CN104135917A - 脉搏计以及程序 - Google Patents

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Abstract

本发明提供通过进行适当按压的判定、存储并显示判定为适当按压时的保持状态指定信息,使适当状态下的设备安装变得容易的脉搏计及程序等。脉搏计包括:脉波检测部(10),具有输出脉波传感器信号的脉波传感器(11);处理部(100),基于来自脉波检测部(10)的信号对搏动信息进行运算;显示部(70),显示处理部(100)的处理结果;存储部(90),存储处理部(100)的处理结果;以及保持机构,将脉搏计保持于被检体,处理部(100)判定脉波检测部(10)中的对被检体的按压是否为适当按压,存储部(90)存储对判定为适当按压时的保持机构的保持状态进行指定的保持状态指定信息,处理部(100)进行将保持状态指定信息显示于显示部(70)的控制。

Description

脉搏计以及程序
技术领域
本发明涉及脉搏计及程序等。
背景技术
现有技术中,脉搏计等电子设备被广泛使用。所谓脉搏计,是用于检测源于人体的心跳的搏动的装置,是基于来自安装于例如前臂、手掌、手指等的脉波传感器的信号而检测源于心跳的信号的装置。
作为脉波传感器使用例如光电传感器。这种情况下,可以考虑通过该光电传感器检测对于生物体照射的光的反射光或者透过光的方法等。由于照射的光在生物体的吸收量、反射量随着血管内的血流量不同而不同,因此,由光电传感器检测到的传感器信息(脉波传感器信号)成为对应于血流量等的信号,通过解析该信号能够取得关于搏动的信息。
但是,已知脉波信号的振幅随着按压(这里是作为来自生物体外部对该生物体的压力的外压)不同而不同。由于过大的按压或过小的按压都会导致脉波信号下降,因此为了精度良好地进行基于脉波信号的处理(例如搏动信息的运算等),需要设定适当的按压。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2008-54890号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
专利文献1提出脉搏计等能够对检测生物体信息的生物体信息检测部的接触压进行测定的构造。并且,也提出通过判定接触压是否为适当按压并以图表显示压力而告知用户的方法。
但是,脉搏等生命体征个体差异极大,因此适当按压的值也因人而异,对此,专利文献1的方法仅停留于基于单纯的压力这一物理信息(例如以kPa等单位表示的物理量)的处理,由于没有考虑个体差异等,因此不能可靠地进行是否适当的判定。例如,即便压力在预先设定的适当按压范围内,如果实际的脉波信号过小的话,也没有意义。
同样地,有关向用户的告知,由于仅仅图表显示与预先(未考虑个体差异)设定的压力的关系,因此,无法判断实际的脉波信号的SN比究竟如何。
并且,专利文献1中,仅将适当按压当做物理信息(接触压)对待,没有考虑实现该接触压的设备的安装状态。例如,在通过带而安装于生物体的脉搏计中,没有保有以怎样的程度捆束带才能得到希望的接触压这样的信息。因此,每当安装设备时都要将安装状态的调整强加于用户,从便利性等观点出发是不优选的。
根据本发明的几种方式,能够提供通过进行适当按压的判定、存储并显示判定为适当按压的情况下的保持状态指定信息,使适当状态的设备安装变得容易的脉搏计及程序等。
解决技术问题的技术方案
本发明的一个方式涉及一种脉搏计,包含:脉波检测部,具有输出脉波传感器信号的脉波传感器;处理部,基于来自所述脉波检测部的信号,对搏动信息进行运算;显示部,显示所述处理部的处理结果;存储部,存储所述处理部的处理结果;以及保持机构,将脉搏计保持于被检体,所述处理部判定所述脉波检测部中的对于所述被检体的按压是否为适当按压,所述存储部存储保持状态指定信息,所述保持状态指定信息对于判定所述脉波检测部中的对所述被检体的所述按压为所述适当按压时的所述保持机构的保持状态进行指定,所述处理部进行将所述保持状态指定信息显示于所述显示部的控制。
本发明的一个方式中,进行对被检体的按压是否为适当按压的判定,将对于为适当按压情况下的保持机构的保持状态进行指定的信息作为保持状态指定信息而存储、显示。从而,由于能够将适当按压作为保持状态而非压力值等物理信息进行存储和显示,因此能够以对于用户来说易懂的形式提示适当按压的信息,实现适当按压的保持状态的再现等也变得容易。
另外,在本发明的一个方式中,所述处理部可以基于所述脉波传感器信号,判定所述按压是否为所述适当按压。
由此,能够进行考虑了每个用户的个体差异的适当按压判定等。
另外,在本发明的一个方式中,所述处理部可以基于对应于所述脉波传感器信号的AC成分的AC成分信号、以及对应于所述脉波传感器信号的DC成分的DC成分信号中的至少一方的信号,判定所述按压是否为所述适当按压。
由此,能够进行使用AC成分信号和DC成分信号的至少一方的适当按压判定等。
另外,在本发明的一个方式中,所述处理部可以基于改变所述按压时所述AC成分信号的变化特性,判定所述按压是否为所述适当按压。
由此,能够进行不依赖于值本身的处理,能够进行考虑了个体差异的适当按压判定等。
另外,在本发明的一个方式中,所述处理部可以基于改变所述按压时所述AC成分信号的振幅的所述变化特性,判定所述按压是否为所述适当按压。
由此,能够进行基于AC成分信号的振幅的变化特性的适当按压判定。
另外,在本发明的一个方式中,所述处理部可以基于改变所述按压时所述DC成分信号的变化特性,判定所述按压是否为所述适当按压。
由此,能够进行不依赖于值本身的处理,能够进行考虑了个体差异的适当按压判定等。
另外,在本发明的一个方式中,所述处理部可以基于改变所述按压时所述DC成分信号的所述变化特性检测所述DC成分信号的拐点,并基于检测到的所述拐点,判定所述按压是否为所述适当按压。
由此,能够进行基于DC成分信号的拐点的适当按压判定。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述处理部进行将指示画面显示于所述显示部的控制,所述指示画面进行所述按压是否为所述适当按压的判定用环境的设定指示。
由此,由于能够进行判定用环境的设定指示,因此能够实现提高适当按压判定的精度等。
另外,在本发明的一个方式中,所述处理部可以进行将指示所述被检体的体动的稳定化的画面作为所述指示画面显示于所述显示部的控制。
由此,作为判定用环境的设定指示,能够进行体动的稳定化的指示。
另外,在本发明的一个方式中,所述处理部可以进行将进行使所述被检体采取所给的判定用姿势的指示的画面作为所述指示画面显示于所述显示部的控制。
由此,作为判定用环境的设定指示,能够进行使其采取所给的判定用姿势的指示。
另外,在本发明的一个方式中,所述处理部可以进行将对所述被检体指示等待所给的时间的画面作为所述指示画面显示于所述显示部的控制。
由此,作为判定用环境的设定指示,能够进行等待所给的时间的指示。
另外,在本发明的一个方式中可以,所述处理部进行是否满足显示于所述指示画面的所述判定用环境的条件的判断,当判断为满足所述条件的情况下,进行所述按压是否为所述适当按压的判定。
由此,在进行了判定用环境的设定指示的基础上,能够进行是否满足该指示的判断等。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述处理部基于来自体动传感器的体动检测信号及来自时间测量部的时间测量信息中的至少一方,进行是否满足显示于所述指示画面的所述判定用环境的所述条件的判断,当判断为满足所述条件的情况下,进行所述按压是否为所述适当按压的判定。
由此,能够基于体动检测信号和时间测量信息判断是否满足判定用环境的条件。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述处理部具有保持状态指定信息取得模式和对所述搏动信息进行运算的搏动信息运算模式作为处理模式,所述处理部进行以下控制:在设定为所述保持状态指定信息取得模式的情况下,基于所述按压是否为所述适当按压的判定结果取得所述保持状态指定信息,并将取得的所述保持状态指定信息存储于所述存储部,在取得所述保持状态指定信息后设定为所述搏动信息运算模式的情况下,读取存储于所述存储部的所述保持状态指定信息,并将读取的所述保持状态指定信息显示于所述显示部。
由此,能够在搏动信息运算模式中显示在保持状态指定信息取得模式下取得的保持状态指定信息,能够进行精度良好的搏动信息运算等。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述保持机构采取所述脉波检测部中的对所述被检体的所述按压不同的第1~第N(N为2以上的整数)状态作为所述保持状态,所述处理部基于所述第1~第N状态的各状态的所述按压是否为所述适当按压的判定结果,取得与所述第1~第N状态中的至少一个状态对应的信息作为所述保持状态指定信息。
由此,在采取多个保持状态的保持机构中,能够取得与该多个保持状态中的至少一个状态对应的信息作为保持状态指定信息。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述处理部在第i(i为满足1≤i≤N的整数)状态的所述按压是否为所述适当按压的判定之后,进行将指示画面显示于所述显示部的控制,所述指示画面进行将所述保持机构的所述保持状态变更为所述按压比所述第i状态小的第j(j为满足1≤j≤N、j≠i的整数)状态的指示。
由此,由于能够在减压过程中进行适当按压判定,因此能够提高适当按压判定的精度等。
另外,本发明的其他方式涉及一种脉搏计,包括:脉波检测部,具有脉波传感器;处理部,判定所述脉波检测部中的对被检体的按压是否为适当按压,并基于来自所述脉波检测部的信号对所述被检体的搏动信息进行运算;显示部,显示所述处理部的处理结果;以及存储部,存储所述处理部的处理结果,所述处理部进行将指示画面显示于所述显示部的控制,所述指示画面进行所述按压是否为所述适当按压的判定用环境的设定指示。
本发明的其他方式中,在进行适当按压判定时,在显示部显示进行判定用环境的设定指示的指示画面。从而,由于能够期待设定适于适当按压判定的环境,因此可以提高判定精度。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述处理部进行是否满足显示于所述指示画面的所述判定用环境的条件的判断,并基于判断为满足所述条件的情况下的来自所述脉波检测部的所述信号,进行所述按压是否为所述适当按压的判定。
由此,由于能够进行基于满足判定用环境的条件的情况下的来自脉波检测部的信号的处理,因此可以提高判定精度。
另外,本发明的其他方式涉及使计算机作为上述各部而发挥作用的程序。
附图说明
图1是第一实施方式的脉搏计的基本构成例。
图2是使用自适应滤波器的体动噪声减少部的构成例。
图3的图3(A)~图3(C)是脉波检测信号、体动检测信号及基于这些信号的体动噪声减少处理后的信号的波形、频谱的示例。
图4的图4(A)、图4(B)是脉搏计的示例。
图5是第一实施方式的脉搏计的详细构成例。
图6是按压和脉波检测信号(AC成分信号)的关系图。
图7是作为保持机构的带的构成例。
图8的图8(A)、图8(B)是按压和AC成分信号的关系图。
图9的图9(A)是所给的按压下的AC成分信号的信号值的示例,图9(B)是所给的按压下的AC成分信号的振幅值的示例。
图10是按压和DC成分信号的关系图。
图11是所给的按压下的DC成分信号的信号值的示例。
图12是说明使用了AC成分信号和DC成分信号双方的适当按压判定处理的流程图。
图13是说明包含显示控制等的本实施方式的处理的流程图。
图14的图14(A)~图14(C)是显示于显示部的画面例。
图15的图15(A)、图15(B)是用于体动的稳定判定的加速度检测值的示例,图15(C)是加速度传感器的轴的设定例。
图16是说明体动的稳定判定处理的流程图。
图17的图17(A)、图17(B)是用于姿势判定的加速度检测值的示例。
图18是说明姿势判定处理的流程图。
图19的图19(A)~图19(C)是说明加压过程和减压过程中的AC成分信号、DC成分信号的变化特性的不同的图。
图20的图20(A)~图20(C)是在第二实施方式的体动噪声减少处理中使搏动成分衰减的情况的说明图。
图21是包含第二实施方式的搏动检测装置的电子设备的详细的构成例。
图22是说明第二实施方式的处理的整体流程的流程图。
图23的图23(A)~图23(C)是在体动噪声减少处理中使用加速度检测信号的情况的说明图。
图24是说明基本频率的计算处理的流程的流程图。
图25的图25(A)~图25(C)是表示基本频率的检测结果的一例的图。
图26是说明进行时间频率解析处理的决定处理的流程的流程图。
图27是说明脉波检测信号也用于决定处理的情况下的流程的流程图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下,对于本实施方式进行说明。此外,以下说明的本实施方式并非不当地限定权利要求中记载的本发明的内容。另外,本实施方式所说明的构成的不一定全部都是本发明的必需构成要件。
1-1.脉搏计的构成例
首先,使用图1说明本实施方式的脉搏计(广义为电子设备)的基本的构成例。另外,图1是表示脉搏计的一个示例的图,既包括本实施方式的脉搏计所包含的构成有被简化或被省略的情况,也包括在本实施方式的脉搏计中包含非必需的构成的情况。
如图1所示,本实施方式的脉搏计包括:脉波检测部10、体动检测部20、处理部100和显示部70。但是,脉搏计不限于图1的构成,能够进行省略、变更其中的一部分的构成要素或者追加其他构成要素等各种变形。
脉波检测部10根据脉波传感器11的传感器信息(脉波传感器信号、脉波信息)输出信号。脉波检测部10能够包括例如脉波传感器11、滤波处理部15以及A/D转换部16。但是,脉波检测部10不限于图1的构成,可以进行省略其中的一部分构成要素,或者追加其他构成要素(例如将信号放大的放大部等)等各种变形。
脉波传感器11是用于检测脉波信号的传感器,可以考虑例如光电传感器等。此外,作为脉波传感器11而使用光电传感器时,可以使用以屏蔽掉太阳光等外部光的信号成分的方式而构成的传感器。这例如能够通过设置多个光电二极管,使用这些二极管的信号通过反馈处理等计算差分信息的构成等来实现。
此外,脉波传感器11不限于光电传感器,也可以是使用了超声波的传感器。在该情况下,脉波传感器11具有两个压电元件,使一个压电元件激励而向生物体内发送超声波,并由另一个压电元件接收该超声波被生物体的血流反射后的超声波。在发送的超声波与接收到的超声波中,由于血流的多普勒效应而产生频率变化,因而,在该情况下,也能够取得对应于血流量的信号,进而可以推断搏动信息。另外,作为脉波传感器11,也可以使用其他的传感器。
滤波处理部15对来自脉波传感器11的传感器信息进行高通滤波处理。此外,高通滤波器的截止频率可以根据有代表性的脉搏次数求出。例如,一般人的脉搏次数低于每分钟30次的情况非常地少。也就是说,来源于心跳的信号的频率为0.5Hz以下是少有的,因而即使将该范围的频带的信息去除,对想要取得的信号的不良影响也应该是小的。因此,作为截止频率可以设定为0.5Hz左右。另外,根据情况不同,也可以设定1Hz等不同的截止频率。进一步而言,人的脉搏次数也可以设想有代表性的上限值,因而在滤波处理部15中,也可以进行带通滤波处理而不是高通滤波处理。高频端的截止频率也可以在某种程度上自由地设定,可以使用例如4Hz等值。
在A/D转换部16中,进行A/D转换处理,输出数字信号。此外,在上述的滤波处理部15中的处理既可以是A/D转换处理之前进行的模拟滤波处理,也可以是A/D转换处理之后进行的数字滤波处理。
体动检测部20根据各种传感器的传感器信息而输出对应于体动的信号(体动检测信号)。体动检测部20能够包括例如加速度传感器21、压力传感器22以及A/D转换部26。但是,体动检测部20也可以包括其他传感器(例如陀螺传感器)和将信号放大的放大部等。另外,也可以是不必设置多种传感器而含有一种传感器的构成。
处理部100包括信号处理部110和搏动信息运算部120。但是,处理部100不限于图1的构成,可以进行省略其中的一部分构成要素,或者追加其他构成要素等各种变形。信号处理部110对来自脉波检测部的输出信号和来自体动检测部的输出信号进行信号处理。
信号处理部110可以包括脉波信号处理部111、体动信号处理部113、以及体动噪声减少部115。
脉波信号处理部111对从脉波检测部10输出的信号进行某些信号处理。此外,作为由图1的D1所示的来自脉波检测部10的输出,可以考虑基于脉波传感器信号的各种信号。例如,后述的搏动信息的运算由于多数是根据切除DC成分后的脉波传感器信号(以下,也标记为脉波检测信号。另外,在以后的说明中,将与此同等的信号标记为AC成分信号)而进行的,因而设想D1中含有高通滤波处理后的脉波传感器信号。但是,可以输出未进行滤波处理的信号,根据情况不同也可以输出低通滤波处理后的脉波传感器信号。在D1中含有多个信号(例如高通滤波处理前的脉波传感器信号和处理后的脉波传感器信号两者)时,既可以对D1中含有的所有信号进行脉波信号处理部111中的处理,也可以对一部分信号进行脉波信号处理部111中的处理。处理内容也可以考虑各种,既可以是例如对脉波检测信号的均衡器处理,也可以是其他处理。
体动信号处理部113对从体动检测部20输出的体动检测信号进行各种信号处理。与D1同样,作为由D2所示的来自体动检测部20的输出,也可以考虑各种信号。例如,在图1的示例中,由于含有加速度传感器21和压力传感器22,因而D2的体动检测信号含有加速度信号和压力信号。另外,体动检测用传感器也可以使用陀螺传感器等其他传感器,因而D2中含有与传感器种类相应的种类的输出信号。既可以对D2中含有的所有信号进行体动信号处理部113中的处理,也可以对一部分信号进行体动信号处理部113中的处理。例如,可以进行D2中含有的信号的比较处理,进行决定在体动噪声减少部115中的噪声减少处理中所使用的信号的处理。
此外,在脉波信号处理部111的处理中,也可以配合来自脉波检测部的信号而使用体动检测信号。同样地,在体动信号处理部113的处理中,也可以配合体动检测信号而使用来自脉波检测部10的信号。另外,对于来自脉波检测部10的输出信号,可以将在进行了脉波信号处理部111中所给的处理之后的信号用于在体动信号处理部113中的处理,也可以是其相反的顺序。
体动噪声减少部115使用体动检测信号,进行从脉波检测信号减少起因于体动的噪声(体动噪声)的处理。使用自适应滤波器的噪声减少处理的具体例示于图2。从脉波传感器11取得的脉波传感器信号中,除了含有起因于心跳的成分以外,还含有起因于体动的成分。这在用于搏动信息的运算的脉波检测信号(切除DC成分后的脉波传感器信号)中也是同样的。其中,对搏动信息的运算有用的是起因于心跳的成分,而起因于体动的成分成为运算的妨碍。因此,通过使用体动传感器取得起因于体动的信号(体动检测信号),再从脉波检测信号中除去与体动检测信号相关的信号成分(称为推算体动噪声成分),从而减少脉波检测信号中含有的体动噪声。但是,即使脉波检测信号中的体动噪声与来自体动传感器的体动检测信号都是起因于同一体动的信号,也不一定连其信号电平都相同。因此,通过对体动检测信号进行自适应地确定滤波器系数的滤波处理,算出推算体动噪声成分,取得脉波检测信号与推算体动噪声成分的差分。
通过频谱对以上的处理进行说明的图是图3(A)~图3(C)。图3(A)等是上部显示信号的时间变化波形,下部显示其频谱的图。图3(A)是表示体动噪声减少前的脉波检测信号的图,如A1以及A2所示,在频谱上出现两个值大的频率。其中,一个起因于心跳,另一个起因于体动。此外,虽然比A1高的频率也有值大的,但由于是相当于A1、A2的整数倍的高频成分,因而在此不考虑。以下,在图3(B)、图3(C)中,也可以看到高频成分,但同样地在此不予考虑。
与其相对,图3(B)是表示体动检测信号的图,如果成为体动检测信号的要因的体动为一种,则如B1所示出现一个值大的频率。在此,B1的频率对应于图3(A)的A2。在这种情况下,通过利用如图2所示的方法取得脉波检测信号与推算体动噪声成分的差分,从而得到图3(C)的信号。由图可知,通过从具有起因于心跳以及体动的两个峰A1、A2的脉波检测信号中减去具有起因于体动的峰B1的推算体动噪声成分,从而除去脉波检测信号中的体动成分(对应于A2),其结果,剩下起因于心跳的峰C1(频率对应于A1)。
此外,在脉波检测信号中含有的体动噪声与体动检测信号对应,以及在体动检测信号中不含有对噪声减少处理带来不良影响的信号成分等被保证的情况下,由于在体动噪声减少部115中不必进行频率解析,因而可以不考虑在图3(A)、图3(B)的下部所示的频谱。但是,由于用于取得体动检测信号的传感器的种类等不同,不满足上述条件的情况也可能发生。在那种情况下,例如可以在体动信号处理部113中以满足上述条件的方式加工体动检测信号,也可以将不满足上述条件的体动检测信号从向体动噪声减少部115等的输出中排除。此外,作为进行是否满足上述条件的判定的方法,可以考虑各种方法,例如可以利用通过频率解析得到的、图3(A)、图3(B)的下部所示的频谱。
搏动信息运算部120根据输入信号运算搏动信息。所谓搏动信息,也可以是例如脉搏次数的值。例如,搏动信息运算部120可以对体动噪声减少处理部115中的噪声减少处理后的脉波检测信号进行FFT等频率解析而求出频谱,进而进行将在所求出的频谱中代表性的频率作为心跳的频率的处理。在那种情况下,将所求得的频率60倍化后的值成为一般所采用的脉搏次数(心跳数)。
此外,搏动信息不限于脉搏次数,也可以是例如表示脉搏次数的信息(心跳的频率和周期等)。另外,可以是表示搏动的状态的信息,也可以将表示例如血流量本身(或其变动)的值作为搏动信息。但是,由于血流量与脉波传感器信号的信号值的关系每个用户都具有个体差异,因而在将血流量等作为搏动信息时,最好进行用于对应于该个体差异的校正处理。
另外,也可以在输入的脉波检测信号的时间变化波形上,检测所给的值(上峰值、下峰值或所给的阈值以上的值等)出现的定时,根据相当于该定时的间隔的时间,求出心跳的周期并运算搏动信息。或者,将脉波检测信号的波形变形为矩形波,通过使用该矩形波的上升沿等,也能够运算搏动信息。该情况由于可以不进行频率解析,因而在计算量和耗电方面具有优势。但是,在该方法中,由于不进行向频率轴的转换而直接使用信号值,因而波形必须在某种程度上整齐,因此在噪声多的情况下最好进行频率解析。
显示部70(广义上而言是指输出部)用于显示运算出的搏动信息等的提示所用的各种显示画面,能够通过例如液晶显示器或有机EL显示器等来实现。
上述脉搏计的具体例示于图4(A)、图4(B)。图4(A)是手表式脉搏计的示例。包含脉波传感器11以及显示部70的底部400通过保持机构300(例如带等)安装于被检体(用户)的左手腕200。图4(B)是手指安装式的示例。在用于插入被检体的指尖的环状的导轨302的底部设有脉波传感器11。但是,在图4(B)的情况下,由于没有设置显示部70的空间富裕,因而假定显示部70(以及根据需要,相当于处理部100的部分)设在连接于脉波传感器11的有线电缆的另一端侧等。
后述的本实施方式的方法能够适用于任一类型的脉搏计,更优选适用于手表式脉搏计(图4(A)的示例)。但是,在图4(A)的示例中,脉波传感器11安装于手腕外侧(与手表的后盖面接触的部位)等难以取得脉波传感器信号的部位。为此,从脉波传感器11输出的脉波传感器信号的振幅总体上有变小的倾向。从而,如后述的本实施方式所述,希望通过某些方法进行有关搏动信息的精度的处理。
1-2.本实施方式的方法
如上所述,通过使用光电传感器等脉波传感器11,能够取得对应于血液循环状态(例如血流量)的脉波传感器信号。但是,正如能够容易地理解在强力压迫手臂等时,在比该压迫部分更靠近末端侧的部位血流量减少那样,血流量随着向生物体(狭义而言,血管)施加的外压而变化。也就是说,如果外压过强,则导致脉波传感器信号的信号值变小,噪声的影响相对地增大(SN状态变差),因而对其后的处理造成障碍(例如基于脉波传感器信号的搏动信息的精度下降)。
另外,外压过小,同样脉波传感器信号的信号值也变小,因此不优选。作为其主要原因之一,可以认为起因于静脉的成分的影响。在脉波传感器中,虽然取得起因于动脉的成分和起因于静脉的成分这两者,但广泛使用的方法是根据其中的动脉成分进行搏动信息的运算等的方法,静脉成分反而会带来使脉波传感器信号的信号值减小等不良影响。也就是说,在外压过小时,导致出现静脉成分的影响,从而导致脉波传感器信号的信号值变小,因此可以认为该情况不可取。AC成分信号(脉波检测信号)相对于外压的变化特性例示于图6。由图6可知,在按压过量或过小的情况下,信号值都变小。
通过施加外压而血流下降,在这一点上虽然动脉和静脉都是相同的,但是已经知道,由于生物体的特征,与动脉相比,静脉以更小的外压,血流就会充分地下降。也就是说,在将静脉中的血流充分地下降(狭义而言是指消失)的点(以下,标记为静脉消失点)的压力设为V1,将动脉中的血流充分地下降的点(以下,标记为动脉消失点)的压力设为V2时,V1<V2的关系成立。此时,外压比V2大的情况相当于上述的外压过强的状况,甚至连本来想取得的动脉成分也消失而无法得到足够的信号值。另一方面,外压比V1小的情况相当于上述的外压过小的状况,导致受到静脉成分的影响,仍然无法得到足够的信号值。
也就是说,通过将满足V1<V<V2的外压V施加于被检体,可以充分地抑制静脉成分的影响且不使动脉成分的血流下降必要程度以上。在本实施方式中,将满足上述条件的V作为适当按压。此外,适当按压并不是所有的满足上述条件的V,也可以是指其中一部分范围或指定的压力值等。
现有技术中公开了如下的方法等:使用压力传感器等测定检测生物体信息的部分的接触压,并根据该接触压与所给的基准值的比较处理,将当前的压力是否是适当按压以图表显示的方式向用户提示。但是,脉搏等生命体征的个体差异极大,上述的适当按压也随着用户不同而得到不同的值(范围)。因此,如果不针对每个用户决定作为与测定的接触压的比较对象的基准值,则不能够对应于个体差异,但是,现有的方法仅仅记载了基于单纯的压力这一物理信息的处理而已。既然难以认为起因于个体差异的信号重叠于压力这一物理信息,且对应于个体差异的基准值的设定方法等也未被公开,那么在现有方法中未公开对应于个体差异的方法。
因此,在现有方法中,即使通过图表显示等对用户指示调整外压的大小,既然作为基准的适当按压未能对应于个体差异,那么按照指示得到的结果是否成为恰当的状态不得而知,这一点可以认为是第一问题点。
另外,作为现有方法的第二问题点,可以列举出没有触及接触压与机器的保持状态(安装状态)的对应关系这一点。也就是说,即便知晓适当按压的压力值,也无从知道如何安装机器才能得到该压力值。如果用户以某种状态安装并测定接触压之后,则能够进行压力的上下调整(例如将带束紧或放松)的指示,但如果不取得一次接触压的信息,则根本无法开始指示。因此,在再安装机器的情况下,需要每次调整安装状态。
于是,本申请人提出基于脉波传感器信号的适当按压的判定方法。由于脉波传感器信号针对每个用户出现其特征,因而如果是基于脉波传感器信号的判定,则可以与个体差异相对应。进一步而言,即使是同一用户,由于身体状况等的变化,适当按压的范围也可能变化,但如果是本实施方式的方法,则也能够对应于那样的变化。
但是,如上所述脉波传感器信号的信号值随着用户而不同,因而也存在适当按压中的信号值比较大的用户和小的用户。因此,即使单独使用某一按压的信号值,也难以判定该按压是否是适当按压。因此,在本实施方式中,设想通过一边使按压变化一边取得脉波传感器信号,使用脉波传感器信号相对于按压的变化特性而进行是否是适当按压的判定。
另外,在本实施方式中进行是否处于适当按压的判定时,存储判定为适当按压时的保持状态指定信息。例如如果使用第几个带孔安装设备,则该用户的情况下能够施加适当按压这样的信息等。如此一来,由于能够通过带的束紧状况等而非按压的值来规定适合的安装状态,因而直观且对用户而言易于明白。另外,如果显示预先存储的保持状态指定信息,则用户能够容易地使实现适当按压的保持状态再现。也就是说,再安装时无需调整等,从便利性等观点出发是有利的。
此外,在现有的方法中,使用泵等自动地加压、减压的方法也一并被公开。该方法虽然在不需要用户手动调整安装状态这一点上而言优选,但是,设想如手腕安装型设备那样在日常生活和运动中使用时,如果考虑到尺寸和耗电等,则不现实,因而在此不考虑那种方法。也就是说,在本实施方式中,在适当按压判定时使按压变化的情况正如上述的那样,但设想其按压变化由用户的手进行。因此,系统为了对用户指示恰当的按压变化,与使用显示部等界面的用户的交互也变得重要。
以下,在对脉搏计的系统构成例进行说明后,对于基于脉波传感器信号的适当按压的判定方法进行说明。最后,对设想与用户的交互的显示控制方法进行说明。
此外,已经知道,严格来讲,血液循环状态不仅依赖于外压,而且还依赖于作为血管内部的压力的内压。不过,在本实施方式中,通过如后述那样进行显示适当的指示画面的控制,尽量抑制内压的变动,在该状态下使外压发生变化而进行适当按压的判定等的处理。从而,在本实施方式的方法中,内压大幅地发生变化是例外的状况,不特别地考虑那样的情况。为此,按压这一用语当然表示外压的意思,在没有特别交代的前提下而使用压力和接触压等用语的情况下,这些用语也指的是外压。
1-3.系统构成例
图5表示本实施方式的脉搏计的系统构成例。脉搏计包括:脉波检测部10、体动检测部20、处理部100、显示部70、外部I/F部80、以及存储部90。但是,脉搏计不限于图5的构成,可以进行省略其中的一部分构成要素,或者追加其他构成要素等各种变形。例如,在本实施方式中,体动噪声的减少不是必须的,可以省略处理部100的体动噪声减少部115等。此外,作为脉搏计的整体构成,如图4(A)所示,考虑包含保持机构300和底部400,设想图5所示的各部分包含于图4(A)所示的底部400。
脉波检测部10包括:脉波传感器11、滤波处理部15-1、15-2以及A/D转换部16-1、16-2。但是,脉波检测部10不限于图5的构成,可以进行省略其中的一部分构成要素,或者追加其他构成要素等的各种变形。
传感器11如上述使用图1说明的那样使用光电传感器等。滤波处理部15-1在本实施方式中通过进行高通滤波处理的高通滤波器实现,滤波处理部15-2在本实施方式中通过进行低通滤波处理的低通滤波器实现。也就是说,滤波处理部15-1的输出是作为脉波传感器信号的高频成分的AC成分信号,滤波处理部15-2的输出是作为脉波传感器信号的低频成分的DC成分信号。在本实施方式中,脉波检测部10包括A/D转换部16-1和A/D转换部16-2,将各自输入的模拟信号转换为数字信号输出。
如图5所示,脉波传感器11连接于滤波处理部15-1和滤波处理部15-2。滤波处理部15-1连接于A/D转换部16-1。A/D转换部16-1连接于体动噪声减少部115和后述的适当按压判定部119。另外,滤波处理部15-2连接于A/D转换部16-2。A/D转换部16-2连接于适当按压判定部119。
此外,脉波检测部10也可以省略滤波处理部15-2。在那种情况下,A/D转换部16-2的输出成为包括脉波传感器信号的高频成分和低频成分这两者的信号。此外,脉波检测部10中含有的各部的连接可以进行各种变形。
体动检测部20包括加速度传感器21和A/D转换部26。加速度传感器21连接于A/D转换部26,A/D转换部26连接于体动噪声减少部115和适当按压判定部119。此外,体动检测部20只要具有检测体动的传感器即可,可以将加速度传感器21变更为其他传感器,也可以具有多个传感器。
处理部100包括:信号处理部110、搏动信息运算部120、显示控制部130、以及时间测量部140,信号处理部110包括体动噪声减少部115和适当按压判定部119。但是,处理部100或信号处理部110不限于图5的构成,可以进行省略其中的一部分构成要素(例如体动噪声减少部115),或者追加其他构成要素等的各种变形。
适当按压判定部119根据从A/D转换部16-1输出的AC成分信号和从A/D转换部16-2输出的DC成分信号中的至少一个,进行对应于取得该信号的定时的按压是否是适当按压的判定。此时,也可以使用从体动检测部20输出的体动检测信号或从时间测量部140输出的时间测量信息等。另外,根据来自外部I/F部80的信息等,取得指定在判定为是适当按压时的保持机构300的保持状态的保持状态指定信息,将取得的保持状态指定信息输出至存储部90以及显示控制部130。在适当按压判定部119中的处理的详细情况将在后面说明。
体动噪声减少部115根据从体动检测部20输出的体动检测信号,对从A/D转换部16-1输出的AC成分信号进行体动噪声的减少处理。关于体动噪声减少部115的处理内容,使用图2等与上述说明的内容相同,因而省略其详细的说明。另外,搏动信息运算部120中的处理也如上所述。
显示控制部130进行用于在显示部70上的显示的控制。例如,在适当按压判定部119中的判定时需要使按压变化,进行显示对用户进行指示的指示画面的控制,以便能够实现恰当的按压变化。另外,也可以进行指示画面的控制,该指示画面显示进行设定是否是适当按压的判定用环境的指示。此外,也进行由搏动信息运算部120运算的搏动信息的显示控制等。详细情况将在后面说明。
时间测量部140进行时间的测量处理。例如,可以考虑具有以所给的间隔取得时间戳等时刻信息的计时器,根据取得的时刻信息的差分等测量时间。
显示部70按照显示控制部130中的控制内容显示各种信息。外部I/F部80为与外部的接口,狭义而言,可以是具有用于用户进行脉搏计的各种操作的各种按钮或GUI等的操作部。存储部90是处理部100等的工作区域,其功能能够由RAM等存储器或HDD(硬盘驱动器)等实现。存储部90存储各种信息,尤其存储在适当按压判定部119中取得的保持状态指定信息。
1-4.基于脉波传感器信号的适当按压判定
1-4.1适当按压的判定
下面,对基于脉波传感器信号判定适当按压的方法进行说明。如上所述,脉波传感器信号的信号值随着各用户不同而不同,因而存在适当按压时的信号值比较大的用户和比较小的用户。因此,即使只取得所给的按压时的信号值,也难以根据信号值进行该按压是否是适当按压的判定。例如,即使想要通过信号值与所给阈值的比较处理来进行按压是否是适当按压的判定,也难以设定能够对多个用户通用的阈值。
于是,在本实施方式中,使对生物体的按压变化,根据脉波传感器信号相对于该按压变化的变化特性而判定适当按压。这是因为,虽然信号值的大小具有个体差异,但脉波传感器信号的变化特性不管哪一个用户,都具有同样的趋势。例如,在考虑离散的按压变化时,依次对生物体施加各自不同的第1~第M按压,取得在各按压下的脉波传感器信号。然后,只要根据取得的第1~第M脉波传感器信号,进行第1~第M按压中的哪一个按压是适当按压的判定即可。
此外,由于适当按压如果鉴于生物体的特性则存在某种程度的范围(满足上述的V1<V<V2的范围),因而通过本实施方式判定为是适当按压的按压不限于一个压力值,可以具有多个值,或者由所给的范围来表示。
在以下的说明中,脉搏计是如图4(A)所示作为保持机构300而具有带的手表式设备,设想在该带上如图7所示设有多个孔,通过使用哪一个孔进行保持能够变更按压。但是,保持机构300的构成并非局限于此。
另外,按压变化虽然由用户进行,但为了实现该变化,进行使指示画面显示于显示部70等的显示控制。关于基于显示控制等的具体的交互将在后面说明,在此说明以恰当地进行按压变化作为前提,基于取得的脉波传感器信号的判定处理。另外,为了提高判定精度,需要设定恰当的判定用环境,而该环境设定也是通过指示画面等的显示控制进行的,详细情况将在后面说明。在此,与按压变化同样,将设定有恰当的判定用环境作为前提而进行说明。
此外,如上所述在本实施方式中,使适当按压与保持机构300的保持状态、而非kPa等单位的物理量建立对应进行处理。因此,在以下的说明中,为了简化说明,使按压变化而判定适当按压,而使按压变化相当于使保持机构300上的保持状态变化,判定适当按压相当于判定实现适当按压的保持状态这一情况。
1-4.2基于AC成分信号的适当按压判定
说明有关根据对应于脉波传感器信号的AC成分的AC成分信号而进行的判定。图8(A)、图8(B)示出AC成分信号的信号值相对于按压变化的变化特性。但是,图8(A)是用于说明AC成分信号相对于按压的一般变化趋势的图。图8(A)、图8(B)的横轴表示时刻,如从按压的时间变化可知那样,是随时间减小按压的减压方向上的图表。
如图8(A)所示,AC成分信号的振幅在按压大时为较小的值,而越减小按压则振幅值越变大。然后,如果按压比所给的值小,则振幅值转为减少的趋势。AC成分信号是起因于心跳的信号,如果考虑到用于搏动信息的运算,则可以将AC成分信号的振幅值大的按压作为适当按压。例如,如果是图8(A),则由E1所示的范围为适当按压。
也就是说,在使用AC成分信号时,可以算出各按压下的振幅值,将算出的振幅值变大的按压作为适当按压。具体例示于图9(A)、图9(B)。图9(A)表示将带孔位置设定为所给的位置时的AC成分信号的时间变化,横轴的单位是秒。图9(A)的前半部分(0秒~10秒左右的期间)是设定了带孔位置的定时,以及从该定时开始时间经过短的期间,在该期间AC成分信号的信号值不稳定,因而不进行振幅值的算出。也就是说,振幅值的算出根据带安装后,经过所给时间之后的信号值(例如图9(A)的F1期间中的信号值)而进行。
在此,振幅值可以根据峰算出,可以使用上峰和下峰中的任意一个,但在此采用根据那两个峰算出振幅值。具体而言,检测AC成分信号的一个周期(对应于心脏一拍的运动)中的最大值(上峰)和最小值(下峰),将最大值与最小值的差分值(峰到峰)作为该周期中的振幅值。如图9(A)的F1所示,由于振幅值的算出期间被设想为比AC成分信号的一个周期长,因而在该算出期间中取得多个差分值。图9(B)是差分值的时间变化的一例,是将按照搏动的每一周期取得一次的差分值按照取得顺序排列的图(横轴表示取得顺序,不是秒等单位)。在本实施方式中,可以将振幅值算出期间(F1)中的该多个差分值的平均值作为设定的带孔位置(以及与其相对应的按压)上的振幅值。
此外,平均值既可以是单纯的平均值,也可以是在平均值算出中将极端大(或小)的数据除外的切尾均值。如果采用切尾均值,则除外范围可以由标准偏差σ等设定,例如可以使用3σ。
通过以上的处理,能够算出在所给的按压(带孔位置)下的AC成分信号的振幅值。在适当按压的判定中,可以分别求出各按压下的振幅值,将振幅值最大的按压作为适当按压。
1-4.3基于DC成分信号的适当按压判定
说明有关基于对应于脉波传感器信号的DC成分的DC成分信号的判定。图10显示DC成分信号的信号值相对于按压变化的变化特性。但是,图10是用于说明DC成分信号相对于按压的一般的变化趋势的图。与图8(A)、图8(B)不同,图10的横轴表示按压。
如图10所示,在DC成分信号相对于按压变化的变化特性曲线上,对应于静脉消失点的按压和对应于动脉消失点的按压都成为拐点。也就是说,通过检测DC成分信号的拐点,能够检测对应于静脉消失点的按压以及对应于动脉消失点的按压。如上所述,由于适当按压只要是比静脉消失点的按压大且比动脉消失点的按压小的压力即可,因而在满足该条件的范围内判定适当按压即可。另外,既可以将满足上述条件的压力范围中的一个压力值作为适当按压,也可以将例如静脉消失点的按压与动脉消失点的按压的平均值作为适当按压。
此外,DC成分信号的变化特性曲线的拐点的检测方法可以考虑多种。例如,如图8(B)所示,如果是按压随时间的经过而逐渐变化的情况,则与其对应的DC成分信号的时间变化曲线(也就是横轴为时刻纵轴为DC成分信号的信号值的图表)也表示DC成分信号对应于按压变化的变化特性,因而可以检测该曲线的拐点。如果是该方法,由于能够直接使用在各时刻取得的DC成分信号的信号值,因而具有不需要前处理等这一优点。
另一方面,在上述的时间变化曲线上,由于图表的横轴始终是时刻而不是按压,因而在考虑横轴方向上的变化时,其并不对应于按压的线性的变化。例如,在考虑时刻T1~T2之间的按压时,难以考虑到按压具有一定的斜率而变化,可以认为在该期间的按压不变,或者进行在T1~T3(T3<T2)中为第一按压、在T3~T2为第二按压这样的极端的变化。也就是说,不使用时间变化曲线而使用图10所示的按压变化曲线(横轴为按压,纵轴为DC成分信号的信号值的图表),可以期待显著地表现出相对于按压的变化特性。另外,正如在AC成分信号的说明中也提到的那样,可以认为在安装带之后所给的时间内信号值不稳定,而在时间变化曲线上直接表现出那样的不稳定的信号值,因而存在给处理带来不良影响的可能性。
于是,在本实施方式中,设定所给的按压时,根据该按压下的DC成分信号算出一个代表值。通过在多个按压中进行该处理,能够取得表示按压与DC成分信号的对应关系的图表(上述的按压变化曲线),因而检测取得的图表上的拐点即可。
使用图11来说明所给的按压被设定时的代表值的算出方法。图11表示将带孔位置设定于所给的位置时的DC成分信号的时间变化。与图9(A)相同,图11的前半部分是设定了带孔位置的定时,以及从该定时开始时间经过短的期间,在该期间DC成分信号的信号值不稳定,因而不进行代表值的算出,使用G1所示的其后的期间。代表值的算出方法可以考虑各种,例如可以采用算出区间(图11的G1)上的DC成分信号的信号值的平均值。与在AC成分信号中的处理相同,平均值既可以是单纯的平均值,也可以是在平均值算出中将极端大(或小)的数据除外的切尾均值。这样一来,通过在各按压中求出代表值,能够求出DC成分信号的按压变化曲线。
此外,从曲线检测拐点是数学上的重要的领域,关于在计算机系统等中的拐点检测,也存在很多的现有示例。在本实施方式中,能够采用那些示例中的任意的方法,因而省略关于拐点的检测方法的详细说明。
1-4.4基于AC成分信号以及DC成分信号的适当按压判定
本实施方式的适当按压判定不仅可以是基于AC成分信号和DC成分信号中的一个的处理,而且也可以是使用了两个信号的处理。
具体例示于图12的流程图。该处理开始后,首先根据AC成分信号,求出振幅值为最大的按压VA(S101)。然后,进行DC成分信号的拐点检测,求出静脉消失点的按压VD1和动脉消失点的按压VD2(S102)。S101以及S102的具体的处理如上所述。
之后,进行VD1<VA<VD2的关系是否成立的判定(S103),在S103中为“是”时,VA包含在由DC成分信号求出的适当范围内,因而可以确保VA的可靠性,将VA作为适当按压(S104)。另一方面,在S103中为“否”时,就是VA的可靠性存在疑问,因而根据由DC成分信号求出的VD1以及VD2确定适当按压(S105)。具体而言,可以将VD1与VD2的平均值作为适当按压。
由此,可以进行基于AC成分信号和DC成分信号两者的适当按压判定,能够期待提高判定的适当按压的精度等。另外,根据AC成分信号和DC成分信号两者进行的处理不限于图12的流程图所示的处理,也可以进行其他处理。
1-5.显示控制方法
适当按压判定中的按压变化通过由用户调整保持机构300(例如带孔位置的调整)而进行。但是,如果用户预先掌握适当按压判定的所有步骤,则用户负担大,不可取。因此,在本实施方式中,使用显示部70等界面在脉搏计与用户之间进行交互,通过从系统端(脉搏计端)进行恰当的指示,实现用户负担的减轻。
另外,在适当按压判定时,如果信号值由于按压变化以外的因素而变动,则判定精度下降,不可取。因此,为了抑制不可取的信号值的变动,进行是否满足所给的判定用环境的条件的判定,在判定为满足条件时进行适当按压判定。此时,在不满足条件时,也需要对用户进行某些指示,因而可以使用显示部70等界面。
以下,使用适当按压判定中的有代表性的处理流程,说明有关本实施方式中的用户与系统的交互、以及那时进行的显示控制等。
图13表示说明适当按压判定的处理的流程图。该处理开始后,首先测定AC成分信号和DC成分信号(S201)。然后,如图14(B)的上部所示,将AC成分信号的波形等显示于显示部70(S202)。S202的显示不是必需的,但由于能够将通过脉波传感器11已经恰当地取得信号的情况通知给用户,因而能够赋予没有设备不良等这样的安心感。
其后,将表示带孔位置的变量n进行初始化处理(S203)。这里,设为n=1。另外,此处的变量n是表示脉搏计端识别的带孔位置的变量,而不是保证实际的保持机构300的保持状态成为基于对应于n的带孔位置的保持状态的变量。但是,如后所述,用户遵照指示画面上的指示时,系统识别的带孔位置与实际的保持状态对应(一致)。
接下来,如图14(B)的下部所示,以由系统端识别的带孔位置与实际的保持状态一致的方式进行显示对用户进行指示的指示画面的控制,并且受理来自用户的输入(S204)。如果是图14(B)的示例,则用户尝试由指示的带孔位置进行的保持,如果能够束紧带,则输入“确认”,在过紧而不能够束紧或过松而不能够充分固定等情况下,输入“取消”。但是,与用户的交互并非限于此。
受理用户对S204的输入,进行“确认”是否被输入的判定(S205)。在S205中为“是”时,认为已经完成在指示画面指示的带孔位置上的安装,转移到基于其保持状态(以及与其对应的按压)下的AC成分信号、DC成分信号的处理。具体而言,在S206~S211中进行是否满足判定用环境的条件的判定,在满足时,在S212、S213中进行实际的处理。以下,将具体地说明。
首先,作为判定用环境的条件,进行体动是否稳定的判定(S206)。这是因为,在体动不稳定时,起因于该体动的成分(体动噪声)包含于AC成分信号,对适当按压判定造成障碍。S206的处理可以根据来自体动传感器的体动检测信号来进行。体动传感器是指例如加速度传感器21,体动检测信号是指加速度检测值。
图15(B)表示加速度检测值的具体例。如由图15(B)所知,与没有体动的情况相比,在有体动的情况下加速度检测值的大小变得非常大。因此,可以在加速度检测值大的情况下判定为体动不稳定,在加速度检测值小的情况下判定为体动稳定。
此处的加速度传感器是3轴加速度传感器,其轴的方向采用图15(C)所示的方向。如图15(C)所示,在考虑包括手表的表盘部分(在脉搏计中相当于显示部70)的平面时,包含于该平面且表的12点方向是Y轴,表的3点方向成为X轴。于是,Z轴成为与包括X轴以及Y轴的平面正交,相对于表盘部分而指向被检体的手腕一侧的方向的轴。但是,轴的方向并非被限于此。
在此,算出图15(A)所示的3轴的合成加速度,根据算出的合成加速度的大小与所给的阈值的比较处理,进行体动是否稳定的判定。流程图示于图16。作为3轴合成加速度,求出各轴的平方和的平方根(S301),进行求出的3轴合成加速度与体动稳定阈值的比较处理(S302)。在3轴合成加速度比体动稳定阈值大时,判定为有体动(不稳定)(S303),否则,判定为没有体动(稳定)(S304)。
通过以上的处理判定为体动不稳定(S206中为“否”)时,则等待体动稳定。可以认为,此时通过从系统端对用户指示体动的稳定化,能够高效地实现判定用环境的条件。于是,进行在显示部70显示指示体动的稳定化的指示画面的控制(S207)。
在S206中为“是”时,作为第二个判定用环境的条件,进行用户的姿势是否没有异常的判定(S208)。在此,所谓姿势,狭义而言,是指由脉波传感器11的安装部位(在此设想为手腕)与心脏的高度的关系决定的姿势。也就是说,如果姿势改变则血管所涉及的水头压(水頭圧)的大小变化,因而导致血流量变化,作为用于抑制由这种情况引起的适当按压判定的精度下降的条件而进行姿势判定。
作为一例可以,将用户观看手表的表盘部分时的代表性的姿势作为基准姿势,将与其相对、手腕与心脏的高度的关系差别大的姿势作为异常姿势。此时的加速度检测值的示例示于图17(A)、图17(B)。图17(A)、图17(B)只不过由于图表的视觉识别性问题而成为其他的图,X轴、Y轴、Z轴的各值是从同一加速度传感器21取得的值。此处的加速度传感器的轴由于使用图15(C)的轴,因而能够在某种程度上确定各轴的加速度检测值(由于将体动小作为前提,因而作用于各轴的重力加速度成分为主)在基准姿势下的有代表性的范围。例如,可以考虑包括表盘部分的平面接近于水平面,Z轴与重力方向接近的情况。此时,X轴、Y轴的值接近于0,Z轴成为接近于1G的值。因此,根据这些值设定在各基准姿势下的各轴的值的适合范围,通过加速度检测值是否在该适合范围内来判定姿势。如图17(A)、图17(B)所示,在异常姿势下,各轴的值脱离适合范围。
流程图示于图18。该处理开始时,首先测量X,Y,Z各轴上的加速度检测值(S401)。然后,进行预先设定的各轴的适合范围与在S401中测量到的加速度检测值的比较处理(S402)。然后,在所有的轴的加速度检测值在适合范围内时,判定为是正常姿势(S403),否则,判定为异常姿势(S404)。
此外,由于从手臂的肘到前端的部分设想为保持接近于水平的状态,因而X轴的适合范围也可以是包括0G的狭小的范围(例如如图18所示,-0.1G~+0.1G等)。与此相对,手腕的角度因人而异的可能性也高,最好一边Y轴以0G,Z轴以1G为基准,一边预先设定比X轴更大的适合范围。但是,适合范围并非限于图18的S402所示的数值。
通过以上的处理判定为处于异常姿势(在S208中为“否”)时,则等待姿势变为正常。此时,与体动的稳定化相同,可以进行对用户指示采用正常姿势的指示画面的显示控制(S209)。在该情况下,如果考虑到用户的便利性等,最好显示明确正常姿势是怎样的姿势的指示画面。既可以如图13的S209所示通过书面指示,如果显示部70的分辨率等没有问题,则也可以通过显示图来指示。
S208中为“是”时,作为第3个判定用环境的条件,进行是否从带的安装开始经过了一定时间的判定(S210)。在保持机构300由使用孔的带等实现时,对于在所给的带孔上的安装,需要暂且使带比在该带孔上的安装时更紧地束紧。因此,如图9(A)或图11所示,安装时的AC成分信号以及DC成分信号进行对于适当按压判定不可取的大的变动,并且,此后一定时间内信号值也不稳定。因此,为了进行恰当的适当按压判定,可以将这种不稳定的信号值从处理中除外。具体而言,安装后的一定时间内不进行处理而待机,在经过该一定时间之后再开始处理。
在S210中,可以根据来自由例如计时器等实现的时间测量部140的时间测量信息,进行是否经过了所给的时间的判定。在判定为未经过所给的时间(S210中为“否”)时,进行显示对用户进行待机指示的指示画面的控制(S211)。
S210中判定为“是”时,由于满足了判定用环境的条件,因而进行基于AC成分信号的处理以及基于DC成分信号的处理(S212、S213)。在S212中进行求出AC成分信号的振幅值的处理,在S213中进行求出DC成分信号的代表值(平均值)的处理。关于具体的处理,由于已经在上面进行了说明,因而省略详细的说明。
在S213的处理后、或在S205中判定为“否”时,使n增量(S214),进行是否结束了所有的带孔上的处理的判定(S215)。在S215中为“否”时,由于需要进行相当于在S214中的增量后的n的带孔位置上的处理,因而返回S204,以在系统端识别的带孔位置与实际的保持状态一致的方式,进行显示对用户指示的指示画面的控制,并且,受理来自用户的输入。关于以下的处理,是同样的。
在S215中为“是”时,由于结束了所有带孔位置上的处理,因而基于根据各带孔位置运算的AC成分信号的振幅值以及DC成分信号的代表值而进行适当按压的判定(S216)。具体而言,可以进行图12的流程图中所示的处理等。
然后,存储对应于适当按压的带孔位置(广义而言是保持状态指定信息),并且如图14(C)所示,进行使用于将适合的带孔位置通知给用户的画面显示于显示部70的控制(S217)。
在以上的本实施方式中,如图5所示,脉搏计包括:脉波检测部10,具有输出脉波传感器信号的脉波传感器11;处理部100,根据来自脉波检测部10的信号而运算搏动信息;显示部70,显示处理部100中的处理结果;存储部90,存储处理部100中的处理结果;以及保持机构300(图4(A)所示),将脉搏计保持于被检体。而且,处理部100对脉波检测部10中的向被检体的按压是否是适当按压进行判定。存储部90存储判定为脉波检测部10中的向被检体的按压是适当按压时的保持状态指定信息。另外,处理部100进行使保持状态指定信息显示于显示部70的控制。
在此,保持状态指定信息是指指定保持机构300的保持状态的信息。例如,如果脉搏计是如图4(A)所示由带保持的设备,则保持状态指定信息为指定带的状态的信息。具体而言,如图7所示使用孔来固定带时,使用第几个带孔位置来保持脉搏计这样的信息成为保持状态指定信息。此外,带不限于使用孔的带,也可以使用具有刻度的维可牢尼龙搭扣式带或者棘齿式带。另外,保持机构300并非限于带,只要能够将脉搏计固定于被检体,不妨碍取得脉波传感器11中的传感器信息,则能够使用任意的机构。
由此,在进行了脉博计的适当按压的判定之后,可以存储、显示对应于该适当按压的保持状态指定信息。即使已经由kPa或mmHg等单位求出适当按压,也不易判断为了实现该适当按压,使保持机构300成为何种状态为好。关于这一点,通过使适当按压与保持状态建立对应,用户端无需意识到适当按压的数值等,而通过带的束紧状况等直观的方法,就能够识别是否为适当按压。因此,如果是进行了一次适当按压的判定之后,则在设备的再安装时等,也能够容易地再现附加有适当按压的状态,能够期待用户的便利性的提高等。
另外,适当按压是指如上所述比对应于静脉消失点(静脉恢复点)的按压大、比对应于动脉消失点(动脉恢复点)的按压小的范围的压力。也就是说,在以上的本实施方式中可以,脉搏计包括:脉波检测部10,具有输出脉波传感器信号的脉波传感器11;处理部100,根据来自脉波检测部10的信号运算搏动信息;显示部70,显示处理部100中的处理结果;存储部90,存储处理部100中的处理结果;以及保持机构300,将脉搏计保持于被检体,处理部100判定脉波检测部10中的向被检体的按压是否包含在比对应于静脉消失点(静脉恢复点)的按压大、比对应于动脉消失点(动脉恢复点)的按压小的范围内,存储部90存储指定判定为脉波检测部10中的向被检体的按压包含在上述范围内时的保持机构300的保持状态的保持状态指定信息,处理部100进行使保持状态指定信息显示于显示部70的控制。
另外,处理部100也可以根据脉波传感器信号,判定按压是否为适当按压。
由此,可以进行考虑了个体差异的适当按压判定等。在现有方法中,由于进行基于压力值等物理信息的处理,因而个体差异未被考虑,但是通过使用作为个体差异大的生命体征的脉波传感器信号,能够恰当地判定每个用户的适当按压。另外,也可以应对基于同一用户的身体状况变化等的适当按压变动。通过在附加有利用本实施方式的方法判定的适当按压的状态下进行搏动信息的运算等,可以提高求出的搏动信息的精度等。
另外,处理部100可以根据对应于脉波传感器信号的AC成分的AC成分信号、以及对应于脉波传感器信号的DC成分的DC成分信号中的至少一个信号,判定按压是否是适当按压。
在此,AC成分信号对应于高频成分,DC成分信号对应于低频成分,而成为高低的基准的频率可以根据例如搏动的频率等来决定。如果考虑到AC成分信号也被用于搏动信息的运算等,则能够求出包含起因于心跳的成分。如果考虑被检体的生物特征,则可以在某种程度上确定脉搏次数的代表性的下限值,例如,脉搏次数低于30(次/分)的情况不多。因此,可以认为起因于心跳的信号包含于对应于脉搏次数30的频率(0.5Hz)以下的频带的情况是少有的,因而也可以将比该频率高的频率作为高频成分,将比其低的频率作为低频成分。
由此,可以进行采用了AC成分信号和DC成分信号中的至少一个的适当按压判定。AC成分信号在振幅值上显现特征,DC成分信号在拐点上显现特征。虽然根据两者中的任意一个都可以进行适当按压的判定,但通过如图12的流程图所示使用两个信号,可以提高判定精度。
另外,处理部100也可以根据使按压变化时的AC成分信号的变化特性,判定按压是否为适当按压。具体而言,也可以根据使按压变化时的AC成分信号的振幅的变化特性,判定按压是否为适当按压。
由此,可以进行基于AC成分信号相对于按压的变化特性的判定。脉波传感器信号是个体差异大的生命体征,对应于其AC成分的AC成分信号的个体差异也大。因此,适当按压时的信号值的大小也具有个体差异,因而只根据所给的按压下的信号值难以判定该按压是否是适当按压。关于这一点,如果使用相对于按压的变化特性,则可以进行不被上述个体差异左右的恰当的判定。此外,如图8所示可知,AC成分信号在适当按压中振幅值相对较大,因而具体而言,可以根据振幅值的变化特性进行判定。
另外,处理部100也可以根据使按压变化时的DC成分信号的变化特性,判定按压是否为适当按压。具体而言,也可以根据使按压变化时的DC成分信号的变化特性,检测DC成分信号的拐点,根据检测出的拐点判定按压是否为适当按压。
由此,可以进行基于DC成分信号相对于按压的变化特性的判定。由于DC成分信号是表示血流的容积的信号,在加压(减压)过程中,在静脉消失点(静脉恢复点)、动脉消失点(动脉恢复点)出现拐点,因而可以进行高精度的适当按压判定,并且在将适当按压作为范围而求出时,能够准确地确定其上限值以及下限值。
另外,处理部100也可以进行使进行按压是否为适当按压的判定用环境的设定指示的指示画面显示于显示部70的控制。
在此,判定用环境是指满足例如体动稳定、姿势无异常且在保持机构300上的保持状态被确定之后经过了一定时间这些条件的环境。此外,判定用环境既可以追加上述以外的条件,也可以将上述的条件的一部分或全部(追加其他条件时)除外,其内容可以进行各种设定。
由此,可以进行判定用环境的设定指示。与采用现有方法的压力值等的方法不同,在本实施方式中,由于根据作为生命体征的脉波传感器信号进行判定,因而由于按压变化以外的因素,信号值也会变动。仅仅根据脉波传感器信号的信号值难以确定或切分该变动因素,因而需要极力抑制由按压以外的因素引起的信号值的变动。在此,将满足这种条件的环境作为判定用环境,通过以满足该判定用环境的方式对用户进行指示,从而可以高精度地进行适当按压判定。
另外,处理部100也可以进行将指示被检体的体动稳定化的画面作为指示画面而显示于显示部70的控制。
由此,可以进行体动的稳定化指示。体动大时,在脉波传感器信号中就会混入起因于该体动的成分(体动噪声),从其中求出的AC成分信号或DC成分信号中也会掺入体动噪声。因此,为了抑制体动噪声的影响以进行准确的适当按压判定,希望实现体动的稳定化。既然体动由用户进行,脉搏计难以在物理上抑制用户的体动,那么以对于用户而言易于明白的形式进行指示就是现实且有效的方法。
另外,处理部100也可以进行将进行使被检体采用所给的判定用姿势的指示的画面作为指示画面而显示于显示部70的控制。
在此,判定用姿势是指根据被检体的心脏与脉波检测部10的相对的位置关系而规定的姿势。如果被检体的心脏与脉波检测部10的相对的位置关系(具体而言为高度)变动,则水头压变动。例如,在抬起手臂的状态下,与将手臂放下的状态相比,起因于水头压的变化而血流量减少。也就是说,此处的判定用姿势是指为了抑制由于水头压(与按压变化独立)引起血流量变化而设定的姿势。
由此,由于能够抑制在适当按压判定时采用异常姿势,因而可以抑制起因于水头压的适当按压判定的精度下降。判定用姿势优选,在将显示部70上的交互作为前提的本实施方式中,用户能够自然地观看显示部70的姿势(例如观看手表的表盘部分时的姿势),但并非限于此。对用户的指示和体动的稳定化同样地显示于显示部70的方法可以认为是易于明白且有效的。
另外,处理部100也可以进行将对被检体指示待机所给的时间的画面作为指示画面而显示于显示部70的控制。
由此,通过使用户待机一定时间,可以高精度地进行适当按压判定。这是由于实际上手动进行带调整时需要某种程度的操作时间,以及如图9(A)和图11所示,信号值自身在稳定以前也需要一定时间(10秒左右)。
另外,处理部100可以进行是否满足指示画面所显示的判定用环境的条件的判断,在判断为满足条件时,进行按压是否为适当按压的判定。具体而言,根据来自体动传感器的体动检测信号或来自时间测量部的时间测量信息,进行是否满足指示画面所显示的判定用环境的条件的判断。
由此,在满足判定用环境的条件时,可以进行适当按压判定。通过将指示画面显示于显示部70,可以对用户发送实现判定用环境的指示,但是并不保证用户实际上是否遵照指示。因此,通过在系统端进行是否满足条件的判定,在满足条件时进行处理,从而可以实现判定精度的提高等。关于体动的稳定化以及异常姿势的排除,可以如图15(A)和图17(A)、图17(B)所示使用加速度传感器21等体动传感器。另外,关于时间经过,可以使用来自由计时器等实现的时间测量部140的时间测量信息。
另外,处理部100作为处理模式也可以具有保持状态指定信息取得模式和运算搏动信息的搏动信息运算模式。设定为保持状态指定信息取得模式时,根据按压是否是适当按压的判定结果取得保持状态指定信息,并且将取得的保持状态指定信息存储于存储部90。并且,在取得保持状态指定信息之后设定为搏动信息运算模式时,可以读取存储于存储部90的保持状态指定信息,进行将读取的保持状态指定信息显示于显示部70的控制。
由此,由于能够在保持状态指定信息取得模式中,进行适当按压判定并取得保持状态指定信息之后,在搏动信息运算模式中将取得的保持状态指定信息显示于显示部70,因而在搏动信息的运算时可以容易地实现适于运算的保持状态。即使判定适当按压,求出此时的保持状态指定信息,如果不能够将其结果用于作为脉搏计的主要处理的搏动信息的运算,则无效。因此,如果考虑到保持状态指定信息的取得和搏动信息的运算不连续等,则取得的保持状态指定信息需要暂时存储于存储部90,在进入搏动信息运算模式时,需要以易于明白的形式对用户提示保持状态指定信息。
另外,保持机构300作为保持状态也可以采用脉波检测部10中的向被检体的按压不同的第1~第N(N为2以上的整数)状态。然后,处理部100根据第1~第N状态的各状态下的按压是否是适当按压的判定结果,将对应于第1~第N状态中的至少一个状态的信息作为保持状态指定信息而取得。
由此,在能够取得离散的多个保持状态的保持机构300(例如具有孔的带等)中进行上述的处理,作为其结果的保持状态指定信息,可以取得多个保持状态中的至少一个状态(例如,在第几个带孔位置进行保持这样的状态)。
另外,处理部100可以在判定第i(i是满足1≤i≤N的整数)状态下的按压是否是适当按压之后,进行将指示画面显示于显示部70的控制,该指示画面进行将保持机构300上的保持状态变更为按压比第i状态小的第j(j是满足1≤j≤N、j≠i的整数)状态的指示。
由此,可以在减压过程中进行适当按压判定。示例示于图19(A)~图19(C)。如图19(C)所示,在此,前半部进行加压,后半部进行减压。此外,在带孔位置变更时出现非常大的按压,对应的AC成分信号也出现大的信号值,但这是如图9(A)等所示,在适当按压判定中被除外的情况。
如图19(B)所示,由于AC成分信号在加压过程、减压过程的两个过程中在带孔位置7的前后出现大的振幅,因而可以进行适当按压的判定。但是,由于在减压过程中为更大的振幅值,因而可以认为容易判定。
另一方面,如图19(A)所示,DC成分信号的拐点在减压过程中明确,而在加压过程中不明确。如果考虑到信号值的小幅变动,则可以在加压过程中检测DC成分信号的拐点,与AC成分信号相同,在减压过程中容易判定。
根据以上情况,通过在减压过程中进行适当按压判定,与采用加压过程的情况相比可以高精度地进行判定。
另外,以上的本实施方式能够适用于包括如下部分的脉搏计:脉波检测部10,具有脉波传感器11;处理部100,判定脉波检测部10中的向被检体的按压是否是适当按压,并根据来自脉波检测部10的信号运算被检体的搏动信息;显示部70,显示处理部100中的处理结果;以及存储部90,存储处理部100中的处理结果。然后,处理部100进行将指示画面显示于显示部70的控制,其中,该指示画面进行按压是否为适当按压的判定用环境的设定指示。
由此,在通过由保持机构300保持以外的方法变更按压时,通过显示判定用环境的指示画面,也可以在恰当的状况下进行按压判定。无论按压变化的方法如何,用于适当按压判定的信号值因按压变化以外的因素而变动都是不可取的,既然如此,判定用环境的设定很重要,将进行该判定用环境的设定指示的指示画面显示于显示部70具有很大优点。
另外,处理部100也可以进行是否已满足指示画面所显示的判定用环境的条件的判断,根据来自判断为条件已满足时的脉波检测部10的信号,进行按压是否为适当按压的判定。
由此,可以进行基于判定用环境的条件被满足时的信号(狭义而言是脉波传感器信号,进一步狭义而言,是AC成分信号和DC成分信号中的至少一个)的适当按压判定。关于在系统端判断是否已满足判定用环境的条件,以及在适当按压判定中使用来自脉波检测部10的信号的优点,如上所述。
此外,本实施方式的脉搏计,也可以通过程序实现其处理的一部分或大部分。在该情况下,通过CPU等处理器执行程序,实现本实施方式的脉搏计。具体而言,读取存储于信息存储介质中的程序,读取的程序由CPU等处理器执行。在此,信息存储介质(由计算机可读取的介质)用于储存程序和数据等,其功能能够由光盘(DVD、CD等)、HDD(硬盘驱动器)、或存储器(卡式存储器、ROM等)等实现。然后,CPU等处理器根据储存于信息存储介质中的程序(数据)进行本实施方式的各种处理。即,在信息存储介质中,存储有用于使计算机(具备操作部、处理部、存储部、输出部的装置)作为本实施方式的各部发挥作用的程序(用于使计算机执行各部的处理的程序)。
(第二实施方式)
2-1.本实施方式的方法的概要
进行体动噪声除去(减小)时,从由压力传感器或动作传感器等取得的信号求得体动检测信号,将其作为体动噪声成分处理,此时求得的体动检测信号中存在混入噪声的情况。使用这种含有噪声的体动检测信号,从脉波传感器信号除去(减小)体动噪声成分的情况下,检测的搏动信息也受到噪声的影响,该搏动信息的值如同未除去(减少)体动噪声成分的情况那样地,有可能不能正确地体现安装者的实际的搏动。
进一步,使用上述专利文献1中公开的接触压传感器求得体动检测信号的情况下,根据接触压传感器和生物体(被测量部位)的接触压力的大小,存在体动检测信号(接触压检测信号)中包含搏动成分的情况。这一点从血压的间接的测量法之一的示波测量法的测量原理也可清楚知晓。
使用这种含有搏动成分的体动检测信号作为体动噪声成分,进行体动噪声减小处理的情况下,不仅会使实际的体动噪声成分,也会使原本希望检测的搏动成分发生衰减。
具体而言,为图20(A)~图20(C)所示的情况。图20(A)所示的脉波检测信号中包含A1和A2两个基本频率,其中一个以搏动为信号源,另一个以体动为信号源。另外,图20(B)所示的接触压检测信号中也包含B1和B2两个基本频率,也同样一个以搏动为信号源,另一个以体动为信号源。然后,如图20(C)所示,使用图20(B)的接触压检测信号对图20(A)的脉波检测信号进行体动噪声减小处理时,不仅会使实际的体动噪声成分,就连原本希望检测的搏动成分也会使其发生衰减,无法得到用于求得准确的搏动信息的具有有效的振幅的输出脉波信号。
因此,如果以接触压传感器不检测搏动的方式调整按压而安装接触压传感器的话,则没有问题,但是实际上用户在安装时难以调整按压,大大地损害了便利性。原本而言,希望的是,例如即便在以接触压传感器检测出搏动的按压安装的情况下,不重新安装传感器类而能够求得搏动信息。
于是,本实施方式的搏动检测装置等,在体动检测信号中含有搏动成分的情况下,也能够进行恰当的体动噪声减小处理。具体而言,本实施方式的搏动信息检测装置等,使用判断为不含有搏动成分的体动检测信号,使包含于脉波检测信号中的体动噪声成分减小。以下,顺次说明其系统构成例和处理的详细内容。
2-2.系统构成例
首先,图21中示出本实施方式的搏动检测装置(处理部)100及包含其的电子设备的构成例。
搏动检测装置(处理部)100包括信号处理部110和搏动信息运算部120。此外,作为包含搏动检测装置100的电子设备的例子,能够例举:包含搏动检测装置100、脉波检测部10、体动检测部20、显示部70等的脉搏计或计步器等。此外,搏动检测装置100及包含其的电子设备,不限于图21的构成,可以进行省略其中一部分的构成要素或追加其他构成要素等的各种变形实施。另外,电子设备可以实现搏动检测装置100的一部分或全部的功能。进一步,本实施方式的搏动检测装置100的一部分或全部的功能,也可以由通过通信而连接的服务器来实现。
下面,对在搏动检测装置100的各部所进行的处理进行说明。
首先,信号处理部110对来自脉波检测部10的脉波检测信号和来自体动检测部20的体动检测信号进行以下说明的各种信号处理。信号处理部110包括:脉波信号处理部111、体动信号处理部113、决定部114和体动噪声减小部115。
在此,脉波信号处理部111对来自脉波检测部10的脉波检测信号进行信号处理。具体而言,脉波信号处理部111可以包括频率解析部1111和基本频率检测部1112。
频率解析部1111对脉波检测信号进行频谱解析处理(频率分解处理)。频谱解析处理是定量地求得每一频率的强度的处理,既可以对信号的短时间的区域进行或以长期的区域进行,也可以对于各种函数进行。具体而言,是指FFT等的处理。
基本频率检测部1112基于频率解析部1111的频谱解析处理的结果,对脉波检测信号进行基本频率的检测处理。
另外,体动信号处理部113对来自体动检测部20的体动检测信号进行信号处理。具体而言,体动信号处理部113可以包括加速度信号处理部1131和接触压信号处理部1132。
在此,加速度信号处理部1131以加速度检测信号为体动检测信号进行各种信号处理。具体而言,加速度信号处理部1131可以包括频率解析部11311和基本频率检测部11312。
另一方面,接触压信号处理部1132以接触压检测信号为体动检测信号进行各种信号处理。具体而言,接触压信号处理部1132可以包括频率解析部11321和基本频率检测部11322。
此外,频率解析部11311和频率解析部11321的功能与频率解析部1111的功能相同,基本频率检测部11312和基本频率检测部11322的功能与基本频率检测部1112的功能相同,因此省略其说明。
并且,决定部114进行用于体动噪声减小处理的体动检测信号的决定处理。例如,如后所述,判断使用加速度检测信号还是使用接触压检测信号作为体动检测信号。
并且,体动噪声减小部115基于来自体动信号处理部113的体动检测信号,对来自脉波信号处理部111的脉波检测信号进行体动噪声减小处理。有关体动噪声减小部115的处理内容及搏动信息运算部120、脉波检测部10、体动检测部20、显示部70的构成与图1相同,因此省略详细说明。
此外,信号处理部110及包含于信号处理部110的各部和搏动信息运算部120的功能,能够通过各种处理器(CPU等)、ASIC(栅极阵列等)等硬件和程序等实现。进一步,信号处理部110、脉波信号处理部111、体动信号处理部113、加速度信号处理部1131和接触压信号处理部1132不限于图21的构成,能够进行省略上述中的一部分的构成要素或者追加其他的构成要素等的各种变形实施。
2-3.本实施方式的处理的详细内容
首先,使用图22的流程图对本实施方式的搏动检测装置等所进行的处理的整体流程进行说明。
首先,开始循环处理(S501),取得各种传感器信号数据(S502)。由各种传感器取得的信号数据,由于在各信号处理的前后内容不同,因此在此分别以不同的名称相区别。为此,在此进行一次各种用语的解说。
首先,所谓脉动是指末梢血管膨胀或收缩的动作。另外,所谓脉波是指将由血液流入身体组织而产生的容积变化作为信号而捕捉的波。例如,脉波是指从脉波传感器向身体表面照射LED,通过光电二极管导入其散射光、反射光等作为信号波形而捕捉的波。脉波捕捉血管运动反应而非心脏的动作本身,也包含心脏的动作以外的噪声因素,例如人的运动、动作等产生的血管的容积变化等。为了准确捕捉心脏的动作本身和脉搏次数,需要除去该噪声因素。
另外,所谓搏动在医学上是指不仅心脏而且内脏一般重复周期性的收缩、松弛时产生的运动,在此特别是将心脏作为周期性地输送血液的泵的动作称为搏动。
另一方面,所谓体动广义上是指使身体活动的所有意思,狭义上是指伴随着步行、慢跑等稳定的、周期性的手臂(脉搏计的安装部位附近)的动作等。
另外,所谓脉波传感器信号(脉波传感器原信号、脉波信号)是指脉波传感器11所检测的信号本身。脉波传感器信号包括搏动成分信号、体动噪声成分信号、干扰噪声成分信号等。此外,严格来讲,可以认为心律不齐也包含于搏动成分信号中,但作为电信号包含于干扰噪声成分信号中。称为脉波传感器原信号的情况下,是指从脉波传感器输出的信号,意在强调没有经过任何的滤波处理。
在此,所谓搏动成分(搏动成分信号)是指包含于脉波传感器信号的成分信号中的、表示起因于心脏的搏动等而产生的血管的容积变化的成分信号。搏动成分大多为周期性信号。
并且,所谓体动噪声成分(体动噪声成分信号)是指包含于脉波传感器信号的成分信号中的、表示起因于人的稳定的运动、动作(体动)等而产生的血管的容积变化的成分信号。例如,在安装于手臂或手指的脉搏计的情况下,由于步行中、慢跑中的手臂摆动的影响,配合该手臂摆动的节奏在血管中产生容积变化。如此,通过人进行稳定的动作,体动噪声成分成为周期性信号,成为具有该动作的频率的成分信号。另外,体动噪声成分具有与安装于脉波传感器安装部位附近的加速度传感器所输出的信号的波形相关性高的特征。
而且,所谓干扰噪声成分(干扰噪声成分信号)与体动噪声成分不同,是指以使脉波传感器安装部位的周边(例如,手指、手、手臂等)活动或碰撞等为主要原因的血管的容积变化的成分信号。因此,干扰噪声成分多为非周期性信号。
另一方面,所谓脉波检测信号是指从脉波检测部10输出的信号。具体而言,脉波检测信号是指滤波处理部15对脉波传感器信号进行滤波处理,通过A/D转换部16-1对滤波处理后的脉波传感器信号进行A/D转换处理后的信号等。但是,如上所述,滤波处理及A/D转换处理的顺序可以相反。
接下来,所谓体动传感器信号(体动传感器原信号、体动信号)是指体动传感器所检测的信号本身。具体而言,体动传感器信号是指动作传感器信号和接触压传感器信号,其中,动作传感器信号是指动作传感器(加速度传感器)21所检测的信号本身,接触压传感器信号是指接触压传感器(压力传感器)22所检测的信号本身。
动作传感器21例如为加速度传感器21。加速度传感器21例如由通过外力而电阻值发生增减的元件等构成,检测三轴的加速度信息。
压力传感器22例如为接触压传感器22。接触压传感器22既可以为直接接触被检体而测定接触压的传感器,也可以为通过翻边构造(カフ構造)等间接地测定接触压的传感器。也就是说,既可以为使用压电元件的传感器,也可以为气压传感器等。
另外,如使用图20(A)~图20(C)所示出的那样,与脉波传感器信号同样地,存在接触压传感器信号中也包含搏动成分的情况,此时的体动噪声减小处理为本实施方式的课题。另一方面,加速度传感器信号等动作传感器信号中包含搏动成分的可能性极小,即使万一包含也小到了可以忽视的程度。但是,与接触压传感器也能够检测握手等体动相比,动作传感器21不能检测被检体的各部的位置不发生变化的体动。从而,如后所述在本实施方式中,优先使用接触压传感器进行体动噪声减小处理。
另一方面,所谓体动检测信号是指从体动检测部20输出的信号。具体而言,体动检测信号是指对体动传感器信号进行滤波处理和A/D转换处理后的信号等。例如,体动检测信号为作为对动作传感器信号进行上述的信号处理后的信号的动作检测信号、以及作为对压力传感器信号进行上述的信号处理后的信号的压力检测信号等。但是,如上所述,滤波处理及A/D转换处理的顺序可以相反。
如上所述,在步骤S502中,脉波信号处理部111取得脉波检测信号,体动信号处理部113取得体动检测信号。
接着,脉波信号处理部111对规定期间(例如16秒)的脉波检测信号进行FFT,体动信号处理部113对规定期间(例如16秒)的体动检测信号进行FFT(S503)。然后,脉波信号处理部111及体动信号处理部113基于各FFT的结果,算出包含于各信号的基本频率(S504)。
然后,决定部114基于算出的基本频率等,进行自适应滤波器输入信号的决定处理(S505)。以下详细说明步骤S505的处理。
然后,体动噪声减小部115基于决定部114所选择的输入信号,执行自适应滤波处理作为体动噪声减小处理,取得输出脉波信号,输出至搏动信息运算部120(S506)。
之后,搏动信息运算部120对输出脉波信号进行FFT(S507),基于FFT结果解析脉波频率(S508)。然后,将脉频率换算为脉波次数(S509),将脉波次数显示于显示部70(S510)。
最后,判断是否继续测量(S511),当判断为继续测量的情况下,重复步骤S501至步骤S512的处理。另一方面,当判断为结束测量的情况下,结束全部的处理。
如图21所示,以上的本实施方式的搏动检测装置100包括:进行减小包含于来自具有脉波传感器11的脉波检测部10的脉波检测信号中的体动噪声成分的体动噪声减小处理的体动噪声减小部115;进行用于体动噪声减小处理的体动检测信号的决定处理的决定部114。并且,决定部114判断来自具有接触压传感器22的体动检测部20的接触压检测信号中是否含有搏动成分,基于判断结果进行是否将接触压检测信号作为体动检测信号使用的决定处理。而且,当判断为将接触压检测信号作为体动检测信号使用的情况下,体动噪声减小部115基于脉波检测信号和接触压检测信号,进行体动噪声减小处理。
如此,本实施方式的搏动检测装置100能够判断接触压检测信号中是否含有搏动成分,并基于判断结果决定是否实际上将接触压检测信号作为体动检测信号用于体动噪声减小处理。
因此,只要在体动噪声减小处理中使用接触压检测信号有效时,就可以使用接触压检测信号,即使在体动检测信号中含有搏动成分的情况下,也能够进行适当的体动噪声减小处理。
由此,例如用户将传感器等安装于身体时,无需一边调整按压一边安装,能够提供对用户而言便利性高的搏动检测装置。
而且,作为用于体动噪声减小处理的体动检测信号的决定处理,除了如上所述的决定是否将接触压检测信号作为体动检测信号使用这样的处理之外,也可以进行以下说明的处理。此外,有关体动噪声减小处理,使用图2及图3(A)~图3(C)如前所述。
决定部114在判断为接触压检测信号中不含有搏动成分的情况下,可以进行将接触压检测信号作为体动检测信号使用的决定处理。或者,决定部114在判断为接触压检测信号中含有搏动成分的情况下,可以进行将接触压检测信号不作为体动检测信号使用的决定处理。
由此,在接触压检测信号中含有搏动成分的情况下,能够在体动噪声减小处理中不使用接触压检测信号,因此不存在使脉波检测信号中含有的搏动成分发生衰减的可能性。因此,在体动噪声减小处理中,能够积极地使用接触压检测信号。如前所述,相对于接触压传感器也能够检测握手等体动,动作传感器不能检测被检体的各部的位置不发生变化的体动。从而,根据本实施方式,即使在握手等动作传感器不能检测的体动噪声成分包含于脉波检测信号的情况下,也能够将其减小或者除去。为此,与使用动作检测信号进行体动噪声减小处理的情况相比,能够准确地求得搏动信息。
但是,在接触压检测信号中含有搏动成分的情况下,也有必要求得搏动信息。这种情况下,最好不使用接触压检测信号。另一方面,如前所述,加速度传感器信号等动作传感器信号中包含搏动成分的可能性极小,即使万一包含也小到了可以忽视的程度。另外,如前所述也存在动作传感器无法检测的体动,但是与完全不能求得搏动信息相比,即使精度有所降低也以能够求得搏动信息为好。
于是,体动检测部20可以具有动作传感器。并且,决定部114当判断为接触压检测信号中含有搏动成分时,可以进行将来自体动检测部20的动作检测信号作为体动检测信号使用的决定处理。
由此,即使在接触压检测信号中含有搏动成分的情况下,也能够使用动作检测信号进行体动噪声减小处理,求得搏动信息等。
作为具体例,图23(A)~图23(C)中示出使用加速度检测信号进行体动噪声减小处理时的结果。虽然脉波检测信号中包含表示搏动和体动的两种基本频率(A1和A2),但加速度检测信号中仅包含表示体动的一种基本频率B1。为此,当使用接触压检测信号进行体动噪声减小处理时,即便成为图20(A)~图20(C)的情况,如图23(C)所示,也能够求得获得搏动信息时具有有效振幅的输出脉波信号。
下面,对判定接触压检测信号中是否含有搏动成分的具体方法进行说明。如前所述,搏动为周期性的动作,本实施方式所处理的体动也为周期性的动作。也就是说,表示这些动作的信号也为周期性的信号,因此为了判定接触压检测信号中是否含有搏动成分,只要知道接触压检测信号内含有几个周期性的信号即可。
因此,本实施方式的搏动检测装置100可以包括进行接触压检测信号的基本频率的检测处理的体动信号处理部113。并且,决定部114可以基于接触压检测信号的基本频率的检测处理结果进行决定处理。即,决定部114可以基于基本频率的检测处理结果判定接触压检测信号中是否含有搏动成分,并基于该判定结果判定在体动噪声减小处理中是否使用接触压检测信号。
这里,所谓基本频率是指通过正弦波的合成(例如傅里叶级数)表示信号时的最低频率成分的频率。换言之,所谓基本频率是指周期性信号的最小周期区间的重复频度,与周期性信号的信号源一一对应。即,如果知道接触压检测信号等信号中含有几个基本频率,则能够指定有几个周期性信号的信号源。与此相对,将基本频率的整数倍的频率成分称为高频波。具体而言,在图20(B)中,B1及B2分别为针对不同信号源的基本频率,B3为B1的高频波,B4为B2的高频波。另外,由于可以认为在跑步等周期运动当中能够观测到的周期信号的信号源除了体动之外就是搏动,因此可以认为B1和B2的一方为体动成分,另一方为搏动成分。
作为具体例,使用图24的流程图说明基本频率的算出处理的流程。此外,本处理为在图22的步骤S504等中进行的处理。
图24所示的处理,升序选择10个接触压检测信号的功率谱,循环比较被选择的10个功率谱,如果某个功率谱的频率为其他功率谱的频率的整数倍,则判断该功率谱为高频谱,如果某个功率谱的频率不是任一个功率谱的频率的整数倍,则判断该功率谱为基本频谱。
以下,按顺序进行说明。首先,按照降序重新排列接触压检测信号的功率谱(S601),将按照升序前10位的10个功率谱作为基本频谱的候补(S602)。此外,作为候补的功率谱的数量不一定限于10个,例如设定功率谱的规定阈值,可以将升序的10个并且具有阈值以上的大小的功率谱作为候补等。另外,这种情况下,如果没有超过阈值的功率谱,则可以是“无候补”,这种情况下,可以使用动作检测信号进行体动噪声减小处理等。
下面,在i=0~9的范围内使i变化,重复步骤S603至步骤S608内的第一循环处理。
并且,在第一循环内,在j=0~9的范围内使j变化,重复步骤S604至步骤S606内的第二循环处理。
在第二循环处理内,判断i和j是否相同(S605),i和j不同的情况下,判断第i个候补的频率除以第j个候补的频率的结果是否为整数(S609)。
判断为第i个候补的频率除以第j个候补的频率的结果为整数的情况下,中止第二循环处理(S610),判断第i个候补为高频谱(S611)。
反之,判断为第i个候补的频率除以第j个候补的频率的结果不为整数的情况下,在步骤S605中,在i和j相同的情况下,将j的值增加1,继续第二循环处理。
然后,在步骤S606中,当判断为j为0~9的范围外的情况下,结束第二循环处理,判断第i个候补为基本频谱(S207)。
然后,在步骤S608中,当判断为i为0~9的范围外的情况下,输出基本频率的列表(S612),结束基本频率的算出处理。
此外,基本频谱的算出方法不限于这里例举的方法,能够进行变形实施。
由此,通过算出接触压检测信号的基本频率,能够判定接触压检测信号中是否含有搏动成分等。
另外,决定部114可以在体动信号处理部113对接触压检测信号检测出多个基本频率的情况下,进行接触压检测信号中是否含有搏动成分的判断。并且,在体动信号处理部113对接触压检测信号未检测出多个基本频率的情况下,可以判断为接触压检测信号中不含有搏动成分。
即,用户在进行跑步或步行等周期性运动的情况下,体动检测信号中一定含有对应于体动的基本频率。因此,如图25(A)的示例所示,体动信号处理部113对接触压检测信号未检测到多个基本频率的情况,即未检测到体动成分以外的基本频率、仅检测到一个基本频率的情况下,能够指定检测出的基本频率为表示体动成分的频率。因此,这种情况下,可以判断为接触压检测信号中不含有搏动成分。
但是,严格来讲,能够如此地进行判断仅限于进行周期运动的情况。这是因为在非运动中的情况等时,也可以认为接触压检测信号中仅含有搏动成分。但是,实际上使用搏动检测装置100而取得搏动信息的场合多为运动中的情况,因此在不进行周期运动的情况下即使侥幸同样地判断,实用上也不会有问题。
由此,根据接触压检测信号中是否含有多个基本频率,能够决定是进一步严格地继续判定处理,还是判断为接触压检测信号中不含有搏动成分等。
另外,即使检测到多个基本频率的情况下,例如检测到两个基本频率的情况下,也不一定限于其分别表示体动成分和搏动成分。例如,在图25(B)所示的情况下,可以考虑检测到体动和搏动的基本频率。但是,另一方面,在检测接触压期间也存在用户的运动从跑步变化为跳着走的情况等,这种情况下,检测到起因于跑步的基本频率和起因于跳着走的基本频率这两个基本频率。为图25(C)所示的情况。这些基本频率均为表示体动成分的频率,因此该接触压传感器信号(接触压检测信号)不含有搏动成分,可以用于体动噪声减小处理。
如本例所示,难以在频率轴上判断从跑步变化为跳着走,但是如果在图25(C)所示的时间轴上,则由于运动应该会以某一点为界发生变化,因此能够容易地区别。
于是,体动信号处理部113在对接触压检测信号检测到多个基本频率的情况下,可以进行对有关接触压检测信号的多个基本频率进行解析的时间频率解析处理。然后,决定部114可以基于时间频率解析处理的结果,判断接触压检测信号中是否含有搏动成分。
具体而言,使用图26的流程图说明进行时间频率解析处理的决定处理的流程。此外,在本实施方式中,本处理在图22的步骤S505中进行。但是不限于此。另外,在本实施方式中,包括具备多个接触压传感器22的情况。例如,可以分别配置基于袖口构造的接触压传感器和使用压电元件的接触压传感器。
首先,从n+1个接触压传感器22取得各个接触压检测信号,在i=0~n的范围内使i变化,进行从步骤S701至步骤S707的循环处理(S701)。此外,n为正整数,这里例如n=2。即,具备3个接触压传感器22。
然后,算出第i个接触压检测信号中含有的基本频率(S702)。基本频率的算出方法如图24所示。然后,判断第i个接触压检测信号中是否含有多个基本频率(S703),判断为第i个接触压检测信号中含有多个基本频率的情况下,将进行了FFT的规定时间的接触压检测信号区分为若干个,进行时间频率解析(S704)。作为时间频率解析,例如进行短时间傅里叶解析或小波变换等,检测例如步距的变化等运动的变化。
然后,在作为时间频率解析的结果而作成的如图25(C)所示的图表中,判断是否存在基本频率的间断(S705)。即,通过判断是否存在基本频率急剧变化的点,判断是否存在运动的变化。
当判断为没有基本频率急剧变化的点的情况下,判断为第i个接触压检测信号中存在多个信号源,即判断为第i个接触压检测信号中含有搏动成分(S706),重复循环处理直至i=n(S707)。然后,当i变为0~n的范围外时,结束处理。
另一方面,在步骤S703中,当判断为第i个接触压检测信号中不含有多个基本频率的情况下,能够判断为仅含有对应于体动的基本频率,因此中止从步骤S701至步骤S707的循环处理(S708),判断为第i个接触压检测信号的信号源为单一、即判断为第i个接触压检测信号中不含有搏动成分(S709)。
同样地,在步骤S705中,当判断为存在基本频率急剧变化的点时,能够判断尽管含有多个基本频率,但这些都是起因于体动的基本频率,因此中止信号处理(S708),判断为第i个接触压检测信号的信号源为单一(S709)。
由此,在第0~n个接触压检测信号之中,能够判别信号源为单一的接触压检测信号。即,从由多个接触压传感器22取得的接触压检测信号中,能够选择不含有搏动成分的接触压检测信号等。从而,使用不含有搏动成分的接触压检测信号,能够进行恰当的体动噪声减小处理等。另外,即便在不能使用接触压检测信号的情况下,也可以使用动作检测信号进行体动噪声减小处理等。
另外,在体动信号处理部113对接触压检测信号检测到多个基本频率的情况下,如果将接触压检测信号的基本频率和脉波检测信号的基本频率进行比较,则能够更准确地判断接触压检测信号是否含有搏动成分。
因此,本实施方式的搏动检测装置100可以包括从脉波检测部10取得脉波检测信号的脉波信号处理部111。并且,脉波信号处理部111可以在体动信号处理部113对接触压检测信号检测到多个基本频率的情况下,进行脉波检测信号的基本频率的检测处理。然后,决定部114可以基于脉波检测信号的基本频率的检测处理结果,判断接触压检测信号中是否含有搏动成分。
具体而言,使用图27的流程图说明在前述的决定处理中除了体动检测信号之外使用脉波检测信号的情况的流程。此外,在本实施方式中,本处理在图22的步骤S505中进行。但是不限于此。
首先,算出脉波检测信号中含有的基本频率(S801)。
在此,在脉波检测信号中不含有体动噪声成分的情况下,即使不特意进行体动噪声减小处理也能够求得十分准确的搏动信息。因此,在本例中,判断脉波检测信号中是否含有多个基本频率(S802),当判断为脉波检测信号中仅含有一个基本频率时,判断为脉波检测信号中不含有体动噪声成分而仅含有搏动成分,决定不进行体动噪声减小处理(S816),结束处理。
此外,在这种情况下,可以使用动作检测信号进行体动噪声减小处理等变形实施,但最好不使用接触压检测信号进行体动噪声减小处理。这是因为,如前所述,当用户为非运动中时,存在接触压检测信号中仅含有搏动成分的情况,如果使用这种接触压检测信号进行体动噪声减小处理,则有可能仅减小脉波检测信号的搏动成分。
另一方面,在判断为脉波检测信号中含有多个基本频率的情况下,脉波检测信号中含有体动噪声的可能性高。从而,需要进行体动噪声减小处理,因此以下进行使用哪个体动检测信号的决定处理。
这里,从n+1个接触压传感器22取得各个接触压检测信号,在i=0~n的范围内使i变化,进行从步骤S803至步骤S806的第一循环处理(S803)。此外,n为正整数,这里例如n=2。即,具备3个接触压传感器22。
接着,算出第i个接触压检测信号中含有的基本频率(S804)。基本频率的算出方法如图24所示。然后,判断脉波检测信号内的所有基本频率是否包含于第i个接触压检测信号内的基本频率中(S805)。
如果在接触压检测信号内的基本频率中存在未包含于第i个接触压检测信号的基本频率中的基本频率,则在本实施方式中,判断其为搏动成分。即,判断为接触压检测信号仅为体动成分,不包含搏动成分。
因此,在判断为在接触压检测信号内的基本频率中存在未包含于第i个接触压检测信号的基本频率中的基本频率的情况下,中止第一循环处理(S807),决定使用不含有搏动成分的第i个接触压检测信号进行体动噪声减小处理(S408),结束处理。
另一方面,在判断为脉波检测信号内的所有基本频率均包含于第i个接触压检测信号的基本频率的情况下,则判断为接触压检测信号除体动成分之外还包含搏动成分,为了寻找不含有搏动成分的接触压检测信号,重复第一循环处理(S406),当i为0~n的范围外时,判断为不存在不含有搏动成分的接触压检测信号,结束处理。
接着,结束第一循环处理后,在i=0~n的范围内使i变化,重复步骤S809至步骤S812内的第二循环处理(S809)。在第二循环处理中,对第i个接触压检测信号进行时间频率解析(S810),在作为时间频率解析的结果而作成的例如图25(C)所示的图表中,判断是否存在基本频率的间断(S811)。即,判断是否存在基本频率急剧变化的点。
当判断为不存在基本频率急剧变化的点时,判断为第i个接触压检测信号中存在多个信号源,即,第i个接触压检测信号中经常除体动成分之外还含有搏动成分,为了寻找存在不含有搏动成分的区间的接触压检测信号,重复第二循环处理直至i=n(S812)。然后,当i变为0~n的范围外时,结束第二循环处理。最后,放弃使用接触压检测信号进行体动噪声减小处理,决定使用加速度检测信号进行体动噪声减小处理(S813),结束全部的处理。
另一方面,当在步骤S811中判断为存在基本频率急剧变化的点时,虽然包含多个基本频率,但根据区间存在全部为起因于体动的基本频率的可能性,因此中止循环处理(S814)。并且,对于不含有脉波检测信号的基本频率的区间,决定使用第i个接触压检测信号进行体动噪声减小处理;对于含有脉波检测信号的基本频率的区间,决定使用加速度检测信号进行体动噪声减小处理,结束全部的处理(S815)。
另外,在时间轴上所表示的接触压检测信号的各时间区间中是否包含搏动成分的具体判定方法中,存在以下的方法。首先,在图25(C)所示的时间轴上,将相当于接触压检测信号的基本频率切换的各点前的部分的信号作为第一接触压检测信号,将相当于切换点后的部分的信号作为第二接触压检测信号。然后,进行脉波检测信号内的所有基本频率是否包含于第一接触压检测信号的基本频率的判定,如果全部被包含,则判定为第一接触压检测信号包含搏动成分,如果即使有一个不被包含,则判定为第一接触压检测信号不包含搏动成分。对于第二接触压检测信号也同样。
此外,图27所示的处理当然可以进行变形实施等。例如,可以不进行第二循环处理,在步骤S806之后,决定使用加速度检测信号进行体动噪声减小处理等。
由此,在体动信号处理部113对接触压检测信号检测到多个基本频率的情况下,通过比较接触压检测信号的基本频率和脉波检测信号的基本频率,能够更准确地判断接触压检测信号是否包含搏动成分等。另外,能够使用多个接触压检测信号中的不含有搏动成分的接触压检测信号,进行体动噪声减小处理等。并且,在不能使用接触压检测信号的情况下,也能够使用动作检测信号进行体动噪声减小处理等。
另外,本实施方式的搏动检测装置100也可以包括基于体动噪声减小处理后的脉波检测信号运算搏动信息的搏动信息运算部120。此外,搏动信息如前所述。
由此,例如能够向用户提示与脉波检测信号相比用户更容易直观地理解的脉波次数等搏动信息等。另外,在进行前述的体动噪声减小处理的情况下,能够提高脉波次数的算出精度等。
另外,以上的实施方式也能够适用于包括上述的搏动检测装置100、脉波检测部10和体动检测部20的电子设备。
由此,本实施方式的方法也能够适用于包括搏动检测装置100的电子设备。电子设备具体而言为脉搏计,其构成可以为图4(A)或图4(B)所示,也可以为其他的构成。
另外,本实施方式的搏动检测装置100、电子设备及程序等,其处理的一部分或大部分可以通过程序实现。
由此,能够通过程序实现本实施方式的处理。程序例如可以是通过图4(A)等之类的设备的处理部(例如DSP)等读取并执行的程序。
另外,用户所安装的脉波检测设备可以由脉波传感器11、通过无线或者有线使来自脉波传感器11的脉波传感器信号进行通信的通信部构成。这种情况下,本实施方式的程序通过与脉波检测设备分体设置的、从前述的通信部接收脉波传感器信号的信息处理系统的处理部(例如CPU)等读取并执行。该信息处理系统可以为PC等不设想为用户所安装的系统,也可以为智能手机等设想为用户所安装(携带)的系统。另外,可以将经由互联网等网络而连接的服务器系统等作为信息处理系统。
脉波检测设备和执行程序的信息处理系统为分体的情况下,用于向用户提示搏动信息的显示部设置于任意位置。例如,可以显示于信息处理系统的显示部,也可以将显示部设置于脉波检测设备,显示从信息处理系统输出的搏动信息。另外,可以显示于不同设备(例如使用服务器系统作为信息处理系统的情况下的任意的客户装置等)的显示部。
并且,上述的程序存储于信息存储介质中。在此,作为信息存储介质可以假设为DVD、CD等光盘、光磁盘、硬盘驱动器(HDD)、非易失性存储器或RAM等存储器等,通过信息处理系统等可读取的各种存储介质。
如上所述,对本实施方式进行了详细说明,本领域技术人员能够容易理解,可以进行实质上不脱离本发明的新事项及效果的多种变形。从而,这种变形例全部包含于本发明的范围中。例如,在说明书或附图中,至少一次与更为广义或者同义的不同的用语一同记载的用语,在说明书或者附图的任何地方,都能够替换为该不同的用语。另外,搏动检测装置、电子设备及程序的构成、动作也不限于本实施方式所说明的内容,能够进行各种变形实施。
此外,本实施方式可以作为以下的方式或者适用例而实现。
本发明的一个方式涉及搏动检测装置,包括:进行减小包含于来自具有脉波传感器的脉波检测部的脉波检测信号中的体动噪声成分的体动噪声减小处理的体动噪声减小部;以及进行用于所述体动噪声减小处理的体动检测信号的决定处理的决定部,所述决定部判断来自具有接触压传感器的体动检测部的接触压检测信号中是否含有搏动成分,基于判断结果进行是否将所述接触压检测信号作为所述体动检测信号使用的所述决定处理,所述体动噪声减小部在判断为将所述接触压检测信号作为所述体动检测信号使用的情况下,基于所述脉波检测信号和所述接触压检测信号,进行所述体动噪声减小处理。
在本发明的一个方式中,判断接触压检测信号中是否含有搏动成分,基于判断结果决定是否实际上将接触压检测信号作为体动检测信号用于体动噪声减小处理。因此,只要在体动噪声减小处理中使用接触压检测信号有效时,就能够使用接触压检测信号,即使在体动检测信号中含有搏动成分的情况下,也能够进行恰当的体动噪声减小处理。
另外,在本发明的一个方式中,所述决定部在判断为所述接触压检测信号中不含有所述搏动成分的情况下,可以进行将所述接触压检测信号作为所述体动检测信号使用的所述决定处理。
由此,在接触压检测信号中含有搏动成分的情况下,能够在体动噪声减小处理中不使用接触压检测信号等。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述体动检测部具有动作传感器,所述决定部在判断为所述接触压检测信号中含有所述搏动成分的情况下,进行将来自所述体动检测部的动作检测信号作为所述体动检测信号使用的所述决定处理。
由此,即使在接触压检测信号中含有搏动成分的情况下,也能够使用动作检测信号进行体动噪声减小处理,求得搏动信息等。
另外,在本发明的一个方式中可以:包括进行所述接触压检测信号的基本频率的检测处理的体动信号处理部,所述决定部基于所述接触压检测信号的所述基本频率的检测处理结果,进行所述决定处理。
由此,通过算出接触压检测信号的基本频率,能够进行接触压检测信号中是否含有搏动成分的判定等。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述决定部在所述体动信号处理部对所述接触压检测信号检测出多个基本频率的情况下,进行所述接触压检测信号中是否含有所述搏动成分的判断,在所述体动信号处理部对所述接触压检测信号未检测出所述多个基本频率的情况下,判断为所述接触压检测信号中不含有所述搏动成分。
由此,根据接触压检测信号中是否含有多个基本频率,能够决定是进一步严格地继续判定处理,还是判断为接触压检测信号中不含有搏动成分等。
另外,在本发明的一个方式中可以:所述体动信号处理部在对所述接触压检测信号检测到所述多个基本频率的情况下,进行对所述多个基本频率进行解析的时间频率解析处理,所述决定部基于所述时间频率解析处理的结果,判断所述接触压检测信号中是否含有所述搏动成分。
由此,例如,能够从由多个接触压传感器取得的接触压检测信号中选择不含有搏动成分的接触压检测信号等。
另外,在本发明的一个方式中可以:包括从所述脉波检测部取得脉波检测信号的脉波信号处理部,所述脉波信号处理部在所述体动信号处理部对所述接触压检测信号检测到所述多个基本频率的情况下,进行所述脉波检测信号的基本频率的检测处理,所述决定部基于所述脉波检测信号的所述基本频率的检测处理结果,判断所述接触压检测信号中是否含有所述搏动成分。
由此,例如,在体动信号处理部对接触压检测信号检测到多个基本频率的情况下,将接触压检测信号的基本频率和脉波检测信号的基本频率进行比较,能够更准确地判断接触压检测信号是否含有搏动成分。
另外,在本发明的一个方式中,可以包括基于所述体动噪声减小处理后的所述脉波检测信号运算搏动信息的搏动信息运算部。
由此,例如能够向用户提示与脉波检测信号相比用户更容易直观地理解的脉波次数等搏动信息等。
另外,本发明的其他方式涉及包括所述搏动检测装置、所述脉波检测部和所述体动检测部的电子设备。
另外,本发明的其他方式涉及使计算机作为上述各部而发挥作用的程序。
符号说明
10…脉波检测部、11…脉波传感器、15…滤波处理部、16…A/D转换部、20…体动检测部、21…动作传感器(加速度传感器)、22…压力传感器(接触压传感器)、26…A/D转换部、70…显示部、80…外部I/F部、90…存储部、100…处理部(搏动检测装置)、110…信号处理部、111…脉波信号处理部、113…体动信号处理部、114…决定部、115…体动噪声减少部、119…适当按压判定部、120…搏动信息运算部、130…显示控制部、140…时间测量部、200…左手腕、300…保持机构、302…导轨、400…底部、1111…频率解析部、1112…基本频率检测部、1131…加速度信号处理部、1132…接触压信号处理部、11311…频率解析部、11312…基本频率检测部、11321…频率解析部、11322…基本频率检测部。

Claims (20)

1.一种脉搏计,其特征在于,
包含:
脉波检测部,具有输出脉波传感器信号的脉波传感器;
处理部,基于来自所述脉波检测部的信号,对搏动信息进行运算;
显示部,显示所述处理部的处理结果;
存储部,存储所述处理部的处理结果;以及
保持机构,将脉搏计保持于被检体,
其中,
所述处理部判定所述脉波检测部中的对所述被检体的按压是否为适当按压,
所述存储部存储保持状态指定信息,所述保持状态指定信息对判定所述脉波检测部中的对所述被检体的所述按压为所述适当按压时的所述保持机构的保持状态进行指定,
所述处理部进行将所述保持状态指定信息显示于所述显示部的控制。
2.根据权利要求1所述的脉搏计,其特征在于,
所述处理部基于所述脉波传感器信号,判定所述按压是否为所述适当按压。
3.根据权利要求2所述的脉搏计,其特征在于,
所述处理部基于对应于所述脉波传感器信号的AC成分的AC成分信号以及对应于所述脉波传感器信号的DC成分的DC成分信号中的至少一方的信号,判定所述按压是否为所述适当按压。
4.根据权利要求3所述的脉搏计,其特征在于,
所述处理部基于改变所述按压时所述AC成分信号的变化特性,判定所述按压是否为所述适当按压。
5.根据权利要求4所述的脉搏计,其特征在于,
所述处理部基于改变所述按压时所述AC成分信号的振幅的所述变化特性,判定所述按压是否为所述适当按压。
6.根据权利要求3所述的脉搏计,其特征在于,
所述处理部基于改变所述按压时所述DC成分信号的变化特性,判定所述按压是否为所述适当按压。
7.根据权利要求6所述的脉搏计,其特征在于,
所述处理部基于改变所述按压时所述DC成分信号的所述变化特性检测所述DC成分信号的拐点,并基于检测到的所述拐点判定所述按压是否为所述适当按压。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的脉搏计,其特征在于,
所述处理部进行将指示画面显示于所述显示部的控制,所述指示画面进行所述按压是否为所述适当按压的判定用环境的设定指示。
9.根据权利要求8所述的脉搏计,其特征在于,
所述处理部进行将指示所述被检体的体动的稳定化的画面作为所述指示画面显示于所述显示部的控制。
10.根据权利要求8或9所述的脉搏计,其特征在于,
所述处理部进行将指示所述被检体采取所给的判定用姿势的画面作为所述指示画面显示于所述显示部的控制。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的脉搏计,其特征在于,
所述处理部进行将对所述被检体指示等待所给的时间的画面作为所述指示画面显示于所述显示部的控制。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的脉搏计,其特征在于,
所述处理部进行是否满足显示于所述指示画面的所述判定用环境的条件的判断,当判断为满足所述条件时,进行所述按压是否为所述适当按压的判定。
13.根据权利要求12所述的脉搏计,其特征在于,
所述处理部基于来自体动传感器的体动检测信号以及来自时间测量部的时间测量信息中的至少一方,进行是否满足显示于所述指示画面的所述判定用环境的所述条件的判断,当判断为满足所述条件时,进行所述按压是否为所述适当按压的判定。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的脉搏计,其特征在于,
所述处理部具有保持状态指定信息取得模式和对所述搏动信息进行运算的搏动信息运算模式作为处理模式,
所述处理部进行以下控制:
在设定为所述保持状态指定信息取得模式的情况下,基于所述按压是否为所述适当按压的判定结果取得所述保持状态指定信息,并将取得的所述保持状态指定信息存储于所述存储部;以及
在取得所述保持状态指定信息后设定为所述搏动信息运算模式的情况下,读取存储于所述存储部的所述保持状态指定信息,并将读取的所述保持状态指定信息显示于所述显示部。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的脉搏计,其特征在于,
所述保持机构采用所述脉波检测部中的对所述被检体的所述按压不同的第1~第N(N为2以上的整数)状态作为所述保持状态,
所述处理部基于所述第1~第N状态的各状态下的所述按压是否为所述适当按压的判定结果,取得与所述第1~第N状态中的至少一个状态对应的信息作为所述保持状态指定信息。
16.根据权利要求15所述的脉搏计,其特征在于,
在第i(i为满足1≤i≤N的整数)状态下的所述按压是否为所述适当按压的判定之后,所述处理部进行将指示画面显示于所述显示部的控制,所述指示画面进行将所述保持机构的所述保持状态变更为所述按压比所述第i状态小的第j(j为满足1≤j≤N、j≠i的整数)状态的指示。
17.一种脉搏计,其特征在于,
包含:
脉波检测部,具有脉波传感器;
处理部,判定所述脉波检测部中的对被检体的按压是否为适当按压,并基于来自所述脉波检测部的信号对所述被检体的搏动信息进行运算;
显示部,显示所述处理部的处理结果;以及
存储部,存储所述处理部的处理结果,
其中,所述处理部进行将指示画面显示于所述显示部的控制,所述指示画面进行所述按压是否为所述适当按压的判定用环境的设定指示。
18.根据权利要求17所述的脉搏计,其特征在于,
所述处理部进行是否满足显示于所述指示画面的所述判定用环境的条件的判断,并基于判断为满足所述条件时来自所述脉波检测部的所述信号,进行所述按压是否为所述适当按压的判定。
19.一种程序,其特征在于,
使计算机作为:
脉波检测部,具有输出脉波传感器信号的脉波传感器;
处理部,基于来自所述脉波检测部的信号,对搏动信息进行运算;
显示部,显示所述处理部的处理结果;以及
存储部,存储所述处理部的处理结果,
而发挥作用,
其中,
所述处理部判定所述脉波检测部中的对所述被检体的按压是否为适当按压,
所述存储部存储保持状态指定信息,所述保持状态指定信息对判定所述脉波检测部中的对所述被检体的所述按压为所述适当按压时的、将脉搏计保持于所述被检体的保持机构的保持状态进行指定,
所述处理部进行将所述保持状态指定信息显示于所述显示部的控制。
20.一种程序,其特征在于,
使计算机作为:
脉波检测部,具有脉波传感器;
处理部,判定所述脉波检测部中的对被检体的按压是否为适当按压,并基于来自所述脉波检测部的信号对所述被检体的搏动信息进行运算;
显示部,显示所述处理部的处理结果;以及
存储部,存储所述处理部的处理结果,
而发挥作用,
其中,所述处理部进行将指示画面显示于所述显示部的控制,所述指示画面进行所述按压是否为所述适当按压的判定用环境的设定指示。
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