題がある。さらに覚
醒度の判定であるが、ＣＣＤでの測定は、測定ターゲッ
トを的確に捕らえられず、誤差が大きいという問題があ
る。さらに、皮膚インピーダンスは、環境の影響を受け
やすく、精度が悪いという問題があり、ここに本発明の
解決すべき課題がある。さらには、これら判定をしよう
とする場合、電極を皮膚に付けたりする必要があって面
倒かつ煩雑であるという問題があり、ここにも本発明が
解決すべき課題がある。However, in the above-described method of determining stress, there is a problem that it is difficult to distinguish between exercise and stress when trying to determine the change in pulse rate. There is a problem that it is difficult to make an accurate determination because the skin impedance is easily affected by the environment. Further, as a method for judging fatigue, the blood oxygen saturation concentration also decreases when the arousal level decreases, so that there is a problem that it is not possible to distinguish between the fatigue level and the arousal level, and it is not possible to accurately determine the fatigue level. Furthermore, in the determination of the arousal level, the measurement using the CCD has a problem that the measurement target cannot be accurately captured and a large error occurs. Furthermore, there is a problem that the skin impedance is easily affected by the environment and the accuracy is poor, and there is a problem to be solved by the present invention. Furthermore, when making these determinations, it is necessary to attach electrodes to the skin, which is troublesome and complicated, and there is a problem to be solved by the present invention.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作
されたものであって、方法の発明としては、血液循環に
よって生じる脈波を実測した脈波測定値に基づいて体調
の判定をするようにしたことを特徴とする体調判定方法
である。このものにおいて、実測される脈波測定値は、
酸素が担持されたヘモグロビンと担持されていないヘモ
グロビンの各流量に対応するものであることを特徴とす
ることができ、さらにこのものにおいて、酸素担持のヘ
モグロビンと酸素担持のないヘモグロビンの脈波測定値
は、各対応する赤外線の発受光によるものであることを
特徴とすることができる。またさらにこのものにおい
て、脈波測定値から、酸素担持のヘモグロビンのピーク
値、酸素担持のないヘモグロビンのピーク値、酸素担持
または担持のないヘモグロビンのピーク値間の時間、酸
素担持または担持のないヘモグロビンの高低ピーク値の
差値であることを特徴とすることができる。さらにこれ
らにおいて、判定される体調は、ストレス、疲労、覚醒
の少なくとも一つであり、この場合に、ストレスの判定
は、酸素担持のヘモグロビンのピーク値が減少傾向で、
酸素担持のないヘモグロビンのピーク値が減少傾向で、
ピーク値間の時間が短くなる傾向で、高低ピーク値の差
値が増加傾向であることの少なくとも二つの傾向がある
ことから判定されることを特徴とすることができる。ま
た、疲労の判定は、酸素担持のないヘモグロビンのピー
ク値が増加傾向で、高低ピーク値の差値が減少傾向であ
ることから判定されることを特徴とすることができる。
さらにまた、覚醒または眠気の判定は、酸素担持のヘモ
グロビンのピーク値が増加傾向で、酸素担持のないヘモ
グロビンのピーク値が増加傾向で、ピーク値間の時間が
長くなる傾向で、高低ピーク値の差値が増加傾向である
ことの少なくとも二つの傾向があることから判定される
ことを特徴とすることができる。一方、装置の発明は、
血液循環によって生じる脈波のうち酸素が担持されたヘ
モグロビンと担持されていないヘモグロビンの各流量の
測定をする測定手段と、該測定された脈波測定値から、
酸素担持のヘモグロビンのピーク値、酸素担持のないヘ
モグロビンのピーク値、酸素担持または担持のないヘモ
グロビンのピーク値間の時間、酸素担持または担持のな
いヘモグロビンの高低ピーク値の差値の各データ値を演
算する演算手段と、これら演算したデータ値を記憶する
記憶手段と、該記憶したデータに基づき、酸素担持のヘ
モグロビンのピーク値が減少傾向で、酸素担持のないヘ
モグロビンのピーク値が減少傾向で、ピーク値の間隔が
短くなる傾向で、高低ピーク値の差が増加傾向であるこ
との少なくとも二つの傾向があることから判定されるス
トレス判定、酸素担持のないヘモグロビンのピーク値が
増加傾向で、高低ピーク値の差が減少傾向であることか
ら判定される疲労判定、酸素担持のヘモグロビンのピー
ク値が増加傾向で、酸素担持のないヘモグロビンのピー
ク値が増加傾向で、ピーク値の間隔が長くなる傾向で、
高低ピーク値の差が増加傾向であることの少なくとも二
つの傾向があることから判定される覚醒判定ののうちの
少なくとも一つの判定をする体調判定手段とを備えて構
成されることを特徴とする体調判定装置である。そして
このようにすることで、脈波の測定という簡単な測定に
より、人間の体調を判定することができる。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve these problems in view of the above-mentioned circumstances, and a method invention includes a method of detecting a pulse wave generated by blood circulation. This is a physical condition determination method, wherein the physical condition is determined based on the actually measured pulse wave measurement value. In this one, the measured pulse wave value is
Oxygen-carrying hemoglobin and non-carrying hemoglobin can be characterized as corresponding to the respective flow rates, and further, in this, pulse wave measurement values of oxygen-carrying hemoglobin and oxygen-carrying hemoglobin Can be characterized by the emission and reception of each corresponding infrared ray. Furthermore, in this, from the pulse wave measurement, the peak value of hemoglobin carrying oxygen, the peak value of hemoglobin without carrying oxygen, the time between the peak values of hemoglobin carrying or not carrying oxygen, hemoglobin without carrying or carrying oxygen Is the difference between the high and low peak values. Furthermore, in these, the physical condition determined is stress, fatigue, at least one of arousal, in this case, the determination of the stress, the peak value of oxygen-carrying hemoglobin is in a decreasing trend,
The peak value of hemoglobin without oxygen loading is decreasing,
The time between peak values tends to be shorter, and the determination is made based on at least two trends, that is, the difference value between the high and low peak values is increasing. Further, the determination of fatigue can be characterized in that the peak value of hemoglobin not carrying oxygen is on the increase and the difference between the high and low peak values is on the decrease.
Furthermore, the determination of arousal or drowsiness is such that the peak value of oxygen-carrying hemoglobin tends to increase, the peak value of hemoglobin without oxygen carrying tends to increase, the time between peak values tends to be longer, and the peak value of high and low The determination may be made based on the fact that the difference value has at least two trends of increasing tendency. On the other hand, the invention of the device
From the pulse wave generated by blood circulation, measuring means for measuring each flow rate of hemoglobin in which oxygen is carried and hemoglobin not carried, and from the measured pulse wave measurement value,
The data value of the peak value of hemoglobin carrying oxygen, the peak value of hemoglobin without carrying oxygen, the time between the peak values of hemoglobin without carrying or carrying oxygen, and the difference between the high and low peak values of hemoglobin without carrying or carrying oxygen Calculating means for calculating, storage means for storing these calculated data values, based on the stored data, the peak value of oxygen-carrying hemoglobin tends to decrease, the peak value of hemoglobin without oxygen carrying tends to decrease, The peak value interval tends to be shorter, the stress judgment is determined based on at least two trends that the difference between the high and low peak values is increasing, and the peak value of hemoglobin without oxygen support tends to increase, The fatigue determination, which is determined from the fact that the difference between the peak values is decreasing, the peak value of oxygen-carrying hemoglobin is increasing. The peak value of no oxygen-carrying hemoglobin increase, with a tendency that intervals of the peak value becomes longer,
And a physical condition determining means for determining at least one of the arousal determinations based on at least two trends that the difference between the high and low peak values is an increasing trend. It is a physical condition determination device. In this way, the physical condition of a person can be determined by a simple measurement of measuring a pulse wave.
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】次ぎに、本発明の実施の形態につ
いて、図面に基づいて説明する。図中、１は脈波測定手
段であって、該脈波測定手段１は、被験者の手首に装着
するもので、その取付け荷重が調節できるようバンド状
になっており、二種類の発光体（発光素子、発光ダイオ
ード）２、３と該発光体２、３のあいだに間隔を存して
配される一種類の受光体（受光素子）４を直線状に備え
て構成される。一方の発光体２は、本実施の形態では７
２０ｎｍに発光ピークの波長を有した赤外線を発光する
長波長側発光体２として設定され、また他方の発光体３
は、本実施の形態では８００ｎｍに発光ピークの波長を
有した赤外線を発光する短波長側発光体３として設定さ
れる。ここにおいて、血中のヘモグロビンとしては、酸
素を担持したものと担持しないものとがあり、酸素を担
持したヘモグロビンは長波長側の赤外線を反射し、酸素
を担持していないヘモグロビンは短波長側の赤外線を反
射する性質があり、これに対応させたものである。因み
に、本実施の形態では、これら発光体２、３は各二個の
発光ダイオードにより構成されている。これに対して受
光体４は、セレン加硫化カドニウムの光電管素子あるい
はフォトトランジスターを採用でき、そして前記各発光
した赤外線において、酸素担持のないヘモグロビンが反
射した６８０ｎｍの赤外線と、酸素担持のヘモグロビン
が反射した９００ｎｍの赤外線とを特異的に受光できる
ように設定されている。尚、これら発受光される赤外線
の波長は、ヘモグロビンの酸素担持の有無が特定される
ものであれば特に前記は長に限定される者でないことは
いうまでもない。そして測定手段１には、受光した測定
信号を増幅する増幅手段５、該増幅された測定信号を送
信（発信）する送信手段６が設けられている。尚、１ａ
は電源（バッテリ）である。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure, reference numeral 1 denotes a pulse wave measuring means, which is mounted on a wrist of a subject and has a band shape so that the mounting load thereof can be adjusted. The light-emitting elements (light-emitting diodes) 2, 3 and one type of light-receiving element (light-receiving element) 4, which is disposed at intervals between the light-emitting elements 2, 3, are linearly provided. One luminous body 2 is 7 in this embodiment.
The long-wavelength-side luminous body 2 that emits an infrared ray having an emission peak wavelength at 20 nm, and the other luminous body 3
In the present embodiment, is set as the short-wavelength-side luminous body 3 that emits infrared light having an emission peak wavelength at 800 nm. Here, as the hemoglobin in the blood, there are those that carry oxygen and those that do not carry oxygen.Hemoglobin carrying oxygen reflects infrared light on the long wavelength side, and hemoglobin not carrying oxygen has a short wavelength. It has the property of reflecting infrared rays, and is adapted to this. Incidentally, in the present embodiment, each of the light emitters 2 and 3 is constituted by two light emitting diodes. On the other hand, the photoreceptor 4 can employ a selenium sulfide cadmium sulfide photoelectric tube element or a phototransistor. In each of the emitted infrared rays, the 680 nm infrared ray reflected by oxygen-free hemoglobin and the oxygen-loaded hemoglobin are reflected. It is set so that it can specifically receive the 900-nm infrared ray. Needless to say, the wavelengths of these infrared rays emitted and received are not particularly limited as long as the presence or absence of hemoglobin carrying oxygen is specified. The measuring means 1 includes an amplifying means 5 for amplifying the received measurement signal, and a transmitting means 6 for transmitting (transmitting) the amplified measurement signal. In addition, 1a
Is a power source (battery).
【０００６】一方、７は前記送信された増幅測定信号を
受信する受信手段８が備えられたデータ処理手段であっ
て、該データ処理手段７は、受信手段８で受信した増幅
測定信号から後述するデータ値を演算する演算手段９
と、該演算したデータ値を記憶する記憶手段１０と、該
記憶したデータ値から人間の体調を判定する判定手段１
１とを備え、これらによって本発明の体調判定手段が構
成されている。因みに、データ処理手段は、例えばパー
ソナルコンピュータで簡単に実現することができる。On the other hand, reference numeral 7 denotes a data processing means provided with a receiving means 8 for receiving the transmitted amplified measurement signal. The data processing means 7 uses the amplified measurement signal received by the receiving means 8 to be described later. Calculation means 9 for calculating data values
Storage means 10 for storing the calculated data value; and determination means 1 for determining the physical condition of the human from the stored data value.
And these constitute a physical condition determining means of the present invention. Incidentally, the data processing means can be easily realized by, for example, a personal computer.
【０００７】さて次ぎに、被験者の脈波を測定する手法
であるが、これは特願２０００−９４４４２号で提示し
たと同様の手法を採用することができる。つまり、脈波
というものは血管を流れる血液の流量と同一視でき、さ
らには血液中に存在する酸素を担持したヘモグロビン、
酸素担持のないヘモグロビンの流量と相対的な関係を有
するものと判断でき、そしてこの脈波の変化状態を測定
して本発明を実施することになる。ここにおいて測定さ
れる脈波は、前記受光した長波長、短波長の赤外線の何
れも図４に示すように血圧の変化状態と略同じ波形とし
て出力される。このようにして出力される脈波の出力レ
ベルは個人差があるものの、これら出力される脈波のデ
ータから、高い脈波のピーク値Ｖｐ、低い脈波のピーク
値Ｖｂ、脈波のピーク値間の時間（本実施の形態では高
いピークレベル間（Ｖｐ−Ｖｐ’）の時間から演算した
が、低いピークレベル間の時間からも演算できる）、そ
して、高波長側の脈波の高低ピーク値の差値（Ｖｐ−Ｖ
ｂ）がそれぞれデータとして演算される。これらデータ
は、８人の被験者についてそれぞれ測定し、検討した。
そして後述するデータの増減傾向は、何れも同じであ
り、そこで、以降は、各判定について採用するデータ
は、任意に抽出した四人の被験者のものを用いた。因み
に、前述した脈波のピーク値間の時間は、脈拍数の逆数
に比例することになり、そこで以降の説明は、この脈拍
数に換算したもので説明する。従って、脈波のピーク値
間の時間で論じるときには、増加傾向、減少傾向は脈拍
数の増減傾向と逆になることはいうまでもない。Next, a method for measuring a subject's pulse wave is the same as that disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-94442. In other words, a pulse wave can be equated with the flow rate of blood flowing through blood vessels, and furthermore, hemoglobin carrying oxygen present in blood,
It can be determined that it has a relative relationship with the flow rate of hemoglobin without oxygen loading, and the present invention is implemented by measuring the change of the pulse wave. The pulse wave measured here is output as substantially the same waveform as the change in blood pressure as shown in FIG. 4 for both the received long-wavelength and short-wavelength infrared rays. Although the output level of the pulse wave output in this way varies from person to person, the peak value Vp of the high pulse wave, the peak value Vb of the low pulse wave, and the peak value of the pulse wave are obtained from the output pulse wave data. (In this embodiment, the calculation is performed from the time between the high peak levels (Vp-Vp '), but the calculation can also be performed from the time between the low peak levels), and the high and low peak values of the pulse wave on the high wavelength side Difference value (Vp−V
b) is calculated as data. These data were measured and examined for each of eight subjects.
The increase / decrease tendency of the data described later is the same in all cases. Therefore, the data adopted for each determination hereafter are those of four test subjects arbitrarily extracted. By the way, the time between the peak values of the pulse wave described above is proportional to the reciprocal of the pulse rate. Therefore, the following description will be made by converting the pulse rate into the pulse rate. Therefore, when discussing the time between the peak values of the pulse waves, it goes without saying that the increasing tendency and the decreasing tendency are opposite to the increasing and decreasing tendency of the pulse rate.
【０００８】まず人間の体調のうちのストレスの判定に
ついての検討であるが、図５、６に前記被験者のうちの
無作為に抽出した４人の被験者の測定データ表を示す。
図５には長短波長の各赤外線の測定データを示したもの
で、高い脈波のピーク値Ｖｐについて時間（秒）を横軸
にしてプロットしている。一方、図６のものは、高波長
側の赤外線についての高低ピーク値の差値（Ｖｐ−Ｖ
ｂ）と、高ピーク間（Ｖｐ−Ｖｐ’）から算出される脈
拍数とを時間（秒）を横軸としてプロットしたものであ
る。そしてこれらグラフ図において、一点鎖線の四角で
囲まれた部分はストレス（緊張）を与えたときを示して
いる。このデータにおいて、まず長短波長の両赤外線を
発受信したときの高い脈波のピーク値Ｖｐ（ｍＶ）は、
何れもストレスを与えていない状態（ストレスを与える
前後）に対してストレスを与えたときには低下傾向にあ
ることが観察される。一方、高低出力ピーク値の差値
（Ｖｐ−Ｖｂ）、つまり脈圧値と脈拍数との各データを
観察すると、脈拍数（回／分）は、ストレスを与えた状
態では与えない状態に対して上昇傾向にあり、さらに、
高低出力ピーク値の差値も上昇傾向となることが認めら
れる。これらを総合すると、ストレス状態になった場合
の判定は、ストレスのない状態に対して長短波長の赤外
線のピーク値Ｖｐは低下傾向となるが、脈拍数および脈
圧値は増加傾向となった場合として判定される。First, the examination of the determination of stress in the physical condition of a human is shown in FIGS. 5 and 6. FIGS. 5 and 6 show measurement data tables of four subjects randomly selected from the subjects.
FIG. 5 shows measurement data of each infrared ray having a long wavelength and a short wavelength. The peak value Vp of a high pulse wave is plotted with time (second) on the horizontal axis. On the other hand, in FIG. 6, the difference between the high and low peak values (Vp-V
b) and the pulse rate calculated from the high peak interval (Vp−Vp ′) are plotted with time (seconds) on the horizontal axis. In these graphs, a portion surrounded by a dashed-dotted square indicates a case where stress (tension) is applied. In this data, first, the peak value Vp (mV) of the high pulse wave when both long and short wavelength infrared rays are transmitted and received is
It is observed that when a stress is applied to a state where no stress is applied (before and after the stress is applied), there is a tendency to decrease. On the other hand, when observing the difference value (Vp-Vb) between the high and low output peak values, that is, the data of the pulse pressure value and the pulse rate, the pulse rate (beats / minute) is more Are on the rise, and
It is recognized that the difference between the high and low output peak values also tends to increase. When these factors are combined, it is determined that the peak value Vp of long- and short-wavelength infrared rays tends to decrease, but the pulse rate and the pulse pressure value tend to increase in a stress-free state. Is determined.
【０００９】次ぎに、疲労判定についての検討である
が、図７、８に同じく無作為抽出した４人の被験者の測
定データ表を示す。そのうちの図７に示す表図は長短波
長の赤外線を発受信したときの各高い脈波のピーク値Ｖ
ｐについて時間（秒）を横軸としてプロットしたもの、
図８に示す表図は、高低脈圧のピーク値の差値（Ｖｐ−
Ｖｂ）と脈拍数について時間（秒）を横軸としてプロッ
トしたものである。そしてこれらグラフ図において、一
点鎖線の四角で囲まれた部分は筋疲労負荷を与えたとき
を示している。このデータにおいて、まず長波長の赤外
線を発受信したとき高脈波の出力データＶｐ（ｍＶ）
は、筋疲労負荷を与える前後で測定データにバラツキが
あって顕著な傾向を示さないのに対し、短波長の赤外線
発受信したときのピーク値Ｖｂ（ｍＶ）は何れも筋疲労
負荷を与えていない状態から与えた以降では増加傾向に
あると認められる。また、高低脈圧のピーク値の差値
（Ｖｐ−Ｖｂ）は、筋疲労負荷を与えた場合に与える前
に対して減少傾向にあるのに対し、脈拍数はバラツキが
あって顕著な傾向を示さないことが観察される。これら
を総合すると、疲労となった状態の判定は、酸素担持の
ないヘモグロビンの脈波を測定するための短波長赤外線
のピーク値が増加傾向にあり、かつ脈圧は減少傾向にあ
ると観察された場合になされることになる。Next, in order to examine the determination of fatigue, FIGS. 7 and 8 show measurement data tables of four test subjects also randomly selected. Among them, the table shown in FIG. 7 shows the peak value V of each high pulse wave when infrared rays having long and short wavelengths are transmitted and received.
p plotted against time (seconds) on the horizontal axis,
The table shown in FIG. 8 shows a difference value (Vp−
Vb) and the pulse rate are plotted with time (seconds) on the horizontal axis. In these graphs, the portion surrounded by a dashed-dotted square indicates the case where a muscle fatigue load is applied. In this data, first, when infrared light of a long wavelength is transmitted and received, output data Vp (mV) of a high pulse wave
Indicates that the measured data before and after the application of the muscle fatigue load varies and does not show a remarkable tendency, whereas the peak value Vb (mV) at the time of short-wavelength infrared ray emission and reception indicates that the muscle fatigue load is applied. It is recognized that there is a tendency to increase after giving from the state without. Further, the difference value (Vp-Vb) between the peak values of the high and low pulse pressures tends to decrease as compared to before the muscular fatigue load is applied, whereas the pulse rate tends to vary and is remarkable. No indication is observed. Taken together, it is observed that the determination of the fatigued state indicates that the peak value of the short-wave infrared ray for measuring the pulse wave of hemoglobin without oxygen support tends to increase, and the pulse pressure tends to decrease. Will be done if
【００１０】最後に、覚醒（眠気）の判定であるが、こ
れについても、同様のデータ表図を図９、１０に示す。
そしてこれらグラフ図において、一点鎖線の四角で囲ま
れた部分は被験者が眠気を強く感じたとき、つまり覚醒
状態を示している。このグラフ図を観察した場合に、眠
気を強く感じたときは、高低波長の赤外線の両ピーク
値、そして脈圧については、眠気を感じないときに比し
て増加傾向にあるが、脈拍数については減少傾向にある
ことが観測される。Finally, the determination of arousal (sleepiness) is shown in FIGS. 9 and 10 for the same data table.
In these graphs, the portion surrounded by the dashed-dotted square indicates when the subject feels drowsy, that is, awake. When observing this graph, when a strong drowsiness was felt, the peak values of both the high and low wavelength infrared rays and the pulse pressure tended to increase compared to when the drowsiness was not felt. Is observed to be decreasing.
【００１１】このように、本発明が実施されたものにお
いては、酸素担持のヘモグロビンの流量変化、酸素担持
のないヘモグロビンの流量変化を対応する赤外線の発受
信に基づいて測定し、該測定されるセンサ出力ピーク値
（Ｖｐ、Ｖｂ）、ピーク値間の時間（Ｐｖ−Ｐｖ’の時
間換算）そして脈圧（Ｖｐ−Ｖｂ）の各データ変化を観
察し、この観察結果が、表図１１に示すように、長短波
長の赤外線の両センサ出力ピーク値Ｖｐ、Ｖｂならびに
ピーク間の間隔の何れもが下降傾向がある一方で、脈圧
が増加傾向になったときにはストレス状態で有ると判定
される。一方、短波長赤外線のセンサ出力ピーク値が増
加傾向で、脈圧が減少傾向となったときには疲労状態で
有ると判定される。また、長短波長の赤外線の両センサ
出力ピーク値Ｖｐ、Ｖｂ、ピーク値間の時間、そして脈
圧の何れもが増加傾向である場合には眠気が強いと判定
されることになる。As described above, in the embodiment of the present invention, a change in the flow rate of hemoglobin carrying oxygen and a change in the flow rate of hemoglobin not carrying oxygen are measured based on the transmission and reception of the corresponding infrared rays. Changes in the data of the sensor output peak value (Vp, Vb), the time between the peak values (Pv-Pv 'time conversion), and the pulse pressure (Vp-Vb) are observed. The observation results are shown in FIG. As described above, while the output peak values Vp and Vb of both the long and short wavelength infrared sensors and the interval between the peaks tend to decrease, when the pulse pressure tends to increase, it is determined that a stress state exists. On the other hand, when the sensor output peak value of the short-wave infrared ray is increasing and the pulse pressure is decreasing, it is determined that the tired state is present. If all of the sensor output peak values Vp and Vb of the long and short wavelength infrared rays, the time between the peak values, and the pulse pressure tend to increase, it is determined that drowsiness is strong.
【００１２】しかもこれら結果は、表図１１から、スト
レス判定、覚醒（眠気）判定、そして疲労判定について
は、観測される少なくとも二つのデータ（疲労判定につ
いては傾向が示される二つのデータ）を抽出してみた場
合に、一致するものがなく、この結果、ストレス、覚醒
については、前記データのうちから選択される少なくと
も二つのデータを観察することで少なくとも判定するこ
とができ、また疲労については短波長ピーク値と脈圧を
観察することで判定できる。この結果、人間の体調判定
が容易になると共に、判定制度も向上する。そのうえこ
の判定は、血中ヘモグロビンの酸素担持されたもの、酸
素担持のないものの赤外線照射による脈波測定でよいか
ら、従来の電極を貼着して行うもののような面倒がな
い。しかもこの判定は、観測されるデータ値の増減傾向
でよいため、個人差に基づいてデータ値を補正する必要
がないという利点がある。In addition, these results are obtained by extracting at least two pieces of observed data (two pieces of data indicating a tendency in the fatigue determination) from the stress determination, the arousal (sleepiness) determination, and the fatigue determination. In this case, there is no match, and as a result, stress and arousal can be determined at least by observing at least two data selected from the data, and fatigue can be short. It can be determined by observing the wavelength peak value and the pulse pressure. As a result, the determination of the physical condition of the human becomes easy, and the determination system is also improved. In addition, since this determination can be made by measuring the pulse wave by infrared irradiation of the hemoglobin in blood carrying oxygen or not carrying oxygen, there is no hassle as in the case of attaching a conventional electrode. Moreover, since this determination can be made based on the tendency of the observed data value to increase or decrease, there is an advantage that it is not necessary to correct the data value based on individual differences.
【図１】本発明を無線方式で実施した場合のブロック回
路図である。FIG. 1 is a block circuit diagram when the present invention is implemented by a wireless system.
【図２】測定装置のセンサ部分の概略図である。FIG. 2 is a schematic view of a sensor portion of the measuring device.
【図３】測定装置を手首に装着した状態を示す概略図で
ある。FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which the measuring device is mounted on a wrist.
【図４】測定装置で測定した脈波の変化を示すグラフ図
である。FIG. 4 is a graph showing a change in a pulse wave measured by the measuring device.
【図５】ストレス判定のための四人の被験者の長短波長
赤外線センサの各ピーク値を示すグラフ図である。FIG. 5 is a graph showing peak values of long and short wavelength infrared sensors of four subjects for stress determination.
【図６】ストレス判定のための四人の被験者の脈圧と脈
拍数とを示すグラフ図である。FIG. 6 is a graph showing pulse pressures and pulse rates of four subjects for stress determination.
【図７】疲労判定のための四人の被験者の長短波長赤外
線センサの各ピーク値を示すグラフ図である。FIG. 7 is a graph showing peak values of long and short wavelength infrared sensors of four subjects for fatigue determination.
【図８】疲労判定のための四人の被験者の脈圧と脈拍数
とを示すグラフ図である。FIG. 8 is a graph showing pulse pressure and pulse rate of four subjects for fatigue determination.
【図９】覚醒判定のための四人の被験者の長短波長赤外
線センサの各ピーク値を示すグラフ図である。FIG. 9 is a graph showing peak values of long- and short-wavelength infrared sensors of four subjects for arousal determination.
【図１０】覚醒判定のための四人の被験者の脈圧と脈拍
数とを示すグラフ図である。FIG. 10 is a graph showing pulse pressures and pulse rates of four subjects for arousal determination.
【図１１】体調判定のための傾向を示した表図である。FIG. 11 is a table showing a tendency for physical condition determination.
１ 脈波測定装置 ２ 酸素担持をしたヘモグロビンに対応した赤外線を
発光する発光体 ３ 酸素担持のないヘモグロビンに対応した赤外線を
発光する発光体 ４ 受光体REFERENCE SIGNS LIST 1 pulse wave measuring device 2 luminous body emitting infrared rays corresponding to hemoglobin carrying oxygen 3 luminous body emitting infrared rays corresponding to hemoglobin not carrying oxygen 4 light receiving body
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G059 AA05 BB13 CC18 EE02 EE11 FF04 GG02 GG03 HH01 HH06 KK01 MM01 MM04 MM10 4C017 AA09 AB02 AC28 BC11 BC17 BD06 CC01 FF30 4C038 KK01 KL05 KL07 KM00 KX02 PP01 PP05 PQ00 PS00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G059 AA05 BB13 CC18 EE02 EE11 FF04 GG02 GG03 HH01 HH06 KK01 MM01 MM04 MM10 4C017 AA09 AB02 AC28 BC11 BC17 BD06 CC01 FF30 4C038 KK01 KL05 KL07 PP00K00P02
Claims (9)
脈波測定値に基づいて体調の判定をするようにしたこと
を特徴とする体調判定方法。1. A physical condition judging method, wherein a physical condition is judged based on a pulse wave measurement value obtained by actually measuring a pulse wave generated by blood circulation.
値は、酸素が担持されたヘモグロビンと担持されていな
いヘモグロビンの各流量に対応するものであることを特
徴とする体調判定方法。2. The physical condition determination method according to claim 1, wherein the actually measured pulse wave values correspond to the respective flow rates of hemoglobin carrying oxygen and hemoglobin not carrying oxygen.
ビンと酸素担持のないヘモグロビンの脈波測定値は、各
対応する赤外線の発受光によるものであることを特徴と
する体調測定方法。3. The physical condition measuring method according to claim 2, wherein the pulse wave measurement values of hemoglobin carrying oxygen and hemoglobin not carrying oxygen are obtained by emitting and receiving corresponding infrared rays.
から、酸素担持のヘモグロビンのピーク値、酸素担持の
ないヘモグロビンのピーク値、酸素担持または担持のな
いヘモグロビンのピーク値間の時間、酸素担持または担
持のないヘモグロビンの高低ピーク値の差値であること
を特徴とする体調判定方法。4. The method according to claim 2, wherein a time between a peak value of hemoglobin carrying oxygen, a peak value of hemoglobin not carrying oxygen, a peak value of hemoglobin carrying oxygen or not, from the pulse wave measurement value. A physical condition determination method, characterized in that the difference is a difference between the high and low peak values of hemoglobin carried or not carried.
定される体調は、ストレス、疲労、覚醒または眠気の少
なくとも一つであることを特徴とする体調判定方法。5. The physical condition determining method according to claim 1, wherein the physical condition determined is at least one of stress, fatigue, arousal, and drowsiness.
酸素担持のヘモグロビンのピーク値が減少傾向で、酸素
担持のないヘモグロビンのピーク値が減少傾向で、ピー
ク値間の時間が短くなる傾向で、高低ピーク値の差値が
増加傾向であることの少なくとも二つの傾向があること
から判定されることを特徴とする体調判定方法。6. The method according to claim 5, wherein the determination of the stress is:
The peak value of oxygen-carrying hemoglobin tends to decrease, the peak value of hemoglobin without oxygen carrying tends to decrease, the time between peak values tends to decrease, and the difference between the high and low peak values tends to increase. A physical condition determination method characterized by being determined from two tendencies.
担持のないヘモグロビンのピーク値が増加傾向で、高低
ピーク値の差値が減少傾向であることから判定されるこ
とを特徴とする体調判定方法。7. The physical condition according to claim 5, wherein the determination of fatigue is made based on the fact that the peak value of hemoglobin not carrying oxygen tends to increase and the difference between the high and low peak values tends to decrease. Judgment method.
定は、酸素担持のヘモグロビンのピーク値が増加傾向
で、酸素担持のないヘモグロビンのピーク値が増加傾向
で、ピーク値間の時間が長くなる傾向で、高低ピーク値
の差値が増加傾向であることの少なくとも二つの傾向が
あることから判定されることを特徴とする体調判定方
法。8. The method according to claim 5, wherein the determination of arousal or drowsiness is such that the peak value of oxygen-carrying hemoglobin tends to increase, and the peak value of hemoglobin not carrying oxygen tends to increase, and the time between the peak values increases. A physical condition determination method characterized in that the determination is made based on at least two trends, that is, a difference value between the high and low peak values is an increasing trend.
が担持されたヘモグロビンと担持されていないヘモグロ
ビンの各流量の測定をする測定手段と、 該測定された脈波測定値から、酸素担持のヘモグロビン
のピーク値、酸素担持のないヘモグロビンのピーク値、
酸素担持または担持のないヘモグロビンのピーク値間の
時間、酸素担持または担持のないヘモグロビンの高低ピ
ーク値の差値の各データ値を演算する演算手段と、 これら演算したデータ値を記憶する記憶手段と、 該記憶したデータに基づき、酸素担持のヘモグロビンの
ピーク値が減少傾向で、酸素担持のないヘモグロビンの
ピーク値が減少傾向で、ピーク値の間隔が短くなる傾向
で、高低ピーク値の差が増加傾向であることの少なくと
も二つの傾向があることから判定されるストレス判定、
酸素担持のないヘモグロビンのピーク値が増加傾向で、
高低ピーク値の差が減少傾向であることから判定される
疲労判定、酸素担持のヘモグロビンのピーク値が増加傾
向で、酸素担持のないヘモグロビンのピーク値が増加傾
向で、ピーク値の間隔が長くなる傾向で、高低ピーク値
の差が増加傾向であることの少なくとも二つの傾向があ
ることから判定される覚醒または眠気判定ののうちの少
なくとも一つの判定をする体調判定手段とを備えて構成
されることを特徴とする体調判定装置。9. A measuring means for measuring each flow rate of hemoglobin carrying oxygen and non-supporting hemoglobin among pulse waves generated by blood circulation, and measuring oxygen-carrying hemoglobin from the measured pulse wave values. Peak value, the peak value of hemoglobin without oxygen loading,
Time between peak values of hemoglobin not carrying or carrying oxygen, computing means for computing each data value of the difference between high and low peak values of hemoglobin without carrying or carrying oxygen, and storage means for storing these computed data values Based on the stored data, the peak value of oxygen-carrying hemoglobin tends to decrease, the peak value of hemoglobin without oxygen carrying tends to decrease, the interval between peak values tends to decrease, and the difference between high and low peak values increases. Stress determination, which is determined based on at least two tendencies of being tendencies,
The peak value of hemoglobin without oxygen support is increasing,
The fatigue judgment, which is determined from the difference between the high and low peak values is a decreasing trend, the peak value of oxygen-carrying hemoglobin is increasing, the peak value of hemoglobin without oxygen is increasing, and the interval between peak values is long. And a physical condition determination unit configured to determine at least one of awakening and drowsiness determinations determined from at least two trends that the difference between the high and low peak values is an increasing trend. A physical condition judging device characterized by the above-mentioned.
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|---|---|
| JP2002272708A true JP2002272708A (en) | 2002-09-24 |
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ID=18937255
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