CN102727196A - 测量设备、测量方法、信息处理设备和信息处理方法 - Google Patents

测量设备、测量方法、信息处理设备和信息处理方法 Download PDF

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CN102727196A CN2012100352783A CN201210035278A CN102727196A CN 102727196 A CN102727196 A CN 102727196A CN 2012100352783 A CN2012100352783 A CN 2012100352783A CN 201210035278 A CN201210035278 A CN 201210035278A CN 102727196 A CN102727196 A CN 102727196A
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Abstract

公开了一种测量设备、测量方法、信息处理设备和信息处理方法。该测量设备包括：信号产生单元，其产生用于测量生物电阻抗的测量信号；第一电极对，所述第一电极对与被测量的人的身体的左侧和右侧接触，以向所述身体提供所产生的测量信号；第二电极对，所述第二电极对被置于所述第一电极对附近，并与所述身体的左侧和右侧接触；生物电阻抗测量单元，其基于响应于所述测量信号的提供而从所述第二电极对获得的电信号，来测量被测量的人的生物电阻抗；以及心电图信号测量单元，其基于从所述第二电极对获得的电信号来测量被测量的人的心电图信号。所述生物电阻抗测量单元和所述心电图信号测量单元同时并行地运行。

Description

测量设备、测量方法、信息处理设备和信息处理方法
技术领域
本公开涉及测量设备、测量方法、信息处理设备、信息处理方法和程序，并且更具体地涉及能够准确地检测指示人的心脏运动的心跳模式的测量设备、测量方法、信息处理设备、信息处理方法和程序。
背景技术
先前，已经为了诸如体格检查的医学目的来测量心电图信号。心电图信号是由人的心脏的循环运动引起的电信号，并且一个循环的波形模式(下面称为心跳模式，heartbeat pattern)的特性在个体之间是不同的。
图1示出一般的心跳模式的波形。在图1中，横轴表示时间轴(采样轴)，并且纵轴表示电位。如图1中所示，在一般心跳模式中，排列了按顺序依次包括U波、P波、Q波、R波、S波和T波的特征波。
已经提出了将这种心跳模式用于个人认证的建议(例如，在日本未审查专利申请公布(PCT申请的翻译)2008-518709中)。具体地说，测量登记者的心电图信号，提取心跳模式，并且预先计算并登记这些心跳模式的特征量。在认证期间，测量进行认证的人的心电图信号，提取心跳模式，计算特征量并将该特征量与所登记的特征量作比较，并且基于比较结果来进行认证。
在进行高度准确的测量的医疗机构中所使用的一般方法是12引线系统，其中，电极附接到位于头部、胸部、四肢等上的12个点，以测量心电图信号。如图2中所示，已存在更简单的方法(下面称为简单测量方法)，其中，将左手电极L、右手电极R和附接到左脚等的接地电极G用于测量。
由于人体的电压应当与用于测量心电图信号的心电图信号测量单元的参考电位相同，因此将人体和心电图信号测量单元接地。然而，由于即使在只使用左手电极L和右手电极R时人体和心电图信号测量单元之间的电压差也会随着时间变为零，因此能够测量心电图信号。然而，对于更即时且更准确的测量，优选除了左手电极L和右手电极R之外还使用接地电极G。
已存在与心电图信号的简单测量方法类似的方法，其中，基于在电极之间流动或流过人体的电信号来测量人体阻抗(下面也称为生物电Z)。在下述状态下测量生物电Z：例如，如图3中所示，被测量的人使他或她的左手与两个电极L1和L2接触，并使他或她的右手与两个电极R1和R2接触。被测量的人可以使他或她的两脚底部而非双手与电极接触。
具体地说，如图4中所示，在电极L1和电极R1之间馈给频率为几十千赫的交流电i作为生物电Z测量信号，测量电极L2和电极R2之间的电位差Vz，并基于表达式Vz＝i·Z来计算生物电Z。使用预先保存的表格和函数将以这种方式测量的生物电Z转换为体成分数据(体脂百分比、肌肉量、骨量)，并提供给被测量的人。
发明内容
如上所述，已存在用于测量心电图信号的方法和用于测量生物电Z的方法，但是这些方法是由不同设备执行的，因此并不同时测量心电图信号和生物电Z。
期望同时测量心电图信号和生物电Z。
根据本公开的实施例，提供了一种测量设备，包括：信号产生单元，所述信号产生单元产生用于测量生物电阻抗的测量信号；第一电极对，所述第一电极对与被测量的人的身体的左侧和右侧接触，以向被测量的人的身体提供所产生的测量信号；第二电极对，所述第二电极对被置于所述第一电极对附近，并与被测量的人的身体的左侧和右侧接触；生物电阻抗测量单元，所述生物电阻抗测量单元基于响应于所述测量信号的提供而从所述第二电极对获得的电信号，来测量被测量的人的生物电阻抗；以及心电图信号测量单元，所述心电图信号测量单元基于从所述第二电极对获得的电信号来测量被测量的人的心电图信号，其中，所述生物电阻抗测量单元和所述心电图信号测量单元同时并行地运行。
根据本公开的实施例的测量设备可以进一步包括调整单元，所述调整单元使得与所述第一电极对接触的被测量的人的身体的平均电位与所述心电图信号测量单元的参考电位相同。
所述调整单元可以是布置在电源单元与所述第一电极对之间的电流放大器，所述电流放大器中所包括的正输入端和负输入端中的一个被接地。
所述心电图信号测量单元可以包括滤波器单元，所述滤波器单元从自所述第二电极对获得的电信号中提取与所述心电图信号对应的频率分量。
所述生物电阻抗测量单元可以检测响应于所述测量信号的提供而从所述第二电极对获得的电信号的电压差，并可以基于用于指示所检测的电压差的检测信号以及所述测量信号的电流来计算被测量的人的生物电阻抗。
所述生物电阻抗测量单元可以包括滤波器单元，所述滤波器单元从所述检测信号中提取与所述测量信号中相同的频率分量。
根据本公开的实施例的测量设备可以进一步包括：提取单元，所述提取单元从所测量的心电图信号中提取用于指示心脏的循环运动的心跳模式，其中，所述提取单元可以基于所测量的生物电阻抗来限制所述心跳模式的提取。
根据本公开的实施例，提供了一种由测量设备执行的测量方法，所述测量设备测量被测量的人的生物电阻抗和心电图信号，所述方法包括：产生用于测量所述生物电阻抗的测量信号；从第一电极对向被测量的人的身体提供所述产生的测量信号，所述第一电极对与所述身体的左侧和右侧接触；使用与所述第一电极对相邻的第二电极对，基于响应于所述测量信号的提供而获得的电信号来测量被测量的人的生物电阻抗，所述第二电极对与所述身体的左侧和右侧接触；以及基于从所述第二电极对获得的电信号来测量被测量的人的心电图信号；其中，同时并行地测量所述生物电阻抗和所述心电图信号。
根据本公开的实施例，提供了一种使计算机执行处理的程序，所述处理包括：产生用于测量生物电阻抗的测量信号；从第一电极对向被测量的人的身体提供所述产生的测量信号，所述第一电极对与所述身体的左侧和右侧接触；使用与所述第一电极对相邻的第二电极对，基于响应于所述测量信号的提供而获得的电信号来测量被测量的人的生物电阻抗，所述第二电极对与所述身体的左侧和右侧接触；以及基于从所述第二电极对获得的电信号来测量被测量的人的心电图信号；其中，同时并行地测量所述生物电阻抗和所述心电图信号。
在本公开的实施例中，产生用于测量生物电阻抗的所述测量信号，并且从与被测量的人的左侧和右侧接触的所述第一电极对向被测量的人的身体提供所产生的测量信号。然后，使用与所述第一电极对相邻并与被测量的人的身体的左侧和右侧接触的所述第二电极对，基于响应于所述测量信号的提供而获得的电信号，来测量被测量的人的生物电阻抗。与此同时，基于从所述第二电极对获得的电信号来并行地测量被测量的人的心电图信号。
根据本公开的另一个实施例，提供了一种信息处理设备，包括：生物电阻抗测量单元，所述生物电阻抗测量单元测量被测量的人的生物电阻抗；心电图信号测量单元，所述心电图信号测量单元与所述生物电阻抗的测量同时地测量被测量的人的心电图信号；提取单元，所述提取单元从所测量的心电图信号中提取用于指示心脏的循环运动的心跳模式；以及处理单元，所述处理单元使用所提取的心跳模式来执行预定处理；其中，所述提取单元基于所测量的生物电阻抗来限制所述心跳模式的提取。
所述提取单元可以在所测量的生物电阻抗等于或小于第一阈值时提取所述心跳模式，或者可以在所测量的生物电阻抗大于所述第一阈值时停止提取所述心跳模式。
所述处理单元可以通过下述方式来执行认证：登记与被假定为登记者的被测量的人对应的心跳模式，并将与被假定为进行认证的人的被测量的人对应的心跳模式与所登记的登记者的心跳模式作比较。
所述处理单元可以通过下述方式来执行认证：登记与被假定为登记者的被测量的人对应的心跳模式和生物电阻抗，并将相关系数与第二阈值作比较，所述相关系数用于指示与被假定为进行认证的人的被测量的人对应的心跳模式和所登记的登记者的心跳模式之间的相关性，所述第二阈值取决于登记者和进行认证的人之间的生物电阻抗的差。
根据本公开的其他实施例，提供了一种由信息处理设备执行的信息处理方法，所述方法包括：同时测量被测量的人的生物电阻抗和心电图信号；在基于所测量的生物电阻抗来进行限制的同时，从所测量的心电图信号中提取用于指示心脏的循环运动的心跳模式；以及使用所提取的心跳模式来执行预定处理。
根据本公开的其他实施例，提供了一种使计算机执行处理的程序，所述处理包括：同时测量被测量的人的生物电阻抗和心电图信号；在基于所测量的生物电阻抗来进行限制的同时，从所测量的心电图信号中提取用于指示心脏的循环运动的心跳模式；以及使用所提取的心跳模式来执行预定处理。
根据本公开的其他实施例，同时测量被测量的人的生物电阻抗和心电图信号，在基于所测量的生物电阻抗进行限制的同时，从所测量的心电图信号提取指示心脏的循环运动的心跳模式，并且使用所提取的心跳模式来执行预定处理。
根据本公开的实施例，可以同时测量心电图信号和生物电Z。
根据本公开的其他实施例，可以同时测量心电图信号和生物电Z，并且可以从心电图信号获得良好的心跳模式。
附图说明
图1示出一般的心跳模式的波形。
图2示出使用三个电极测量心电图信号的方法。
图3示出测量生物电Z的方法。
图4示出测量生物电Z的方法。
图5A和5B是示出作为实施例的测量设备的轮廓视图。
图6是示出测量设备的结构的示例的框图。
图7示出用作接地电极的左手内部电极和右手内部电极。
图8描述了即使心电图信号测量电极与接地电极相邻，也能够测量心电图信号。
图9是示出由测量设备执行的同时测量的流程图。
图10示出同时测量的心电图信号和生物电Z的波形的示例。
图11是图10中的心电图信号的波形被横向放大的视图。
图12A和12B是示出作为另一实施例的认证设备的轮廓视图。
图13是示出认证设备的结构的示例的框图。
图14是描述由认证设备进行的登记的流程图。
图15是描述由认证设备进行的认证的流程图。
图16示出如何使用对测量设备和认证设备的修改。
图17A和17B示出第一修改。
图18A和18B示出第二修改。
图19A和19B示出第三修改。
图20是示出计算机的结构的示例的框图。
具体实施方式
将参考附图详细描述本公开的优选实施例(下面称为实施例)。
根据本公开的实施例，提供了一种测量设备，包括：信号产生单元，所述信号产生单元产生用于测量生物电阻抗的测量信号；第一电极对，所述第一电极对与被测量的人的身体的左侧和右侧接触，以向被测量的人的身体提供所产生的测量信号；第二电极对，所述第二电极对被置于所述第一电极对附近，并与被测量的人的身体的左侧和右侧接触；生物电阻抗测量单元，所述生物电阻抗测量单元基于响应于所述测量信号的提供而从所述第二电极对获得的电信号，来测量被测量的人的生物电阻抗；以及心电图信号测量单元，所述心电图信号测量单元基于从所述第二电极对获得的电信号来测量被测量的人的心电图信号，其中，所述生物电阻抗测量单元和所述心电图信号测量单元同时并行地运行。
根据本公开的实施例，提供了一种由测量设备执行的测量方法，所述测量设备测量被测量的人的生物电阻抗和心电图信号，所述方法包括：产生用于测量所述生物电阻抗的测量信号；从第一电极对向被测量的人的身体提供所述产生的测量信号，所述第一电极对与所述身体的左侧和右侧接触；使用与所述第一电极对相邻的第二电极对，基于响应于所述测量信号的提供而获得的电信号来测量被测量的人的生物电阻抗，所述第二电极对与所述身体的左侧和右侧接触；以及基于从所述第二电极对获得的电信号来测量被测量的人的心电图信号；其中，同时并行地测量所述生物电阻抗和所述心电图信号。
根据本公开的实施例，提供了一种信息处理设备，包括：生物电阻抗测量单元，所述生物电阻抗测量单元测量被测量的人的生物电阻抗；心电图信号测量单元，所述心电图信号测量单元与所述生物电阻抗的测量同时地测量被测量的人的心电图信号；提取单元，所述提取单元从所测量的心电图信号中提取用于指示心脏的循环运动的心跳模式；以及处理单元，所述处理单元使用所提取的心跳模式来执行预定处理；其中，所述提取单元基于所测量的生物电阻抗来限制所述心跳模式的提取。
根据本公开的实施例，提供了一种由信息处理设备执行的信息处理方法，所述方法包括：同时测量被测量的人的生物电阻抗和心电图信号；在基于所测量的生物电阻抗来进行限制的同时，从所测量的心电图信号中提取用于指示心脏的循环运动的心跳模式；以及使用所提取的心跳模式来执行预定处理。
<1.实施例>
[测量设备的结构的示例]
图5A和5B示出了作为实施例的测量设备的上表面的轮廓。测量设备10同时测量被测量的人的心电图信号和生物电Z。
如图5A中所示，在测量设备10的左部布置左手内部电极11L和左手外部电极12L，并在右部布置右手内部电极11R和右手外部电极12R。另外，在上表面中心处布置指示单元13。指示单元13向被测量的人示出测量产生的心电图信号的波形以及基于生物电Z的体成分值(诸如体脂百分比)。
如图5B中所示，测量设备10在下述状态下进行测量：被测量的人使他或她的左掌与左手内部电极11L和左手外部电极12L接触，并使他或她的右掌与右手内部电极11R和右手外部电极12R接触。
图6示出测量设备10的结构的示例。测量设备10包括右电极板21、左电极板25、生物电Z测量单元27、心电图信号测量单元34、显示控制单元39以及指示单元13，其中，右手内部电极11R和右手外部电极12R连接到右电极板21，而左手内部电极11L和左手外部电极12L连接到左电极板25。
右电极板21包括电阻器22、电流放大器23和缓冲放大器24。电阻器22串联连接在电流放大器23的负输入端与生物电Z测量单元27的信号产生单元28之间。电阻器22的电阻例如是1kΩ。电流放大器23的负输入端连接到生物电Z测量单元27的信号产生单元28和右手内部电极11R。电流放大器23的输出端经由左电极板25连接到左手内部电极11L。电流放大器23的正输入端接地。电流放大器23将从负输入端输入的生物电Z测量信号i(例如具有50kHz的频率和1V的电压)放大为1mA，并且将该信号输出到左手内部电极11L。
因此，经放大的生物电Z测量信号i流过包括左手内部电极11L、被测量的人的身体(活体)的内部以及右手内部电极11R的路径(当然，该信号反向地流过该路径)。当电流放大器23正常工作时，正输入端的电位等于负输入端的电位。然而，由于电流放大器23的正输入端接地，因此负输入端的电位也变为0V。另外，电流放大器23的输出/输入端的平均电位也变为0V。因此，左手内部电极11L和右手内部电极11R作为被测量的人的接地电极进行工作。稍后将参考图7来给出细节。
缓冲放大器24放大从右手外部电极12R输入的电信号，并将该信号输出到下一级。这个电信号被分为两路，并输出到生物电Z测量单元27中的放大器30的负输入端以及心电图信号测量单元34中的放大器35的负输入端。
左电极板25具有缓冲放大器26。缓冲放大器26放大从左手外部电极12L输入的电信号，并将该信号输出到下一级。这个电信号被分为两路，并输出到生物电Z测量单元27中的放大器30的正输入端以及心电图信号测量单元34中的放大器35的正输入端。
生物电Z测量单元27包括信号产生单元28、放大器29、放大器30、BPF(带通滤波器)31、ENV检测单元32和计算单元33。信号产生单元28产生生物电Z测量信号i。放大器29放大生物电Z测量信号i，并将该信号输出到右电极板21。
放大器30放大从左手外部电极12L和右手外部电极12R输入的电信号，并将这些信号输出到BPF 31。在来自放大器30的电信号当中，BPF 31仅使与生物电Z测量信号i中相同的频带(50kHz)通向下一级中的ENV检测单元32。ENV检测单元32检测从BPF 31输入的电信号的包络，并将该包络输出到计算单元33。计算单元33根据由ENV检测单元32检测的包络获得在左手外部电极12L和右手外部电极12R之间的差分电压VZ，并根据差分电压VZ和生物电Z测量信号i计算生物电Z(＝VZ/i)。所计算的生物电Z被输出到下一级中的显示控制单元39。
心电图信号测量单元34包括放大器35、陷波滤波器36、BPF 37和A/D转换器38。
放大器35使用0V作为参考电压来放大从左手外部电极12L和右手外部电极12R输入的电信号，并将这些信号输出到陷波滤波器36。陷波滤波器36和BPF 37仅从自放大器30输出的电信号中提取作为心电图信号的主要分量的、多达100Hz的频率分量，并将这些频率分量输出到A/D转换器38。A/D转换器38对来自BPF 37的多达100Hz的电信号进行数字化，以产生心电图信号。所产生的心电图信号被输出到下一级中的显示控制单元39。
显示控制单元39使用预先包含的表格和函数将从生物电Z测量单元27输入的生物电Z转换为体成分值(诸如体脂百分比)，产生显示数据，并且将该数据输出到指示单元13。显示控制单元39还基于从心电图信号测量单元34输入的心电图信号来产生显示数据，并且将该数据输出到指示单元13。
指示单元13基于来自显示控制单元39的显示数据来提供被测量的人的体成分值和心电图信号的波形。指示单元13还显示用于指示被测量的人与电极接触或重新尝试与电极接触的消息或用于报告测量错误的消息。[对左手内部电极11L和右手内部电极11R为何成为接地电极的原因的描述]
表示电流放大器23的外部电路的图7描述了左手内部电极11L和右手内部电极11R成为接地电极。
如上所述，具有50kHz的频率、1V的电压V1和1mA的电流的生物电Z测量信号i流过包括左手内部电极11L、人体和右手内部电极11R的路径。电流放大器23的负输入端的电位V2是0V，并且电流放大器23的输入端的电位/输出端的电位V3的平均值也是0V。与左手内部电极11L和右手内部电极11R接触的被测量的人的电位也变为0V。因此，采用左手内部电极11L和右手内部电极11R来用作被测量的人的接地电极。
[对为何即使当心电图信号测量电极邻近接地电极时也能够测量心电图信号的原因的描述]
图8描述了即使当心电图信号测量电极(左手外部电极12L和右手外部电极12R)邻近接地电极(左手内部电极11L和右手内部电极11R)时，也能够测量心电图信号。
在此，将生物电Z分离为体电阻RB和掌部皮肤电阻RS。另外，假定用于放大来自左手外部电极12L和右手外部电极12R的电信号的缓冲放大器24和26的内部电阻是RIN。
与掌部皮肤电阻RS相比，体电阻RB足够小(因为人体主要包含液体)，并且内部电阻RIN足够大。在该情况下，由心脏的运动导致的心电图电压VE被测量为缓冲放大器24和缓冲放大器26之间的差分电压(VP-VM)，而与左手外部电极12L和左手内部电极11L之间(或右手外部电极12R和右手内部电极11R之间)的距离无关。
[测量设备10的操作]
图9是用于描述测量设备10测量生物电Z和心电图信号的处理(下面称为同时测量)的流程图。
在步骤S1中，提示被测量的人与电极接触。响应于此，被测量的人使他或她的左掌与左手内部电极11L和左手外部电极12L接触，并使他或她的右掌与右手内部电极11R和右手外部电极12R接触。
在步骤S2中，生物电Z测量单元27的信号产生单元28开始输出生物电Z测量信号i。生物电Z测量信号i流过包括左手内部电极11L、人体和右手内部电极11R的路径。
在步骤S3中，来自左手外部电极12L的电信号被输入到生物电Z测量单元27和心电图信号测量单元34。在步骤S4中，生物电Z测量单元27计算生物电Z，并将该生物电Z输出到显示控制单元39。与此同时，心电图信号测量单元34产生心电图信号，并将该心电图信号输出到显示控制单元39。
在步骤S5中，显示控制单元39使用预先保存的表格和函数来将所计算的生物电Z转换为体成分值(诸如体脂百分比)，产生显示数据，并将该数据输出到指示单元13。显示控制单元39还基于从心电图信号测量单元34输入的心电图信号来产生显示数据，并将该显示数据输出到指示单元13。指示单元13基于来自显示控制单元39的显示数据来提供被测量的人的体成分值以及心电图信号的波形。现在，完成同时测量。
在上述的同时测量中，能够在不进行时间划分的情况下同时测量生物电Z和心电图信号。由于能同时测量生物电Z和心电图信号，因此能够迅速地执行使用生物电Z和心电图信号的预定处理(诸如稍后描述的认证)。
<2.另一实施例>
首先，将描述生物电Z和心电图信号之间的关系。然后，将描述把生物电Z和心电图信号用于个人认证的、作为另一实施例的认证设备。
图10示出同时测量的生物电Z和心电图信号的波形的示例。在图10中，在横轴上绘制采样编号，并在纵轴上绘制电位。图11是图10中的心电图信号在从采样编号2000至3000的范围中的放大视图。
发现图10和11中所示的心电图信号在从采样编号2000至3000的范围中具有稳定的波形。还发现心电图信号在其他范围中因包含噪声分量而具有不稳定的波形。例如由手掌和电极之间的松散连接、活体的肌电位的变化等导致包含噪声分量。
发现图10中的生物电Z在从采样编号2000至3000的范围和等于或大于3500的范围中指示低值；生物电Z在其他范围中指示高值。如图10中所示，心电图信号和生物电Z之间存在相关性；当心电图信号的波形不稳定时，生物电Z变高，而当心电图信号的波形稳定时，生物电Z变低。
在稍后描述的登记和认证中，从心电图信号提取的心跳模式(的特征量)与被测量的人(登记者或进行认证的人)相关联。为了提高个人认证的准确性，应当从稳定的心电图信号提取心跳模式。
因此，作为另一实施例的认证设备参考生物电Z，并仅在生物电Z等于或小于预定值时从心电图信号提取心跳模式。
[认证设备的结构的示例]
图12A和12B是示出作为另一实施例的认证设备的上表面的轮廓视图。该认证设备50同时测量被测量的人(登记者或进行认证的人)的心电图信号和生物电Z，并使用从心电图信号提取的心跳模式执行个人认证。
在认证设备50的组件中，与作为实施例的测量设备10共有的组件被赋予相同的附图标号，并适当省略了对这些部件的说明。
如图12A中所示，在认证设备50的左部布置左手内部电极11L和左手外部电极12L；在右部布置右手内部电极11R和右手外部电极12R。另外，在上表面的中心布置示出测量结果、认证结果等的指示单元13。
如图12B中所示，认证设备50在下述状态下进行测量：被测量的人使他或她的左掌与左手内部电极11L和左手外部电极12L接触，并使他或她的右掌与右手内部电极11R和右手外部电极12R接触；然后执行个人认证。
图13示出认证设备50的结构的示例。认证设备50包括右电极板21和左电极板25、生物电Z测量单元27、心电图信号测量单元34、认证单元60以及指示单元13，其中右手内部电极11R和右手外部电极12R连接到右电极板21，而左手内部电极11L和左手外部电极12L连接到左电极板25。
生物电Z测量单元27向认证单元60的心跳模式提取单元62和登记认证单元63报告所计算的生物电Z。心电图信号测量单元34向认证单元60的峰值检测单元61输出所产生的心电图信号。
认证单元60包括峰值检测单元61、心跳模式提取单元62和登记认证单元63。
峰值检测单元61检测心电图信号中的特征波(例如，R波)的峰值，并将该峰值报告到心跳模式提取单元62。只有当生物电Z等于或小于预定的第一阈值时，心跳模式提取单元62才从心电图信号中提取相对于所检测的峰值的预定的采样范围来作为心跳模式，计算该心跳模式的特征量，并将该特征量输出到登记认证单元63。用于计算心跳模式的特征量的方法是任意的。可以假定心跳模式本身是特征量。
在登记期间，登记认证单元63将被测量的人(登记者)与心跳模式的特征量以及在提取心跳模式时测量的生物电Z相关联，并且对其进行记录(登记)。在认证期间，登记认证单元63计算用于指示被测量的人(进行认证的人)的心跳模式的特征量与所登记的每一个心跳模式的特征量之间的相关性的相关值，并基于该相关值来执行对进行认证的人的个人认证。
具体地说，登记认证单元63识别在所登记的登记者的心跳模式的特征量当中具有最高相关值的那个特征量，并在该相关值等于或大于预定的第二阈值时，将进行认证的人认证为对应的登记者。
预定的第二阈值可以是固定值，或者可以是依赖于进行认证的人的生物电Z与要比较的登记者的生物电Z之间的差的可变值。对于同一个人，尽管生物电Z随测量时间而变化，但是该变化较小。因此，当被测量的人的生物电Z与具有最高相关度的登记者的生物电Z之间的差变大时，第二阈值应当更大。
当假定相关值的范围是从-1至1并且最高相关值是1时，例如如果进行认证的人的生物电Z与登记者的生物电Z之间的差可以是170Ω或更小，则将第二阈值设为0.99；如果该差是170至340Ω，则第二阈值可以是0.995；如果该差是340Ω或更大，则第二阈值可以是0.999。
登记认证单元63向指示单元13输出个人认证的结果。另外，当生物电Z大于第一阈值时，登记认证单元63使得指示单元13显示用于指示测量错误等的消息。
指示单元13显示从登记认证单元63输入的个人认证的结果。另外，指示单元13在登记认证单元63的控制下显示用于指示被测量的人与电极接触或重新尝试与电极接触的消息或用于报告测量错误的消息。
[认证设备50的操作]
图14是描述由认证设备50进行的登记的流程图。
该登记假定已通过与测量设备10所进行的同时测量相类似的处理来将同时从登记者测量的生物电Z和心电图信号输入到认证单元60。还假定峰值检测单元61已经检测到从前一级输入的心电图信号的峰值。
在步骤S11中，心跳模式提取单元62和登记认证单元63确定生物电Z是否等于或小于第一阈值。当确定生物电Z大于第一阈值时，由于认为此时测量的心电图信号的波形是不稳定的，因此处理进行到步骤S12。在步骤S12中，指示单元13在登记认证单元63的控制下显示用于指示测量错误等的消息。响应于这个消息，登记者进行诸如重新尝试与电极接触的行为。
当在步骤S11中确定生物电Z等于或小于第一阈值时，由于认为此时测量的心电图信号的波形是稳定的，因此处理进行到步骤S13。心跳模式提取单元62在步骤S13中从心电图信号提取相对于所检测的峰值的预定的采样范围来作为心跳模式，并在步骤S14中计算该心跳模式的特征量，并将该特征量输出到登记认证单元63。
在步骤S15中，登记认证单元63将进行认证的人(登记者)与心跳模式的特征量以及在提取心跳模式时测量的生物电Z相关联，并对其进行记录(登记)。现在，完成登记。
在上面的登记中，当认为心电图信号不稳定时，并不提取心跳模式，而只在认为心电图信号稳定时才提取心跳模式。因此，能够登记与登记者对应的、可靠的心跳模式(的特征量)。
图15是描述由认证设备50进行的认证的流程图。
该认证假定已通过与测量设备10所进行的同时测量相类似的处理来将同时从进行认证的人测量的生物电Z和心电图信号输入到认证单元60。还假定峰值检测单元61已检测到从前一级输入的心电图信号的峰值。
在步骤S21中，心跳模式提取单元62和登记认证单元63确定生物电Z是否等于或小于第一阈值。当确定生物电Z大于第一阈值时，由于认为此时测量的心电图信号的波形不稳定，因此处理进行到步骤S22。在步骤S22中，指示单元13在登记认证单元63的控制下显示用于指示测量错误的消息等。响应于这个消息，进行认证的人的采取诸如重新尝试与电极接触的行为。
另一方面，当确定生物电Z等于或小于第一阈值时，由于认为此时测量的心电图信号的波形是稳定的，因此处理进行到步骤S23。心跳模式提取单元62在步骤S23中从心电图信号提取相对于所检测的峰值的预定的采样范围来作为心跳模式，并在步骤S24中计算该心跳模式的特征量并将该特征量输出到登记认证单元63。
在步骤S25中，登记认证单元63计算进行认证的人的心跳模式的特征量与所登记的心跳模式的特征量之间的相关值。在步骤S26中，登记认证单元63识别具有最高相关值的登记者作为该计算的结果，并确定该最高相关值是否等于或大于第二阈值，该第二阈值依赖于所识别的登记者的生物电Z与进行认证的人的生物电Z之间的差。
当确定最高相关值等于或大于第二阈值时，处理进行到步骤S27。在步骤S27中，登记认证单元63向指示单元13通知进行认证的人被认证为登记者。指示单元13向进行认证的人通知进行认证的人被认证为登记者。
另一方面，当确定最高相关值小于第二阈值时，处理进行到步骤S28。在步骤S28中，登记认证单元63向指示单元13通知没有与进行认证的人匹配的登记者。指示单元13向进行认证的人通知没有与进行认证的人匹配的登记者。现在，完成认证。
在上面的登记中，当认为心电图信号不稳定时，并不提取心跳模式，而只在认为心电图信号稳定时才提取心跳模式。因此，能够登记与进行认证的人对应的、可靠心跳模式(的特征量)，由此提高认证的准确性。
<3.修改>
接下来，将描述对作为实施例的测量设备10和作为另一实施例的认证设备50的修改。
可以如以下所描述的那样来改变测量设备10(认证设备50)的四个电极的位置。
图16示出如何使用四个电极的位置已改变的测量设备10(认证设备50)。即，可以布置四个电极，使得在被测量的人用两手拿着测量设备10(认证设备50)的状态下，两个电极与左掌和右掌或手指中的每一个接触。
图17A和17B示出下述修改：在该修改中，左手外部电极12L被布置在测量设备10(认证设备50)的主体的左侧，右手外部电极12R被布置在右侧，并且左手内部电极11L和右手内部电极11R被布置在主体的背面的中心附近。
图18A和18B示出下述修改：在该修改中，左手内部电极11L和左手外部电极12L被布置在测量设备10(认证设备50)的主体的左侧，并且右手内部电极11R和右手外部电极12R被布置在右侧。
图19A和图19B示出下述修改：在该修改中，左手外部电极12L被布置在测量设备10(认证设备50)的主体的左侧，右手外部电极12R被布置在右侧，左手内部电极11L被布置在主体的背面的左部，并且右手内部电极11R被布置在主体的背面的右部。
能够以除了图17A至19B中所示的修改以外的方式来布置四个电极。
可以通过硬件或软件来实现上述一系列处理。当通过软件来实现这一系列处理时，使用具有专用硬件的计算机，该专用硬件包含构成软件的程序；或者，从通用个人计算机中的程序存储介质来安装程序，该通用个人计算机例如根据所安装的程序来执行各种功能。
图20是示出使用程序来执行上述一系列处理的计算机的硬件结构的示例的框图。
在计算机100中，CPU(中央处理单元)101、ROM(只读存储器)102和RAM(随机存取存储器)103通过总线104互连。
输入/输出接口105也连接到总线104。下述各项连接到输入/输出接口105：输入单元106，包括键盘、鼠标、麦克风等；输出单元107，包括显示器、扬声器等；存储单元108，包括硬盘驱动器、非易失性存储器等；通信单元109，包括网络接口等；以及驱动器110，用于驱动诸如磁盘、光盘、磁光盘或半导体存储器的可移动介质111。
在如上述那样配置的计算机100中，CPU 101将存储单元108中所存储的程序经由输入/输出接口105和总线104加载到RAM 103中，并执行该程序以进行上述一系列处理。
由计算机执行的程序可以是：根据本说明书中描述的顺序以时间顺序来执行处理的程序；或者，并行地或在必要时(诸如出现调用时)执行处理的程序。
可以由一个计算机来处理该程序，或者可以由多个计算机以分布方式来处理该程序。另外，可以将该程序传送到远程计算机以进行执行。
在本说明书中，系统表示包括多个单元的整体设备。
本公开的实施例不限于以上实施例，而且可以在不脱离本公开的范围的情况下进行各种修改。
本公开包含与2011年3月30日提交到日本专利局的日本优先权专利申请JP 2011-076189中所公开的主题相关的主题，该申请全部内容通过引用合并于此。

Claims (15)

1.一种测量设备，包括：
信号产生单元，所述信号产生单元产生用于测量生物电阻抗的测量信号；
第一电极对，所述第一电极对与被测量的人的身体的左侧和右侧接触，以向被测量的人的身体提供所产生的测量信号；
第二电极对，所述第二电极对被置于所述第一电极对附近，并与被测量的人的身体的左侧和右侧接触；
生物电阻抗测量单元，所述生物电阻抗测量单元基于响应于所述测量信号的提供而从所述第二电极对获得的电信号，来测量被测量的人的生物电阻抗；以及
心电图信号测量单元，所述心电图信号测量单元基于从所述第二电极对获得的电信号来测量被测量的人的心电图信号，
其中，所述生物电阻抗测量单元和所述心电图信号测量单元同时并行地运行。
2.根据权利要求1所述的测量设备，进一步包括调整单元，所述调整单元使得与所述第一电极对接触的被测量的人的身体的平均电位与所述心电图信号测量单元的参考电位相同。
3.根据权利要求2所述的测量设备，所述调整单元是布置在电源单元与所述第一电极对之间的电流放大器，所述电流放大器中所包括的正输入端和负输入端中的一个被接地。
4.根据权利要求2所述的测量设备，其中，所述心电图信号测量单元包括滤波器单元，所述滤波器单元从自所述第二电极对获得的电信号中提取与所述心电图信号对应的频率分量。
5.根据权利要求2所述的测量设备，其中，所述生物电阻抗测量单元检测响应于所述测量信号的提供而从所述第二电极对获得的电信号的电压差，并基于用于指示所检测的电压差的检测信号以及所述测量信号的电流来计算被测量的人的生物电阻抗。
6.根据权利要求5所述的测量设备，其中，所述生物电阻抗测量单元包括滤波器单元，所述滤波器单元从所述检测信号中提取与所述测量信号中相同的频率分量。
7.根据权利要求2所述的测量设备，进一步包括：
提取单元，所述提取单元从所测量的心电图信号中提取用于指示心脏的循环运动的心跳模式，
其中，所述提取单元基于所测量的生物电阻抗来限制所述心跳模式的提取。
8.一种由测量设备执行的测量方法，所述测量设备测量被测量的人的生物电阻抗和心电图信号，所述方法包括：
产生用于测量所述生物电阻抗的测量信号；
从第一电极对向被测量的人的身体提供所述产生的测量信号，所述第一电极对与所述身体的左侧和右侧接触；
使用与所述第一电极对相邻的第二电极对，基于响应于所述测量信号的提供而获得的电信号来测量被测量的人的生物电阻抗，所述第二电极对与所述身体的左侧和右侧接触；以及
基于从所述第二电极对获得的电信号来测量被测量的人的心电图信号；
其中，同时并行地测量所述生物电阻抗和所述心电图信号。
9.一种使计算机执行处理的程序，所述处理包括：
产生用于测量生物电阻抗的测量信号；
从第一电极对向被测量的人的身体提供所述产生的测量信号，所述第一电极对与所述身体的左侧和右侧接触；
使用与所述第一电极对相邻的第二电极对，基于响应于所述测量信号的提供而获得的电信号来测量被测量的人的生物电阻抗，所述第二电极对与所述身体的左侧和右侧接触；以及
基于从所述第二电极对获得的电信号来测量被测量的人的心电图信号；
其中，同时并行地测量所述生物电阻抗和所述心电图信号。
10.一种信息处理设备，包括：
生物电阻抗测量单元，所述生物电阻抗测量单元测量被测量的人的生物电阻抗；
心电图信号测量单元，所述心电图信号测量单元与所述生物电阻抗的测量同时地测量被测量的人的心电图信号；
提取单元，所述提取单元从所测量的心电图信号中提取用于指示心脏的循环运动的心跳模式；以及
处理单元，所述处理单元使用所提取的心跳模式来执行预定处理；
其中，所述提取单元基于所测量的生物电阻抗来限制所述心跳模式的提取。
11.根据权利要求10所述的信息处理设备，其中，所述提取单元在所测量的生物电阻抗等于或小于第一阈值时提取所述心跳模式，或者在所测量的生物电阻抗大于所述第一阈值时停止提取所述心跳模式。
12.根据权利要求10所述的信息处理设备，其中，所述处理单元通过下述方式来执行认证：登记与被假定为登记者的被测量的人对应的心跳模式，并将与被假定为进行认证的人的被测量的人对应的心跳模式与所登记的登记者的心跳模式作比较。
13.根据权利要求12所述的信息处理设备，其中，所述处理单元通过下述方式来执行认证：登记与被假定为登记者的被测量的人对应的心跳模式和生物电阻抗，并将相关系数与第二阈值作比较，所述相关系数用于指示与被假定为进行认证的人的被测量的人对应的心跳模式和所登记的登记者的心跳模式之间的相关性，所述第二阈值取决于登记者和进行认证的人之间的生物电阻抗的差。
14.一种由信息处理设备执行的信息处理方法，所述方法包括：
同时测量被测量的人的生物电阻抗和心电图信号；
在基于所测量的生物电阻抗来进行限制的同时，从所测量的心电图信号中提取用于指示心脏的循环运动的心跳模式；以及
使用所提取的心跳模式来执行预定处理。
15.一种使计算机执行处理的程序，所述处理包括：
同时测量被测量的人的生物电阻抗和心电图信号；
在基于所测量的生物电阻抗来进行限制的同时，从所测量的心电图信号中提取用于指示心脏的循环运动的心跳模式；以及
使用所提取的心跳模式来执行预定处理。
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