JP2005253609A - Bioinformation processing system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device facilitating an operation by a user and daily monitoring bioinformation of a user. <P>SOLUTION: This bioinformation processing system is provided with a biosensor processing device having a biosensor outputting a signal related to a health state of the user and detachably attached to a sensor belt to be worn around the waist of the user. This biosensor processing device is provided with a processor for processing a detection output from the biosensor of the sensor belt, a first memory storing a computer program executed by the processor, a second memory storing biological data of processing results by the processor, and batteries as a power supply. The biosensor processing device is further provided with a communicating means communicating with a cellular phone of the user and, when abnormality on the health state of the user is detected as the result of the monitoring by the processor, starts the communicating means to communicate the abnormality to the cellular phone. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、ユーザの生体情報を収集し、処理・利用するシステムに関する。   The present invention relates to a system for collecting, processing, and using user biometric information.

特許文献１には、ユーザが心電図センサその他のセンサを用いて自己の生体情報を収集し、センサ・モジュールに接続された携帯端末を用いて遠隔のサーバに生体情報を送信し、サーバでこの生体情報を詳細に解析し、ユーザの健康状態を診断するシステムが記載されている。センサ・モジュールは、心電図波形、脈拍波形その他の生体情報の信号処理を行って、簡易に異常が発生したかどうかを判断する。異常が発生していると判断されると、携帯端末を介してサーバにデータが送信され、サーバでより詳細な診断が実行され、結果がユーザに返送され、登録された緊急連絡先に緊急連絡がなされる。   In Patent Document 1, a user collects his / her biological information using an electrocardiogram sensor and other sensors, transmits the biological information to a remote server using a portable terminal connected to a sensor module, and the server uses the biological information. A system for analyzing information in detail and diagnosing a user's health is described. The sensor module performs signal processing of an electrocardiogram waveform, a pulse waveform, and other biological information to easily determine whether an abnormality has occurred. If it is determined that an abnormality has occurred, data is sent to the server via the mobile device, a more detailed diagnosis is performed on the server, the result is returned to the user, and the emergency contact is made to the registered emergency contact Is made.

特許文献２には、血圧、脈拍、呼吸数などの生体情報を検出するための測定装置および胸部、脚部などの運動の加速度を測定する加速度センサを被験者に取り付け、これらの測定装置から得られる生体情報をブルートゥース（Bluetooth）を用いて施設内のプロセッサ装置に送信し、または測定装置に接続された携帯端末から遠隔のプロセッサ装置に送信することが記載されている。プロセッサ装置は、受信した加速度情報から被験者の運動量を算出し、この運動量に応じた血圧、脈拍、呼吸数などのしきい値を算出する。プロセッサ装置は、被験者の測定装置から得られる血圧、脈拍、呼吸数がこれらの運動量に応じたしきい値を超えているとき、身体異常を被験者に通知する。   In Patent Document 2, a measurement device for detecting biological information such as blood pressure, pulse rate, and respiratory rate and an acceleration sensor for measuring acceleration of movement of the chest, legs, and the like are attached to a subject and obtained from these measurement devices. It is described that biometric information is transmitted to a processor device in a facility using Bluetooth, or transmitted from a portable terminal connected to a measurement device to a remote processor device. The processor device calculates the exercise amount of the subject from the received acceleration information, and calculates threshold values such as blood pressure, pulse rate, and respiration rate according to the exercise amount. The processor device notifies the subject of a physical abnormality when the blood pressure, pulse rate, and respiratory rate obtained from the measurement device of the subject exceed the threshold values corresponding to the amount of exercise.

特許文献３には、加速度センサなどを組み込んだ腕時計型の表示装置を備える生体情報収集装置を使用者に装着して、生体情報をこの収集装置のメモリに保存することが記載されている。加速度センサの出力を分析することにより、使用者の動きを検出し、睡眠中の動きであるか、覚醒中の動きであるかを判定することができる。ＰＣに接続されたドッキング・ステーションにこの生体情報収集装置を接続し、ＰＣに組み込まれたプログラムにしたがって使用者の精神状態の問診（なぜそのような動きをしたかなど）が行われる。   Patent Document 3 describes that a biological information collection device including a wristwatch-type display device incorporating an acceleration sensor or the like is attached to a user, and biological information is stored in a memory of the collection device. By analyzing the output of the acceleration sensor, it is possible to detect the movement of the user and determine whether it is a movement during sleep or a movement during awakening. This biological information collecting apparatus is connected to a docking station connected to the PC, and the user's mental condition is interrogated (why such movement is performed) according to a program incorporated in the PC.

特許文献４には、腕などの身体に加速度センサおよび角速度センサを装着するとともに脈波センサを装着し、これらのセンサからの検出信号を無線送信することが記載されている。加速度および角速度の運動に関する情報と、脈波の生体情報との組み合わせで身体状態の監視を行う。たとえば、運動量が小さいにもかかわらず脈拍数が異常に高い場合、警報信号が出力される。
特開2003-299624号公報 特開2003-220039号公報 特開2003-290176号公報 特開2003-24287号公報 Patent Document 4 describes that an acceleration sensor and an angular velocity sensor are mounted on a body such as an arm, and a pulse wave sensor is mounted, and detection signals from these sensors are transmitted wirelessly. The body state is monitored by a combination of information on the motion of acceleration and angular velocity and biological information of the pulse wave. For example, if the pulse rate is abnormally high despite the small amount of exercise, an alarm signal is output.
JP2003-299624 JP2003-220039 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-290176 JP2003-24287

健康管理を充実させ、適切な医療サービスが受けられるようにするためには、心拍数、呼吸数その他の生体情報を日常的にモニタすることが望まれる。そのためには、ユーザによる操作を極力減らし、服装のように着用するだけで簡単に利用可能な健康管理システムが切望される。   In order to enhance health management and receive appropriate medical services, it is desirable to monitor the heart rate, respiratory rate and other biological information on a daily basis. For this purpose, a health management system that can be easily used simply by wearing it like clothes is desired.

特許文献１に記載の技術は、生体情報を収集する際に心電電極その他のセンサを身体の複数の箇所に取り付けるもので、ユーザによる操作が必要である。   The technique described in Patent Document 1 attaches electrocardiographic electrodes and other sensors to a plurality of locations on the body when collecting biological information, and requires an operation by a user.

特許文献２および３に記載の技術は、腕にセンサを取り付けて生体情報を常時収集するもので、腕に装着するセンサから得られる生体情報は極めて限られており、健康状態の十分なモニタを行うことはできない。   The techniques described in Patent Documents 2 and 3 always collect biological information by attaching a sensor to the arm. The biological information obtained from the sensor attached to the arm is extremely limited, and a sufficient monitor of the health condition is required. Can't do it.

特許文献４に記載の技術は、身体の複数の離れた箇所にセンサを取り付けて健康状態の検出を行うものであり、日常的に使用するには操作が煩雑すぎる。   The technique described in Patent Document 4 is to detect a health condition by attaching sensors to a plurality of distant places on the body, and the operation is too complicated for daily use.

この発明の生体情報処理システムは、ユーザの健康状態に関係する信号を出力する生体センサを備えた、ユーザの胴体に装着するためのセンサベルトを備えている。生体情報処理システムは、このセンサベルトに着脱可能な生体センサ処理装置を備えており、生体センサ処理装置は、センサベルトの生体センサからの検知出力を処理するためのプロセッサ、このプロセッサが実行するコンピュータ・プログラムを格納する第１のメモリ、このプロセッサによる処理結果の生体データを記憶する第２のメモリ、および電源となるバッテリを備えている。   The biological information processing system according to the present invention includes a sensor belt for mounting on a user's trunk, which includes a biological sensor that outputs a signal related to the user's health condition. The biometric information processing system includes a biosensor processing device that can be attached to and detached from the sensor belt. The biosensor processing device is a processor for processing detection output from the biosensor of the sensor belt, and a computer that the processor executes. A first memory for storing a program, a second memory for storing biometric data as a result of processing by the processor, and a battery as a power source.

この発明に係るセンサベルトは、ユーザの胴体、すなわち胸部又は腹部に装着されるベルトで、心電信号を検出するための心電電極、体脂肪率を推定するための電流電極、電圧電極などの複数の生体センサを取り付けることができ、ユーザの健康状態を判断するための生体情報を収集することができる。このセンサベルトには、生体センサ処理装置が着脱可能であり、生体センサ処理装置は、プロセッサを含んでおり、生体センサからの出力を処理するので、ユーザによる格別の操作を必要とすることなく、ユーザの生体情報をモニタすることができる。   The sensor belt according to the present invention is a belt attached to the user's torso, that is, the chest or abdomen, such as an electrocardiogram electrode for detecting an electrocardiogram signal, a current electrode for estimating a body fat percentage, and a voltage electrode. A plurality of biometric sensors can be attached, and biometric information for judging the health condition of the user can be collected. A biosensor processing device can be attached to and detached from the sensor belt, and the biosensor processing device includes a processor and processes the output from the biosensor, so that no special operation by the user is required. The user's biological information can be monitored.

この発明の一形態では、生体センサ処理装置は、ユーザの携帯電話または携帯端末装置と通信する通信手段を備え、プロセッサによるモニタの結果、ユーザの健康状態に異常が検出されるとき、通信手段を起動して、異常を携帯電話または携帯端末装置に通信するよう構成されている。   In one aspect of the present invention, the biosensor processing device includes a communication unit that communicates with a user's mobile phone or mobile terminal device, and when an abnormality is detected in the user's health as a result of monitoring by the processor, the communication unit is provided. It is configured to activate and communicate anomalies to a mobile phone or mobile terminal device.

この形態によると、ユーザは、自己の健康状態に異常が生じると、速やかにその異常を知ることができる。   According to this embodiment, when an abnormality occurs in the user's health condition, the user can quickly know the abnormality.

また、この発明の一形態では、生体センサ処理装置は、ユーザの携帯電話または携帯端末装置と通信する通信手段を備え、プロセッサによるモニタの結果、ユーザの健康状態に異常が疑われるとき、通信手段を起動して、異常に関連する生体データを携帯電話または携帯端末装置を介して生体情報処理センタのコンピュータに送信するよう構成されている。   According to another aspect of the present invention, the biosensor processing device includes a communication unit that communicates with a user's mobile phone or a mobile terminal device, and when the result of monitoring by the processor is that the user's health condition is suspected, the communication unit Is activated to transmit biometric data relating to the abnormality to the computer of the biometric information processing center via the mobile phone or the mobile terminal device.

この形態によると、ユーザの健康状態に異常が生じたとき、そのユーザの生体データが遠隔の生体情報処理センタのコンピュータに送信される。生体情報処理センタは、この生体データを解析して適切な対応をとることができる。   According to this aspect, when an abnormality occurs in the health condition of the user, the biometric data of the user is transmitted to the computer of the remote biometric information processing center. The biological information processing center can take appropriate measures by analyzing the biological data.

この発明の一つの形態では、生体情報処理システムは、生体センサ処理装置のバッテリを充電するドッキング・ステーションを備え、このドッキング・ステーションは、生体センサ処理装置のメモリに記憶された生体データを生体情報処理センタのコンピュータに送信する通信手段を備える。   In one aspect of the present invention, a biological information processing system includes a docking station that charges a battery of a biological sensor processing device, and the docking station converts biological data stored in a memory of the biological sensor processing device into biological information. Communication means for transmitting to the computer of the processing center is provided.

この形態によると、生体センサ処理装置をそのバッテリを充電するためのドッキング・ステーションに結合するとき、生体センサ処理装置に蓄積された生体データがセンタのコンピュータに送られる。この生体データは、ユーザの健康判断のためコンピュータによって処理されることができ、そのデータはコンピュータに関連するデータベースに保存することができる。   According to this embodiment, when the biosensor processing device is coupled to a docking station for charging the battery, the biometric data stored in the biosensor processing device is sent to the computer at the center. This biometric data can be processed by a computer for a user's health judgment, and the data can be stored in a database associated with the computer.

この発明の一形態では、ドッキング・ステーションは、生体情報処理センタのサーバ・コンピュータに新しいバージョンの生体センサ処理装置用処理プログラムが格納されている場合、生体センサ処理装置に格納されている処理プログラムを更新するよう構成されている。   In one aspect of the present invention, when a new version of the biosensor processing device processing program is stored in the server computer of the biometric information processing center, the docking station stores the processing program stored in the biosensor processing device. Configured to update.

この形態によると、生体センサ処理装置の処理プログラムは常に最新の状態に維持される。   According to this embodiment, the processing program of the biosensor processing device is always maintained in the latest state.

この発明の一形態では、生体情報処理センタのコンピュータは、生体センサ処理装置のリアルタイム解析でユーザの異常が疑われて、送られてくるデータの受信に応じて、更にその生体データを詳細処理してユーザの健康状態を判定し、ユーザに助言メッセージを送信する。緊急時、医師やサポータなどとユーザとの間の音声リンクを即時に確立するよう構成されている。   In one aspect of the present invention, the computer of the biometric information processing center further processes the biometric data in response to reception of the data that is suspected of being abnormal by the user in the real-time analysis of the biosensor processing device. The user's health status is determined and an advice message is transmitted to the user. In an emergency, it is configured to immediately establish a voice link between a doctor, a supporter or the like and a user.

この形態によると、生体センサ処理装置がユーザの健康状態の異常を検出すると、そのユーザの生体データがセンタに送られ、即時にデータ処理が実行されて詳細な健康判断がなされ、ユーザに助言メッセージが送られる。このようにリアルタイム健康管理サービス、又は緊急時の安全確保と救援サービスを提供することが可能になる。   According to this embodiment, when the biosensor processing device detects an abnormality in the health condition of the user, the biometric data of the user is sent to the center, and data processing is immediately executed to make a detailed health judgment, and an advice message to the user Will be sent. In this way, it becomes possible to provide a real-time health management service or an emergency safety ensuring and relief service.

また、この発明の一形態では、生体情報処理センタのコンピュータは、ドッキング・ステーションから送られてくるユーザの生体データをバッチ処理してユーザの健康状態を判定し、定期的に健康管理レポートをユーザに送信するよう構成されている。さらに一形態では、生体情報処理センタのコンピュータは、ドッキング・ステーションから送られてくるユーザの生体データをバッチ処理してユーザの健康状態を判定し、健康状態に問題があると判定されるとき、助言メッセージをユーザに送信するよう構成されている。   According to another aspect of the present invention, the computer of the biometric information processing center batch-processes the user's biometric data sent from the docking station to determine the user's health condition, and periodically sends the health management report to the user. Configured to send to. Furthermore, in one form, the computer of the biometric information processing center batch-processes the user's biometric data sent from the docking station to determine the user's health condition, and when it is determined that there is a problem with the health condition, An advice message is configured to be sent to the user.

この形態によると、ユーザの日常的な生体データは、生体センサ処理装置からドッキング・ステーションを介してセンタに送られ、サーバの負荷が小さい時間帯にバッチ処理される。更にこのように長期蓄積したデータを解析し、個人別の健康管理基準を確立することが可能になる。ドッキング・ステーションは、たとえばADSLのような広帯域の通信手段を用いて相当な容量の生体データをセンタに送ることができる。   According to this embodiment, the user's daily biometric data is sent from the biometric sensor processing device to the center via the docking station, and batch-processed in a time zone where the load on the server is small. Furthermore, it becomes possible to analyze the data accumulated in this way for a long time and to establish individual health management standards. The docking station can send a considerable amount of biometric data to the center using broadband communication means such as ADSL.

この発明で用いられるセンサベルトは、心電電極のほかに、ユーザの体温を測定する温度センサ、ユーザの体脂肪率を推定するための、およびインピーダンス脈波を計測するための電流電極および電圧電極を備えることができる。また、センサベルトまたは生体センサ処理装置にユーザの姿勢や動きを検出するための3方向（前後、左右、上下）加速度センサを備えることができる。   The sensor belt used in the present invention includes, in addition to the electrocardiographic electrode, a temperature sensor for measuring the user's body temperature, a current electrode and a voltage electrode for estimating the body fat percentage of the user, and for measuring the impedance pulse wave Can be provided. Further, the sensor belt or the biosensor processing apparatus can be provided with a three-direction (front / rear, left / right, up / down) acceleration sensor for detecting the posture and movement of the user.

次に図面を参照して、この発明の実施形態を説明する。図１は、この発明の実施例の全体的なシステムの構成を示すブロック図である。ユーザが使用する装置10には、ユーザが胸部に着用するセンサベルト12、センサベルト12に着脱可能な生体センサ処理装置14、および生体センサ処理装置とブルートゥース（Bluetooth）または赤外線で結合して通信する携帯電話機16が含まれる。携帯電話機16の代わりに携帯端末装置（PDA）を用いることもできる。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall system configuration of an embodiment of the present invention. The device 10 used by the user communicates with the sensor belt 12 worn by the user on the chest, the biosensor processing device 14 that can be attached to and detached from the sensor belt 12, and the biosensor processing device via Bluetooth or infrared rays. A mobile phone 16 is included. A mobile terminal device (PDA) can be used instead of the mobile phone 16.

センサベルトには、後に図２を参照して説明するように、心電電極、インピーダンス測定電極、温度センサの内の１つまたは複数が取り付けられている。生体センサ処理装置14は、後に図３を参照して説明するように、加速度センサ、信号増幅・処理回路、A/D変換回路、CPU、RAM、および書き換え可能なROM（EEPROM、FEPROM等）を備えており、センサベルトのセンサからの信号を処理して、ユーザの生体データをモニタし、メモリに保存するとともに、健康状態を推定する。推定の結果、異常が疑われると、生体センサ処理装置14は、ブルートゥース（Bluetooth）を起動して携帯電話16に信号を送り、ユーザの生体データをインターネットなどのネットワーク11を介してセンタ70に送信する。   As will be described later with reference to FIG. 2, one or more of an electrocardiogram electrode, an impedance measurement electrode, and a temperature sensor are attached to the sensor belt. As will be described later with reference to FIG. 3, the biosensor processing device 14 includes an acceleration sensor, a signal amplification / processing circuit, an A / D conversion circuit, a CPU, a RAM, and a rewritable ROM (EEPROM, FEPROM, etc.). And processing the signal from the sensor of the sensor belt to monitor the biometric data of the user, store it in the memory, and estimate the health condition. If an abnormality is suspected as a result of the estimation, the biometric sensor processing device 14 activates Bluetooth, sends a signal to the mobile phone 16, and transmits the user's biometric data to the center 70 via the network 11 such as the Internet. To do.

ユーザ10の装置には、ドッキング・ステーション50が含まれる。ドッキング・ステーション50は、後に図４を参照して説明するように、生体センサ処理装置14のバッテリを充電するための充電回路、および生体センサ処理装置14に保存されたユーザ10の一定期間（たとえば、１日間）の生体データをインターネット11を介してセンタ70に送信するための通信装置を備えている。ドッキング・ステーション50は、この生体センサ処理装置との結合に機能を限定した全自動の専用装置であることが望ましい。代替的には、パーソナルコンピュータのアタッチメントとして構成することもできる。   The device of user 10 includes a docking station 50. As will be described later with reference to FIG. 4, the docking station 50 includes a charging circuit for charging the battery of the biosensor processing device 14 and a certain period of time (for example, the user 10 stored in the biosensor processing device 14). (1 day) of biometric data is provided to the center 70 via the Internet 11. The docking station 50 is preferably a fully automatic dedicated device whose function is limited to coupling with the biosensor processing device. Alternatively, it can be configured as an attachment of a personal computer.

センタ70には、ユーザ、サポータ、およびシステム管理者にインターフェイス画面を提供するウェブサーバ72、データベースサーバ74および解析サーバ76が備えられる。これらのサーバは、コンピュータ・システムで構成されるので、ハードウェアとしては、処理能力に応じて１台または複数台の小型・中型または大型のコンピュータで構成することもできる。図１は、機能ごとにコンピュータが設置されているものとして表現している。データベースサーバ74には、システム管理データおよびサービス管理データ、ユーザの健康状態を判定するための判定ルール、およびユーザに与える助言データを格納するシステム・データベース74A、およびユーザそれぞれの個人データ、それぞれのユーザの生体センサ処理装置から送られてきた生体データを格納するユーザ・データベース74Bが含まれる。   The center 70 includes a web server 72, a database server 74, and an analysis server 76 that provide interface screens to users, supporters, and system administrators. Since these servers are configured by a computer system, the hardware can also be configured by one or a plurality of small, medium, or large computers according to the processing capability. FIG. 1 represents that a computer is installed for each function. The database server 74 includes system database 74A for storing system management data and service management data, judgment rules for judging a user's health status, and advice data to be given to the user, and personal data of each user, each user A user database 74B for storing biometric data sent from the biosensor processing apparatus is included.

サポータ60は、医療機関、保険会社、公共機関、製薬会社、老人ホーム、ケアマンションなど、このシステムと協調してサービスを提供したりデータを利用したりする組織であり、クライアントPC62、又は携帯電話などを介して、ユーザまたはこのシステムのリクエストに応じてサービスに関与する。   The supporter 60 is an organization that provides services and uses data in cooperation with this system, such as medical institutions, insurance companies, public institutions, pharmaceutical companies, nursing homes, and care apartments. Involved in the service in response to a user or request of this system, etc.

図２は、この発明の一実施例のセンサベルト12を示す。センサベルト12は、身体の胸部あたりに直接装着するもので、背中または胸部に着脱用のホックまたはスナップを備えている。女性のブラジャーと同様の態様でブラジャーの下端付近で身体に取り付けられる。一つの変形として、着用位置を安定させるため、ブラジャーと同様の肩ひもをセンサベルトに備えることができる。また、女性用のセンサベルトは、ブラジャーの下端部に組み込むことができる。   FIG. 2 shows a sensor belt 12 according to one embodiment of the present invention. The sensor belt 12 is worn directly around the chest of the body, and has a hook or snap for attachment / detachment on the back or chest. It is attached to the body near the lower end of the bra in a manner similar to a female bra. As a variant, the shoulder strap similar to the brassiere can be provided on the sensor belt in order to stabilize the wearing position. A female sensor belt can be incorporated into the lower end of the brassiere.

図２(A)は、生体センサ処理装置14が取り付けられたセンサベルト12を示し、図12（B）は、センサベルトの断面をブロック図的に示す。センサ処理装置14は、センサベルト12のコネクタ部13に電気コネクタにより着脱可能であり、コネクタ部13に取り付けた状態では、センサ処理装置とセンサベルトは、電気的に接続されている。センサベルト12は、電源を備えておらず、センサ処理装置14のバッテリから電力の供給を受ける。ユーザによる操作を簡単にするため、この実施例では、センサ処理装置14がコネクタ部13に結合され、センサ処理装置14の電力端子がコネクタ部13の電力端子に接続されると、センサ処理装置14からセンサベルトに電力が供給される構造とする。   2A shows the sensor belt 12 to which the biosensor processing device 14 is attached, and FIG. 12B shows a cross section of the sensor belt in a block diagram. The sensor processing device 14 can be attached to and detached from the connector portion 13 of the sensor belt 12 by an electrical connector. When the sensor processing device 14 is attached to the connector portion 13, the sensor processing device 14 and the sensor belt are electrically connected. The sensor belt 12 does not include a power source, and receives power from the battery of the sensor processing device 14. In order to simplify the operation by the user, in this embodiment, when the sensor processing device 14 is coupled to the connector portion 13 and the power terminal of the sensor processing device 14 is connected to the power terminal of the connector portion 13, the sensor processing device 14 The power is supplied from the sensor belt to the sensor belt.

センサベルト12の内側には心電電極18A、18B、18Cが設けられている。心電電極18Aは共通電極（接地電極）であり、電極18Aおよび18Bで第１の心電計測チャンネルを形成し、電極18Aおよび18Cで第２の心電計測チャンネルを形成する。第１および第２の心電計測チャンネルは、両チャンネルの間に心臓19が位置するよう配置される。これらの心電電極は、導電性ゴムまたは導電性繊維で作られており、センサベルトに埋め込まれた導電線によりコネクタ部13の端子に接続されている。   Electrocardiographic electrodes 18A, 18B, and 18C are provided on the inner side of the sensor belt 12. The electrocardiographic electrode 18A is a common electrode (ground electrode), and the electrodes 18A and 18B form a first electrocardiographic measurement channel, and the electrodes 18A and 18C form a second electrocardiographic measurement channel. The first and second electrocardiographic measurement channels are arranged such that the heart 19 is located between both channels. These electrocardiographic electrodes are made of conductive rubber or conductive fiber, and are connected to the terminals of the connector portion 13 by conductive wires embedded in the sensor belt.

電極20A、20Bは、身体の体脂肪率を計測するためのインピーダンス測定用の定電流供給電極である。インピーダンスの測定は、電極20Aと20Bとの間に電流を流し、電圧電極20C、20D間の電圧、すなわち電流が身体を流れるとき、電極20C、20D間の電圧降下を測定することによって行われる。電極20A、20Bは、センサベルト12に埋め込まれた導電線、およびこれに接続されたコネクタ部13の端子を介してセンサ処理装置14の定電流発生回路37から供給される。電圧電極20C、20Dは、センサベルト12に埋め込まれた導電線およびコネクタ部13の端子を介してセンサ処理装置14に電気的に接続され、振幅復調の専用検出回路33で処理される。センサベルト12の内側には、体表面温度を計測するための温度センサ22が配置され、外側には温度補正用として外部温度を計測するための温度センサ23が配置されている。   The electrodes 20A and 20B are constant current supply electrodes for impedance measurement for measuring the body fat percentage of the body. The impedance is measured by passing a current between the electrodes 20A and 20B and measuring the voltage drop between the electrodes 20C and 20D when the voltage between the voltage electrodes 20C and 20D, that is, the current flows through the body. The electrodes 20A and 20B are supplied from the constant current generation circuit 37 of the sensor processing device 14 through the conductive wires embedded in the sensor belt 12 and the terminals of the connector unit 13 connected thereto. The voltage electrodes 20C and 20D are electrically connected to the sensor processing device 14 via the conductive wires embedded in the sensor belt 12 and the terminals of the connector unit 13, and processed by the dedicated detection circuit 33 for amplitude demodulation. A temperature sensor 22 for measuring the body surface temperature is arranged inside the sensor belt 12, and a temperature sensor 23 for measuring the external temperature for temperature correction is arranged outside.

加速度センサがセンサ処理装置14に配置されている。加速度センサは、フィルム状の圧電素子を用いたセンサで、アナログデバイス社の２軸加速度センサADXL202（商品名）、（株）東京センサの３軸加速度センサACH-04（商品名）などを用いて構成することができる。この実施例では、身体の左右方向をｘ軸、前後方向をｙ軸、上下方向をｚ軸として、３つの直交方向の加速度と重力方向を検出する。   An acceleration sensor is disposed in the sensor processing device 14. The acceleration sensor is a sensor using a film-like piezoelectric element, such as the 2-axis acceleration sensor ADXL202 (trade name) of Analog Devices, the 3-axis acceleration sensor ACH-04 (trade name) of Tokyo Sensor Co., Ltd., etc. Can be configured. In this embodiment, acceleration in the three orthogonal directions and the direction of gravity are detected with the left-right direction of the body as the x-axis, the front-rear direction as the y-axis, and the vertical direction as the z-axis.

図３は、センサ処理装置14の全体的な構成を示す機能ブロック図である。センサ処理装置14は、入力インターフェイス26、CPU30、CPU30の演算処理とデータ蓄積に必要なメモリ領域を与えるランダムアクセス・メモリ（RAM）42、CPUが実行するプログラムおよびデータを記憶する書き換え可能な読み出し専用メモリ（EEPROM、FEPROM）44、および後述するドッキング・ステーションとのインターフェイス40を備える。さらにセンサ処理装置14は、必要に応じて携帯電話16と通信する通信装置38を備えている。この実施例では、通信装置38は、ブルートゥース（Bluetooth）通信装置であるが、代替的に赤外線または近距離FM波を用いた通信装置を用いることもできる。携帯電話16は、代替的にはPDAのような無線端末装置を用いることができる。携帯電話16は、ネットワーク11（図１）を介してセンタ70と通信する。   FIG. 3 is a functional block diagram showing the overall configuration of the sensor processing device 14. The sensor processor 14 is a rewritable, read-only memory that stores the input interface 26, the CPU 30, the random access memory (RAM) 42 that gives the memory area required for arithmetic processing and data storage of the CPU 30, and the program and data executed by the CPU A memory (EEPROM, FEPROM) 44 and an interface 40 with a docking station to be described later are provided. Further, the sensor processing device 14 includes a communication device 38 that communicates with the mobile phone 16 as necessary. In this embodiment, the communication device 38 is a Bluetooth communication device, but a communication device using infrared rays or short-range FM waves can be used instead. The mobile phone 16 can alternatively use a wireless terminal device such as a PDA. The cellular phone 16 communicates with the center 70 via the network 11 (FIG. 1).

センサ処理装置14は、充電式のバッテリ45を備えており、このバッテリ45は、家庭またはオフィスの交流電源に接続されたドッキング・ステーション50により充電される。   The sensor processor 14 includes a rechargeable battery 45, which is charged by a docking station 50 connected to a home or office AC power source.

図４は、ドッキング・ステーション50の機能ブロック図である。ドッキング・ステーション50は、生体センサ処理装置14と結合し、生体センサ処理装置14の充電式バッテリ45を充電し、RAM42に記憶されたユーザの生体データをセンタ70に送信するためのものである。ドッキング・ステーション50は、生体センサ処理装置14と電気的に結合するためのドッキング・インターフェイス51を備えている。一実施例では、ドッキング・インターフェイス51は、生体センサ処理装置14と電磁誘導結合する。代替的には、通常の接続端子による結合方式を用いることもできる。ドッキング・ステーションは、マイクロプロセッサで構成されるコントローラ53、充電回路54、RAM55、およびインターネット11に接続し、センタ70と通信する通信装置57を備えている。   FIG. 4 is a functional block diagram of the docking station 50. The docking station 50 is coupled to the biosensor processing device 14, charges the rechargeable battery 45 of the biosensor processing device 14, and transmits user biometric data stored in the RAM 42 to the center 70. The docking station 50 includes a docking interface 51 for electrically coupling with the biosensor processing device 14. In one embodiment, docking interface 51 is inductively coupled to biosensor processor 14. Alternatively, a coupling method using a normal connection terminal can be used. The docking station includes a controller 53 configured by a microprocessor, a charging circuit 54, a RAM 55, and a communication device 57 that connects to the Internet 11 and communicates with the center 70.

生体センサ処理装置14がドッキング・ステーション50のドッキング・インターフェイス51に結合されると、充電回路54がバッテリ45の充電を開始する。これと並行してコントローラ53は、生体センサ処理装置のRAM42に記憶されたユーザの一日分の生体データをRAM55に読み込み、通信装置57によりセンタ70に送信する。通信装置57は、一実施例では、ADSL又はその他の通信方式によりインターネットを介してセンタ70に常時接続されている。代替的には、通信装置57は、ダイヤルアップでプロバイダを介してインターネットに接続し、センタ70に接続する方式をとることができる。この場合、コントローラ53は、生体センサ処理装置14がドッキング・インターフェイス51に結合されることに応じて、ダイヤラーを起動し、自動的にダイヤルアップ接続を実行するようプログラムされる。   When the biosensor processing device 14 is coupled to the docking interface 51 of the docking station 50, the charging circuit 54 begins charging the battery 45. In parallel with this, the controller 53 reads the daily biometric data of the user stored in the RAM 42 of the biometric sensor processing device into the RAM 55 and transmits it to the center 70 through the communication device 57. In one embodiment, the communication device 57 is always connected to the center 70 via the Internet by ADSL or other communication method. Alternatively, the communication device 57 may be connected to the Internet via a provider via dial-up and connected to the center 70. In this case, the controller 53 is programmed to activate the dialer and automatically perform a dial-up connection in response to the biosensor processing device 14 being coupled to the docking interface 51.

ドッキング・ステーション50は、生体センサ処理装置14にインストールされている生体データ処理プログラムを自動更新する機能を持っている。生体センサ処理装置14がドッキング・ステーション50のドッキング・インターフェイス51に結合されると、生体データ処理プログラムのバージョンとセンタ70のサーバにアップロードしたバージョンを比較し、新しいバージョンがサーバに存在する場合、この最新バージョンのプログラムを生体センサ処理装置14に自動的にインストールする。このような機能は、マイクロソフト社のWindows（商品名）で用いられているほか、ウィルス対策ソフト、たとえばトレンドマイクロ社のウィルスバスター（商品名）でも使われているが、ユーザの関与が要求される。この機能により、生体センサ処理装置14のプログラムは、常に最新の状態に保たれる。   The docking station 50 has a function of automatically updating a biometric data processing program installed in the biosensor processing device 14. When the biosensor processing device 14 is coupled to the docking interface 51 of the docking station 50, the version of the biometric data processing program is compared with the version uploaded to the server at the center 70, and if a new version exists on the server, this The latest version of the program is automatically installed in the biosensor processing device 14. Such a function is used not only in Microsoft's Windows (trade name) but also in anti-virus software such as Trend Micro's virus buster (trade name), but requires user involvement. With this function, the program of the biosensor processing device 14 is always kept up-to-date.

ドッキング・ステーション50は、一実施例では生体センサ処理装置14専用の装置として構成されており、充電状態、データの通信状態、プログラムの自動更新機能の作動状態などを示す複数の発光ダイオード（LED）表示器を備えている。代替的には、ドッキング・ステーション50は、汎用のパーソナル・コンピュータにアタッチメントとして、ドッキング・インターフェイス51および充電回路54を加えた形態で構成することができる。   In one embodiment, the docking station 50 is configured as a device dedicated to the biosensor processing device 14, and includes a plurality of light emitting diodes (LEDs) that indicate a charging state, a data communication state, an operation state of an automatic program update function, and the like. A display is provided. Alternatively, the docking station 50 can be configured by adding a docking interface 51 and a charging circuit 54 as an attachment to a general-purpose personal computer.

図５は、生体センサ処理装置14に備えられる生体データ処理プログラムによる生体データのパラメータ計測処理のフローを示す。生体センサ処理装置14がセンサベルト12のコネクタ部13（図２）に接続されると（101）、コネクタ端子の接続によりセンサベルトに備えられた各種のセンサへの電力供給が開始される（102）。   FIG. 5 shows a flow of biometric parameter measurement processing by the biometric data processing program provided in the biosensor processing device 14. When the biosensor processing device 14 is connected to the connector portion 13 (FIG. 2) of the sensor belt 12 (101), power supply to various sensors provided in the sensor belt is started by the connection of the connector terminal (102). ).

生体センサ処理装置14は、ブルートゥース（Bluetooth）通信装置38（図３）のペイジング（paging）機能を起動させ、ユーザの携帯電話16と通信可能かどうかを調べる(103)。通信可能でなければ節電(park)モードに入り（105）、所定の時間、たとえば１分おいて再度接続を試みる。代替的には、所定回数の試行によっても携帯電話16に接続できないときは、ステップ103をスキップして、次のステップ109に進んで、生体データを収集するようプログラムしてもよい。   The biometric sensor processing device 14 activates the paging function of the Bluetooth communication device 38 (FIG. 3), and checks whether communication with the user's mobile phone 16 is possible (103). If communication is not possible, the system enters a power saving (park) mode (105), and tries again after a predetermined time, for example, 1 minute. Alternatively, if the mobile phone 16 cannot be connected after a predetermined number of trials, the program may be programmed to skip step 103 and proceed to the next step 109 to collect biometric data.

ペイジングに成功すると、センサベルト12の各種センサからの信号をディジタル信号に変換する（109）。それぞれのサンプリング周波数は下記の通りである。心電信号は250Hz、加速度信号は100Hz、体温信号は0.1Hz、インピーダンス信号は100Hzである。次いで、それぞれの信号品質指標SQI(Signal Quality Index)が予め定めたしきい値を超えているかどうか判定する（111）。心電信号についてSQIは、信号の尖度Kurtと、前述した２つのチャンネルの信号の間の相互相関係数Corrの関数として、たとえば次のように定義することができる。   If the pacing is successful, the signals from the various sensors of the sensor belt 12 are converted into digital signals (109). Each sampling frequency is as follows. The electrocardiogram signal is 250 Hz, the acceleration signal is 100 Hz, the body temperature signal is 0.1 Hz, and the impedance signal is 100 Hz. Next, it is determined whether each signal quality index SQI (Signal Quality Index) exceeds a predetermined threshold (111). For an electrocardiogram signal, the SQI can be defined as a function of the kurtosis Kurt of the signal and the cross-correlation coefficient Corr between the signals of the two channels described above, for example, as follows.


SQI = 0.6 × (Kurt-3)2 + 0.3 × Corr, Kurt > 3
SQI = 0.4 × Kurt3 + 0.5 × Corr, Kurt ≦ 3

SQIがしきい値を超えていないときは、ブルートゥース（Bluetooth）接続を行い(113)、ユーザの携帯電話16にセンサベルト装着の不良を示す信号を送信する(115)。これを受信した携帯電話16は、液晶ディスプレイ（LCD）に装着不良のメッセージまたはアイコンを表示する(116)。生体センサ処理装置14は、ブルートゥース（Bluetooth）接続を切断（park）し、プロセスを終了する。
SQI = 0.6 × (Kurt-3) 2 + 0.3 × Corr, Kurt> 3
SQI = 0.4 × Kurt 3 + 0.5 × Corr, Kurt ≦ 3

When the SQI does not exceed the threshold value, a Bluetooth connection is made (113), and a signal indicating a sensor belt attachment failure is transmitted to the user's mobile phone 16 (115). The mobile phone 16 that has received the message displays a message or icon indicating that the attachment is poor on the liquid crystal display (LCD) (116). The biosensor processor 14 parks the Bluetooth connection and ends the process.

SQIがしきい値を超えるときは、信号にノイズおよび基線変動を除去する処理を施す(121)。この処理は、ステップ109のA/D変換処理と同時に実行してもよく、信号処理の分野で知られている手法を用いてノイズを除去し、基線の変動を除去する。   When the SQI exceeds the threshold value, processing for removing noise and baseline fluctuations is performed on the signal (121). This processing may be executed simultaneously with the A / D conversion processing in step 109, and noise is removed using a method known in the field of signal processing to remove baseline fluctuations.

パラメータ計測
次いでパラメータの計測が行われる(123)。図３に示されるように、生体センサ処理装置14の演算部30は、ノイズと基線変動などの信号処理を経て得た信号に、パラメータ計測の処理を行う。心電信号、加速度信号、体表面温度信号、インピーダンス信号についてのそれぞれの処理内容は、次のとおりである。 Parameter measurement Next, parameter measurement is performed (123). As shown in FIG. 3, the arithmetic unit 30 of the biosensor processing device 14 performs parameter measurement processing on a signal obtained through signal processing such as noise and baseline fluctuation. The processing contents of the electrocardiogram signal, acceleration signal, body surface temperature signal, and impedance signal are as follows.

心電信号
１次信号処理34Aは、ノイズと基線変動などの除去である。処理結果は順次にリングバッファに入れ、２次データ計測に備える。２次データ計測34Bは、１次信号処理34Aから心電信号を受けとり、この信号に基づいて心拍数を計測し、心電信号のPR時間、QT時間、QRS幅と振幅を計測する。 The ECG primary signal processing 34A is removal of noise and baseline fluctuations. The processing results are sequentially put in a ring buffer to prepare for secondary data measurement. The secondary data measurement 34B receives an electrocardiogram signal from the primary signal processing 34A, measures the heart rate based on this signal, and measures the PR time, QT time, QRS width and amplitude of the electrocardiogram signal.

３次データ計測34Cは、２次データ計測で得られたパラメータに基づいて、心拍数のデータから心拍変動を求め、QRS幅と振幅から呼吸数を推定する。このプロセスについては、後に図６を参照して詳細に説明する。   The tertiary data measurement 34C obtains heart rate variability from heart rate data based on the parameters obtained by the secondary data measurement, and estimates the respiratory rate from the QRS width and amplitude. This process will be described in detail later with reference to FIG.

加速度信号
加速度センサからの出力は、入力回路32で検出され、１次信号処理部34Aに送られる。１次信号処理部34Aは、３軸加速度センサとして構成された２つの加速度センサからの３軸の信号をノイズ除去して、それぞれのリングバッファに入れ、次の処理に備える。 The output from the acceleration signal acceleration sensor is detected by the input circuit 32 and sent to the primary signal processing unit 34A. The primary signal processing unit 34A removes noise from three-axis signals from two acceleration sensors configured as a three-axis acceleration sensor, puts them in respective ring buffers, and prepares for the next processing.

２次データ計測部34Bは、リングバッファからｘ、ｙ、ｚ軸の加速度信号を取り出して分析し、ユーザの体位や歩行リズム・速度などを検出する。すなわち、３軸の加速度信号を一定時間にわたって分析することにより、うつ伏せに伏せた状態（伏臥位）、仰向けに寝た状態（仰臥位）、横向きに寝た状態（側臥位）、座っている状態（座位）、立っている状態（立位）を判定することができる。この分析の一形態として、ユーザの転倒を検出することができる。さらに、加速度信号から歩数、歩行速度、歩行距離を測定することができる。   The secondary data measuring unit 34B extracts and analyzes x, y, and z axis acceleration signals from the ring buffer, and detects the user's body posture, walking rhythm / speed, and the like. In other words, by analyzing the triaxial acceleration signals over a certain period of time, the prone state (prone position), the state of lying on the back (supposed position), the state of lying sideways (side-down position), and the sitting state (Sitting position), standing (standing position) can be determined. As one form of this analysis, a user's fall can be detected. Furthermore, the number of steps, walking speed, and walking distance can be measured from the acceleration signal.

３次データ計測部34Cは、２次データ計測で得られた歩数などからユーザのカロリ消費量を求める。この演算には、歩数だけでなく歩行速度を入れて演算することもできる。   The tertiary data measuring unit 34C obtains the calorie consumption amount of the user from the number of steps obtained by the secondary data measurement. In this calculation, not only the number of steps but also the walking speed can be included in the calculation.

体表面温度
体表面温度センサ22の出力は、入力回路32で検出され、１次信号処理部34Aでノイズを除去し、リングバッファに入れられる。２次データ計測部34Bは、１次信号処理部34Aのリングバッファから体表面温度の値を受けとり、脇に体温計を挟んで測定する場合の体温、または口に体温計をくわえて測定する場合の体温や肛門に体温計を挿して測定する場合の体温に変換する。この変換は、予め実験で求めた統計データに基づく変換テーブルを用意し、これをROM44に格納しておき、この変換テーブルを参照することにより行う。 Body surface temperature The output of the body surface temperature sensor 22 is detected by the input circuit 32, noise is removed by the primary signal processing unit 34A, and the output is placed in the ring buffer. The secondary data measuring unit 34B receives the value of the body surface temperature from the ring buffer of the primary signal processing unit 34A and measures the body temperature when measuring with a thermometer beside it, or the body temperature when measuring with the thermometer in the mouth It is converted to body temperature when a thermometer is inserted into the anus and measured. This conversion is performed by preparing a conversion table based on statistical data obtained in advance by experiment, storing it in the ROM 44, and referring to this conversion table.

３次データ計測部34Cは、２次データ計測部34Bで求められた体温に基づいて、ユーザの発熱を推定し、ユーザが女性の場合、生理周期リズムの測定や排卵期の予測を行う。求めたデータは、RAM42に記憶される。   The tertiary data measurement unit 34C estimates the fever of the user based on the body temperature obtained by the secondary data measurement unit 34B, and when the user is a woman, measures the physiological cycle rhythm and predicts the ovulation period. The obtained data is stored in the RAM 42.

インピーダンス
インピーダンス測定用の電圧電極20C、20D間の電圧は、振幅変調（AM）された信号であり、入力回路32で復調され、１次信号処理部34Aでノイズを除去し、リングバッファに入れられる。２次データ計測部34Bは、リングバッファから復調され且つノイズ除去された信号を取り出し、その変動（交流）成分はインピーダンス脈波信号として出力する。その直流成分（DCレベル、抵抗値）は体脂肪率に比例するものとして出力する。 The voltage between the voltage electrodes 20C and 20D for impedance impedance measurement is a signal subjected to amplitude modulation (AM), demodulated by the input circuit 32, noise is removed by the primary signal processing unit 34A, and is put in the ring buffer. . The secondary data measuring unit 34B takes out the demodulated and noise-removed signal from the ring buffer, and outputs the fluctuation (alternating current) component as an impedance pulse wave signal. The direct current component (DC level, resistance value) is output as being proportional to the body fat percentage.

３次データ計測部34Cは、こうして求められた直流成分（抵抗値）からユーザの体脂肪率を求める。予め実験によって統計的に求められた抵抗値と体脂肪率との関係から変換テーブルを用意してROM44に格納しておき、この変換テーブルを参照して抵抗値から体脂肪率を求めることができる。また、前記の心電信号とインピーダンス脈波信号から脈波伝搬時間（QRSピークから脈波の立ち上がりまでのインターバル）を求め、血圧変化、動脈弾性を推定することができる。   The tertiary data measuring unit 34C calculates the body fat percentage of the user from the DC component (resistance value) thus determined. A conversion table is prepared from the relationship between the resistance value and the body fat percentage statistically obtained in advance by experiment and stored in the ROM 44, and the body fat percentage can be obtained from the resistance value by referring to the conversion table. . Further, the pulse wave propagation time (interval from the QRS peak to the rise of the pulse wave) can be obtained from the electrocardiogram signal and the impedance pulse wave signal, and blood pressure change and arterial elasticity can be estimated.

リアルタイム判定
再び図５にもどると、このようにしてパラメータ計測（123）がなされると、続いてリアルタイム判定がなされる（125）。リアルタイム判定は、演算部30の判定部35が、２次データ計測部34Bまたは３次データ計測部34Cで得られたパラメータに、ROM44に格納されている判定ルールを適用することによって実行される。心電信号については、２次データ計測で得られる心拍数および３次データ計測で得られる心拍変動を、ROM44に格納されている判定ルールと比較することにより、心臓拍動リズムの乱れ（調律異常）、自律神経系の異常を推定する。また２次データ計測で得られるPR時間、QT時間、QRS幅と振幅をそれぞれの判定ルールと比較し、心臓電気伝導系の伝導障害を推定する。さらに３次データ計測で得られる呼吸数を用い、睡眠時の無呼吸症や呼吸の一時停止現象を推定する。 Real-Time Determination Returning again to FIG. 5, when parameter measurement (123) is performed in this way, real-time determination is subsequently performed (125). The real-time determination is executed by the determination unit 35 of the calculation unit 30 applying the determination rule stored in the ROM 44 to the parameter obtained by the secondary data measurement unit 34B or the tertiary data measurement unit 34C. For electrocardiographic signals, heart rate rhythm disturbance (rhythm abnormalities) is obtained by comparing the heart rate obtained by secondary data measurement and heart rate variability obtained by tertiary data measurement with the judgment rules stored in ROM44. ) Estimate autonomic nervous system abnormalities. The PR time, QT time, QRS width and amplitude obtained by the secondary data measurement are compared with the respective judgment rules to estimate the conduction disturbance of the cardiac electrical conduction system. Furthermore, the respiratory rate obtained by tertiary data measurement is used to estimate sleep apnea and respiratory pause.

心電信号と脈波信号から得られる脈波伝搬時間に基づいて得られる血圧変化および動脈弾性に、ROM44に格納される判定ルールを適用して、血圧変動の動態、または動脈硬化の進行具合を推定することができる。   Apply the decision rule stored in ROM44 to the blood pressure change and arterial elasticity obtained based on the pulse wave propagation time obtained from the electrocardiogram signal and the pulse wave signal to determine the dynamics of blood pressure fluctuations or the progress of arteriosclerosis. Can be estimated.

また、判定部35は、データ計測部から得られるユーザの動きに関する（姿勢、体位、歩行リズムなど）データ、カロリ消費量を判定ルールと比較して運動不足、運動過剰などを推定する。判定部35は、体表面温度センサからの出力に基づいて変換された体温データを用いて、ユーザの体温異常を検知する。ユーザが成人女性の場合は、連続的な体温データに基づいて、生理周期リズムを解析し、排卵期を予測することができる。   In addition, the determination unit 35 estimates data such as lack of exercise and excess exercise by comparing data (calorie, posture, walking rhythm, etc.) on the user's movement obtained from the data measurement unit and calorie consumption with the determination rule. The determination unit 35 detects an abnormal body temperature of the user using the body temperature data converted based on the output from the body surface temperature sensor. If the user is an adult female, the physiological cycle rhythm can be analyzed based on continuous body temperature data to predict the ovulation period.

判定部35は、電圧電極20C、20Dから検出された直流電圧成分を用いてデータ計測部で求められる体脂肪率をROM44に格納されている判定ルールと比較し、肥満度の推定をすることができる。   The determination unit 35 compares the body fat percentage obtained by the data measurement unit using the DC voltage components detected from the voltage electrodes 20C and 20D with the determination rule stored in the ROM 44, and can estimate the degree of obesity. it can.

ここでは、技術的に実施可能な判定項目の一部を列挙したが、生体センサ処理装置14の演算負荷を軽減するため、緊急性の要求の高い項目についてだけ生体センサ処理装置14によるリアルタイム判定を行うようにする。体脂肪率のようなリアルタイム処理の必要でない項目については、１次信号処理までをセンサ処理装置14で行って、結果のデータをRAM42に保存しておき、センサ処理装置14をドッキング・ステーションに結合したときに、バッチ処理としてこのデータをセンタに送信し、センタにおいて２次データ計測以下の処理を行う。たとえば、センサ処理装置14は、リアルタイム処理としては、心拍数および呼吸数の異常判定、ならびに転倒の検出だけを行い、その他の項目はセンタによるバッチ処理とすることができる。   Here, some of the determination items that can be technically implemented are listed, but in order to reduce the calculation load of the biosensor processing device 14, real-time determination by the biosensor processing device 14 is performed only for items that are highly urgent. To do. For items that do not require real-time processing, such as body fat percentage, the sensor processing device 14 performs up to the primary signal processing, stores the result data in the RAM 42, and couples the sensor processing device 14 to the docking station. When this happens, this data is transmitted to the center as a batch process, and the processing below the secondary data measurement is performed at the center. For example, as the real-time processing, the sensor processing device 14 can perform only heart rate and respiratory rate abnormality determination and fall detection, and other items can be batch processing by the center.

リアルタイム判定によって異常が判定されると（127）、センサ処理装置14は、ブルートゥース（Bluetooth）を起動して、ユーザの所持する携帯電話に接続し、携帯電話を介してセンタにデータを送信する(137)。このデータは、公知の圧縮技術を用いて圧縮して送信される。送信後、ブルートゥース（Bluetooth）を切断して、センタから処理結果が送信されてくるのを待つことになる。   When an abnormality is determined by the real-time determination (127), the sensor processing device 14 activates Bluetooth, connects to the mobile phone owned by the user, and transmits data to the center via the mobile phone ( 137). This data is compressed and transmitted using a known compression technique. After the transmission, Bluetooth (Bluetooth) is disconnected and waiting for the processing result to be transmitted from the center.

リアルタイム判定によって異常なしと判定されると、データの蓄積周期の到来を待って（129）、データをRAMに保存する（131）。データの蓄積周期が来ていないときは、データを廃棄する(133)。データ項目の医学的意義とRAMの容量およびドッキング・センタへの送信容量を考慮して、蓄積周期は、データ項目に応じて10分から2時間の範囲で設定される。体脂肪率のような変化の小さいパラメータについては、１日１０回測定し、信頼性の一番高い1つのデータだけを保存するようにシステムを構成することができる。   If it is determined by the real-time determination that there is no abnormality, the data storage cycle is awaited (129) and the data is stored in the RAM (131). When the data accumulation cycle has not come, the data is discarded (133). Taking into account the medical significance of the data item, the capacity of the RAM and the capacity of transmission to the docking center, the accumulation cycle is set in the range of 10 minutes to 2 hours depending on the data item. For parameters with small changes, such as body fat percentage, the system can be configured to measure 10 times a day and store only one piece of data with the highest reliability.

心電データ処理
次に図６を参照して、心電データ処理の詳細を説明する。上に述べたように、この発明の実施例では、電極18A、18Bによる第１チャンネルと電極18A、18Cによる第２チャンネルとの２つのチャンネルで心電信号を測定する。250Hzでサンプリングされ、ディジタル化された第１および第２チャンネルのデータの10秒間分がバッファに蓄積される（201）。これらのデータは、それぞれが２秒間ずつの５つのデータブロックに分割され（203）、それぞれのブロックについて、信号の尖度Kurtを算出し、２つのチャンネルの信号の相互相関係数Corrを算出する。 ECG Data Processing Next, details of the ECG data processing will be described with reference to FIG. As described above, in the embodiment of the present invention, the electrocardiographic signal is measured in two channels, ie, the first channel formed by the electrodes 18A and 18B and the second channel formed by the electrodes 18A and 18C. The first and second channel data sampled at 250 Hz and digitized for 10 seconds are stored in the buffer (201). These data are divided into five data blocks each having a duration of 2 seconds (203). For each block, the kurtosis Kurt of the signal is calculated, and the cross-correlation coefficient Corr of the signals of the two channels is calculated. .

それぞれのデータブロックにおける信号の尖度Kurtが10を超え、それぞれのデータブロックにおける２つのチャンネルの相互相関係数が0.5を超えるときは（205）、ステップ209に移り、独立成分分析(ICA)による信号分離処理に入る。ステップ205において、条件が満足されないときは、この10秒間の心電データは、信号品質が低いものとして廃棄する(207)。   If the kurtosis Kurt of the signal in each data block exceeds 10 and the cross-correlation coefficient of the two channels in each data block exceeds 0.5 (205), move to step 209, and by independent component analysis (ICA) The signal separation process is started. If the condition is not satisfied in step 205, the electrocardiographic data for 10 seconds is discarded as having low signal quality (207).

ステップ209では、２つのチャンネルのうち、尖度の高い信号に対して、独立成分分析法（ICA）を適用し、心電波形(211)と呼吸波形(233)とに分離する。呼吸と心電の発生源は異なり、統計学的意味で互いに独立だと考えられるので、両者の結合分布の確率密度関数が周辺分布の確率密度関数の積となる。この特徴を利用して信号分離を行う。   In step 209, an independent component analysis method (ICA) is applied to a signal having a high kurtosis of the two channels to separate the electrocardiogram waveform (211) and the respiratory waveform (233). Since the sources of respiration and electrocardiogram are different and considered to be independent from each other in a statistical sense, the probability density function of the joint distribution of both is the product of the probability density function of the peripheral distribution. Signal separation is performed using this feature.

心電波形はカットオフ周波数６０Hzを持つローパスフィルター(213)を通り、信号の間引き(219)および補間(221)処理（マルチレート処理）により緩慢変動成分（基線ドリフト）を抽出する。間引きによって高周波成分は抑制されて低周波成分のみが取り出される。補間処理によってスムージングを行い、元の２５０Hzサンプリング周波数まで復元する。この一連の処理で基線を抽出する。この処理は、マルチレート処理とも呼ばれる。心電波形は、一方において、ステップ219および221の処理時間に相当する遅延時間をおいてから(215)、加算器に入れられ(217)、上記で求めた基線ドリフト成分と差分演算を行う。こうして、心電波形の基線変動成分が抑制される。   The electrocardiogram waveform passes through a low-pass filter (213) having a cutoff frequency of 60 Hz, and a slow fluctuation component (baseline drift) is extracted by signal thinning (219) and interpolation (221) processing (multi-rate processing). High frequency components are suppressed by thinning, and only low frequency components are extracted. Smoothing is performed by interpolation processing, and the original 250 Hz sampling frequency is restored. The baseline is extracted by this series of processing. This processing is also called multirate processing. On the other hand, the electrocardiogram waveform has a delay time corresponding to the processing time of steps 219 and 221 (215), and is then put into an adder (217) to perform a difference calculation with the baseline drift component obtained above. In this way, the baseline fluctuation component of the electrocardiogram waveform is suppressed.

こうして処理された心電信号をマッチドフィルター（Matched filter）223に入れて、ROM44に格納されているQRSテンプレートと照合し、QRS信号成分を強調する。このQRS信号から予め定めたしきい値を超える箇所からR信号のピークを検出する(227)。連続するR信号の間隔、すなわちRR間隔を測定し、60秒間のR信号の数に換算することにより、心拍毎の瞬時心拍数を求める(231)。   The electrocardiogram signal processed in this way is put in a matched filter (Matched filter) 223 and collated with a QRS template stored in the ROM 44 to emphasize the QRS signal component. From this QRS signal, the peak of the R signal is detected from a location exceeding a predetermined threshold value (227). The interval between successive R signals, that is, the RR interval is measured and converted into the number of R signals for 60 seconds to obtain the instantaneous heart rate for each heart beat (231).

一方、呼吸波形はカットオフ周波数１Hzを持つローパスフィルターを通り(235)、センタリング（平均値をゼロにするように信号レベルをシフトする）を行い、ゼロ交差を検出し(239)、60秒間のゼロ交差数を算出することにより呼吸数を求める(241)。   On the other hand, the respiratory waveform passes through a low-pass filter with a cut-off frequency of 1 Hz (235), is centered (shifts the signal level so that the average value is zero), detects a zero crossing (239), and continues for 60 seconds. Respiratory rate is determined by calculating the number of zero crossings (241).

図７は、心電データ処理の第２の実施例のフローを示す。第１および第２チャンネルの心電データの10秒間分を収集し(251)、２つのチャンネルのデータの相互相関係数を求めるとともに、それぞれのチャンネルについて信号の尖度を求める(253)。相互相関係数Corrが0.5を超えるときは（255）、チャンネル１の尖度k1およびチャンネル２の尖度k2が所定値Th1＝５とTh2＝１０との間にあるときは、両チャンネルの状態が良いと判定して(257)、信号分離処理(267)に進む。この信号分離以下の処理は、図６に示した実施例と同じである。ステップ257で、条件が満足されないときは、この10秒間のデータは、信号品質が低いとし、廃棄する(259)。また、片方のチャンネルだけがステップ257の条件を満足するときは、ステップ211に進み心拍数の計測処理に入る。   FIG. 7 shows a flow of a second embodiment of electrocardiographic data processing. 10 seconds of ECG data of the first and second channels are collected (251), and the cross-correlation coefficient of the data of the two channels is obtained, and the kurtosis of the signal is obtained for each channel (253). When the cross-correlation coefficient Corr exceeds 0.5 (255), when the kurtosis k1 of channel 1 and the kurtosis k2 of channel 2 are between predetermined values Th1 = 5 and Th2 = 10, the state of both channels Is determined to be good (257), and the process proceeds to signal separation processing (267). The processing after this signal separation is the same as that of the embodiment shown in FIG. If the condition is not satisfied in step 257, the data for 10 seconds is assumed to have low signal quality and is discarded (259). On the other hand, when only one of the channels satisfies the condition of step 257, the process proceeds to step 211 and the heart rate measurement process is started.

ステップ255において、相互相関係数Corrが0.5以下のときは、第１チャンネルの心電信号の尖度k1または第２チャンネルの心電信号の尖度k2のいずれかまたは両方が所定値Th3＝１０以上であるかどうか判断する(261)。片方のチャンネルだけがステップ261の条件を満足するときは、ステップ211以下の心拍数計測処理に入る(265)。両方のチャンネルがステップ261の条件を満足するときは、ステップ267以下の処理に入り、どちらのチャンネルもステップ261の条件を満足しないときは、この心電信号の品質は低いとし、心電信号を廃棄する(263)。   In step 255, when the cross-correlation coefficient Corr is 0.5 or less, either or both of the kurtosis k1 of the ECG signal of the first channel and the kurtosis k2 of the ECG signal of the second channel is a predetermined value Th3 = 10. It is judged whether it is above (261). When only one of the channels satisfies the condition of step 261, the process enters the heart rate measurement process of step 211 and below (265). When both channels satisfy the condition of step 261, the process goes to step 267 and the subsequent steps. When neither channel satisfies the condition of step 261, the quality of the electrocardiogram signal is assumed to be low, and the electrocardiogram signal is Discard (263).

センタリアルタイム処理
図５のステップ125において、生体センサ処理装置14におけるリアルタイム判定で異常の判定がなされると、生体センサ処理装置14が自動的にユーザの所持する携帯電話にブルートゥース（Bluetooth）による通信を開始し、携帯電話を介してセンタに生体データを送信する（図５、137）。この生体データは、生体センサ処理装置14の入力インターフェイス26（図３）でA/D変換された後のディジタル・データのうち、今回の異常発生時点の前後部分（例えば、心電信号の場合は、前後10〜30秒間）のデータである。 Center real-time processing In step 125 of FIG. 5, if an abnormality is determined by real-time determination in the biosensor processing device 14, the biosensor processing device 14 automatically communicates with the mobile phone owned by the user via Bluetooth. The biometric data is transmitted to the center via the mobile phone (FIG. 5, 137). This biometric data is the digital data after A / D conversion by the input interface 26 (FIG. 3) of the biosensor processing device 14 before and after the current abnormality occurrence (for example, in the case of an electrocardiogram signal) , Before and after 10-30 seconds).

図８を参照すると、センタの解析サーバ76は、この生体データを受けとり(301)、送信のために圧縮されたデータを伸張する(303)。伸張されたデータは、データベース・サーバ74を介してシステムの個人情報データベース74Bに保存される。また、この生体データは、医療情報交換のための世界的標準規約であるHL7(Health Level 7)に変換して(307)、データベースに保存する。受信した生体データと、後のパラメータ計測処理で得られるデータを個人情報データベース74Bに長期保存する。   Referring to FIG. 8, the analysis server 76 at the center receives the biometric data (301), and decompresses the compressed data for transmission (303). The decompressed data is stored in the personal information database 74B of the system via the database server 74. This biometric data is converted into HL7 (Health Level 7), which is a global standard for medical information exchange (307), and stored in a database. The received biometric data and data obtained by the subsequent parameter measurement process are stored in the personal information database 74B for a long period.

解析サーバ76の信号処理のための演算部の構成は、演算処理能力が格段と大きく、演算速度が格段に速い点で生体センサ処理装置14と相違する。解析サーバ76は、伸張された生体データからノイズおよび基線変動を除去し(311)、パラメータ計測を実行する(313)。生体センサ処理装置14での処理がリアルタイムに行うため、整数処理などに工夫され、高速化したプログラムで実行されていたのに対し、解析サーバ76では、より精密な解析手法を用いて詳細解析を実行する。また、解析サーバ76は、生体センサ処理装置より多くのパラメータを計測することができる。たとえば、心電データに関連し、生体センサ処理装置14では、心拍数と呼吸数の計測をしていたのに対し、センタでは、これに加えて、心拍変動、脈波伝搬時間を計測し、脈波伝搬時間に基づいて血圧変化、動脈弾性を推定することができる。これらの計測手法は医療技術の分野で知られているもの（特開2001-095766）なので、詳細な説明は省略する。   The configuration of the calculation unit for signal processing of the analysis server 76 is different from the biosensor processing device 14 in that the calculation processing capability is remarkably large and the calculation speed is remarkably high. The analysis server 76 removes noise and baseline fluctuations from the expanded biometric data (311), and executes parameter measurement (313). The biometric sensor processing device 14 performs processing in real time, so it was devised for integer processing, etc., and was executed by a faster program, whereas the analysis server 76 performed detailed analysis using a more precise analysis technique. Execute. The analysis server 76 can measure more parameters than the biosensor processing apparatus. For example, in relation to electrocardiogram data, the biosensor processing device 14 measures heart rate and respiration rate, while the center measures heart rate variability and pulse wave propagation time in addition to this, Blood pressure change and arterial elasticity can be estimated based on the pulse wave propagation time. Since these measurement methods are known in the field of medical technology (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-095766), detailed description thereof is omitted.

解析サーバ76は、ユーザの過去に蓄積してきた生体データと計測されたパラメータの履歴をデータベース74Bから読み出して、今回のパラメータと比較し、後に説明する判定ルールを適用してユーザの健康状態を推定する(315)。   The analysis server 76 reads the biometric data accumulated in the user's past and the history of the measured parameters from the database 74B, compares them with the current parameters, and applies the determination rule described later to estimate the user's health state (315).

また、センタの解析サーバ76は、生体センサ処理装置14から加速度センサからのデータが送信されてくるときは、そのデータに基づいてユーザのカロリ消費量などを算出することができる。   Further, when data from the acceleration sensor is transmitted from the biosensor processing device 14, the center analysis server 76 can calculate the calorie consumption amount of the user based on the data.

図10は、解析サーバ76によって計測されるパラメータの例を示す。２次データ計測または３次データ計測によって得られた心拍数、心拍変動、呼吸数などのパラメータに判定ルールを適用してユーザの健康状態を推定する(315)。判定ルールは、それぞれのパラメータについてのしきい値を含み、さらに今回のパラメータと過去のパラメータとの比較についてのしきい値を含む。判定ルールは、個人情報データベース74Bに格納されている。   FIG. 10 shows an example of parameters measured by the analysis server 76. A user's health state is estimated by applying a determination rule to parameters such as heart rate, heart rate variability, and respiratory rate obtained by secondary data measurement or tertiary data measurement (315). The determination rule includes a threshold value for each parameter, and further includes a threshold value for comparison between the current parameter and the past parameter. The determination rule is stored in the personal information database 74B.

図８にもどると、上記のような判定ルールにしたがって健康状態が推定され(315)、その結果が直ちに対応を必要とするような重大なものであるときは(ステップ319に赤で表す)、解析サーバ76は、このシステムに登録されている医師やサポータに緊急メッセージを送信したり、また、ユーザとの間に音声接続を確立したりする処理に入る(321)。解析サーバ76がダイヤラーを起動して医師に電話をかけて音声合成によって作成される音声メッセージも送信できる。医師との通信に成功すると、解析サーバ76は、三者電話（会議電話）機能により、ユーザの携帯電話を呼び出して、医師とユーザとの音声通信を確立する(321)。   Returning to FIG. 8, when the health condition is estimated according to the determination rule as described above (315) and the result is serious enough to require immediate action (represented in red in step 319), The analysis server 76 enters a process of transmitting an emergency message to a doctor or supporter registered in this system, or establishing a voice connection with the user (321). The analysis server 76 can also activate a dialer, call a doctor and send a voice message created by speech synthesis. When the communication with the doctor is successful, the analysis server 76 calls the user's mobile phone by the three-party telephone (conference phone) function to establish voice communication between the doctor and the user (321).

判定結果が緊急性は低いが要注意であることを示すときは（ステップ323に黄で表す）、データベース74Bから対応するメッセージを読み出してユーザの携帯電話に送信する(325)。この送信は、携帯電話のメールアドレスに送信するEメールの形でもよく、または携帯電話番号に直接送信するメッセージメール（たとえば、KDDI社のｃメール）の形でもよい。さらに、並列的にメッセージの交換を行うチャットの形でもよい。   When the determination result indicates low urgency but caution (represented in yellow in step 323), the corresponding message is read from the database 74B and transmitted to the user's mobile phone (325). This transmission may be in the form of an e-mail that is sent to the e-mail address of the mobile phone, or may be in the form of a message mail that is sent directly to the mobile phone number (eg, c-mail from KDDI). Further, it may be in the form of chat in which messages are exchanged in parallel.

図１１は、ステップ315で健康状態の推定結果（内容）に応じて、ユーザに送信される助言メッセージ（健康増進助言・コメント）の例を示す。   FIG. 11 shows an example of an advice message (health promotion advice / comment) transmitted to the user in accordance with the health state estimation result (contents) in step 315.

この実施例のシステムは、学習機能を備えており、最初は平均的な健康状態判定ルールから始め、長期の生体データ収集と解析結果に基づいて、個々のユーザに、加齢と伴い、最適合にするように個人別健康状態判定ルールを構成する(326)。その具体的な内容は、この明細書の範囲でないので、記載を省略する。
図９は、センタにおける解析サーバ76によるバッチ処理のフローを示す。このバッチ処理は、上に述べたように、生体センサ処理装置14がドッキング・ステーション50に接続されることに応じて、生体センサ処理装置14のRAM42に記憶された生体データすべてがセンタに送信された後に実行される。このモードでは、すべての生体データがセンタに送信され、すべての項目についてパラメータ計測が実行され、すべての項目について健康状態の判定が行われる。センタの解析サーバ76は、サーバの負荷の軽い深夜にこのようなバッチ処理を実行することができる。 The system of this embodiment has a learning function, and starts with an average health condition determination rule. Based on long-term biometric data collection and analysis results, each user is given an optimal match with aging. The individual health condition determination rule is configured so as to satisfy (326). Since the specific contents are not within the scope of this specification, the description is omitted.
FIG. 9 shows a flow of batch processing by the analysis server 76 in the center. As described above, in the batch processing, in response to the biosensor processing device 14 being connected to the docking station 50, all the biometric data stored in the RAM 42 of the biosensor processing device 14 is transmitted to the center. Will be executed after. In this mode, all biometric data is transmitted to the center, parameter measurement is performed for all items, and health status is determined for all items. The analysis server 76 at the center can execute such batch processing at midnight when the server load is light.

サブルーチンの301から315までは、図８のものと同じであり、同じ参照番号で示されている。図８に示したリアルタイム処理では、緊急に分析する必要のある生体データだけを分析したのに対し、図９のバッチ処理では、原則としてすべての生体データをすべての項目について分析する。   Subroutines 301 to 315 are the same as those in FIG. 8, and are denoted by the same reference numerals. In the real-time processing shown in FIG. 8, only the biological data that needs to be analyzed urgently is analyzed, whereas in the batch processing in FIG. 9, all the biological data is analyzed for all items in principle.

健康状態の判定ルーチン315において、すべての項目について良好であると推定されると（ステップ318において緑で表す）、解析サーバ76は、データベース74Bから定期健康レポートおよび助言を編集する(322)。この定期健康レポートは、一定期間、たとえば１ヶ月ごとまたは半年ごとにまとめられてユーザに送信される(324)。定期レポートは電子ファイルで送信されてもよく、紙にプリントして郵送されてもよい。   If the health determination routine 315 estimates that all items are good (represented in green in step 318), the analysis server 76 compiles periodic health reports and advice from the database 74B (322). The regular health report is collected and transmitted to the user for a certain period, for example, every month or every six months (324). The periodic report may be sent as an electronic file or printed on paper and mailed.

健康状態の判定が緑ではなく、黄すなわち、重大な問題はないが要注意であるときは(323)、解析サーバ76は、健康増進のための助言などをユーザに送信する(325)。緑でも黄でもなく、赤すなわち重大な問題があるときは、医師およびユーザにその健康問題を知らせるメッセージが送信される(328)。   When the health condition is not green but yellow, that is, there is no serious problem but attention is required (323), the analysis server 76 transmits advice for health promotion or the like to the user (325). If it is neither green nor yellow, but red, or a serious problem, a message is sent to the doctor and the user to inform them of the health problem (328).

これらの処理の結果、判定ルールを更新する必要があるときは(326)、サブルーチン327において判定ルールを更新する。その詳細は、この明細書の範囲でないので記載を省略する。   If it is necessary to update the determination rule as a result of these processes (326), the determination rule is updated in subroutine 327. Since the details are not within the scope of this specification, the description is omitted.

本システムは単に病気の早期発見や治療に助け、自動的に日頃の複数の生体信号を常時収集・処理し、個人別の健康状態を総合的に推定した上で、健康増進のためのレシピ-を細かに提供するだけではなく、1つの統合されたヘルスケアプラットフォーム（Scalable Healthcare Integrated Platform、SHIP）として構築されるので、生体情報と関連する様々な業界へ異なるビジネス形態にて展開することができる。例えば、危険な現場に置かれる自衛隊員、警察、消防士の生体情報をリアルタイムに監視すれば、生命の危険が脅かされる時にいち早く対応できる。また、電車やバス運転手の健康状況が常時に把握できれば、乗客の安全確保が万全に期待できる。   This system simply helps early detection and treatment of illnesses, automatically collects and processes multiple daily biological signals, comprehensively estimates the health status of each individual, and then promotes a recipe for health promotion. It is built as a single integrated healthcare platform (SHIP), so it can be deployed in various industries related to biological information in different business forms. . For example, by monitoring in real time the biological information of SDF personnel, police, and firefighters placed at dangerous sites, it is possible to respond quickly when the danger of life is threatened. In addition, if the health status of train and bus drivers can be grasped at all times, the safety of passengers can be fully expected.

実際応用時、必要に応じてカスタム可能な機能増減、データベーススキーマなどを用意し、外部システムとの相互操作性を持たせるようなシステムアーキテクチャーを構築することができる。   In actual application, customizable function increase / decrease, database schema, etc. are prepared as needed, and a system architecture that allows interoperability with external systems can be constructed.

応用の一形態では、図１２のように、自宅だけでなく、ケアマンションや老人ホームに入居している高齢者を対象とするリアルタイムケアサービスを提供する。ユーザは生体センサ処理装置とセンサベルトを着用する。生体センサ処理装置のリアルタイム解析でユーザの異常、例えば、不意な転倒、不整脈頻発、急性心筋梗塞などが検出されたら、直ちに生体情報処理センタのコンピュータへ異常発生を知らせる情報（ユーザID、時間、場所、事件）および発生時点前後の生体データが送られる。生体情報処理センタのコンピュータはデータの受信に応じて、更にその生体データを詳細処理しユーザの状態をより精密に推定し、速やかにユーザに適切な助言メッセージを送信する。同時に、医師やサポータなどに上記異常発生の情報を知らせる。また、必要なら、医師やサポータとユーザとの間の音声リンクを即時に確立するようシステムを構成することができる。   In one form of application, as shown in FIG. 12, a real-time care service is provided not only at home, but also for elderly people living in care apartments and nursing homes. The user wears the biosensor processing device and the sensor belt. Information that informs the computer of the biological information processing center of the occurrence of an abnormality (user ID, time, location) as soon as a user abnormality such as an unexpected fall, frequent arrhythmia, or acute myocardial infarction is detected by real-time analysis of the biological sensor processing device , Incidents) and biometric data before and after the occurrence. In response to the data reception, the computer of the biometric information processing center further processes the biometric data to estimate the user's state more precisely, and promptly sends an appropriate advice message to the user. At the same time, the information on the occurrence of the abnormality is notified to doctors and supporters. Also, if necessary, the system can be configured to immediately establish a voice link between the physician or supporter and the user.

この形態によると、生体センサ処理装置がユーザの異常を検出すると、そのユーザの生体データがセンタに送られ、即時にデータ処理が実行されて詳細な判断がなされ、その異常の対策としてユーザに助言メッセージが送られる。このようにして、リアルタイムケアサービス（不整脈などの調律異常、急性心臓疾患の監視とサポート）、又は緊急時の安全確保と救援サービス（転倒の即時検知と告知）を提供することが可能になる。   According to this embodiment, when the biological sensor processing device detects an abnormality of the user, the biological data of the user is sent to the center, the data processing is immediately executed, a detailed determination is made, and the user is advised as a countermeasure for the abnormality. A message is sent. In this way, real-time care services (monitoring and support for rhythm abnormalities such as arrhythmia, acute heart disease), or emergency safety and relief services (immediate detection and notification of falls) can be provided.

応用の一形態では、図１３のように、公衆交通機関の電車やバスの運転中の運転手に生体センサ処理装置とセンサベルトを着用してもらい、生体センサ処理装置のリアルタイム解析で運転手の異常、例えば、居眠りや睡眠時無呼吸症などが検出されたら、直ちに生体情報処理センタのコンピュータへ異常発生の情報（ユーザID、時間、場所、事件）と発生時点前後の生体データを送る。生体情報処理センタのコンピュータはデータの受信に応じて、素早くその生体データを詳細処理しユーザの状態をより精密に推定し、速やかに電車やバスに緊急停止処置を施す。同時に、交通管理センタや警察署などに上記異常発生の情報を知らせるようシステムを構成することができる。   In one form of application, as shown in FIG. 13, a driver who is driving a public transportation train or bus wears a biosensor processing device and a sensor belt, and the real-time analysis of the biosensor processing device performs the driver's operation. When an abnormality, for example, falling asleep or sleep apnea, is detected, information on the occurrence of the abnormality (user ID, time, location, incident) and biological data before and after the occurrence are immediately sent to the computer of the biological information processing center. Upon receipt of the data, the computer of the biological information processing center quickly processes the biological data to estimate the user's state more precisely, and promptly performs an emergency stop treatment on the train or bus. At the same time, the system can be configured to notify the information on the occurrence of the abnormality to a traffic management center or a police station.

この形態によると、生体センサ処理装置が運転手の異常を検出すると、その運転手の生体データがセンタに送られ、即時にデータ処理が実行されて詳細な判断がなされ、その異常の対策として運転手を喚起したり自動緊急停車装置を起動したりする。このようにして運転手の健康異常状況を常時に把握でき、乗客の安全確保が万全に期待できる。   According to this embodiment, when the biosensor processing device detects an abnormality of the driver, the biometric data of the driver is sent to the center, and the data processing is immediately executed to make a detailed determination. Awaken hands or activate automatic emergency stops. In this way, the driver's health abnormal situation can be grasped at all times, and passenger safety can be fully expected.

応用の一形態では、図１４のように、スポーツジムの練習中の顧客に生体センサ処理装置とセンサベルトを着用してもらい、生体センサ処理装置のリアルタイム解析で顧客の異常、例えば、運動過ぎにより心拍数の過度上昇、不整脈頻発の状態などが検出されたら、直ちに顧客の携帯電話に助言メッセージを表示したりアラームを出したりする。個々の顧客にとって最適の運動量に調整するように助言できるようシステムを構成することができる。   In one form of application, as shown in FIG. 14, a customer who is practicing a sports gym wears a biosensor processing device and a sensor belt, and the real-time analysis of the biosensor processing device causes an abnormality of the customer, for example, excessive exercise When an excessive increase in heart rate, frequent arrhythmia, etc. are detected, an advice message is displayed on the customer's mobile phone or an alarm is issued immediately. The system can be configured to advise the individual customer to adjust to an optimal momentum.

この形態によると、生体センサ処理装置が顧客の異常を検出すると、その異常の対策として顧客に運動量を直ちに落とすよう助言する。このようにして顧客は常に最適な運動量に控えるように最高の運動効果を得ている。   According to this embodiment, when the biological sensor processing apparatus detects a customer abnormality, it advises the customer to immediately reduce the amount of exercise as a countermeasure against the abnormality. In this way, the customer always obtains the best exercise effect so as to refrain from the optimal exercise amount.

以上に、この発明の具体的な実施例を説明したが、この発明はこのような実施例に限定されるものではない。   Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to such embodiments.

この発明の実施例の全体的なシステム構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing the overall system configuration of an embodiment of the present invention. この発明の実施例におけるセンサベルトの概念図。The conceptual diagram of the sensor belt in the Example of this invention. この発明の実施例における生体センサ処理装置の機能ブロック図。The functional block diagram of the biosensor processing apparatus in the Example of this invention. この発明の実施例のドッキング・ステーションの機能ブロック図。The functional block diagram of the docking station of the Example of this invention. この発明の実施例の生体センサ処理装置における計測処理の例を示すフローチャート。The flowchart which shows the example of the measurement process in the biosensor processing apparatus of the Example of this invention. 生体センサ処理装置における心電データの処理の例を示すフローチャート。The flowchart which shows the example of a process of the electrocardiogram data in a biosensor processing apparatus. 生体センサ処理装置における心電データ処理の第２の例を示すフローチャート。The flowchart which shows the 2nd example of the electrocardiogram data processing in a biosensor processing apparatus. センタにおけるリアルタイム処理の例を示すフローチャート。The flowchart which shows the example of the real-time process in a center. センタにおけるバッチ処理の例を示すフローチャート。The flowchart which shows the example of the batch process in a center. 計測されるパラメータと判定ルールとの関係を示すチャート。The chart which shows the relationship between the parameter measured and the determination rule. 判定ルールと判定結果および健康増進のための助言メッセージとの関係の一例を示すチャート。The chart which shows an example of the relationship between a judgment rule, a judgment result, and the advice message for health promotion. ケアマンションや老人ホームへの本発明の適用例を示すブロック図。The block diagram which shows the example of application of this invention to a care apartment or a nursing home. 公共交通機関などでの緊急事態対応への本発明の適用例を示すブロック図。The block diagram which shows the example of application of this invention to the emergency response in a public transport etc. 個人向け健康管理サービスへの本発明の適用例を示すブロック図。The block diagram which shows the example of application of this invention to the personal health management service.

符号の説明Explanation of symbols

１２ センサベルト
１４ 生体センサ処理装置
１６ 携帯電話機
５０ ドッキング・ステーション
７６ 解析サーバ 12 sensor belt 14 biosensor processing device 16 mobile phone 50 docking station 76 analysis server

Claims (11)

ユーザの健康状態に関係する信号を出力する生体センサを備え、ユーザの胴体に装着するためのセンサベルトと、
前記生体センサからの検知出力を処理するためのプロセッサ、該プロセッサが実行するコンピュータ・プログラムを格納する第１のメモリ、前記プロセッサによる処理結果の生体データを記憶する第２のメモリ、および電源となるバッテリを備え、前記センサベルトに着脱可能な生体センサ処理装置と、
を備え、ユーザの生体情報を収集する生体情報処理・利用システム。 A sensor belt for attaching to a user's torso, comprising a biological sensor that outputs a signal relating to the user's health condition;
A processor for processing a detection output from the biosensor, a first memory for storing a computer program executed by the processor, a second memory for storing biometric data of a processing result by the processor, and a power source A biosensor processing device comprising a battery and detachable from the sensor belt;
A biological information processing / use system that collects user biological information. 前記生体センサ処理装置は、ユーザの携帯電話または携帯端末装置と通信する通信手段を備え、前記プロセッサによる処理の結果、該ユーザの健康状態に異常が検出されるとき、該通信手段を起動して該異常を知らせる信号を前記携帯電話または携帯端末装置に通信するよう構成されている、請求項１に記載の生体情報処理・利用システム。   The biosensor processing device includes a communication unit that communicates with a user's mobile phone or mobile terminal device, and activates the communication unit when an abnormality is detected in the user's health state as a result of the processing by the processor. The biological information processing / utilizing system according to claim 1, wherein the biological information processing / utilizing system is configured to communicate a signal notifying the abnormality to the mobile phone or the mobile terminal device. 前記生体センサ処理装置は、ユーザの携帯電話または携帯端末装置と通信する通信手段を備え、前記プロセッサによる処理の結果、該ユーザの健康状態に異常が検出されるとき、該通信手段を起動して、該異常に関連する生体データを前記携帯電話または携帯端末装置を介して生体情報処理センタのコンピュータに送信するよう構成されている、請求項１に記載の生体情報処理・利用システム。   The biosensor processing device includes a communication unit that communicates with a user's mobile phone or mobile terminal device, and activates the communication unit when an abnormality is detected in the user's health state as a result of the processing by the processor. The biometric information processing / utilizing system according to claim 1, configured to transmit biometric data related to the abnormality to a computer of a biometric information processing center via the mobile phone or a mobile terminal device. 前記バッテリを充電する充電回路を備えるドッキング・ステーションをさらに備え、該ドッキング・ステーションは、前記生体センサ処理装置の前記第２のメモリに記憶された生体データを生体情報処理センタのコンピュータに送信するための通信手段を備える、請求項１に記載の生体情報処理・利用システム。   A docking station including a charging circuit for charging the battery; and the docking station transmits biometric data stored in the second memory of the biometric sensor processing device to a computer of a biometric information processing center. The biological information processing / use system according to claim 1, comprising the communication means. 前記生体情報処理センタのコンピュータは、前記生体センサ処理装置から送られてくるユーザの健康状態の異常に関連する生体データの受信に応じて、リアルタイムまたは適宜な時間ごとに該データを処理してユーザの健康状態を推定し、ユーザに助言メッセージを送信し、または医師（サポータ）とユーザとの間の音声リンクを確立するよう構成されている、請求項３に記載の生体情報処理・利用システム。   The computer of the biological information processing center processes the data in real time or every appropriate time in response to reception of biological data related to an abnormality in the health condition of the user sent from the biological sensor processing device. The biological information processing and utilization system according to claim 3, wherein the system is configured to estimate a health state of the patient, send an advice message to the user, or establish a voice link between the doctor (supporter) and the user. 前記ドッキング・ステーションは、前記生体情報処理センタのコンピュータから最新のソフトウェアパッケージを必要に応じて自動的にダウンロードし、前記生体センサ処理装置に格納されている前記コンピュータ・プログラムを更新するよう構成されている、請求項４に記載の生体情報処理・利用システム。   The docking station is configured to automatically download the latest software package from a computer of the biological information processing center as necessary, and update the computer program stored in the biological sensor processing device. The biological information processing / use system according to claim 4. 前記生体情報処理センタのコンピュータは、前記ドッキング・ステーションから送られてくるユーザの生体データをバッチ処理してユーザの健康状態を推定し、定期的に健康管理レポートをユーザに送信するよう構成されている請求項４に記載の生体情報処理・利用システム。   The computer of the biometric information processing center is configured to batch-process user biometric data sent from the docking station to estimate a user's health state and periodically transmit a health management report to the user. The biological information processing / use system according to claim 4. 前記生体情報処理センタのコンピュータは、前記ドッキング・ステーションから送られてくるユーザの生体データをバッチ処理してユーザの健康状態を推定し、健康状態に異常が疑われるとき、助言メッセージをユーザに送信するよう構成されている、請求項７に記載の生体情報処理・利用システム。   The computer of the biometric information processing center batch-processes the user's biometric data sent from the docking station to estimate the user's health condition, and sends an advice message to the user when the health condition is suspected The biological information processing / utilizing system according to claim 7, wherein the biological information processing / utilizing system is configured to. 前記センサベルトは、ユーザの心電信号を検出するための心電電極、ユーザの体温を測定する温度センサ、ユーザの胸部のインピーダンスを測定するための電流電極および電圧電極、ならびにユーザの動きを検出するための加速度センサの少なくとも１つを備える、請求項１から８のいずれかに記載の生体情報処理・利用システム。   The sensor belt detects an electrocardiogram electrode for detecting a user's electrocardiogram signal, a temperature sensor for measuring the user's body temperature, a current electrode and a voltage electrode for measuring the impedance of the user's chest, and detects a user's movement. The biological information processing / use system according to any one of claims 1 to 8, comprising at least one acceleration sensor for performing the operation. 前記センサベルトは、ユーザの心電信号を検出するための心電電極を備え、前記生体センサ処理装置は、前記心電電極から得られる心電信号に基づいて信号品質指標SQIを算出するよう構成されている、請求項１から８のいずれかに記載の生体情報処理・利用システム。   The sensor belt includes an electrocardiogram electrode for detecting a user's electrocardiogram signal, and the biosensor processing device is configured to calculate a signal quality index SQI based on an electrocardiogram signal obtained from the electrocardiogram electrode. The biological information processing / use system according to any one of claims 1 to 8. 前記生体センサ処理装置は、前記心電信号に基づいて呼吸数を計測するよう構成されている、請求項１０に記載の生体情報処理・利用システム。   The biological information processing / utilizing system according to claim 10, wherein the biological sensor processing device is configured to measure a respiration rate based on the electrocardiographic signal.
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