CN105377137A - 生物状态推测装置 - Google Patents

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株式会社村田制作所
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Abstract

本发明所涉及的生物状态推测装置(1)包括:对心电信号进行检测的一对心电电极(11、12);具有发光元件(21)和受光元件(22)、对光电脉搏波信号进行检测的光电脉搏波传感器(20);分别对心电信号的峰值、及光电脉搏波信号的峰值进行检测的峰值检测部(316、326);根据光电脉搏波信号的峰值与心电信号的峰值之间的时间差来求出脉搏波传播时间的脉搏波传播时间测量部(330);对基于脉搏波传播时间与生物状态之间的关系而预先决定的相关信息进行存储的相关信息存储部(341);以及基于脉搏波传播时间、及存储于相关信息存储部(341)的相关信息、来对使用者的生物状态进行推测的生物状态推测部(360)。

Description

生物状态推测装置

技术领域

[0001] 本发明涉及对人的生物状态进行推测的生物状态推测装置。

背景技术

[0002] 以往,基于利用高速傅里叶变换等方法来对心电图中的心跳变动(R-R间隔的变动)进行频率分析(频谱分析),基于分析结果来对自主神经功能进行评价。此外,在心跳变动的频率分析的结果中,很明显,到0.15Hz为止的低频分量(LF)主要反映交感神经功能(包含一部分副交感神经),0.15Hz以上的高频分量(HF)反映副交感神经功能,将低频分量/高频分量之比(LF/HF)用作为自主神经功能的指标。

[0003] 这里,在专利文献1中公开了一种自主神经功能评价装置,该自主神经功能评价装置用光电脉搏波信号来代替心电信号,利用对光电脉搏波信号进行二次微分而获得的加速度脉搏波信号来对自主神经功能等进行评价。该自主神经功能评价装置对在规定时间内连续测量而获得的脉搏波的波形进行二次微分,以计算出加速度脉搏波,根据所获得的加速度脉搏波的波形来求出与心电图的R-R间隔的变动相对应的a-a间隔(脉搏间隔)的变动。然后,该自主神经功能评价装置对a-a间隔的时间变动进行频率分析,根据其结果对自主神经功能进行评价。

[0004] 根据该自主神经功能评价装置,能利用光电脉搏波传感器在座位上对指尖的脉搏波进行测量,从而对自主神经功能进行评价,因此,与使用心电图的情况相比,无需在测量时脱去穿上衣服或安装多个心电电极等,就能简便地获得评价结果。

现有技术文献专利文献

[0005] 专利文献1:日本专利特许5080550号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

[0006] 然而,如上所述,在利用现有的心电图、加速度脉搏波的数据并通过心跳变动分析(频率分析)来进行的自主神经功能评价中,当自主神经(即交感神经及副交感神经)的状态稳定时,需要获得心跳等的数据,因此,使用者(被检测者)在进行测量前需要以安静坐姿休息例如5分钟左右。然后,在进行足够的休息后,需要保持状态不变地持续例如3分钟以上(或例如100跳以上)对心电图或光电脉搏波进行测量。

[0007] 因此,在现有的心跳变动分析中,在无法在测量前进行充分休息的情况下,或者当在测量中无法保持安静状态时,交感神经处于优先地位,从而有可能无法进行正确的自主神经功能的评价。另外,在至此为止的自主神经功能分析中,在安静下来后进行测量的情况下,已知自主神经活动量(TP)、自主神经平衡(LF/HF)与自觉性疲劳症状、醒来时活动量、睡眠效率等有关,但在被检测者未保持5分钟安静而立即进行测量的情况下,自主神经功能会丧失与这些参数的关联,从而诊察价值会显著降低。因此,希望获得在获取心电图、光电脉搏波(加速度脉搏波)等生物信息时无需使使用者(被检测者)保持安静、并能在更短的时间内对自主神经功能等生物状态进行推测的技术。

[0008] 本发明是为了解决上述问题而完成的,其目的在于,提供一种生物状态推测装置,该生物状态推测装置在获得用于推测生物状态的生物信息时,无需使使用者保持安静,并能在更短的时间内对生物状态进行推测。

解决技术问题所采用的技术手段

[0009] 本发明所涉及的生物状态推测装置的特征在于,包括:一对心电电极,该一对心电电极对心电信号进行检测;光电脉搏波传感器,该光电脉搏波传感器具有发光元件和受光元件,对光电脉搏波信号进行检测;峰值检测单元,该峰值检测单元分别对由一对心电电极所检测出的心电信号的峰值、及由光电脉搏波传感器所检测出的光电脉搏波信号的峰值进行检测;脉搏波传播时间运算单元,该脉搏波传播时间运算单元根据由峰值检测单元所检测出的光电脉搏波信号的峰值与心电信号的峰值之间的时间差来求出脉搏波传播时间;相关信息存储单元,该相关信息存储单元对基于脉搏波传播时间与生物状态之间的关系而预先决定的相关信息进行存储;以及生物状态推测单元,该生物状态推测单元基于由脉搏波传播时间运算单元所求出的脉搏波传播时间、及存储于相关信息存储单元的相关信息,来对使用者的生物状态进行推测。

[0010] 根据本发明所涉及的生物状态推测装置,预先获取表示脉搏波传播时间与生物信息之间的关系的相关信息并进行存储,基于根据心电信号峰值与光电脉搏波信号峰值之间的时间差而求出的脉搏波传播时间、以及所存储的相关信息,来对使用者的生物状态进行推测。即,将根据心电信号峰值与光电脉搏波信号之间的时间差而求出的脉搏波传播时间用作为生物状态的指标。这里,脉搏波传播时间与精神疲劳、安静后的LF/HF有关(详情后述)。即,可以确认脉搏波传播时间与疲劳度、自主神经功能有关。另外,脉搏波传播时间的检测结果在安静下来后进行测量的情况下与在未安静下来就进行测量的情况下基本没有变化。即,若将脉搏波传播时间用作为指标,则不要求在测量前和测量中保持安静(详情后述)。而且,关于用于推测生物状态的数据的获取时间,只要能获取脉搏波传播时间即可,因此,在原理上能在一次脉搏波的脉搏波时间内对生物状态进行推测。由此,能使为对生物状态进行评价所需的测量时间比使用频率分析的现有方法要短。根据以上结果,在获取用于推测生物状态的生物信息时,无需使使用者保持安静,并能在更短的时间内对生物状态进行推测。

[0011] 此外,关于脉搏波传播时间之一术语,有的情况下是指脉搏波在生物的规定的两个部位之间传播的时间,有的情况下是指心电信号的峰值与脉搏波信号的峰值之间的时间差,但在本说明书中,以下将脉搏波传播时间这一术语用作表示后者的意思。

[0012] 在本发明所涉及的生物状态推测装置中,优选为相关信息存储单元对基于脉搏波传播时间与疲劳度之间的关系而预先决定的疲劳度相关信息进行存储,生物状态推测单元基于脉搏波传播时间和疲劳度相关信息来对使用者的疲劳度进行推测。

[0013] 在这种情况下,由于储存有基于脉搏波传播时间与疲劳度之间的关系而预先决定的疲劳度相关信息,因此,能通过测量使用者的脉搏波传播时间,将脉搏波传播时间作为指标来对作为生物状态的疲劳度进行推测并进行评价。

[0014] 在本发明所涉及的生物状态推测装置中,优选为相关信息存储单元对基于脉搏波传播时间与自主神经功能之间的关系而预先决定的自主神经功能相关信息进行存储,生物状态推测单元基于脉搏波传播时间和自主神经功能相关信息来对使用者的自主神经功能进行推测。

[0015] 在这种情况下,由于储存有基于脉搏波传播时间与自主神经功能之间的关系而预先决定的自主神经功能相关信息,因此,能通过测量使用者的脉搏波传播时间,将脉搏波传播时间作为指标来对作为生物状态的自主神经功能进行推测并进行评价。此外,安静后的LF/HF与自主神经功能有关,因此,脉搏波传播时间与自主神经功能有关。

[0016] 本发明所涉及的生物状态推测装置优选为还包括脉搏波传播时间存储单元,该脉搏波传播时间存储单元对由脉搏波传播时间运算单元所求出的脉搏波传播时间进行存储,相关信息存储单元对基于睡眠前的脉搏波传播时间、睡眠后的脉搏波传播时间与睡眠状态之间的关系而预先决定的睡眠状态相关信息进行存储,生物状态推测单元基于由脉搏波传播时间运算单元所求出并由脉搏波传播时间存储单元所存储的睡眠前的脉搏波传播时间、由脉搏波传播时间运算单元所求出的睡眠后的脉搏波传播时间、以及睡眠状态相关信息,对使用者的睡眠状态进行推测。

[0017] 由此,由于储存有基于睡眠前后的脉搏波传播时间与睡眠状态之间的关系而预先决定的睡眠状态相关信息,因此,能通过测量使用者睡眠前后的脉搏波传播时间,将脉搏波传播时间作为指标来对作为生物状态的睡眠状态(睡眠的质量即疲劳的恢复状态)进行推测并进彳丁评价。

[0018] 本发明所涉及的生物状态推测装置优选为还包括脉搏波传播时间存储单元,该脉搏波传播时间存储单元对由脉搏波传播时间运算单元所求出的脉搏波传播时间的变动进行存储,相关信息存储单元对基于睡眠中的脉搏波传播时间的变动与睡眠状态之间的关系而预先决定的睡眠状态相关信息进行存储,生物状态推测单元基于由脉搏波传播时间存储单元所存储的睡眠中的脉搏波传播时间的变动、以及睡眠状态相关信息,对使用者的睡眠状态进行推测。

[0019] 在这种情况下,由于储存有基于睡眠中的脉搏波传播时间的变动与睡眠状态之间的关系而预先决定的睡眠状态相关信息,因此,能通过测量使用者睡眠中的脉搏波传播时间的变动,来对睡眠状态(睡眠的质量即疲劳的恢复状态)进行推测并进行评价。

[0020] 本发明所涉及的生物状态推测装置优选为还包括变动幅度计算单元,该变动幅度计算单元计算出对心脏施加负荷的规定行为前后的脉搏波传播时间的变动幅度,相关信息存储单元对基于规定行为前后的脉搏波传播时间的变动幅度与血管伸展性之间的关系而预先决定的血管伸展性相关信息进行存储,生物状态推测单元基于由变动幅度计算单元所计算出的脉搏波传播时间的变动幅度、以及血管伸展性相关信息,来对使用者的血管伸展性进行推测。

[0021] 根据本发明所涉及的生物状态推测装置,由于储存有基于规定行为前后的脉搏波传播时间的变动幅度与血管伸展性之间的关系而预先决定的血管伸展性相关信息,因此,能通过测量使用者的脉搏波传播时间,将脉搏波传播时间的变动幅度作为指标,来对作为生物状态的血管伸展性进行推测并进行评价。

[0022] 在本发明所涉及的生物状态推测装置中,优选为上述一对心电电极安装于同一壳体内,并且,安装于以下位置:在使用者用左右手握住该壳体时,一只手与一个心电电极相接触,另一只手与另一个心电电极相接触,光电脉搏波传感器安装于上述壳体,并且,安装于以下位置:在使用者用左右手握住所述壳体时,与任意一只手相接触。

[0023] 由此,通过握住壳体,能获取两手间的心电信号及任意一只手的光电脉搏波信号,即,能获取脉搏波传播时间。由此,仅通过使用者握住壳体就能对生物状态进行推测并进行评价。

[0024] 在本发明所涉及的生物状态推测装置中,优选为一对心电电极中的一个心电电极安装成与一只手臂从指尖到肩膀之间的任意部位相接触,另一个心电电极安装成与另一只手臂从指尖到肩膀之间的任意部位相接触,与一对心电电极相连接的布线电缆沿使用者的体表面进行布线,光电脉搏波传感器安装成与任意一只手臂从指尖到肩膀之间的任意部位相接触。

[0025] 由此,能将一对心电电极和光电脉搏波传感器戴在身体上来对脉搏波传播时间进行测量。由此,例如还能直接戴在身体上睡觉从而获取睡眠中的脉搏波传播时间来对生物状态(例如睡眠状态等)进行推测/评价,或对白天的活动中的脉搏波传播时间进行测量来依次对生物状态(例如疲劳度等)进行推测/评价。

[0026] 在本发明所涉及的生物状态推测装置中,优选为相关信息存储单元分别针对每个年龄和/或每种性别来存储表示脉搏波传播时间与生物信息之间的关系的相关信息。

[0027] 在这种情况下,由于针对每个年龄、每种性别来获取并存储表示脉搏波传播时间与生物信息之间的关系的相关信息,因此,能考虑由年龄、性别所造成的差异来更高精度地对生物状态进行推测/评价。

[0028] 在本发明所涉及的生物状态推测装置中,优选为在满足探测到使用者的接触时、获取规定脉搏波数的心电信号、光电脉搏波信号时、以及支付报酬时中的至少任意一个条件时,生物状态推测单元自动开始对使用者的生物状态进行推测。

[0029] 由此,由于自动开始对生物状态进行推测,因此,无需用于使测量/推测开始的动作,因而能防止伴随开始动作而产生身体运动噪声,从而能在比较安静的状态下进行测量/推测。

[0030] 在本发明所涉及的生物状态推测装置中,优选为在获取到规定脉搏波数的心电信号、光电脉搏波信号时,和/或在生物状态的推测开始后经过了规定时间时,生物状态推测单元自动结束对使用者的生物状态的推测。

[0031 ]由此,在脉搏波传播时间的测量/生物状态的推测完成时,自动结束测量/推测,因此,能更简单地对脉搏波传播时间进行测量并对生物状态进行推测。

[0032] 本发明所涉及的生物状态推测装置优选为还包括提示单元,该提示单元在自动开始对生物状态进行推测时,和/或在结束对生物状态的推测时,利用声音和/或图像来提示指南。

[0033] 由此,能使使用者获知测量/推测的开始、测量/推测的结束等测量状态。

发明效果

[0034] 根据本发明,在获取用于推测生物状态的生物信息时,无需使使用者保持安静,并能在更短的时间内对生物状态进行推测。

附图说明

[0035] 图1是表示实施方式所涉及的生物状态推测装置的结构的框图。

图2是表示实施方式所涉及的生物状态推测装置的外观及使用例的图。

图3是表示心电波形、光电脉搏波波形以及脉搏波传播时间的图。

图4是表示脉搏波传播时间与精神疲劳之间的相关数据的一个示例的图。

图5是表示由实施方式所涉及的生物状态推测装置所进行的生物状态推测处理(疲劳度/自主神经功能)的处理流程的流程图。

图6是表示由实施方式所涉及的生物状态推测装置所进行的生物状态推测处理(血管伸展性)的处理流程的流程图。

图7是表示变形例1所涉及的生物状态推测装置的整体结构的图。

图8是表示睡眠前后的脉搏波传播时间的变化的一个示例的图。

图9是表示由变形例1所涉及的生物状态推测装置所进行的生物状态推测处理(睡眠的质量)的处理流程的流程图。

图10是表示LF/HF的安静前(变量1)与安静后(变量2)之间的关系的图。

图11是表示脉搏波传播速度的安静前(变量1)与安静后(变量2)之间的关系的图。

具体实施方式

[0036] 下面,参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外,在各图中,对相同要素标注相同的标号,并省略重复说明。

[0037] 首先,同时使用图1、图2,对实施方式所涉及的生物状态推测装置1的结构进行说明。图1是表示生物状态推测装置1的结构的框图。另外,图2是表示生物状态推测装置1的外观及使用例的图。

[0038] 生物状态推测装置1对心电信号及光电脉搏波信号进行检测,根据所检测出的心电信号(心电波)的R波峰值与光电脉搏波信号(脉搏波)的峰值(上升点)之间的时间差来测量脉搏波传播时间。然后,生物状态推测装置1基于所测量到的脉搏波传播时间,对使用者的生物状态(例如疲劳度、自主神经功能、睡眠的质量、血管伸展性等)进行推测。

[0039] 因此,生物状态推测装置1包括:用于检测心电信号的一对心电电极(第一心电电极11、第二心电电极12);用于检测光电脉搏波信号的光电脉搏波传感器20 ;以及基于所检测出的心电信号和光电脉搏波信号来测量脉搏波传播时间等、并对生物状态进行推测的信号处理单元30。下面详细说明各结构要素。

[0040] 第一心电电极11和第二心电电极12对心电信号进行检测,如图2所示,在使用者用双手握住生物状态推测装置1的壳体5时,第一心电电极11和第二心电电极12例如以与拇指相接触的方式安装于壳体5的左右表面。S卩,在使用者用双手握住壳体5 (生物状态推测装置1)时,第一心电电极11和第二心电电极12通过接触使用者的左右手(拇指)来获取与使用者的左右手间的电位差相对应的心电信号。作为第一心电电极11、第二心电电极12的电极材料,适当使用例如金属(优选为不锈钢、Au等具有较强的抗腐蚀性且金属过敏较少的材料)、导电凝胶、导电橡胶、导电布等。此外,作为第一心电电极11、第二心电电极12的电极材料,例如也可使用导电塑料、电容性耦合电极等。第一心电电极11和第二心电电极12分别通过布线电缆与信号处理单元30相连接,经由该布线电缆将心电信号输出至信号处理单元30。

[0041] 光电脉搏波波传感器20是利用血液中血红蛋白的吸光特性来以光学方式对光电脉搏波信号进行检测的传感器。因此,光电脉搏波传感器20构成为包含发光元件21和受光元件22。这里,检测光电脉搏波信号的光电脉搏波传感器20配置于一个心电电极11的附近(例如排列在旁边或形成为一体)。即,一对第一、第二心电电极11、12以及光电脉搏波传感器20安装于如下位置:即,在配置于同一壳体5且该壳体5被使用者的左右手握住时,一只手(例如左手)与第一心电电极11、光电脉搏波传感器20相接触,另一只手(例如右手)与第二心电电极12相接触。

[0042] 发光元件21根据从信号处理单元30的驱动部380输出的脉冲状驱动信号而发光。作为发光元件 21,例如能使用 LED、VSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER:垂直空腔表面发射激光器)、或谐振器型LED等。此外,驱动部380生成并输出驱动发光元件21的脉冲状的驱动信号。

[0043] 受光元件22输出与从发光元件21照射并透过例如指尖等人体或被人体反射而射入的光的强度相对应的检测信号。作为受光元件22,优选使用例如光电二极管、光电晶体管等。在本实施方式中,作为受光元件22,使用了发光二极管。受光元件22与信号处理单元30相连接,由受光元件22所获得的检测信号(光电脉搏波信号)输出至信号处理单元30。

[0044] 如上所述,第一心电电极11、第二心电电极12及光电脉搏波传感器20分别与信号处理单元30相连接,将所检测出的心电信号及光电脉搏波信号输入至信号处理单元30。

[0045] 信号处理单元30对所输入的心电信号进行处理,对心跳数、心跳间隔等进行测量。另外,信号处理单元30对所输入的光电脉搏波信号进行处理,对脉搏数、脉搏间隔等进行测量。此外,信号处理单元30根据所检测出的心电信号(心电波)的R波峰值与光电脉搏波信号(脉搏波)的峰值(上升点)之间的时间差来测量脉搏波传播时间等(参照图3)。此外,此时,信号处理单元30对后述的第一信号处理部310、第二信号处理部320中的峰值的偏移(延迟)进行校正,从而高精度地对脉搏波传播时间进行测量。然后,信号处理单元30基于所测量到的脉搏波传播时间、以及决定脉搏波传播时间与生物状态之间关系的相关信息,来对使用者的生物状态进行推测。

[0046] 因此,信号处理单元30具有放大部311、321、第一信号处理部310、第二信号处理部320、峰值检测部316、326、峰值校正部318、328、以及脉搏波传播时间测量部330、脉搏波传播时间存储部340、相关信息存储部341、变动幅度计算部350、以及生物状态推测部360。另外,上述第一信号处理部310具有模拟滤波器312、A/D转换器313、数字滤波器314。另一方面,第二信号处理部320具有模拟滤波器322、A/D转换器323、数字滤波器324、二阶微分处理部325。

[0047] 这里,在上述各部分之内,数字滤波器314、324、二阶微分处理部325、峰值检测部316、326、峰值校正部318、328、脉搏波传播时间测量部330、变动幅度计算部350、以及生物状态推测部360由进行运算处理的CPU、对用于使该CPU执行各处理的程序、数据进行存储的R0M、以及暂时对运算结果等各种数据进行存储的RAM等构成。S卩,存储于ROM的程序由CPU来执行,从而实现上述各部分的功能。

[0048] 放大部311例如由使用了功率放大器的放大器构成,对第一心电电极11、第二心电电极12所检测出的心电信号进行放大。经放大部311放大后的心电信号被输出至第一信号处理部310。同样,放大部321例如由使用了运算放大器等的放大器构成,对光电脉搏波传感器20所检测出的光电脉搏波信号进行放大。经放大部321放大后的光电脉搏波信号被输出至第二信号处理部320。

[0049] 如上所述,第一信号处理部310具有模拟滤波器312、A/D转换器313、数字滤波器314,对经放大部311放大后的心电信号实施滤波处理,从而提取出脉搏波分量。

[0050] 另外,如上所述,第二信号处理部320具有模拟滤波器322、A/D转换器323、数字滤波器324、二阶微分处理部325,对经放大部321放大后的光电脉搏波信号实施滤波处理和二阶微分处理,从而提取出脉搏波分量。

[0051] 模拟滤波器312、322及数字滤波器314、324进行去除除使光电脉搏波信号带有特征的频率以外的分量(噪声)以提高S/N的滤波。更详细而言,心电信号一般受0.1〜200Hz频率分量的支配,光电脉搏波信号一般受0.1〜几十Hz附近的频率分量的支配,因此,利用低通滤波器、带通滤波器等模拟滤波器及数字滤波器来实施滤波处理,仅选择性地使上述频率范围的信号通过,由此来提高S/N。

[0052] 此外,在仅以提取出脉搏波分量为目的的情况下(即,在无需获取心电波形等的情况下),为了提高抗干扰性,也可以使通过频率范围变得更窄来对除脉搏波分量以外的分量进行阻断。另外,模拟滤波器312、322和数字滤波器314、324并不一定两者都必须具备,也可以采用仅设置模拟滤波器312、322和数字滤波器314、324中的任意一种的结构。此夕卜,利用模拟滤波器312、数字滤波器314来实施滤波处理后的心电信号被输出至峰值检测部316。同样,利用模拟滤波器322、数字滤波器324来实施滤波处理后的光电脉搏波信号被输出至二阶微分处理部325。

[0053] 二阶微分处理部325通过对光电脉搏波信号进行二阶微分,从而获取二阶微分脉搏波(加速度脉搏波)信号。所获取到的加速度脉搏波信号被输出至峰值检测部326。此夕卜,由于光电脉搏波的峰值(上升点)的变化有时不明显而难以检测,因此,优选为转换成加速度脉搏波来进行峰值检测,但不一定必须设置二阶微分处理部325,也可以采用省略二阶微分处理部325的结构。

[0054] 峰值检测部316对利用第一信号处理部310实施了信号处理(提取出了脉搏分量)后的心电信号的峰值(R波)进行检测。

[0055] 另一方面,峰值检测部326对利用第二信号处理部320实施了滤波处理后的光电脉搏波信号(加速度脉搏波)的峰值(上升点)进行检测。即,峰值检测部316、326起到作为权利要求所记载的峰值检测单元的功能。此外,峰值检测部316及峰值检测部326分另IJ对心跳间隔及脉搏间隔进行峰值检测,关于所检测出的所有的峰值,将峰值时间、峰值振幅等信息保存于RAM等。

[0056] 峰值校正部318求出第一信号处理部310 (模拟滤波器312、数字滤波器314)中的心电信号的延迟时间。峰值校正部318基于所求出的心电信号的延迟时间,对峰值检测部316所检测出的心电信号的峰值进行校正。同样,峰值校正部328求出第二信号处理部320 (模拟滤波器322、数字滤波器324、二阶微分处理部325)中的光电脉搏波信号的延迟时间。峰值校正部328基于所求出的光电脉搏波信号的延迟时间,对峰值检测部326所检测出的光电脉搏波信号(加速度脉搏波信号)的峰值进行校正。校正后的心电信号的峰值、以及校正后的光电脉搏波(加速度脉搏波)的峰值被输出至脉搏波传播时间测量部330。此外,在将心电信号与光电脉搏波信号的延迟时间视为基本相同的情况下,不一定必须设置峰值校正部318,也可以采用省略峰值校正部318的结构。

[0057] 脉搏波传播时间测量部330根据由峰值校正部318进行校正后的心电信号的R波(峰值)与由峰值校正部328进行校正后的光电脉搏波信号(加速度脉搏波)的峰值(上升点)之间的间隔(时间差)来求出脉搏波传播时间。即,脉搏波传播时间测量部330起到作为权利要求所记载的脉搏波传播时间运算单元的功能。这里,图3示出了根据心电信号的R波(峰值)与光电脉搏波信号(加速度脉搏波)的峰值之间的间隔而求出的脉搏波传播时间。此外,在图3中,用细实线来表示心电信号的波形,用虚线来表示光电脉搏波信号。另外,用粗实线来表示加速度脉搏波的波形。

[0058] 此外,脉搏波传播时间测量部330除了脉搏波传播时间以外,例如还根据心电信号来对心跳数、心跳间隔、心跳间隔变化率等进行计算。同样,脉搏波传播时间测量部330还根据光电脉搏波信号(加速度脉搏波)来对脉搏数、脉搏间隔、脉搏间隔变化率等进行计算。将所计算出的脉搏波传播时间、心跳数、心跳间隔、脉搏数、脉搏间隔、心电波、光电脉搏波以及加速度脉搏波等的测量数据输出至脉搏波传播时间存储部340、变动幅度计算部350、生物状态推测部360、显示部50。

[0059] 脉搏波传播时间存储部340例如由上述备份RAM等构成,将由脉搏波传播时间测量部330所计算出的脉搏波传播时间等的测量数据与测量日期时间等信息存储在一起。特别是在对血管伸展性进行推测/评价时,脉搏波传播时间存储部340对在进行对心脏施加负荷的规定行为(例如上下楼锻炼、驱血等)前所测量到的脉搏波传播时间进行存储。另夕卜,在对睡眠的质量(疲劳的恢复程度)进行推测/评价时,脉搏波传播时间存储部340对睡眠前、睡眠中所测量到的脉搏波传播时间进行存储。即,脉搏波传播时间存储部340起到作为权利要求所记载的脉搏波传播时间存储单元的功能。

[0060] 相关信息存储部341例如由上述ROM等构成,对基于脉搏波传播时间与生物状态之间的关系而预先决定的相关信息进行存储。即,相关信息存储部341相当于权利要求所记载的相关信息存储单元。更具体而言,相关信息存储部341对基于脉搏波传播时间与疲劳度之间的关系而预先决定的疲劳度表格(相当于疲劳度相关信息、详细情况后述)、基于脉搏波传播时间与自主神经功能之间的关系而预先决定的自主神经功能表格(相当于自主神经功能相关信息、详细情况后述)、以及基于对心脏施加负荷的规定行为(例如上下楼锻炼、驱血等)前后的脉搏波传播时间的变动幅度与血管伸展性之间的关系而预先决定的血管伸展性表格(相当于血管伸展性相关信息、详细情况后述)进行存储。此外,此时,相关信息存储部341优选构成为分别针对每个年龄和/或每种性别来对表示脉搏波传播时间与生物信息(疲劳度、自主神经功能、血管伸展性)之间的关系的相关信息(疲劳度表格、自主神经功能表格、血管伸展性表格)进行存储。

[0061] 这里,对于自主神经功能评价时无法确保充分的休息时间、LF/HF为2以上(相对交感神经系统处于过度紧张状态)的被检测者27人在给予充分休息(安静5分钟)时的休息前后实施比较,图10及图11示出了比较结果。首先,图10是表示LF/HF的安静前(变量1)与安静后(变量2)之间的关系的图。对于表示交感神经系统/副交感神经系统的自主神经平衡(自主神经功能)的LF/HF,在安静前和安静后可确认为具有有效的正关系。然而,安静前平均值为5.176,但安静后下降至2.588,在统计学上有效地下降了。

[0062] 另一方面,图11是表示脉搏波传播速度的安静前(变量1)与安静后(变量2)之间的关系的图。与脉搏波传播速度有关的Ra时间在安静前和安静后可确认为具有相关系数接近1的极强的正关系。另外,Ra时间的平均值在安静前(193.29)、安静后(193.35)几乎为相同的值,无法视为是统计学上有效的差。这就意味着对于Ra时间的评价无需在测量前保持安静。此外,作为脉搏波传播速度,使用将心电图R波与加速度脉搏波a波之间的间隔、即Ra时间(msec)除以被检测者的手臂的长度而得的值。

[0063] 然而,血管的扩张收缩受自主神经中特别是交感神经的支配。因此,与血管的扩张收缩密切相关的脉搏波传播时间、以及表示交感神经系统/副交感神经系统的平衡的自主神经功能具有相关关系。然而,基于根据心跳间隔或脉搏间隔通过频率分析而计算出的自主神经功能的指标(LF/HF)、以及同时刻所测量到的脉搏波传播时间的测量结果,预先生成决定脉搏波传播时间与自主神经功能的指标(LF/HF)之间的关系的相关式或上述自主神经功能表格,并将其存储于相关信息存储部341。此外,在本实施方式中,采用用自主神经功能表格来推测自主神经功能的结构。

[0064] 接着,图4示出了脉搏波传播时间与精神疲劳度之间的相关数据的一个示例。图4所示的图线的横轴是脉搏波传播时间(msec),纵轴是精神疲劳度(问诊评价结果)。如图4所示可知,具有脉搏波传播时间越短则精神疲劳度越高的倾向。因此,根据图4所示的数据来求出关系式,将所求出的关系式预先存储于相关信息存储部341。这里,关系式可以采用直线近似,也可以采用多项式近似、指数近似等。另外,也可以将相对脉搏波传播时间所预先求出的计算结果(精神疲劳度)生成疲劳度表格来使用,以取代相关式。此外,在本实施方式中,如上所述,采用了以下结构:将疲劳度表格存储于相关信息存储部341,并将其用于疲劳度匹配的推测。

[0065] 另外,血管伸展性是表示血管的硬度、血管的老化的指标,与脉搏波传播时间呈正的关系。呈现出血管伸展性越高则脉搏波传播时间及脉搏波传播时间的变动幅度越大的倾向。因此,事前对脉搏波传播时间的变动幅度与血管伸展性之间的相关数据进行测量,基于该相关数据,求出决定脉搏波传播时间的变动幅度与血管伸展性之间的关系的相关式,预先将所求出的相关式存储于相关信息存储部341。这里,也可以将相对脉搏波传播时间的变动幅度所预先求出的计算结果(血管伸展性)生成血管伸展性表格来使用,以取代相关式。此外,在本实施方式中,如上所述,采用了以下结构:将血管伸展性表格存储于存储部341,并将其用于血管伸展性的推测。

[0066] 返回图1,变动幅度计算部350基于由脉搏波传播时间测量部330所求出的脉搏波传播时间,来计算出对心脏施加负荷的规定行为(例如上下楼锻炼、驱血等)前后的脉搏波传播时间(及心跳数)的变动幅度。即,变动幅度计算部350起到作为权利要求所记载的变动幅度计算单元的功能。此外,将由变动幅度计算部350所计算出的脉搏波传播时间的变动幅度输出至生物状态推测部360。

[0067] 生物状态推测部360基于由脉搏波传播时间测量部330所求出的脉搏波传播时间、及存储于相关信息存储部341的相关信息,来对使用者的生物状态进行推测。S卩,生物状态推测部360起到作为权利要求所记载的生物状态推测单元的功能。

[0068] 更具体而言,生物状态推测部360基于脉搏波传播时间及疲劳度表格(疲劳度相关信息),来对使用者的疲劳度进行推测。这里,如上所述,在相关信息存储部341中存储有决定脉搏波传播时间与疲劳度的程度之间的关系的疲劳度表格,生物状态推测部360基于所测量到的脉搏波传播时间,通过检索疲劳度表格来对疲劳度的程度进行推测。

[0069] 另外,生物状态推测部360基于脉搏波传播时间及自主神经功能表格(自主神经功能相关信息),来对使用者的自主神经功能进行推测。这里,如上所述,在相关信息存储部341中存储有决定脉搏波传播时间与自主神经功能之间的关系的自主神经功能表格,因此,生物状态推测部360基于脉搏波传播时间,通过检索自主神经功能表格来对自主神经功能进行推测。

[0070] 此外,生物状态推测部360基于由变动幅度计算部350所计算出的脉搏波传播时间的变动幅度、以及血管伸展性表格(血管伸展性相关信息),来对使用者的血管伸展性进行推测。这里,如上所述,相关信息存储部341中存储有决定脉搏波传播时间的变动幅度与血管伸展性的程度之间的关系的血管伸展性表格。生物状态推测部360基于由变动幅度计算部350所计算出的脉搏波传播时间的变动幅度,通过检索存储于相关信息存储部341的血管伸展性表格来对血管伸展性进行推测。

[0071] 将以所推测出的生物状态(即疲劳度、自主神经功能和/或血管伸展性)为首的、所计算出的脉搏波传播时间、心跳数、心跳间隔、脉搏数、脉搏间隔、心电波、光电脉搏波以及加速度脉搏波等测量数据输出至显示部50等。此外,也可以预先将所获取到的生物状态、脉搏波传播时间、心跳数、脉搏数等测量数据累计存储于例如上述RAM等,在测量结束后,输出至个人计算机(PC)等来进行确认。

[0072] 显示部50例如由液晶显示器(LCD)等构成,将所推测出的生物状态、所获取到的脉搏波传播时间、心跳数、脉搏数等测量数据(测量结果)实时地进行显示。另外,也可以采用以下结构;即,将上述信息经由通信部60发送至例如PC、具有显示器的便携式音乐播放机、或智能手机等来进行显示。此外,在这种情况下,除了测量结果、推测结果以外,优选为将测量日期时间等数据也进行发送。

[0073] 接着,参照图5和图6,对生物状态推测装置1的动作进行说明。图5是表示由生物状态推测装置1所进行的疲劳度/自主神经功能推测处理的处理步骤的流程图。另外,图6是表示由生物状态推测装置1所进行的血管伸展性推测处理的处理步骤的流程图。主要利用信号处理单元30来执行图5、图6所示的处理。

[0074] 在步骤S100中,读取由一对心电电极11、12所检测出的心电信号(心电波形)、以及由光电脉搏波传感器20所检测出的光电脉搏波信号(光电脉搏波波形)。接着,在步骤S102中,对步骤S100中所读取到的心电信号以及光电脉搏波信号实施滤波处理。另外,对光电脉搏波信号进行二次微分,从而获得加速度脉搏波。

[0075] 接着,在步骤S104中,对心电信号、光电脉搏波信号(加速度脉搏波信号)的峰值进行检测。然后,对所检测出的所有峰值存储峰值时间、峰值振幅等信息。

[0076] 接着,在步骤S106中,求出心电信号的R波峰值及光电脉搏波信号(加速度脉搏波)的峰值各自的延迟时间(偏移量),并基于所求出的延迟时间,分别对心电信号的R波峰值及光电脉搏波信号(加速度脉搏波)的峰值进行校正。此外,由于各峰值的校正方法如上所述,因此,这里省略详细说明。

[0077] 然后,在步骤S108中,根据校正后的光电脉搏波信号(加速度脉搏波)的峰值与心电信号的R波峰值之间的时间差来对脉搏波传播时间进行计算。

[0078] 接着,在步骤S110中,基于在步骤S108中所计算出的脉搏波传播时间来检索疲劳度表格,从而对疲劳度进行推测。此外,由于疲劳度表格等如上所述,因此,这里省略详细说明。

[0079] 此外,在步骤S110中,也可以进行自主神经功能的推测,以代替疲劳度。在这种情况下,在步骤S110中,基于脉搏波传播时间来检索自主神经功能表格,从而对自主神经功能进行推测。这里,由于自主神经功能表格等如上所述,因此,这里省略详细说明。

[0080] 然后,在步骤S112中,将在步骤S110中所推测出的疲劳度(或自主神经功能)输出至显示部50等。之后,暂时从本处理退出。

[0081] 接着,参照图6对血管伸展性推测处理进行说明。首先,在步骤S120中,例如在进行上下楼锻炼之前,对脉搏波传播时间进行测量,将所测量出的脉搏波传播时间存储于脉搏波传播时间存储部340。

[0082] 然后,在进行上下楼锻炼之后,在步骤S122中,对脉搏波传播时间进行测量。接着,在步骤S124中,读取存储于脉搏波传播时间存储部340的、进行上下楼锻炼前的脉搏波传播时间。

[0083] 接着,在步骤S126中,根据在步骤S122中所测量到的上下楼锻炼后的脉搏波传播时间、以及在步骤S124中所读取到的上下楼锻炼前的脉搏波传播时间,来计算出进行上下楼锻炼前后的脉搏波传播时间的变动幅度。

[0084] 接着,在步骤S128中,基于在步骤S126中所计算出的脉搏波传播时间的变动幅度来对血管伸展性表格进行检索,从而对血管伸展性进行推测。这里,由于血管伸展性表格等如上所述,因此,这里省略详细说明。

[0085] 然后,在步骤S130中,将在步骤S128中所推测出的血管伸展性输出至显示部50等。之后,暂时从本处理退出。

[0086] 以上,根据本实施方式,预先获取表示脉搏波传播时间与生物信息之间的关系的相关信息并进行存储,基于根据心电信号峰值与光电脉搏波信号峰值之间的时间差而求出的脉搏波传播时间、以及所存储的相关信息,来对使用者的生物状态进行推测。即,将根据心电信号峰值与光电脉搏波信号之间的时间差而求出的脉搏波传播时间用作为生物状态的指标。这里,如上所述,脉搏波传播时间与安静后的LF/HF有关。S卩,可以确认脉搏波传播时间与自主神经功能有关。另外,脉搏波传播时间的检测结果在安静下来后进行测量的情况下与在未安静下来就进行测量的情况下基本没有变化。即,若将脉搏波传播时间用作为指标,则不要求在测量前和测量中保持安静。而且,关于用于推测生物状态的数据的获取时间,只要能获取脉搏波传播时间即可,因此,在原理上能在一次脉搏波的脉搏波时间内对生物状态进行推测。由此,能使为对生物状态进行评价所需的测量时间比使用频率分析的现有方法要短。根据以上结果,在获取用于推测生物状态的生物信息(脉搏波传播时间)时,无需使使用者保持安静,并能在更短的时间内对生物状态进行推测。

[0087] 此时,根据本实施方式,能通过握住壳体5来获取两手间的心电信号及光电脉搏波信号,即,能获取脉搏波传播时间。由此,仅通过使用者握住壳体5就能对生物状态进行推测并进行评价。

[0088]另外,根据本实施方式,针对每个年龄、每种性别来获取并存储表示脉搏波传播时间与生物信息之间的关系的相关信息,由此,能考虑由年龄、性别所造成的差异来更高精度地对生物状态进行推测/评价。

[0089] 特别是,根据本实施方式,由于储存有基于脉搏波传播时间与疲劳度之间的关系而预先决定的疲劳度表格(疲劳度相关信息),因此,能通过测量使用者的脉搏波传播时间,将脉搏波传播时间作为指标来对疲劳度的程度进行推测并进行评价。

[0090] 另外,根据本实施方式,由于储存有基于脉搏波传播时间与自主神经功能之间的关系而预先决定的自主神经功能表格(自主神经功能相关信息),因此,能通过测量使用者的脉搏波传播时间,将脉搏波传播时间作为指标来对自主神经功能进行推测并进行评价。

[0091] 此外,根据本实施方式,由于储存有基于对心脏施加负荷的规定行为(例如上下楼锻炼、驱血等)前后的脉搏波传播时间的变动幅度与血管伸展性之间的关系而预先决定的血管伸展性表格(血管伸展性相关信息),因此,能通过测量使用者的脉搏波传播时间,将脉搏波传播时间的变动幅度作为指标,来对血管伸展性进行推测并进行评价。

[0092](变形例1)

在上述实施方式中,采用将第一心电电极11、第二心电电极12及光电脉搏波传感器20等安装于壳体5的便携式的结构,但例如如图7所示,也可以采用能安装于身体的(即穿着型的)结构。根据这样的结构,例如能更容易地对睡眠中等的脉搏传播时间进行测量。

[0093] 变形例1所涉及的生物状态推测装置2如图7所示,在布料上安装有第一心电电极11、第二心电电极12及光电脉搏波传感器20等,所述布料形成为能以从两臂前端经由肩膀、脊背而相连接的方式进行穿着。此外,也可以不具有对测量、布线来说是不需要的躯干部分的布料。

[0094] 通过穿着,使一对心电电极11、12中的一个心电电极11与一个手臂(例如左臂)从指尖到肩膀之间的任意部位(在本变形例中为手背)相接触来对生物状态推测装置2进行安装,使另一个心电电极12与另一个手臂(例如右臂)从指尖到肩膀之间的任意部位(在本变形例中为手背)相接触来对生物状态推测装置2进行安装。另外,与一个心电电极11和/或另一个心电电极12相连接的布线电缆15沿使用者的体表面安装于布料来进行布线。光电脉搏波传感器20优选为与手从指尖到肩膀之间的任意部位(在本变形例中为手背)相接触来进行安装。

[0095] 然而,虽然脉搏波传播时间的长度在一天中会随着时间段的不同而发生变化,但作为较大的倾向,如图8所示,在早晨比较长,在夜晚比较短。这给出了相对于疲劳较少的早晨、在积蓄了一天的疲劳的夜晚脉搏波传播时间缩短的启示。该缩短后的脉搏波传播时间会随着由睡眠所带来的疲劳的恢复而延长。因此,根据睡眠前后的脉搏传播时间的值来对睡眠的质量(疲劳的恢复状态)进行推测。

[0096]由此,在本变形例中,采用了以下结构:即,将基于睡眠(就寝)前的脉搏波传播时间、睡眠后(起床后)的脉搏波传播时间与睡眠质量(疲劳的恢复状态)之间的关系而预先决定的睡眠状态表格(相当于睡眠状态相关信息)预先存储于相关信息存储部341,从而对睡眠的质量进行推测。

[0097] 生物状态推测部360基于由脉搏波传播时间测量部330所求出并由脉搏波传播时间存储部340所存储的睡眠(就寝)前的脉搏波传播时间、由脉搏波传播时间测量部330所求出的睡眠后(起床后)的脉搏波传播时间、以及睡眠状态表格,来对睡眠的质量(疲劳的恢复状态)进行推测。此外,由于其它结构与上述实施方式(生物信息推测装置1)相同或同样,因此,这里省略详细说明。

[0098] 接着,利用图9对生物状态推测装置2的动作进行说明。图9是表示由生物状态推测装置2所进行的睡眠质量推测处理的处理步骤的流程图。主要利用信号处理单元30来执行图9所示的处理。

[0099] 在步骤S200中,读取所存储的睡眠前的脉搏波传播时间。接着,在步骤S202中,读取所测量到的睡眠后的脉搏波传播时间。

[0100] 接着,在步骤S204中,基于在步骤S200中所读取到的睡眠前的脉搏波传播时间、以及在步骤S202中所读取到的睡眠后的脉搏波传播时间来对睡眠状态表格进行检索,从而对睡眠质量(疲劳的恢复程度)进行推测。

[0101] 然后,在步骤S206中,将在步骤S204中所推测出的睡眠质量输出至显示部50等。之后,暂时从本处理退出。

[0102] 根据本变形例,能将一对心电电极11、12和光电脉搏波传感器20戴在身体上来对脉搏波传播时间进行测量。由此,能直接穿在身体上睡觉从而获取睡眠中的脉搏波传播时间并对睡眠质量(疲劳的恢复程度)进行推测/评价。另外,还能对白天的活动中的脉搏波传播时间进行测量并对生物状态(例如疲劳度等)依次进行推测/评价。

[0103] 特别是,在这种情况下,由于储存有基于睡眠前后的脉搏波传播时间与睡眠状态之间的关系而预先决定的睡眠状态表格,因此,能通过测量使用者睡眠前后的脉搏波传播时间,将脉搏波传播时间作为指标来对作为生物状态的睡眠质量进行推测并进行评价。

[0104] 另外,根据本变形例,即使在睡眠中也能连续对脉搏波传播时间进行测量,因此,能对快速眼动睡眠和无快速眼动睡眠进行推测,并且还能同时对睡眠效率(对疲劳恢复有效的睡眠时间相对于就寝时间的比例)、夜间中途苏醒次数等进行推测。

[0105](变形例2)

然而,如上所述,也可以自动开始/结束进行脉搏波传播时间的获取、以及生物状态(疲劳度、自主神经功能、血管伸展性、睡眠质量)的推测。另外,也可以构成为在自动开始时和/或自动结束时,利用声音或视频来进行指南。

[0106] 在本变形例中,例如在满足探测到使用者的接触时、获取规定脉搏波数(例如数跳)的心电信号、光电脉搏波信号时、以及支付报酬时中的至少任意一个条件时,生物状态推测部360自动开始对生物状态进行推测。

[0107]另外,在本变形例中,在获取到规定跳数(例如30跳)的心电信号、光电脉搏波信号时、和/或在开始对生物状态进行推测后经过了规定时间(例如30秒)时,生物状态推测部360自动结束生物状态的推测。

[0108] 此外,在本变形例中,在自动开始对生物状态进行推测时、和/或结束对生物状态的推测时,利用扬声器70、显示部50,用声音和/或图像来提示指南。S卩,扬声器70、显示部50相当于权利要求所记载的提示单元。

[0109] 根据本变形例,由于自动开始对生物状态进行推测,因此,无需用于使测量/检测开始的动作,因而能防止伴随开始动作而产生身体运动噪声,从而能在比较安静的状态下进行测量/检测。

[0110]另外,根据本变形例,在脉搏波传播时间的测量/生物状态的推测完成时,自动结束测量/推测,因此,能更简单地对脉搏波传播时间进行测量并对生物状态进行推测。

[0111] 此外,根据本变形例,能使使用者获知测量/推测的开始、测量/推测的结束等测量状态。

[0112] 以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明并不限于上述实施方式,可以进行各种变形。例如,在上述实施方式中,为了推测疲劳度而使用了疲劳度表格,但也可以采用基于相关式来进行运算从而进行推测的结构。同样,为了推测自主神经功能而使用了自主神经功能表格,但也可以采用基于相关式来进行运算从而进行推测的结构。另外,睡眠质量的获取以及血管的伸展性的获取也同样,可以采用通过运算来进行推测的结构。

[0113]另外,在上述实施方式中,基于预先存储的相关信息(疲劳度表格等)来对使用者的生物状态进行推测,但也可以在基于相关信息对生物状态(疲劳度等)进行推测时,基于例如心跳数、血压和/或光电脉搏波信号的检测部位与心脏之间的距离等来进行校正。

[0114]另外,在上述实施方式中,基于所测量到的脉搏波传播时间来对疲劳度表格进行检索从而对疲劳度进行推测,但也可以采用以下结构:即,进一步考虑所推测出的自主神经功能状态、睡眠质量和/或血管伸展性,从而综合性地对疲劳度进行推测。

[0115] 另外,在上述实施方式中,基于脉搏波传播时间来对疲劳度进行推测,但也可以进一步考虑基于心跳间隔或脉搏间隔的自主神经功能的分析结果,从而综合性地对疲劳度进行推测。由此,能综合性地对原因和症状各不相同的肉体疲劳和精神疲劳进行推测。

[0116] 在上述实施方式中,基于脉搏波传播时间的变动幅度来对血管伸展性进行推测,但也可以进一步考虑加速度脉搏波波形的峰值高度比,从而综合性地对血管伸展性进行推测。由此,能提高血管伸展性的推测精度。

[0117] 在上述实施方式中,将第一、第二心电电极11、12及光电脉搏波传感器20配置于壳体5的上表面,但例如也可以配置于壳体5背面的、与使用者的中指等相接触的部位。

[0118] 如上所述,也可以采用以下结构:即,将所获取到的心跳信号、脉搏信号等测量数据输出至PC、具有显示器的便携式音乐播放机、或智能手机等来进行显示。在这种情况下,生物状态的推测也可以在PC、智能手机侧进行。此外,也可以采用将数据发送至服务器并在服务器侧进行处理的结构。在这种情况下,将上述相关信息等数据存储于PC、智能手机、月艮务器侧。

[0119] 在上述变形例1中,根据睡眠前后的脉搏波传播时间的值来对睡眠质量进行推测,但也可以采用以下结构:即,预先将基于睡眠中的脉搏波传播时间的变化与睡眠质量(疲劳的恢复状态)之间的关系而决定的睡眠状态表格(相当于睡眠状态相关信息)存储于相关信息存储部341,从而对睡眠质量进行推测。在这种情况下,脉搏波传播时间存储部340对睡眠中的脉搏波传播时间的变化进行存储,生物状态推测部360基于由脉搏波传播时间存储部340所存储的睡眠中的脉搏波传播时间的变化、以及睡眠状态表格,来对睡眠质量(疲劳的恢复状态)进行推测。在这种情况下,对使用者在睡眠中的脉搏波传播时间的变化进行测量,从而能对睡眠状态(睡眠的质量即疲劳的恢复状态)进行推测并进行评价。

标号说明

[0120] 1、2 生物状态推测装置 5 壳体

11 第一心电电极

12 第二心电电极15 布线电缆

20 光电脉搏波传感器

21 发光元件

22 受光元件

30 信号处理单元

300 运算处理装置

310 第一信号处理部

320 第二信号处理部31U321放大部

312、322模拟滤波器

313、323 A/D 转换器

314、324数字滤波器325 二阶微分处理部316、326峰值检测部318、328峰值校正部

330 脉搏波传播时间测量部

340 脉搏波传播时间存储部

341 相关信息存储部350 变动幅度计算部360 生物状态推测部50 显示部

60 通信部

70 扬声器

Claims (12)

1.一种生物状态推测装置,其特征在于,包括: 一对心电电极,该一对心电电极对心电信号进行检测; 光电脉搏波传感器,该光电脉搏波传感器具有发光元件和受光元件,对光电脉搏波信号进行检测; 峰值检测单元,该峰值检测单元分别对由所述一对心电电极所检测出的心电信号的峰值、及由所述光电脉搏波传感器所检测出的光电脉搏波信号的峰值进行检测; 脉搏波传播时间运算单元,该脉搏波传播时间运算单元根据由所述峰值检测单元所检测出的光电脉搏波信号的峰值与心电信号的峰值之间的时间差来求出脉搏波传播时间;相关信息存储单元,该相关信息存储单元对基于脉搏波传播时间与生物状态之间的关系而预先决定的相关信息进行存储;以及 生物状态推测单元,该生物状态推测单元基于由所述脉搏波传播时间运算单元所求出的脉搏波传播时间、及存储于所述相关信息存储单元的相关信息,来对使用者的生物状态进行推测。
2.如权利要求1所述的生物状态推测装置,其特征在于, 所述相关信息存储单元对基于脉搏波传播时间与疲劳度之间的关系而预先决定的疲劳度相关信息进行存储, 所述生物状态推测单元基于所述脉搏波传播时间和所述疲劳度相关信息来对使用者的疲劳度进行推测。
3.如权利要求1所述的生物状态推测装置,其特征在于, 所述相关信息存储单元对基于脉搏波传播时间与自主神经功能之间的关系而预先决定的自主神经功能相关信息进行存储, 所述生物状态推测单元基于所述脉搏波传播时间和所述自主神经功能相关信息来对使用者的自主神经功能进行推测。
4.如权利要求1所述的生物状态推测装置,其特征在于, 所述生物状态推测装置还包括脉搏波传播时间存储单元,该脉搏波传播时间存储单元对由所述脉搏波传播时间运算单元所求出的脉搏波传播时间进行存储, 所述相关信息存储单元对基于睡眠前的脉搏波传播时间、睡眠后的脉搏波传播时间与睡眠状态之间的关系而预先决定的睡眠状态相关信息进行存储, 所述生物状态推测单元基于由所述脉搏波传播时间运算单元所求出并由所述脉搏波传播时间存储单元所存储的睡眠前的脉搏波传播时间、由所述脉搏波传播时间运算单元所求出的睡眠后的脉搏波传播时间、以及所述睡眠状态相关信息,对使用者的睡眠状态进行推测。
5.如权利要求1所述的生物状态推测装置,其特征在于, 所述生物状态推测装置还包括脉搏波传播时间存储单元,该脉搏波传播时间存储单元对由所述脉搏波传播时间运算单元所求出的脉搏波传播时间的变动进行存储, 所述相关信息存储单元对基于睡眠中的脉搏波传播时间的变动与睡眠状态之间的关系而预先决定的睡眠状态相关信息进行存储, 所述生物状态推测单元基于由所述脉搏波传播时间存储单元所存储的睡眠中的脉搏波传播时间的变动、以及所述睡眠状态相关信息,对使用者的睡眠状态进行推测。
6.如权利要求1所述的生物状态推测装置,其特征在于, 所述生物状态推测装置还包括变动幅度计算单元,该变动幅度计算单元计算出对心脏施加负荷的规定行为前后的脉搏波传播时间的变动幅度, 所述相关信息存储单元对基于所述规定行为前后的脉搏波传播时间的变动幅度与血管伸展性之间的关系而预先决定的血管伸展性相关信息进行存储, 所述生物状态推测单元基于由所述变动幅度计算单元所计算出的脉搏波传播时间的变动幅度、以及所述血管伸展性相关信息,来对使用者的血管伸展性进行推测。
7.如权利要求1至6的任一项所述的生物状态推测装置,其特征在于, 所述一对心电电极安装于同一壳体内,并且,安装于以下位置:在使用者用左右手握住该壳体时,一只手与一个心电电极相接触,另一只手与另一个心电电极相接触, 所述光电脉搏波传感器安装于所述壳体,并且,安装于以下位置:在使用者用左右手握住所述壳体时,与任意一只手相接触。
8.如权利要求1至6的任一项所述的生物状态推测装置,其特征在于, 所述一对心电电极中的一个心电电极安装成与一个手臂从指尖到肩膀之间的任意部位相接触,另一个心电电极安装成与另一个手臂从指尖到肩膀之间的任意部位相接触,与所述一对心电电极相连接的布线电缆沿使用者的体表面进行布线, 所述光电脉搏波传感器安装成与任意一个手臂从指尖到肩膀之间的任意部位相接触。
9.如权利要求1所述的生物状态推测装置,其特征在于, 所述相关信息存储单元分别针对每个年龄和/或每种性别来存储表示脉搏波传播时间与生物信息之间的关系的相关信息。
10.如权利要求1至9的任一项所述的生物状态推测装置,其特征在于, 在满足探测到使用者的接触时、获取规定脉搏波数的心电信号、光电脉搏波信号时、以及支付报酬时中的至少任意一个条件时,所述生物状态推测单元自动开始对使用者的生物状态进行推测。
11.如权利要求1至10的任一项所述的生物状态推测装置,其特征在于, 在获取到规定脉搏波数的心电信号、光电脉搏波信号时,和/或在生物状态的推测开始后经过了规定时间时,所述生物状态推测单元自动结束对使用者的生物状态的推测。
12.如权利要求1至11的任一项所述的生物状态推测装置,其特征在于, 所述生物状态推测装置还包括提示单元,该提示单元在自动开始对生物状态进行推测时,和/或在结束对生物状态的推测时,利用声音和/或图像来提示指南。
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