JP2006280762A - ライフコンディションレコーダー装置および身体情報処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】計測の継続が容易な健康データ測定装置と、誰もが利用しやすい情報蓄積分析配信システムを提供する
【解決手段】使用者装着中にライフコンディションレコーダー装置１は温度情報を中心とした様々な計測を行い、計測結果を2次元または1次元のバーコーとして表示する。携帯電話の読み取り機能を利用して計測情報をサーバ３に送信し蓄積、サーバ３は分析結果を使用者に配信する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ウエアラブルセンサによる身体情報測定装置と無線通信を利用した身体情報収集、分析、データ配信システムに関する。

日常的な身体情報測定分野としては、成人女性のホルモンバランスを把握する手段としての基礎体温計測がある。基礎体温とは最も安静時の体温をいい、基礎代謝のみの時間帯、すなはち就寝中における身体深部温度であるが、就寝中の身体に対し低侵襲で計測を行う方法がなかったため、臨床の基準として起床時の口中計測温を使用してきた。
しかし毎朝定時の計測は非常に煩わしさがあり、さらに個人の計測方法に依存するため計測精度のバラツキも多く、様々な計測の継続のための工夫や計測精度向上のための工夫がなされてきた。たとえば特許２９５１２７３「婦人用体温計」はデ−タに基づいてバイオリズムを表示する手段を備え測り続ける動機とし、たとえば特許３３８９０３３「婦人体温計」は測定時刻に応じた優先度を測定値に持たせて１日のうち最も優先度の高い測定値を記録することで計測精度の向上を目指した。
特許２９５１２７３ 特許３３８９０３３

また、就寝中に計測できる方法として特許２５８２９５７「生体活性度モニターシステム」では体温変動をイヤホン型の鼓膜温センサーで検出、特許２６５５６０１「基礎体温測定方法およびその装置」は腹部や腕部等にセンサをベルトで固定、特開平１１−８４０３６「排卵日を知らせる腕時計」は手首表皮での検出するものとした。特許３２９７６７２「体温管理方法および装置、記憶媒体、体温管理システム」は測定器を耳に装着して計測するものとし、さらに計測端末により計測された基礎体温を記憶手段や制御手段を有する端末やホストデータサーバへ伝送し、被計測者が判断しなくともホスト側の制御手段により、排卵日、避妊期間、妊娠可能期間、生理日の予測などの表示や告知する方法、およびグラフ表示する方法を採用し使用者の煩わしさを軽減するものとした。
特許２５８２９５７ 特開平１１−８４０３６ 特許３２９７６７２

従来の技術として、一般的に行われてきた婦人体温計による口中計測は、使用者が能動的に行う以外にはなく、継続的な計測には使用者に非常な苦痛と煩わしさを強いるものであった。また、一般的には実用化されてはいないが、就寝中の自動計測を行う技術として、就寝時に腹部や頭部（イヤホン型等）、または腕などにベルト等で装着する方法や、医療分野ではプローブを皮膚に貼り付け深部体温を計測する方法も従来の技術として知られている。これらの装着法は使用者の睡眠を妨げるストレスとなるとともに、身体に機器を装着すること自体への抵抗感も大きい。

一方、深部体温を計測する方法としては、温度センサを直接直腸内や膣内などの体内に挿入したり、カテーテルなどを挿入したりする侵襲的計測法があるが、日常的に就寝中自動計測を行うことは不可能である。また、核心温、中核温ともよばれる臨床における体温の計測には狭い範囲（３５〜４０℃）で、高分解能（基礎体温用０．０５℃）、絶対精度（０．１℃以内）が要求される。しかしウエアラブルセンサの装着方法として実現しているヘッドセット型、腕時計型、指輪型などでの計測は、侵襲的計測に比べ感度、分解能、精度の点で劣る。

また、従来の婦人体温計による口中計測の温度データを、携帯電話通信を利用してサーバに蓄積、分析配信する技術は実現しているが、携帯電話への情報伝達は専用アダプタが必要であり、婦人体温計・アダプタ・携帯電話を接続するためには専用コードも用いて、複雑な接続課程が必要となる。計測だけでも使用者の負担は大きいが、毎朝のこの温度データ送信にも煩わしさがある。さらに使用可能な携帯電話の機種も限定されるため、婦人体温計と専用アダプタ購入後に、携帯電話を利用可能な機種に変更しなければならない事態も発生する。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、毎朝定時に能動的に基礎体温計測を行う煩わしさや、毎晩機器を装着して眠ることのストレスや抵抗感を軽減できる低侵襲のウエアラブルセンサにより身体情報の自動測定を行う装置の提供と、測定情報蓄積および分析結果配信を使用者が使いやすい方法で提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明のライフコンディションレコーダー装置は下着内部に装着可能な大きさ、形状とし、常時首からさげて身体に装着できるようペンダント型とした。また、非接触でのデータ通信を可能とするため、ライフコンディションレコーダー装置は計測データを2次元あるいは1次元バーコードとして表示させ、バーコード読み取り機能をもつ無線通信機器を媒体としてサーバへのデータ送信を行い、結果としての分析データは使用者の無線通信機器へ配信される構成とした。

請求項１の発明によるライフコンディションレコーダー装置は下着内部に装着可能な大きさ、形状であり、装着の違和感を軽減し、装着したまま活動中および就寝中の身体情報の変動を記録する構成であり、身体情報の変動が反映され易く身体情報計測のために適した、胸骨上部においての計測を可能とするものである。また、常時首からさげて身体に装着できるようペンダント型にした構造は、小型測定装置の紛失を防ぐ効果がある。

請求項２および請求項３の発明は、身体情報・環境影響情報・計測時刻をセットで記憶することにより、ホストサーバに伝達した際に計測した値に対して、外気温や湿度などの環境影響を考慮して演算することを可能とした。当社出願の特願２００３−４０４０００では、身体深部温度計測のために熱流補償構造を採用したが、さらに小型化、軽量化、低コスト化のために、熱流補償構造を用いずに、演算において身体深部温度計測を可能とした。

請求項５の発明は、測定身体情報に加えて月経開始日、体重、体調など様々な使用者情報を簡便にホストサーバに伝達することを可能とした。

自動計測の利便性に加え、請求項６および請求項７の発明では、通信インタフェース専用コネクタの接続は必要なく、携帯電話で撮影しボタン操作を行うだけで無線通信によるホストサーバへの情報伝達計を可能とする。また、使用者の操作手順を簡便にすることに加え、赤外線通信、ブルートゥースなどの現在利用可能な携帯電話情報通信の中でも、一般的に多くの機種に普及している携帯電話のＱＲコード撮影機能を利用しているため、使用携帯電話環境上の制限を軽減できる。また、ウエアラブルセンサとしての計測装置は計測・記憶・表示機能とし、複雑な演算処理機能はホストサーバにゆだねることで、計測手段と情報処理手段を分離し、就寝中の装着によるストレスや抵抗を軽減する目的で計測装置の小型化を実現した。

請求項８の発明では、従来折れ線グラフや棒グラフで表示されてきた基礎体温グラフを円グラフ表示とすることで、基礎体温に関する特別な知識を持たずとも、性周期のうちのどこにいるかを一目で理解できるものとした。女性は月経期、排卵前、排卵後、月経前のどこにあたるかで、心の状態も体調も左右されるが、現在または近い未来に４分割されたどこにいるかという把握が可能となれば、生活の質は格段に向上する。

ライフコンディションレコーダー装置は経時的に計測した様々な身体情報計測値を、２次元または１次元バーコードとして表示させ、一般的に普及している携帯電話のバーコード読み取り機能を利用して撮影、非接触で携帯電話にデータを送信する。さらに携帯電話通信を利用しサーバにデータを送信、サーバは携帯電話に分析情報を配信することで、低コストの身体情報処理システムを実現した。

本発明のように構成された身体情報処理システムの中で、多くの一般使用者を想定できるサービスは、基礎体温計測における女性のホルモンバランス把握のシステムである。

図１は、本発明の一実施例として、女性ホルモンバランスを知るための基礎体温情報を入手するライフコンディションレコーダー装置を示す断面図である。ライフコンディションレコーダー装置１は、皮膚表面温度と環境影響温度を計測するための複数の温度センサ１Ｃと体動を検出するための加速度センサ１Ｅを備えている。また、情報表示部である液晶ディスプレイ１Ｂとタイマや記憶部を備えたコントロールユニット１Ｆ、電池１Ｇによって大略構成されている。また、温度センサ１Ｃに接して熱容量の大きな金属板１Ｄを配している。

図４のサーバが備える情報修正手段は、計測機器内の各温度センサの平衡温度から深部温を推定する。皮膚の熱抵抗により体表の温度は深部温より低くなるが、図１のように複数のセンサを配置し、熱流の異なるところの体表温を計測することにより、皮膚の熱伝導率を算出し、深部温度を推定する。

図２は就寝中に経時的に計測した、図１の皮膚側温度センサと、対称となる機器反対側に設置された2つの温度センサの計測値を比較したグラフである。皮膚側センサ温度はいつの時点で環境温度の変化を受けたかを把握できる。

図３は、本発明の一実施例として複数の温度センサを用い、それぞれのセンサ周辺部に熱容量の違う素材を配置することにより複数の温度センサで、経時的に就寝中の皮膚温度および、環境影響温度を計測したグラフである。センサ周辺がじゅうぶんに保温された状況か否かなどの、センサ周辺の熱容量の違いにより複数の温度センサは異なった数値を示す。これらの計測からは、環境温度の変化や寝返り、布団の剥げ落ちなど就寝中の使用者の睡眠状態も把握できる。

図４は、本発明の一実施例としての基礎体温情報をサーバに送信する概略図である。装置１により就寝中に計測された身体情報はＱＲコードとして液晶ディスプレイ１Ｂに表示され、バーコード読み取り機能付携帯電話２により撮影される。携帯電話２はＵＲＬと計測情報を認識し、使用者が携帯電話のボタン操作を行うことによりサーバ３へ身体情報が送信される。

図５はライフコンディションレコーダー装置１の装着例である。使用者ボディ４に密着する形状で、着用する使用者下着内部に納まるよう装着する。また、紐状の部品により使用者の首にかけてつるす常時装着可能なペンダント型とすると、使用時以外に小型の装置が紛失してしまうことを防ぐ効果もある。

図１のライフコンディションレコーダー装置から送信された各センサのデータは、サーバ３により解析され、3点の温度データから深部組織の温度を推定する。熱的平衡状態において体表組織内を一様媒質と仮定したときの温度分布を有限要素法を用いて解析し、その結果を最小２乗法により推定する。図６は深部温３７℃、外気温２２℃における推定深部温の誤差評価のグラフだが、伝熱層の厚さが１０mm以内で、伝熱層の熱伝導率が８倍に変化したした際に深部温推定値の誤差が０.１℃以内であったことを示す。これは血流による生理的変化として考えられる約４倍の熱伝導率変化の範囲（血管拡張による0.5×10-3−4×10-3cal/cm・s・degの範囲）では誤差が０．０５℃であったことを示す。

このような演算により就寝中の深部体温変動を特定した後、就寝時から起床時までの間で基礎体温を特定する演算を行う。夜眠り朝起きるという一般的な就寝形態では、就寝中であると判断される深部体温変動のうち最高値を基礎体温として採用するアルゴリズムを当てはめるが、たとえば昼過ぎに起床したり朝方の就寝であったりというような特異な睡眠サイクルの場合は、環境影響情報をもとに個別の演算を行う。

日々の基礎体温を特定した後は、分析結果を、月経周期のサイクルの中で視覚的に基礎体温変動を捉えやすい図７の円グラフ表示として使用者に配信する。従来、基礎体温グラフは低温期、高温期の２相を判断する基準として、折れ線グラフまたは棒グラフで表示されてきた。３ヶ月などのホルモンバランスを比較するためには有用な方法である。しかし、もともと女性の月経サイクルは月経の開始を基準として、月経期、排卵前期、排卵後期、月経前期の４つの期間を繰り返し、本日が月経サイクルどの時にあたるかで、体調面や精神面での影響が大きく現れる。本日、明日または来週の体調といったような直近の予測をしたり、仕事やレジャーなどの直近の予定を立てたりするためには、判断しやすい円グラフが適しており、特別な知識が無くても月経、排卵、月経前症候群などの予測と的確な把握が可能となる。さらに円グラフの形状から、妊娠可能な健康体であることの指標としてのホルモンバランスが正常か否かも容易に判断できる。

分泌ホルモンの影響により、月経サイクルの月経前期にはイライラやうつ症状、便秘などのＰＭＳ（月経前症候群）の症状が現れる。分析結果をもとに事前に精神的な状態の予測などの情報を配信する。これにより、女性が無用な不安感をもつことなく、やすらかな気持ちでこのＰＭＳの時期を乗り越えられるアドバイスを行う。

分泌ホルモンの影響により、月経サイクルのどの時期にあたるかで肌の調子やダイエットの効果などにも大きな影響がある。分析結果をもとに、血行が悪くなりやすくむくみやすいとか、肌荒れしやすい、ダイエットの効果が現れにくいなど女性の美容に関する情報を配信する。また、無月経、無排卵、卵巣機能の低下につながる危険を避けるため、無理ダイエットの危険性を警告するなど、生涯にわたる健康管理のアドバイスを行う。

また、視覚障害者が利用する基礎体温計測における女性のホルモンバランス把握システムの実施例として、ライフコンディションレコーダー装置１には２次元または１次元のバーコード表示によるのデータ出力機能をつけず、非接触または接触の通信により外部情報表示装置６にデータ出力を行う構造とする。この際、非接触または接触の通信によりデータ出力を行うことに加え、表示装置６はライフコンディションレコーダー装置１に対して電力を供給する構造としてもよい。図８のようにライフコンディションレコーダー装置１をセットすると、情報表示装置６は計測データを非接触または接触の通信により受信し、測定情報の簡易的な蓄積および簡易的な分析結果表示を行う。この際の情報表示手段は、視覚的な情報に加えて音声または音階の出力が可能な方法としてもよいので、視覚障害者も使用が可能となる。

情報表示装置６には携帯電話の撮影により非接触でサーバ３へのデータ送信を可能とする、２次元または１次元のバーコード表示の機能を付加しているが、視覚障害者にとって使いやすい接触式通信アダプタを介して携帯電話への接続方法としてもよい。また、使用者への分析結果配信データは視覚的なグラフ表示以外に、読み上げ可能なテキストデータでの配信、音声での配信、または音階での配信より使用者が選択できる構成とし、使用者に視覚障害があっても、使用者の携帯電話に配信された分析結果を把握できる構成とする。

本発明によるライフコンディションレコーダー装置と身体情報処理システムを用い、性教育の一環として、小学生や中学生が通信システムを利用せずとも、早見表を用いて女性月経サイクル把握が可能となる簡易型システムを記す。

図９は、たとえば28日周期など女性月経サイクルをセットし月経開始日にカレンダーをあわせると、妊娠可能な期間にある健康な女性の基本的な体温変化を示した当周期の月経サイクルが表示され、次回排卵日予測、ＰＭＳ（月経前症候群）期、次回月経開始日の予測が簡単にできる早見表である。本発明によるライフコンディションレコーダー装置が実際に計測した値を、図１０の黒丸で示すように、体温情報として簡単に記すことができ、ホルモンバランスに基づく基本的な体温変化と比較しつつ、使用者のホルモンバランスを推定可能となる。

また、実際の月経周期が予測周期とは異なり変化した場合、異なった日数分だけ追加または削減して次サイクルとすることが可能である。図１１はたとえば排卵が予測より1日遅れ、予測の28日周期に対し、実際の周期が29日であった場合であるが、周期に1日分を追加して次月のサイクルを変更することが可能となる。

本発明によるライフコンディションレコーダー装置と身体情報処理システムを利用することにより、睡眠の状態を記録として残すことにより把握し、不眠症の原因究明やよい眠りの確保の目的でアドバイスを行う仕組みが構築できる。図２または図３での環境温度変化をとらえやすい構造とした温度センサが示す急激な温度低下は、寝返りや布団の剥げ落ち、起き上がりにより寝具内部に冷気が入ったことを示し、使用者の一晩を通しての睡眠状況を継続的に把握して、分析結果の配信やよい眠りのための温度環境、湿度環境整備などのアドバイスを配信する。

また、本実施例ではライフコンディションレコーダー装置にバイブレーター機能を付加する構成とし、装備された加速度センサやマイクロフォンがいびきや歯軋りを感知した場合、使用者に対し軽い振動を与える構成としてもよい。良い眠りの妨げとなるいびきや歯軋りを防止するとともに、健康面での障害が予測される場合は、医師の受診をすすめるなどのアドバイスを配信する。

本発明によるライフコンディションレコーダー装置と身体情報処理システムを利用することにより、運動時の急な体温、心拍、発汗などの急激な変化を把握し、運動時の体調管理、および適切な運動指導に利用する。

本発明によるライフコンディションレコーダー装置と身体情報処理システムを利用することにより、疾病時の急な体温、心拍、発汗などの変化を把握し、体調管理に利用する。また、不慮の事態による死亡推定時刻の把握にも役立てる。

有用とはわかっていても基礎体温計測の継続の困難や、的確な分析は難しく、その利用は一部の強い動機を持つ利用者に限られてきた。女性が月経サイクルのどの時期にいるかを的確に判断すること、さらにホルモンバランスが正常であるかを知ることは女性のクオリティ・オブ・ライフを格段に向上させる。本発明は、思春期から更年期までの全ての成人女性にとって、低価格で安全に簡便に利用できる自己健康管理システムとなりえる。

また、ウエアラブルセンサによる計測は健康者、疾病者、老若男女をとわず、ペットや家畜などあらゆる動物の長期的データ収集に有用であり、本発明のライフコンディションレコーダー装置と身体情報処理システムにより、簡便で低価格の生体データ収集システムが可能となる。

実施例１のライフコンディションレコーダー装置の断面図である。 皮膚側温度センサと機器反対側センサの計測値を比較したグラフである。 皮膚温度および、環境影響温度を計測したグラフである。 基礎体温情報をサーバに送信する概略図である。（実施例１） ライフコンディションレコーダー装置の装着例である。 推定深部温の誤差評価のグラフである。 円グラフ表示としての分析結果配信例である。 実施例２で情報表示装置にライフコンディションレコーダー装置をセットした際の分析結果表示例である。 実施例３の早見表である。 実施例３の早見表での体温情報記入例である。 実施例３の早見表で次月サイクルが変更となる例である。

符号の説明

１ ライフコンディションレコーダー装置
１Ａ 筐体
１Ｂ 液晶ディスプレイ
１Ｃ 温度センサ
１Ｄ 金属板
１Ｅ 加速度センサ
１Ｆ コントロールユニット
１Ｇ 電池
２ バーコード読み取り機能付携帯電話
３ サーバ
４ 使用者ボディ
５ 使用者下着
６ 情報表示装置

Claims (9)

1. 身体の皮膚に接触してまたは下着内部に収納して常時装着可能なケーシングと、該ケーシングに設けられ温度、湿度、加速度、光および音センサのうち１個または複数のセンサを備える検出手段と、該検出手段による検出データを経時的に読込むデータ読込み手段と、該データ読込み手段よって読込んだ検出データに基づく情報を記憶する記憶手段とを備え、一定期間に亘る身体情報の変動を記録する構成としてなるライフコンディションレコーダー装置。
2. 前記ケーシングには外気の温度および／または湿度による影響を検出する環境影響情報計測手段を設け、前記データ読込み手段は前記該検出手段による検出データと一緒に該環境影響情報計測手段により経時的に環境影響情報検出データを読込み、前記記憶手段は前記検出データに加えて環境影響情報検出データに基づく環境影響情報を対にして記憶する構成としてなる請求項１記載のライフコンディションレコーダー装置。
3. 前記データ読込み手段は、時刻を計時するタイマを備え、予め設定された時刻および／または設定された時間間隔、回数で身体情報検出データ、環境影響温度情報データおよび時刻データをセットにして記憶する構成としてなる請求項１または２に記載のライフコンディションレコーダー装置。
4. 前記記憶手段にはセットにして記憶した身体情報検出データ、環境影響温度検出データおよび時刻データに、さらに使用者入力身体情報を加えて記憶することを特徴とする請求項１、２または３に記載のライフコンディションレコーダー装置。
5. 前記ケーシングには、前記記憶手段によりセットにして記憶した身体情報検出データ、環境影響情報検出データ、時刻データおよび使用者入力身体情報を外部の情報読取装置に非接触で伝送するため、２次元または１次元バーコード表示として出力する表示手段が内蔵されることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載のライフコンディションレコーダー装置。
6. 前期表示手段により２次元または１次元バーコードとして表示された身体情報の変動を、外部情報読取装置が撮影することにより非接触で伝送し、無線通信手段を用いてサーバに送信し、該サーバは前記記憶手段に記憶された身体情報の変動を取得する身体情報取得手段と、該身体情報取得手段によって取得した身体情報の変動を分析する分析手段と、該分析手段によって分析した分析結果を視覚情報および／または音声情報として外部に出力する分析結果出力手段とを備えてなる身体情報処理システム。
7. 前記分析手段は経時的に記憶された前記環境影響情報を用いて身体情報を修正し、修正身体情報を演算する情報修正手段を備える構成としてなる請求項６に記載の身体情報処理システム。
8. 前記分析結果出力手段による体温分析結果は、女性の性周期を４分割し、月経期、排卵前、排卵後、月経前として円グラフに表示することを特徴とする請求項６または７に記載の身体情報処理システム。
9. 前記分析結果出力手段による分析結果を取得した使用者から利用料金を徴収してなる請求項６、７または８に記載の身体情報処理システム。