JP2005253865A - 生体評価装置、生体評価方法、生体評価プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 ユーザが手軽に生体評価を行えるようにする。
【解決手段】 ユーザの抹消部から、少なくとも血中の酸素飽和度を含む生体情報を生体センサユニット１０２を用いて光学的に測定すると共に、ユーザの体動強度たる加速度を体動センサ１４０を用いて検出し、加速度と前記酸素飽和度との値に基づいて前記生体を評価するようにした。
【選択図】 図５

Description

本発明は、生体機能の評価を行うための技術に関する。

従来から、生体情報計測装置として、パルスオキシメータが知られている。このパルスオキシメータは、赤色光（例えば波長６６０ｎｍ）と赤外光（例えば波長９４０ｎｍ）の夫々異なった２波長の光を生体組織に時分割に照射し、動脈血中の酸素飽和度を非侵襲に連続測定するものである（例えば、特許文献１参照）。このような非侵襲に生体状態を測定する生体情報計測装置としては、上記パルスオキシメータ以外にも、血圧計や体温計等が知られている。
特許第３１１６２５５号公報

上記のように、酸素飽和度や血圧、体温等の生体情報を計測する装置は従来から存在するものの、そのときの健康状態や体力状態といった生体に関する評価を簡単に行うことのできる装置は無かった。特に、体力状態の評価にあっては、従来、運動強度を軽いものから強いものへ段階的に変化させて、そのときの脈波の変化から最大酸素摂取量を計算により求め、その結果に基づいて評価するといった手法が用いられており、特別な運動をすることなく体力評価を行うことはできなかった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ユーザが手軽に生体評価を行うことができる生体評価装置、生体評価方法、生体評価プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、生体の抹消部から、少なくとも血中の酸素飽和度を含む生体情報を光学的に測定する生体情報測定手段と、前記生体の体動強度を検出する体動検出手段と、前記体動強度と前記酸素飽和度との値に基づいて前記生体を評価する生体評価手段とを具備することを特徴とする生体評価装置を提供する。
この生体評価装置によれば、生体の体動強度と前記酸素飽和度との値に基づいて生体を評価する構成であるため、ユーザは、特別な運動をせずとも普段の動作を行うだけで、手軽に生体評価を行うことができる。

ここで、生体評価手段は、前記体動強度が第１基準強度以下の場合に、前記酸素飽和度が第１基準酸素飽和度を下回っているときに、前記生体に異常があると評価する構成が望ましい。また、この第１基準強度は、日常動作に相当する運動強度に設定されるのが好ましい。この構成によれば、日常動作程度の軽い運動時における生体情報を検出し、当該検出結果に基づいて生体異常の評価を行うため、ユーザは特に激しい運動等をしなくとも普段の生活行動をするだけで簡単に生体評価を行うことができる。

また上記望ましい構成において、前記生体評価手段は、前記体動強度が前記第１基準強度よりも大きい値である第２基準強度以上である場合に、前記酸素飽和度が前記第１基準酸素飽和度よりも小さい値である第２基準酸素飽和度を下回っているときに、前記生体が体力不足であると評価する構成が望ましい。
これらの望ましい構成によれば、ユーザは、日常動作よりも比較的激しい運動をするだけで、体力状態の評価を行うことができ、さらに、軽い運動時には上記生体異常の評価が行われるため、より多様な生体評価を行うことができる。
なお、前記第１基準強度は、０．５Ｇ〜１Ｇ（Ｇ：重力加速度）の値に設定されると共に、前記第１基準酸素飽和度は、９０％〜９５％の値に設定される構成が好ましく、また、前記第２基準強度は、１．５Ｇ〜２Ｇ（Ｇ：重力加速度）の値に設定されると共に、前記第２基準酸素飽和度は、８５％〜９９％の値に設定される構成が好ましい。

なお、前記生体情報測定手段は、前記生体の指又は手首から前記生体情報を測定すると共に、前記体動検出手段は、前記生体の腕の軸方向の加速度に基づいて前記体動強度を検出する構成としても良い。
また、前記体動検出手段は、前記生体の腰の上下動の加速度に基づいて前記体動強度を検出する構成としても良く、この構成によれば、運動に基づく生体の体動強度をより正確に検出することが可能となる。
なお、上記生体評価装置は、前記生体に装着される携帯型に構成されるのが好ましく、これにより、ユーザは、当該生体評価装置を装着して日常生活を送るだけで、手軽に生体評価を行うことができる。

また本発明は、上記目的を達成するために、生体の抹消部から、少なくとも血中の酸素飽和度を含む生体情報を光学的に測定すると共に、前記生体の体動強度を検出する第１ステップと、前記体動強度と前記酸素飽和度との値に基づいて前記生体を評価する第２ステップとを具備することを特徴とする生体評価方法を提供する。
また本発明は、上記目的を達成するために、生体の抹消部から生体信号を光学的に検出する生体信号検出手段と、前記生体の体動強度を検出する体動検出手段を備えた生体評価装置を、前記生体信号に基づいて、少なくとも血中の酸素飽和度を含む生体情報を算出する生体情報算出手段、前記体動強度と前記酸素飽和度との値に基づいて前記生体を評価する生体評価手段として機能させるための生体評価プログラムを提供する。
また、本発明は、上記生体評価プログラムを電気通信回線を介して一般ユーザに配布したり、当該生体評価プログラムを、ＣＤ−ＲＯＭや、フロッピー（登録商標）ディスク、光記録ディスクといった、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に格納して一般ユーザに配布する、といった態様でも実施可能である。

本発明によれば、ユーザが手軽に生体評価を行うことができる。

以下図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態の生体評価装置は、携帯型に構成され、歩行などの比較的軽度な運動中における酸素飽和度ＳＰＯ₂の変化をユーザ（生体）の末梢部から検出し、この検出結果に基づいてユーザの生体評価を行う事を特徴としたものである。以下、当該生体評価装置について詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係る生体評価装置の外観構成を、その使用の態様と共に示す図である。この図に示すように、生体評価装置１は、腕時計構造を有する装置本体１００と、この装置本体１００に設けられ、腕時計における１２時方向からユーザの手首に巻きついて６時方向で固定されるリストバンド１０３とを備え、腕時計型のリスト機器として構成されている。上記装置本体１００の上面には、酸素飽和度ＳＰＯ₂や体動加速度、時刻といった各種情報が表示される液晶表示部１０８が設けられ、また装置本体１００の外周部には、ユーザが各種情報を入力する際に用いる入力手段としてのボタンスイッチ１１１が設けられている。さらに、装置本体１００の表面（液晶表示部１０８が設けられた面）には、開始・終了ボタン１１６が設けられている。この開始・終了ボタン１１６は、ユーザが当該生体評価装置１に対して、酸素飽和度ＳＰＯ₂や体動加速度に基づく生体評価の評価開始あるいは終了を指示する際に用いられる。

装置本体１００の６時方向の外周部には、コネクタ部１０５が設けられ、このコネクタ部１０５には、コネクタピース１０６が着脱自在に取り付けられ、このコネクタピース１０６には、生体評価に用いられる生体情報をユーザの末梢部から検出する生体センサユニット１０２が接続される。すなわち、生体評価装置１は、コネクタピース１０６が取り外されている場合には、腕時計として機能し、コネクタピース１０６が装着されている場合には、健康状態や体力状態を評価する携帯型の生体評価装置として機能可能となる。コネクタピース１０６には、ケーブル１０１を介して生体センサユニット１０２が接続され、生体センサユニット１０２により、ユーザの生体情報が検出される。具体的には、この生体センサユニット１０２は、図２に示すように、センサ用固定バンド１０４によって、ユーザの末梢部たる指の根元近傍に固定され、血管に光を照射することで生体情報を検出する。なお、ユーザの手の甲にコネクタ部１０５が当接する等して、ユーザの手の動きが規制されるのを防止するために、コネクタ部１０５を装置本体１００の外周の内、腕時計における３時方向に設けるのが望ましい。

図３は、生体センサユニット１０２の構成を模式的に示す図である。この図に示すように、生体センサユニット１０２は、センサ枠１０２０と、当該センサ枠１０２０の下面を塞ぐ裏蓋１０２１と、上面を塞ぐガラス板１０２３とを有するユニット本体１０２ａを備え、このユニット本体１０２ａには、回路基板１０２６と、この回路基板１０２６上に実装された２つのＬＥＤ１０２２ａ、１０２２ｂと、フォトディテクタ１０２４とが内蔵されている。また、回路基板１０２６には、ケーブル１０１が接続され、このケーブル１０１を介して、フォトディテクタ１０２４からの検出信号たる生体検出信号が装置本体１００に出力される。また、回路基板１０２６への電力供給も、装置本体１００に内蔵された電池（不図示）からケーブル１０１を介して行われる。

上記ＬＥＤ１０２２ａは波長（中心波長）が約９４０ｎｍの赤外光を照射するものであり、また、ＬＥＤ１０２２ｂは波長（中心波長）が約６６０ｎｍの赤色光を照射するものである。ＬＥＤ１０２２ａ、１０２２ｂの出射面及びフォトディテクタ１０２４の受光面は、各々ガラス板１０２３と対向しており、ＬＥＤ１０２２ａ、１０２２ｂの各々から血管に向けて照射された光が当該血管にて反射され、その反射光量がガラス板１０２３を透過してフォトディテクタ１０２４にて検出される。

このフォトディテクタ１０２４の上面には、図４に示すように、受光面を分割するように、互いに透過波長特性の異なる２つの透過フィルタ１０２４ａ、１０２４ｂが貼り付けられている。透過フィルタ１０２４ａは、ＬＥＤ１０２２ａの波長域（すなわち９４０ｎｍ付近）の光のみを透過し、透過フィルタ１０２４ｂは、ＬＥＤ１０２２ｂの波長域（すなわち６６０ｎｍ付近）の光のみを透過する。この構成により、１つのフォトディテクタ１０２４により、ＬＥＤ１０２２ａ、１０２２ｂの各々の波長域の光量を検出することが可能となっている。生体情報測定時には、ＬＥＤ１０２２ａ、１０２２ｂが時分割に交互に発光し、ＬＥＤ１０２２ａあるいはＬＥＤ１０２２ｂの発光により検出された反射光量が生体検出信号として装置本体１００に出力される。

上記ガラス板１０２３は、少なくともＬＥＤ１０２２ａ、１０２２ｂの波長域（９４０ｎｍ付近及び６６０ｎｍ付近）に高い透過特性を有するガラス材料から形成され、その他の波長域の光については、ガラス板１０２３の表面に貼り付けられた透過フィルタ（図示せず）によりカットされる構成となっており、この構成により、ユニット本体１０２ａ内への外来光の侵入が極力防止され、フォトディテクタ１０２４に外来光によるノイズが含まれるのが防止されるようになっている。なお、本実施形態では、フォトディテクタ１０２４が反射光を検出する構成としているが、これに限らず、当該フォトディテクタ１０２４を、指を挟んでＬＥＤ１０２２ａ、１０２２ｂと対向配置し、指を透過した光を受光する構成としても良い。

図５は、生体評価装置１の機能的構成を示すブロック図である。この図において、ＣＰＵ１３０は、当該生体評価装置１の各部の動作を制御する制御手段、生体センサユニット１０２からの生体検出信号に基づいて血中の酸素飽和度ＳＰＯ₂を演算する処理、生体を評価するための演算処理等の各種演算処理を実行する演算手段として機能するものである。ＲＯＭ１３２は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）などの書き換え可能なメモリであり、ＣＰＵ１３０によって実行される制御プログラムや、上記各処理のためのプログラム、各種データを記憶するものである。ＲＡＭ１３４は、ＣＰＵ１３０のワークエリアとして用いられ、ＣＰＵ１３０による演算結果や各種データを一時的に記憶するものである。計時回路１３６は、所定周波数（例えば３２．７６８ｋＨｚ）のクロック信号を出力する発振回路１３６０と、発振回路１３６０からのクロック信号を分周して１Ｈｚのクロック信号をＣＰＵ１３０に出力する分周回路１３６１とを備え、このクロック信号をＣＰＵ１３０に出力するものである。ＣＰＵ１３０は、１Ｈｚのクロック信号に基づき計時処理を行う。入力部１３８は、上述したボタンスイッチ１１１および開始・終了ボタン１１６に対応するものであり、ユーザの各ボタン操作に応じた信号をＣＰＵ１３０に出力する。液晶表示部１０８はＣＰＵ１３０の制御に従って画面を表示するものであり、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を備えている。なお、液晶表示部１０８に有機ＥＬディスプレイを用いる構成としても良い事は勿論である。

生体信号増幅回路１２０は、生体センサユニット１０２からの生体検出信号を増幅してＡ／Ｄ変換回路１２２に出力する。Ａ／Ｄ変換回路１２２は、ＣＰＵ１３０から制御信号が入力されている間だけ、アナログ信号の生体検出信号をデジタル信号に変換してＣＰＵ１３０に出力するものである。ＣＰＵ１３０は、Ａ／Ｄ変換回路１２２から出力されている生体検出信号を一定期間取り込み、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を実行することにより生体検出信号の周波数成分を算出し、生体信号Ｆｓａ、Ｆｓｂを求める。具体的には、生体センサユニット１０２が備える２つのＬＥＤ１０２２ａ、１０２２ｂに対応する反射光量を個々に検出すべく、ＣＰＵ１３０は、時分割にＬＥＤ１０２２ａ、１０２２ｂを交互に発光させ、そして、ＬＥＤ１０２２ａの発光時に検出された生体検出信号に基づく生体信号Ｆｓａと、ＬＥＤ１０２２ｂの発光時に検出された生体検出信号に基づく生体信号Ｆｓｂとを個別に求める。

上記生体検出信号、引いては、生体信号Ｆｓａ、Ｆｓｂには、血中の酸素飽和度ＳＰＯ₂を示す情報が含まれている。詳述すると、ＬＥＤ１０２２ａ、１０２２ｂから指に向けて光を照射すると、この光が血管に届いて血液中のヘモグロビン（酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロビン）によって一部が吸収され、一部が反射される。生体（血管）から反射してきた光は、フォトディテクタ１０２４によって受光され、その受光量変化は、血液の脈波によって生じる血量変化に対応し、血量が多いときには、ヘモグロビンでの光の吸収が増大するため、反射光が弱くなる一方、血量が少なくなると反射光が強くなる。従って、反射光強度の変化をフォトディテクタ１０２４で監視すれば、反射光強度の脈動周期（すなわち生体信号Ｆｓａ、Ｆｓｂ）から脈拍を検出することも可能となる。なお、この酸素飽和度ＳＰＯ₂や脈拍数等の具体的な算出方法については、従来と同様であるため、その詳細な説明については省略する。

次いで、体動センサ１４０は、ユーザの体動として腕の動きを検出するものである。詳述すると、ユーザが運動等している場合、生体信号Ｆｓａ、Ｆｓｂには、体動（本実施形態では、腕の動き）に応じた周波数成分が含まれてしまうため、生体情報（酸素飽和度）をより正確に測定するためには、生体信号Ｆｓａ、Ｆｓｂから体動成分を除去する必要がある。そこで、本実施形態では、生体評価装置１に上記体動センサ１４０を設ける構成としている。この体動センサ１４０は、ユーザの体動として、歩行等の運動に伴う腕の振りの繰り返し運動を検出するための加速度センサを有し、腕の振りに伴う、腕の軸方向（延長方向）の加速度を体動信号として体動信号増幅回路１４２に出力する。

この加速度センサについて詳述すると、本実施形態では、加速度センサとして差動キャパシタ型センサを用いている。図６は、この作動キャパシタ型センサの構造を概略的に示す図である。また、図７は、加速度の加わっていない状態における差動キャパシタ型センサの一部拡大図である。図６に示すように、差動キャパシタ型センサ４００は、２軸の角度センサであり、第１の感度軸ＬＸ１と、第２の感度軸ＬＸ２を有し、図７に示すように、一対の固定軸４０１に可撓性を有する各テザー４０２が支持されている。そして一対のテザー４０２は、両側からビーム（梁）４０３を支持している。各ビーム４０３には、側方に突設された電極４０３Ａが設けられており、一対の固定外側電極４０４Ａ、４０４Ｂに各固定外側電極４０４Ａ、４０４Ｂからほぼ同一の距離を有する位置に各固定外側電極４０４に対向するように保持されている。これにより、電極４０３Ａと各固定外側電極４０４Ａ、４０４Ｂとはそれぞれ、略同一の容量を有するコンデンサとして機能している。

図８は、加速度の加わった状態における差動キャパシタ型センサの一部拡大図である。図７で示した状態において、差動キャパシタ型センサ４００が傾けられると、テザー４０２が重力加速度によりたわみ、図８に示したような状態となる。この結果、例えば、図８に示すような場合には、電極４０３Ａと固定外側電極４０４Ａとの距離Ｇ１は、電極４０３Ａと固定外側電極４０４Ｂとの距離Ｇ２よりも大きくなる。すなわち、電極４０３Ａと固定外側電極４０４Ｂとで構成されるコンデンサの容量の方が大きくなる。従って、この容量差は、重力加速度（Ｇ）の大きさ、すなわち、傾けた角度に比例することとなるので、容量差を計測することにより角度を検出することが可能となり、また、この検出値から、腕の振りに伴う、腕の軸方向の加速度を算出することができるのである。

体動信号増幅回路１４２は、体動信号を増幅して、Ａ／Ｄ変換回路１２２に出力するものである。Ａ／Ｄ変換回路１２２は、上述したように、ＣＰＵ１３０から制御信号が入力されている間だけ、体動信号をアナログ／デジタル変換して、ＣＰＵ１３０に出力する。すなわち、Ａ／Ｄ変換回路１２２は、生体信号増幅回路１２０からの生体検出信号と体動信号増幅回路１４２からの体動信号を一定時間ごとに交互に受け取り（すなわち、時分割）、アナログ／デジタル変換してＣＰＵ１３０に出力する。ＣＰＵ１３０は、デジタル信号に変換された体動信号を一定期間取り込み、ＦＦＴ処理を実行することにより体動信号の周波数成分を算出し、体動信号Ｆｔを求める。そして、ＣＰＵ１３０は、上記生体信号Ｆｓａ、Ｆｓｂから体動成分を取り除くべく、生体信号Ｆｓａ、Ｆｓｂから体動信号Ｆｔを減算して酸素飽和度ＳＰＯ₂を求める。

上記構成の下、本実施形態の生体評価装置１は、ユーザによって評価開始指示がなされると、ユーザの生体情報を測定すると共に、当該生体情報に基づいて、健康状態や体力状態といった生体評価を実行する。以下、この生体評価処理について図９を参照して説明する。
図９は、生体評価処理のフローチャートである。この図に示すように、生体評価装置１のＣＰＵ１３０は、ユーザによって開始・終了ボタン１１６が操作され生体評価開始指示がなされたことを検出すると（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、Ａ／Ｄ変換回路１２２に制御信号を出して、これを動作させると共に、生体センサユニット１０２のＬＥＤ１０２２ａ、１０２２ｂ及び体動センサ１４０の各々を排他的（時分割）に動作させ、ＬＥＤ１０２２ａの発光に基づく生体検出信号と、ＬＥＤ１０２２ｂの発光に基づく生体検出信号と、体動信号とを時分割に取り込む（ステップＳ２）。次いで、ＣＰＵ１３０は、生体検出信号と体動信号の各々に対してＦＦＴ処理を実行し、生体信号Ｆｓａ、Ｆｓｂと、体動信号Ｆｔの各々を算出する（ステップＳ３）。そして、ＣＰＵ１３０は、生体信号Ｆｓａ、Ｆｓｂから体動成分を除去すべく、生体信号Ｆｓａ、Ｆｓｂの各々から体動信号Ｆｔを減算し（ステップＳ４）、この減算後の生体信号Ｆｓａ、Ｆｓｂに基づいて酸素飽和度ＳＰＯ₂（すなわち生体情報）を算出する（ステップＳ５）。なお、末梢部の血流変化に伴うフォトディテクタ１０２４の受光量変化からユーザの脈拍数を酸素飽和度ＳＰＯ₂に加えて算出して液晶表示部１０８に表示するようにしても良い。

次いで、ＣＰＵ１３０は、酸素飽和度ＳＰＯ₂と共に上記体動センサ１４０によって検出された加速度を体動として液晶表示部１０８に表示する（ステップＳ６：図１２参照）。そして、ＣＰＵ１３０は、この酸素飽和度ＳＰＯ₂と体動とに基づいて生体評価を行う（ステップＳ７）。詳述すると、発明者は、酸素飽和度ＳＰＯ₂及び体動（運動強度）と、健康状態及び体力状態との関係について、次のような知見を得ている。
図１１は、酸素飽和度ＳＰＯ₂（％）と体動（運動強度）たる加速度（Ｇ）との関係を示す図である。この図には、健康状態或いは体力状態が異なる３人の被験者による計測結果が示されている。すなわち、図中、菱形◆は、健康状態及び体力状態が共に良好な被験者Ａについての測定結果を示し、黒丸●は、健康状態が良好であるものの比較的体力の無い（心肺機能の弱い）被験者Ｂについての測定結果を示し、また、白丸○は、体力は良好であるものの健康状態の良くない（喫煙等により呼吸器系（特に気管支）に疾患のある）被験者Ｃについての測定結果を示している。なお、同図に示す実線、一点鎖線及び二点鎖線は、被験者Ａ〜Ｃの測定結果を補間する多項式を示すものであり、実線が被験者Ａ、一点鎖線が被験者Ｂ、二点鎖線が被験者Ｃに対応する。

この図において、加速度（Ｇ）が０Ｇ〜１Ｇ（Ｇ：重力加速度）程度の運動強度は日常動作に相当し、加速度が１Ｇ程度で、おおよそ歩行時の運動強度に相当する。また、加速度（Ｇ）が１Ｇ以上の場合の運動強度は、歩行よりも比較的激しい運動に相当する。健康状態及び体力状態が共に良好な被験者Ａにあっては、運動の加速度Ｇの変化に対して酸素飽和度ＳＰＯ₂が比較的一定している。また、被験者Ｃについては、日常動作に相当する軽い運動時には、酸素飽和度ＳＰＯ₂の変化がみられないものの、運動強度が強くなるにつれ（加速度（Ｇ）が大きくなるにつれ）、酸素飽和度ＳＰＯ₂が大きく減少する。また、被験者Ｂについては、日常動作に相当する軽い運動のとき（加速度（Ｇ）が小さいとき）から酸素飽和度ＳＰＯ₂が減少傾向を示している。

以上のことから、加速度（Ｇ）が小さい値領域、すなわち、日常動作に相当する比較的軽度な運動時において酸素飽和度ＳＰＯ₂が減少する場合には、ユーザの健康状態が悪いことを示すことになる。また、比較的軽度な運動時において酸素飽和度ＳＰＯ₂に減少傾向がみられないものの、加速度（Ｇ）が大きい値領域、すなわち、比較的激しい運動時において酸素飽和度ＳＰＯ₂が減少傾向を示す場合には、体力が比較的無いことを示すことになる。

そこで、本実施形態の生体評価装置１のＣＰＵ１３０は、生体評価に際し、図１０に示すように、ユーザが日常動作に相当する軽度な運動中であるか否かを判断するために、体動センサ１４０により検出された加速度が第１基準加速度以下（例えば１Ｇ）であるか否かを判断する（ステップＳ１０１）。そして、加速度が第１基準加速度以下である場合、ＣＰＵ１３０は、酸素飽和度ＳＰＯ₂が第１基準酸素飽和度（例えば、９２％）を下まわっていれば（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ユーザの健康状態が悪く、生体に何らかの異常があると判断し（ステップＳ１０３）、また、酸素飽和度ＳＰＯ₂が第１基準酸素飽和度以上であれば、比較的激しい運動時について判断すべく、処理手順をステップＳ１０１に戻す。

一方、ステップＳ１０１の判断の結果、体動センサ１４０により検出された加速度が第１基準加速度より大きい場合、ＣＰＵ１３０は、比較的激しい運動中であるか否かを判断するために、体動センサ１４０により検出された加速度が第２基準加速度以上（例えば２Ｇ）であるかを判断する（ステップＳ１０４）。加速度が第２基準加速度に達していなければ測定対象領域外であるため、ＣＰＵ１３０は処理を終了する。一方、加速度が第２基準加速度以上である場合、ＣＰＵ１３０は、酸素飽和度ＳＰＯ₂が第２基準酸素飽和度（例えば、８８％）を下まわっていれば（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、ユーザに体力がないと判断し（ステップＳ１０６）、また、酸素飽和度ＳＰＯ₂が第２基準酸素飽和度（例えば、８８％）以上であれば、ユーザが健康であると判断する（ステップＳ１０７）。なお、本実施形態では、第１基準加速度として１Ｇを、第２基準加速度として２Ｇを例示したが、これに限らず、例えば第１基準加速度としては０．５Ｇ〜１Ｇの値を用いることができ、また、第２基準加速度としては１．５Ｇ〜２Ｇの値を用いることもできる。また同様に、第１基準酸素飽和度としては９０％〜９５％の値を用いることができ、第２基準加速度としては８５％〜９０％の値を用いることができる。そして、これら第１、第２基準加速度及び第１、第２基準酸素飽和度の値は、あらかじめＲＯＭ１３２に格納され、上記生体評価時に参照される。

さて、その後ＣＰＵ１０３は、図９に示すステップＳ８に処理手順を進め、上記ステップＳ７における判断結果を液晶表示部１０８に表示する。表示の具体的態様としては、「健康異常」や「体力不足」、「健康」といった文字表示があり、また、これらの状態を示す図象（アイコン）の表示等も考えられる。

以上説明したように、本実施形態の生体評価装置１によれば、日常動作に相当する軽い運動時における生体情報（具体的には、酸素飽和度ＳＰＯ₂）を検出し、当該検出結果に基づいて健康状態の評価といった生体評価を行う構成としたため、ユーザは特に激しい運動等をしなくとも普段の生活行動をするだけで簡単に生体評価を行うことができる。特に、生体評価装置１が腕時計型（すなわちリスト機器型）等の携帯型に構成されているため、日常生活の中で生体評価を容易に行うことができる。
特に、酸素飽和度ＳＰＯ₂の変化を検出することで、例えば煙草の吸いすぎや受動喫煙等によって発生する呼吸器系の異常を健康状態の異常として検出することができる。
さらに本実施形態の生体評価装置１によれば、日常動作よりも比較的激しい運動時における生体状態を検出し、当該検出結果に基づいて体力状態といった生体評価を、上記健康状態の評価に加えて行う構成としたため、より多様な生体評価を行うことができる。

＜第２実施形態＞
次いで、本発明の第２実施形態について説明する。上述した第１実施形態においては、腕時計（リスト機器）型に構成された生体評価装置１に体動センサ１４０を内蔵し、体動としての腕の動きを検出する構成について例示した。これに対して、本実施形態では、図１３に示すように、生体評価装置１をユーザＵの手首に装着されるリスト側機器２００と、腰に装着される腰側機器３００とを備える構成とすると共に、当該腰側機器３００にも体動センサ３０１を内蔵した構成としている。以下、かかる構成の生体評価装置１について詳述する。

図１４は生体評価装置１のリスト側機器２００の機能的構成を示すブロック図であり、図１５は生体評価装置１の腰側機器３００の機能的構成を示すブロック図である。図１４に示すリスト側機器２００は、無線回路１５０を備える点の他は、第１実施形態に示した装置本体１００と同様な構成を有している。一方、図１５に示す腰側機器３００は、ユーザの腰の上下動に伴う加速度を検出し、体動信号としてリスト側機器２００に無線により送信するものである。具体的には、腰側機器３００は、ユーザの腰の上下動を検出する加速度センサを有した体動センサ３０１と、当該体動センサ３０１の検出信号たる体動信号（加速度）を増幅する体動信号増幅回路３０２と、増幅された体動信号をアナログ／デジタル変換してＣＰＵ３０４に出力するＡ／Ｄ変換回路３０４と、リスト側機器２００と無線通信するための無線回路３０５とを備えている。このＣＰＵ３０４は、腰側機器３００の各部を制御する他、体動信号が入力された場合には、無線回路３０５を制御して、その体動信号をリスト側機器２００に送信する。また、これらの構成要素の他にも腰側機器３００は、リスト側機器２００と同様に、ＣＰＵ３０４のワークエリアとして用いられるＲＡＭ３０６と、プログラムや各種データを格納するＲＯＭ３０７と、操作子たる入力部３０８と、表示部たる液晶表示部３０９と、計時回路３１０とを備えている。

ここで、腰側機器３００のＣＰＵ３０４は、腰の動きに基づいて検出した体動信号をリスト側機器２００に送信する場合には、計時回路３１０による計時情報を付与して送信する。一方、リスト側機器２００のＣＰＵ１３０が、腰側機器３００から体動信号を受信した場合には、その体動信号に付与された計時情報に基づいて、その体動信号が腰側機器３００にて検出されたタイミングにおける酸素飽和度ＳＰＯ₂を特定することで、体動信号と酸素飽和度ＳＰＯ₂との同期がとられる。そして、これらの体動信号と酸素飽和度ＳＰＯ₂とに基づいて、図１０に示す生体評価を行う。また、体動強度や酸素飽和度ＳＰＯ₂などの値は、図１３に示すように、腰側機器３００の液晶表示部３０９に表示される。

このように、本実施形態においては、体動としてユーザの腰の動きを検出する構成としたため、より正確に、ユーザの運動に基づく体動を検出することが可能となる。詳述すると、腕は、歩行等の運動以外でも頻繁に動作させられる。従って、ユーザの腰の上下動を体動として検出する構成とすることで、運動に基づく体動をより正確に検出することが可能となり、結果として、生体評価の精度を向上させることが可能となる。

なお、本実施形態において、上記リスト側機器２００に内蔵された体動センサ１４０からの検出信号は、酸素飽和度ＳＰＯ₂を算出する際に、その体動成分を除去するために使用される。また、腰側機器３００にて検出された体動信号と、リスト側機器２００にて検出された体動信号との相関を予め特定しておき、この相関に基づいてリスト側機器２００にて検出された体動信号を補正するように構成することで、腰側機器３００を用いずに、リスト側機器２００のみを用いて、精度よく生体評価を行うことも可能である。
また、毎回の生体評価ごとの測定値（運動強度や酸素飽和度ＳＰＯ₂）を腰側機器３００に記録し、管理可能な構成としても良い。

＜変形例＞
上述した第１及び第２実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形可能である。そこで、以下、各種の変形例について説明する。
例えば、上述した各実施形態では、生体評価装置１が生体情報を検出する抹消部として指の根元付近を例示したが、これに限らず、指先や手首等のその他の抹消部であっても良い。

また例えば、上述した各実施形態では、１つのフォトディテクタ１０２４を用いて２つの波長の光を時分割に受光し、この受光結果に基づいて生体情報を算出する構成としたが、これに限らず、各波長の光ごとに、１つずつのフォトディテクタを用いる構成としても良い。これにより、時分割にＬＥＤ等を駆動する必要が無く、また、演算処理も容易となる。
また例えば、上述した各実施形態では、体動センサ１４０を用いて、フォトディテクタ１０２４にて受光された受光結果（生体検出信号）から体動成分を取り除く構成としたが、これに限らない。すなわち、体動センサ１４０の代わりに、予想される擬似的な体動成分を予めＲＯＭ１３２に格納し、これを用いて受光結果（生体検出信号）から体動成分を取り除くようにしても良い。

また例えば、上述した各実施形態では、生体評価装置１を腕時計型のリスト機器として構成した場合について例示したが、これに限らず、携帯型であれば、任意の形状等に構成することが可能である。

本発明の第１実施形態に係る生体評価装置の外観構成を示す図である。 生体センサユニットの装着の態様を示す図である。 生体センサユニットの構成を模式的に示す側断面図である。 生体センサユニットの構成を模式的に示す上面図である。 生体評価装置の機能的構成を示すブロック図である。 加速度センサである差動キャパシタ型センサのセンサ構造概略図である。 差動キャパシタ型センサの一部拡大図である。 差動キャパシタ型センサの動作説明図である。 生体評価処理を示すフローチャートである。 生体評価の手順を示すフローチャートである。 酸素飽和度及び体動と健康状態及び体力状態との関係を示す図である。 測定結果の表示態様の一例を示す図である。 第２実施形態の構成を腰側機器の外観図と共に示す図である。 本発明の第２実施形態に係るリスト側機器のブロック図である。 同腰側機器のブロック図である。

符号の説明

１…生体評価装置、１０２…生体センサユニット、１３０…ＣＰＵ、１３２…ＲＯＭ、１４０、３０１…体動センサ、２００…リスト側機器、３００…腰側機器、４００…差動キャパシタ型センサ（加速度センサ）、１０２２ａ、１０２２ｂ…ＬＥＤ、１０２４…フォトディテクタ。

Claims (11)

1. 生体の抹消部から、少なくとも血中の酸素飽和度を含む生体情報を光学的に測定する生体情報測定手段と、
   前記生体の体動強度を検出する体動検出手段と、
   前記体動強度と前記酸素飽和度との値に基づいて前記生体を評価する生体評価手段と
   を具備することを特徴とする生体評価装置。
2. 前記生体評価手段は、
   前記体動強度が第１基準強度以下の場合に、前記酸素飽和度が第１基準酸素飽和度を下回っているときに、前記生体に異常があると評価する
   ことを特徴とする請求項１に記載の生体評価装置。
3. 前記生体評価手段は、
   前記体動強度が前記第１基準強度よりも大きい値である第２基準強度以上である場合に、前記酸素飽和度が前記第１基準酸素飽和度よりも小さい値である第２基準酸素飽和度を下回っているときに、前記生体が体力不足であると評価する
   ことを特徴とする請求項２に記載の生体評価装置。
4. 前記第１基準強度は、０．５Ｇ〜１Ｇ（Ｇ：重力加速度）の値に設定されると共に、
   前記第１基準酸素飽和度は、９０％〜９５％の値に設定される
   ことを特徴とする請求項２に記載の生体評価装置。
5. 前記第２基準強度は、１．５Ｇ〜２Ｇ（Ｇ：重力加速度）の値に設定されると共に、
   前記第２基準酸素飽和度は、８５％〜９９％の値に設定される
   ことを特徴とする請求項３に記載の生体評価装置。
6. 前記生体情報測定手段は、前記生体の指又は手首から前記生体情報を測定すると共に、
   前記体動検出手段は、前記生体の腕の軸方向の加速度に基づいて前記体動強度を検出する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の生体評価装置。
7. 前記体動検出手段は、前記生体の腰の上下動の加速度に基づいて前記体動強度を検出する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の生体評価装置。
8. 前記生体に装着される携帯型に構成されたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の生体評価装置。
9. 生体の抹消部から、少なくとも血中の酸素飽和度を含む生体情報を光学的に測定すると共に、前記生体の体動強度を検出する第１ステップと、
   前記体動強度と前記酸素飽和度との値に基づいて前記生体を評価する第２ステップと
   を具備することを特徴とする生体評価方法。
10. 生体の抹消部から生体信号を光学的に検出する生体信号検出手段と、前記生体の体動強度を検出する体動検出手段を備えた生体評価装置を、
    前記生体信号に基づいて、少なくとも血中の酸素飽和度を含む生体情報を算出する生体情報算出手段、
    前記体動強度と前記酸素飽和度との値に基づいて前記生体を評価する生体評価手段
    として機能させるための生体評価プログラム。
11. 生体の抹消部から生体信号を光学的に検出する生体信号検出手段と、前記生体の体動強度を検出する体動検出手段を備えた生体評価装置を、
    前記生体信号に基づいて、少なくとも血中の酸素飽和度を含む生体情報を算出する生体情報算出手段、
    前記体動強度と前記酸素飽和度との値に基づいて前記生体を評価する生体評価手段
    として機能させるための生体評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
    

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