JP2009089829A - Biological state estimating device, program, and recording medium - Google Patents

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Koki Futatsuyama
幸樹 二ツ山
Shinji Nanba
晋治 難波
Takeshi Nakagawa
剛 中川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biological state estimating device capable of estimating biological state with a high precision even in a condition in which the estimation of the biological state with a high precision is difficult such as while driving. <P>SOLUTION: In the step 120, electrocardiographs and pulse waves are measured. In the step 130, it is determined whether or not electrocardiogram signals are well taken. In the step 140, it is determined whether pulse wave signals are well taken. In the step 160, the pulse wave signals are analyzed and the values of parameters (such as a, d, or others of acceleration pulse waves) used in the equation (1) are calculated out because only the pulse wave signals are well taken. In the step 170, the values of the parameters are applied to the equation (1) and blood pressures are estimated. In the step 180, the electrocardiogram signals and the approximate pulse wave signals are analyzed and the values of the parameters (PTT, HR) used in the equation (2) are calculated out because only the electrocardiogram signals are well taken. In the step 200, the values of the parameters are applied to the equation (2) and the blood pressures are estimated. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば車両に搭載されて、例えばカフを用いることなくドライバの血圧等の生体の状態を推定可能な生体状態推定装置及びプログラム並びに記録媒体に関する。   The present invention relates to a biological state estimation device, a program, and a recording medium that are mounted on a vehicle, for example, and can estimate a biological state such as blood pressure of a driver without using a cuff, for example.

従来より、例えば血圧を測定する場合には、聴診法においてもオシロメトリック法においても、カフによる締め付けが必要であり、装置が大型化したり、被測定者に苦痛があったり、連続的な血圧測定ができないなどの問題があった。   Conventionally, for example, when measuring blood pressure, both the auscultation method and the oscillometric method require tightening with a cuff, the device becomes large, the subject has suffered, and continuous blood pressure measurement. There were problems such as being unable to.

これに対して、近年では、脈波伝播速度や脈波特徴量を用いて血圧を算出する測定法が検討されている(特許文献1〜11参照)。例えば、容積脈波であれば、光を用いて測定できるため、装置の小型化を実現できるととともに、被測定者の苦痛を解消でき、更には、連続的な血圧測定が可能になる。
特開平10−295656号公報 特開平10−295657号公報 特開平11−318837号公報 特表2001−504362号公報 特表2003−555号公報 特表2003−527149号公報 特開2001−8907号公報 特開2006−263354号公報 特開2006−6897号公報 特開2007−7075号公報 特開2007−7077号公報
On the other hand, in recent years, a measurement method for calculating blood pressure using a pulse wave velocity and a pulse wave feature amount has been studied (see Patent Documents 1 to 11). For example, volume pulse waves can be measured using light, so that the apparatus can be miniaturized, the pain of the measurement subject can be eliminated, and continuous blood pressure measurement can be performed.
JP-A-10-295656 Japanese Patent Laid-Open No. 10-295657 Japanese Patent Laid-Open No. 11-318837 JP-T-2001-504362 Special table 2003-555 gazette Special table 2003-527149 gazette Japanese Patent Laid-Open No. 2001-8907 JP 2006-263354 A JP 2006-6897 A JP 2007-7075 A JP 2007-7077 A

しかしながら、上述した引用文献に記載の技術でも、個人特性や計測環境などを十分に考慮できていないので、十分な精度で血圧等の生体状態を推定できないという問題があった。   However, even the techniques described in the above cited references have not been able to sufficiently consider personal characteristics, measurement environments, and the like, and there has been a problem that biological conditions such as blood pressure cannot be estimated with sufficient accuracy.

特に車両を運転中の場合には、運転に伴って発生する体動などの要素(即ち生体の推定の支障となる外乱)が大きくなるため、血圧等の生体状態を推定する際の情報が十分に得られず、その結果、精度の高い生体状態の推定が困難となることがあった。   In particular, when driving a vehicle, factors such as body movements (ie, disturbances that hinder the estimation of the living body) that occur during driving increase, so there is sufficient information for estimating a biological state such as blood pressure. As a result, it may be difficult to estimate the biological state with high accuracy.

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、例えば運転中などの様に、精度の高い生体状態の推定が難しい状況においても、高い精度の生体状態の推定が可能な生体状態推定装置及びプログラム並びに記録媒体を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems. For example, in a situation where it is difficult to estimate a biological state with high accuracy, such as during driving, the biological state estimation capable of estimating the biological state with high accuracy is possible. An object is to provide an apparatus, a program, and a recording medium.

(1)請求項1の発明は、生体から検出される心電信号及び脈波信号のうち、少なくとも前記脈波信号を用いて、前記生体の状態を推定する生体状態推定装置において、前記心電信号及び前記脈波信号のうち、少なくとも前記脈波信号を計測する計測手段と、前記計測した信号のうち、少なくとも前記脈波信号を解析し、解析した信号の特徴量を算出する算出手段と、前記特徴量を用い、所定のアルゴリズムに基づいて、前記生体の状態を推定する複数の推定手段と、前記複数の推定手段のうち、どの推定手段を用いて前記生体の状態を推定するかを、所定の判定条件に基づいて判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。   (1) The invention according to claim 1 is the biological state estimation device that estimates the state of the living body using at least the pulse wave signal among the electrocardiographic signal and the pulse wave signal detected from the living body. Measuring means for measuring at least the pulse wave signal of the signal and the pulse wave signal, and calculating means for analyzing at least the pulse wave signal of the measured signal and calculating a feature amount of the analyzed signal; A plurality of estimation means for estimating the state of the living body based on a predetermined algorithm using the feature amount, and which estimation means of the plurality of estimation means is used to estimate the state of the living body. Determination means for determining based on a predetermined determination condition.

本発明は、心電信号や脈波信号の特徴量を用いて生体状態を推定する推定手段、即ち、前記特徴量を利用した所定のアルゴリズムに基づいて生体の状態を推定する推定手段を複数備えている。   The present invention includes a plurality of estimation means for estimating a biological state using feature quantities of an electrocardiogram signal and a pulse wave signal, that is, estimation means for estimating a biological condition based on a predetermined algorithm using the feature quantities. ing.

本発明では、心電信号及び脈波信号のうち少なくとも脈波信号を計測し、この計測した信号のうち少なくとも脈波信号を解析して、心電信号や脈波信号の特徴量を算出する。また、所定の判定条件に基づいて、前記複数の推定手段のうちどの推定手段を用いて生体の状態を推定するかを判定する。そして、この判定によって選択された推定手段のアルゴリズムに基づき、(生体の推定に必要な)特徴量を用いて生体の状態を推定する。   In the present invention, at least a pulse wave signal is measured out of an electrocardiogram signal and a pulse wave signal, and at least the pulse wave signal is analyzed among the measured signals to calculate a feature quantity of the electrocardiogram signal and the pulse wave signal. Further, based on a predetermined determination condition, it is determined which of the plurality of estimation means is used to estimate the state of the living body. Then, based on the algorithm of the estimation means selected by this determination, the state of the living body is estimated using the feature amount (necessary for estimation of the living body).

つまり、本発明では、生体の状態を推定する複数の推定手段を有しており、例えば心電信号や脈波信号などの状態に応じて、適宜、生体状態を推定するのに最適な推定手段を選択する。よって、例えば運転中などの様に、精度の高い生体状態の推定が難しい状況においても、高い精度で生体状態の推定が可能である。   In other words, the present invention has a plurality of estimating means for estimating the state of the living body, and for example, an optimal estimating means for appropriately estimating the living body state according to the state of an electrocardiogram signal, a pulse wave signal, or the like. Select. Therefore, even in a situation where it is difficult to estimate the biological state with high accuracy, such as during driving, the biological state can be estimated with high accuracy.

なお、ここで特徴量とは、各信号の状態を示す指標であり、この特徴量を求めることにより、信号がどの様な状態(波形の特徴など)であるかが分かる。例えば脈波波高を脈波信号の特徴量とすると、どの程度の信号レベルがあるかを把握することができる。   Here, the feature amount is an index indicating the state of each signal, and by obtaining the feature amount, it is possible to know what state the signal is in (such as a waveform feature). For example, if the pulse wave height is used as the feature amount of the pulse wave signal, it is possible to grasp how much the signal level is.

(2)請求項2の発明では、前記生体の状態は、血圧であることを特徴とする。
本発明は、推定する生体の状態を例示したものである。つまり、本発明により、運転中などに、精度良く血圧を推定することができる。
(2) The invention of claim 2 is characterized in that the state of the living body is blood pressure.
The present invention exemplifies a living body state to be estimated. That is, according to the present invention, blood pressure can be estimated with high accuracy during driving or the like.

(3)請求項3の発明では、前記推定手段に用いる前記心電信号の特徴量又は前記脈波信号の特徴量は、PTT、脈波のAI、脈波振幅、加速度脈波の特徴量、心拍間隔、及び心拍数のうち、少なくとも脈波信号の特徴量の1種を含むことを特徴とする。   (3) In the invention of claim 3, the feature quantity of the electrocardiogram signal or the feature quantity of the pulse wave signal used for the estimation means is PTT, pulse wave AI, pulse wave amplitude, acceleration pulse wave feature quantity, It includes at least one kind of feature quantity of the pulse wave signal among the heartbeat interval and the heart rate.

本発明は、推定手段において、生体状態の推定のために用いる心電信号の特徴量や脈波信号の特徴量を例示したものである。
ここで、PTT(脈波伝播時間)は、図3に示す様に、心電信号と脈波信号との時間差であり、心電図のR波と手指で測定した脈波との時差として求めることができる。
The present invention exemplifies the feature quantity of the electrocardiogram signal and the feature quantity of the pulse wave signal used for the estimation of the biological state in the estimation means.
Here, as shown in FIG. 3, the PTT (pulse wave propagation time) is a time difference between an electrocardiogram signal and a pulse wave signal, and can be obtained as a time difference between an R wave of the electrocardiogram and a pulse wave measured with a finger. it can.

前記脈波のAI(Augmentation Index)は、図4に示す様に、脈波における反射波(P2)と進行波(P1)の大きさの比(P2/P1)であり、脈波(容積脈波又は圧脈波)から求めることができる。   As shown in FIG. 4, the pulse wave AI (Augmentation Index) is a ratio (P2 / P1) of the magnitude of the reflected wave (P2) and the traveling wave (P1) in the pulse wave. Wave or pressure pulse wave).

また、脈波信号を一階微分することにより、速度脈波を求めることができ、脈波信号を二階微分することにより、加速度脈波を求めることができる。
この加速度脈波の特徴量としては、時間軸に沿った波のピークを示すa波(収縮初期陽性波)、b波(収縮初期陰性波)、c波(収縮中期再上昇波)、d波(収縮後期再下降波)、e波(拡張初期陽性波)、f波(拡張初期陰性波)などがあり、この加速度脈波の特徴量a〜fは、各波のピークの大きさ(振幅)を示している。
Further, the velocity pulse wave can be obtained by first-order differentiation of the pulse wave signal, and the acceleration pulse wave can be obtained by second-order differentiation of the pulse wave signal.
As the feature amount of the acceleration pulse wave, a wave (a positive initial contraction wave), b wave (a negative initial contraction wave), c wave (an intermediate contraction re-rising wave), and a d wave indicating the peak of the wave along the time axis. (Late systolic re-falling wave), e wave (expanded initial positive wave), f wave (expanded initial negative wave), and the like. The feature quantities a to f of this acceleration pulse wave are the magnitude (amplitude) of the peak of each wave. ).

更に、脈波波高は、所定の基準ラインからの脈波の高さ(幅)を示している。
なお、前記特徴量のうち、PTTは、心電信号と脈波信号から求めることができ、脈波のAI、加速度脈波、脈波振幅(従って脈波波高)は、脈波信号から求めることができ、脈拍間隔、心拍数は、心電信号又は脈波信号から求めることができる。
Further, the pulse wave height indicates the height (width) of the pulse wave from a predetermined reference line.
Of the feature quantities, the PTT can be obtained from the electrocardiogram signal and the pulse wave signal, and the pulse wave AI, acceleration pulse wave, and pulse wave amplitude (and hence the pulse wave height) are obtained from the pulse wave signal. The pulse interval and heart rate can be obtained from an electrocardiogram signal or a pulse wave signal.

(4)請求項4の発明では、前記判定手段は、前記心電信号の特徴量又は前記脈波信号の特徴量に基づいて、前記推定手段を選択することを特徴とする。
本発明は、判定手段を例示したものであり、本発明では、心電信号又は脈波信号の特徴量に基づいて、最適な推定手段を選択することができる。
(4) The invention of claim 4 is characterized in that the determination means selects the estimation means based on a feature quantity of the electrocardiogram signal or a feature quantity of the pulse wave signal.
The present invention exemplifies determination means. In the present invention, the optimum estimation means can be selected based on the feature quantity of the electrocardiogram signal or pulse wave signal.

つまり、心電信号や脈波信号は、生体間の違い(例えば男女差や年齢差などのグループ間の差、或いは個人差による違い)や、生体の状態(例えば血圧の程度)などに対応したものであるので、この心電信号や脈波信号の特徴量によって、異なるアルゴリズム(生体の状態を推定するための演算式)を選択することにより、高い精度で生体の状態の推定が可能である。   In other words, the electrocardiogram signal and pulse wave signal corresponded to differences between living bodies (for example, differences between groups such as gender differences and age differences, or differences due to individual differences), and living body conditions (for example, the degree of blood pressure). Therefore, the state of the living body can be estimated with high accuracy by selecting a different algorithm (an arithmetic expression for estimating the state of the living body) according to the feature quantity of the electrocardiogram signal or the pulse wave signal. .

(5)請求項5の発明では、前記判定手段に用いる前記心電信号の特徴量又は前記脈波信号の特徴量は、脈波信号の基線の揺らぎ、脈波信号の振幅(脈波振幅)、加速度脈波の特徴量、心電信号の振幅(心電振幅)、心拍間隔、及び心拍数のうち、少なくとも1種であることを特徴とする。   (5) In the invention of claim 5, the feature quantity of the electrocardiogram signal or the feature quantity of the pulse wave signal used for the determination means is the fluctuation of the baseline of the pulse wave signal, the amplitude of the pulse wave signal (pulse wave amplitude). And at least one of a feature quantity of an acceleration pulse wave, an amplitude of an electrocardiogram signal (electrocardiogram amplitude), a heartbeat interval, and a heart rate.

本発明は、判定手段に用いる心電信号や脈波信号の特徴量を例示したものである。つまり、脈波信号の基線の揺らぎ、脈波振幅、加速度脈波の特徴量、心電振幅、心拍間隔、心拍数などから、最適な推定手段を選択することができる。   The present invention exemplifies feature quantities of an electrocardiogram signal and a pulse wave signal used for determination means. That is, the optimal estimation means can be selected from the fluctuation of the baseline of the pulse wave signal, the pulse wave amplitude, the feature amount of the acceleration pulse wave, the electrocardiogram amplitude, the heartbeat interval, the heart rate, and the like.

ここで、脈波信号の基線の揺らぎとは、脈波の1周期における極大と極小の両ピークの中央値を繋いだ線(基線)の変動状態(振幅)を示している。
(6)請求項6の発明では、前記判定手段は、前記心電信号の特徴量又は前記脈波信号の特徴量の分散に基づいて、前記推定手段を選択することを特徴とする。
Here, the fluctuation of the baseline of the pulse wave signal indicates the fluctuation state (amplitude) of the line (base line) connecting the medians of both the maximum and minimum peaks in one cycle of the pulse wave.
(6) The invention according to claim 6 is characterized in that the determination means selects the estimation means based on a feature quantity of the electrocardiogram signal or a variance of the feature quantity of the pulse wave signal.

判定手段では、心電信号の特徴量又は脈波信号の特徴量をそのまま用いて判定を行っても良いが、(各特徴量における)統計の分散を用いることにより、より精度良く判定を行うことができる。例えば脈波振幅をとった場合、脈波振幅の分散が基準値より大きな場合には、脈波信号を利用して生体の推定を行うことが適当でないことが分かるので、その場合には、心電信号を利用して生体の推定を行う推定手段を選択することができる。   In the determination means, the determination may be made by using the characteristic amount of the electrocardiogram signal or the characteristic amount of the pulse wave signal as it is, but the determination is performed more accurately by using statistical variance (in each characteristic amount). Can do. For example, when the pulse wave amplitude is taken and the variance of the pulse wave amplitude is larger than the reference value, it can be understood that it is not appropriate to estimate the living body using the pulse wave signal. An estimation means for estimating a living body using an electric signal can be selected.

(7)請求項7の発明では、前記判定手段は、前記生体の個人情報に基づいて、前記推定手段を選択することを特徴とする。
本発明は、生体の特徴を示す個人情報に基づいて、好ましい推定手段を選択するので、その推定手段により、精度良く生体状態を推定することができる。
(7) The invention according to claim 7 is characterized in that the determination means selects the estimation means based on personal information of the living body.
In the present invention, since a preferable estimation unit is selected based on personal information indicating the characteristics of the living body, the biological state can be accurately estimated by the estimation unit.

(8)請求項8の発明では、前記個人情報は、年齢、性別、身長、体重、体脂肪、及び疾患情報のうち、少なくとも1種であることを特徴とする。
本発明は、個人情報を例示したものである。つまり、予めこの様な個人情報に応じて、異なる推定手段を設定しておき、実際の推定の際には、各個人情報に対応した推定手段を選択することにより、精度良く生体状態を推定することができる。
(8) The invention according to claim 8 is characterized in that the personal information is at least one of age, sex, height, weight, body fat, and disease information.
The present invention exemplifies personal information. In other words, different estimation means are set in advance according to such personal information, and in actual estimation, the biological state is accurately estimated by selecting an estimation means corresponding to each personal information. be able to.

ここで、年齢の場合は、例えば所定の年齢より上又は下で層別、性別の場合は、男女で層別、身長の場合は、例えば所定の身長より上又は下で層別、体重の場合は、例えば所定の体重より上又は下で層別、体脂肪の場合は、所定の判定値より大小で層別、疾患情報の場合は、例えば心臓疾患等の特定の病気の有無で層別が可能である。   Here, in the case of age, for example, stratified above or below a predetermined age, in the case of gender, stratified by gender, in the case of height, for example, stratified above or below a predetermined height, in the case of weight For example, in the case of body fat, the stratification is based on the presence or absence of a specific disease such as heart disease. Is possible.

(9)請求項9の発明では、前記判定手段は、前記各信号の計測状況に基づいて、前記推定手段を選択することを特徴とする。
本発明は、計測状況に基づいて、好ましい推定手段を選択するので、その推定手段により、精度良く生体状態を推定することができる。
(9) The invention according to claim 9 is characterized in that the determination means selects the estimation means based on a measurement state of each signal.
In the present invention, since a preferable estimation means is selected based on the measurement situation, it is possible to accurately estimate the biological state by the estimation means.

(10)請求項10の発明では、前記計測状況は、運転中か停車中かの状況、車両の走行状況、片手運転か両手運転かの状況、体動の状況のうち、少なくとも1種であることを特徴とする。   (10) In the invention of claim 10, the measurement state is at least one of a driving state or a stopping state, a vehicle traveling state, a one-handed or two-handed state, and a body movement state. It is characterized by that.

本発明は、計測状況を例示したものである。
(11)請求項11の発明では、前記判定手段は、前記生体の計測環境に基づいて、前記推定手段を選択することを特徴とする。
The present invention exemplifies the measurement situation.
(11) The invention according to claim 11 is characterized in that the determination means selects the estimation means based on the measurement environment of the living body.

本発明は、計測環境に基づいて、好ましい推定手段を選択するので、その推定手段により、精度良く生体状態を推定することができる。
(12)請求項12の発明では、前記計測環境は、温度、湿度、及び日射のうち、少なくとも1種であることを特徴とする。
In the present invention, since a preferable estimation unit is selected based on the measurement environment, the biological state can be accurately estimated by the estimation unit.
(12) In the invention of claim 12, the measurement environment is at least one of temperature, humidity, and solar radiation.

本発明は、計測環境を例示したものである。
(13)請求項13の発明は、前記請求項1〜12のいずれかに記載の生体状態推定装置の機能を実現させるためのプログラムである。
The present invention exemplifies a measurement environment.
(13) The invention of claim 13 is a program for realizing the function of the biological state estimating apparatus according to any one of claims 1 to 12.

よって、マイクロコンピュータ等でこのプログラムを実施することにより、上述した特徴量などを用い、所定の推定手段(演算式)を使用して、血圧等の生体状態を推定することが可能である。   Therefore, by executing this program with a microcomputer or the like, it is possible to estimate a biological state such as blood pressure using the above-described feature amount or the like and using a predetermined estimation means (calculation formula).

(14)請求項14の発明は、前記請求項13に記載のプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体である。
よって、この記録媒体に記録したプログラムを用いて、上述したように、生体状態を推定することができる。
(14) The invention of claim 14 is a computer-readable recording medium on which the program of claim 13 is recorded.
Therefore, the biological state can be estimated using the program recorded on this recording medium as described above.

次に、本発明の最良の形態(実施形態)について説明する。
[第1実施形態]
本実施形態では、自動車に搭載されてドライバの血圧を測定する生体状態推定装置について説明する。
Next, the best mode (embodiment) of the present invention will be described.
[First Embodiment]
In this embodiment, a biological state estimation device that is mounted on an automobile and measures the blood pressure of a driver will be described.

a)まず、本実施形態の生体状態推定装置のシステム構成を説明する。
図1に示す様に、本実施形態では、自動車に搭載された生体状態推定装置1と、ドライバ等に情報の報知を行う報知装置3と、手動にてデータの入力を行うマニュアル入力部5と、ステアリング7に取り付けられた脈波センサ9と、ステアリング7に取り付けられた一対の電極11、13とを備えている。
a) First, the system configuration of the biological state estimation apparatus of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, a biological state estimation device 1 mounted on an automobile, a notification device 3 that notifies information to a driver, etc., and a manual input unit 5 that manually inputs data. The pulse wave sensor 9 attached to the steering 7 and a pair of electrodes 11 and 13 attached to the steering 7 are provided.

前記生体状態推定装置1は、周知のマイクロコンピュータを中心とした電子制御装置であり、脈波センサ9や電極11、13等からの信号に基づいて、血圧の算出や報知装置3の制御等を行う。   The biological state estimation device 1 is an electronic control device centered on a well-known microcomputer, and calculates blood pressure and controls the notification device 3 based on signals from the pulse wave sensor 9 and the electrodes 11 and 13. Do.

前記報知装置3は、血圧などを表示する液晶等のディスプレイ15や、その内容を音声等で出力するスピーカ17により構成される。
前記マニュアル入力部5は、マニュアルにて、体重、身長、年齢、性別等の個人別の身体特徴情報が入力可能な例えばキーボードやテンキーやリモコンなどの入力装置である。なお、ディスプレイ15の表示画面をタッチパネルとして、データを入力するようにしてもよい。また、マニュアル入力部5に代えて、各種データを記憶したカード等のメモリから情報を読み出すようにしてもよい。
The notification device 3 includes a display 15 such as a liquid crystal that displays blood pressure and the like, and a speaker 17 that outputs the contents thereof by voice or the like.
The manual input unit 5 is an input device such as a keyboard, a numeric keypad, or a remote controller capable of inputting individual body characteristic information such as weight, height, age, and sex manually. Note that data may be input using the display screen of the display 15 as a touch panel. Further, instead of the manual input unit 5, information may be read from a memory such as a card storing various data.

前記脈波センサ9は、周知の発光素子(LED)や受光素子(PD)を備えた光学式のセンサであり、例えばドライバの指先等に光を照射し、その反射波を利用して脈波(容積脈波)を検出することができる。従って、後述する血圧の算出に用いる脈波信号は、この脈波センサ9から得ることができる。   The pulse wave sensor 9 is an optical sensor provided with a known light emitting element (LED) or light receiving element (PD). For example, the pulse wave sensor 9 irradiates light on a fingertip of a driver and uses the reflected wave to make a pulse wave. (Volume pulse wave) can be detected. Therefore, a pulse wave signal used for blood pressure calculation described later can be obtained from the pulse wave sensor 9.

前記一対の電極11、13は、ドライバの左右の手にそれぞれ接触するように、ステアリング7の左右に配置されている。この電極11、13は、心電信号を得るために電圧を印加する心電計の電極として用いられる。ここでは、両電極11、13と生体状態推定装置1が、心電計の機能を果たす。従って、後述する血圧の算出に用いる心電信号は、この電極11、13を利用して得ることができる。   The pair of electrodes 11 and 13 are arranged on the left and right of the steering wheel 7 so as to come into contact with the left and right hands of the driver, respectively. These electrodes 11 and 13 are used as electrodes of an electrocardiograph that applies a voltage to obtain an electrocardiographic signal. Here, both the electrodes 11 and 13 and the biological state estimation apparatus 1 fulfill | perform the function of an electrocardiograph. Therefore, an electrocardiographic signal used for blood pressure calculation described later can be obtained using the electrodes 11 and 13.

なお、一対の電極11、13間に電流を流しそれによってインピーダンスが得られ、そのインピーダンスと体重等から体脂肪を求めることができる。
b)次に、本実施形態の生体状態推定装置等の機能をブロック図にて更に詳しく説明する。
In addition, an electric current is sent between a pair of electrodes 11 and 13, and thereby impedance is obtained, and body fat can be obtained from the impedance and body weight.
b) Next, the functions of the biological state estimating apparatus and the like of this embodiment will be described in more detail with reference to block diagrams.

図2に示す様に、本実施形態の生体状態推定装置1には、心電信号取得部25と、脈波信号取得部27と、心電信号解析部31と、心電及び脈波信号解析部33と、脈波信号解析部35と、血圧演算部37とを備えている。   As shown in FIG. 2, the living body state estimation apparatus 1 of the present embodiment includes an electrocardiogram signal acquisition unit 25, a pulse wave signal acquisition unit 27, an electrocardiogram signal analysis unit 31, and electrocardiogram and pulse wave signal analysis. A unit 33, a pulse wave signal analysis unit 35, and a blood pressure calculation unit 37 are provided.

このうち、心電信号取得部25は、心臓の活動に伴う電気的興奮を、電極11、13間の電位差(心電信号)として計測するものである。
脈波信号取得部27は脈波センサ9を駆動して脈波信号を取得するものである。
Among these, the electrocardiogram signal acquisition unit 25 measures electrical excitement accompanying the activity of the heart as a potential difference (electrocardiogram signal) between the electrodes 11 and 13.
The pulse wave signal acquisition unit 27 drives the pulse wave sensor 9 to acquire a pulse wave signal.

心電信号解析部31は、心電信号を解析して、例えば心拍数や心拍間隔(HR)等を算出するものである。
心電及び脈波信号解析部33は、図3に示す様に、心電信号と脈波信号を用いて、心電信号に対する脈波信号の遅れ時間である脈波伝播時間(PTT)を求めるものである。
The electrocardiogram signal analysis unit 31 analyzes the electrocardiogram signal and calculates, for example, a heart rate and a heart rate interval (HR).
As shown in FIG. 3, the electrocardiogram and pulse wave signal analysis unit 33 uses the electrocardiogram signal and the pulse wave signal to obtain a pulse wave propagation time (PTT) that is a delay time of the pulse wave signal with respect to the electrocardiogram signal. Is.

脈波信号解析部35は、図4に示す様に、脈波信号を解析して、1階微分(速度脈波)、2階微分(加速度脈波)などを行うとともに、各微分における特徴量(例えば速度脈波のa1〜k1、加速度脈波のa〜f等)の算出、脈波のAI(容積AI)の算出などを行うものである。   As shown in FIG. 4, the pulse wave signal analysis unit 35 analyzes the pulse wave signal, performs first-order differentiation (velocity pulse wave), second-order differentiation (acceleration pulse wave), and the like, and features in each differentiation (For example, velocity pulse wave a1 to k1, acceleration pulse wave a to f, etc.) and pulse wave AI (volume AI) are calculated.

血圧演算部37は、PTT、速度脈波や加速度脈波などの特徴量、容積AI等を用い、所定の演算式に基づいて血圧を算出するものである。
c)次に、血圧の算出に用いる演算式について説明する。
The blood pressure calculation unit 37 calculates blood pressure based on a predetermined calculation formula using a feature amount such as PTT, velocity pulse wave and acceleration pulse wave, volume AI, and the like.
c) Next, an arithmetic expression used for calculating blood pressure will be described.

本実施形態では、血圧演算部37にて血圧を算出する演算式として、複数の演算式を記憶しており、所定の条件に応じて、どの演算式を用いるかを選択する。
具体的には、(i)心電信号はうまく取れていないが、脈波信号はうまく取れている場合、(ii)心電信号はうまく取れているが、脈波信号がうまくとれていない場合、(iii)心電信号も脈波信号もしっかりと得られている場合の3種の条件で区別し、更に、(iii)心電信号も脈波信号もしっかりと得られている場合において、(iiia)脈波信号が若年層を示す場合と(iiib)高齢層を示す場合との2種の条件で区別する。
In the present embodiment, a plurality of arithmetic expressions are stored as arithmetic expressions for calculating blood pressure in the blood pressure calculator 37, and which arithmetic expression is used is selected according to a predetermined condition.
Specifically, (i) The electrocardiogram signal is not taken well, but the pulse wave signal is taken well, (ii) The electrocardiogram signal is taken well, but the pulse wave signal is not taken well , (Iii) distinguish between three types of conditions when both an electrocardiogram signal and a pulse wave signal are obtained, and (iii) when both an electrocardiogram signal and a pulse wave signal are obtained firmly, A distinction is made between two types of conditions: (iiia) the case where the pulse wave signal indicates the younger generation and (iiib) the case where the older generation is indicated.

なお、心電信号がうまく取れているかどうかは、図5(a)に示す様に、例えば心電信号のピークの間隔や振幅の値(或いはその分散)が、所定の正常の範囲からずれているどうかで判断することができる。つまり、正常の範囲からずれている場合には、心電信号の信頼性が低いと考えられるので、血圧推定の際に、この心電信号が利用できないことがわかる。   As shown in FIG. 5A, for example, whether or not the ECG signal is successfully obtained is that the peak interval or amplitude value (or its variance) of the ECG signal deviates from a predetermined normal range. It can be judged by whether or not. In other words, when it deviates from the normal range, it is considered that the reliability of the electrocardiogram signal is low, and thus it can be understood that this electrocardiogram signal cannot be used for blood pressure estimation.

また、脈波信号がうまく取れているかどうかは、図5(b)に示す様に、脈波の基線の揺らぎが、脈波の振幅より大きくなったか否かにより判定できる。つまり、脈波の基線の揺らぎが、脈波の振幅より大きくなった場合には、脈波信号の信頼性が低いと考えられるので、血圧推定の際に、この脈波信号を利用できないことが分かる。以下、(i)〜(iiib)について、順次説明する。   Whether or not the pulse wave signal is successfully obtained can be determined based on whether or not the fluctuation of the baseline of the pulse wave is larger than the amplitude of the pulse wave, as shown in FIG. 5B. In other words, if the fluctuation of the baseline of the pulse wave becomes larger than the amplitude of the pulse wave, it is considered that the reliability of the pulse wave signal is low, so this pulse wave signal may not be used for blood pressure estimation. I understand. Hereinafter, (i) to (iiib) will be sequentially described.

(i)図5(a)に示す様に、心電信号はうまく取れていないが、脈波信号はうまく取れている場合の血圧の算出式
ここでは、安静時の血圧(基準となる血圧:BP0)と、脈波信号から得られる加速度脈波の特徴量のa、dとを用い、例えば下記式(1)によって、血圧(推定血圧:BP)を求める。前記安静時の血圧(BP0)としては、例えば停車時に推定した血圧を利用できるが、予め実験等によって求めた値を使用してもよい。ここで、a0、d0は血圧を求めたときの、加速度脈波の特徴量a、dの値である。
(i) As shown in FIG. 5 (a), the calculation formula of blood pressure when the electrocardiogram signal is not taken well but the pulse wave signal is taken well. Here, the blood pressure at rest (the blood pressure used as a reference: BP 0 ) and acceleration pulse wave feature values a and d obtained from the pulse wave signal are used to obtain a blood pressure (estimated blood pressure: BP) by, for example, the following equation (1). As the resting blood pressure (BP 0 ), for example, the blood pressure estimated when the vehicle is stopped can be used, but a value obtained in advance through experiments or the like may be used. Here, a 0 and d 0 are the values of the feature values a and d of the acceleration pulse wave when the blood pressure is obtained.

なお、以下の式ではα、β等のギリシャ文字を係数として使用するが、各式における係数の値は予め実験により求めることができるものであり、各式において係数の値は文字が同一でも通常は異なる。

BP=BP0+α・(a-a0)+β・(d-d0)+・・・ ・・(1)
(α、βは、係数)

(ii)図5(b)に示す様に、心電信号はうまく取れているが、脈波信号がうまく取れていない場合の算出式
ここでは、安静時の血圧(BP0)と、PTTと、心電信号から得られる心拍間隔(HR)とを用い、例えば下記式(2)によって、血圧(BP)を求める。ここで、PTT0、d0は血圧を求めたときの、脈波伝播速度PTT及び加速度脈波の特徴量dの値である。
In the following formulas, Greek letters such as α, β, etc. are used as coefficients, but the coefficient values in each formula can be obtained by experiment in advance, and the coefficient values in each formula are usually the same even if the letters are the same. Is different.

BP = BP 0 + α · (a−a 0 ) + β · (d−d 0 ) +... (1)
(Α and β are coefficients)

(ii) As shown in FIG. 5B, the calculation formula when the electrocardiogram signal is successfully acquired but the pulse wave signal is not successfully acquired. Here, the blood pressure at rest (BP 0 ), PTT, Using the heart rate interval (HR) obtained from the electrocardiogram signal, the blood pressure (BP) is obtained by the following equation (2), for example. Here, PTT 0 and d 0 are values of the pulse wave propagation velocity PTT and the acceleration pulse wave feature amount d when blood pressure is obtained.

なお、PTTは、前記図3に示す様に、心電信号と脈波信号とから得られるものであるが、図5(b)の脈波の形状は、前記図5(a)の脈波の形状より明瞭ではないものの、心拍に同期して変動している程度は認識できるので、PTTの算出は可能である。また、心拍間隔に代えて心拍数を用いることも可能である。

BP=BP0+α・(PTT-PTT0)+β・(d-d0)+・・ ・・(2)
(α、βは、係数)

(iii)図5(c)に示す様に、心電信号及び脈波信号ともうまく取れている場合の血圧の算出式
この場合には、脈波信号の解析を行って、脈波が若年層タイプか高齢層タイプかを区別(層別)する。
As shown in FIG. 3, the PTT is obtained from an electrocardiogram signal and a pulse wave signal. The shape of the pulse wave in FIG. 5B is the pulse wave in FIG. 5A. Although it is not clearer than the shape, the degree of fluctuation in synchronization with the heartbeat can be recognized, so that PTT can be calculated. It is also possible to use a heart rate instead of the heart rate interval.

BP = BP 0 + α · (PTT−PTT 0 ) + β · (d−d 0 ) + ··· (2)
(Α and β are coefficients)

(iii) As shown in FIG. 5C, the blood pressure calculation formula when both the electrocardiogram signal and the pulse wave signal are successfully obtained. In this case, the pulse wave signal is analyzed, and the pulse wave Distinguishes between types and elderly types (stratified).

具体的には、脈波信号の2階微分をとり、加速度脈波の特徴量a、b、c、d、eを求める。そして、{(b−c−d−e)/a}が所定の判定値(h)以下、例えば(−0.5)以下か否かを判定し、それ以下の場合には若年層タイプと判定し、そうでない場合は、高齢層タイプと判定し、下記のように、演算式を選択する。   Specifically, the second order differentiation of the pulse wave signal is taken to obtain the acceleration pulse wave feature quantities a, b, c, d, and e. Then, it is determined whether or not {(b−c−d−e) / a} is equal to or less than a predetermined determination value (h), for example, (−0.5) or less. If not, it is determined as an elderly type, and an arithmetic expression is selected as follows.

(iiia)若年層タイプの場合には、PTTと、加速度脈波の特徴量dと、体重(Wei)を用い、例えば下記式(3)によって、血圧(BP)を求める。なお、個人情報である体重を省略してもよい。

BP=αy・PTT+βy・d+γy・Wei+・・・ ・・(3)
(αy、βy、γyは、係数)

(iiib)高齢層タイプの場合には、PTTと、加速度脈波の特徴量dと、体重(Wei)を用い、例えば下記式(3)によって、血圧(BP)を求める。なお、個人情報である体重を省略してもよい。なお、式(3)と式(4)とは、係数の値が異なる。

BP=αo・PTT+βo・d+γo・Wei+・・・ ・・(4)
(αo、βo、γoは、係数)

d)次に、血圧測定装置1にて実施される演算処理について説明する。
(iiia) In the case of the younger type, the blood pressure (BP) is obtained by the following equation (3), for example, using the PTT, the feature amount d of the acceleration pulse wave, and the body weight (Wei). Note that the weight, which is personal information, may be omitted.

BP = α y · PTT + β y · d + γ y · Wei + ··· ·· (3)
y , β y , γ y are coefficients)

(iiib) In the case of the elderly type, the blood pressure (BP) is obtained by, for example, the following equation (3) using the PTT, the feature quantity d of the acceleration pulse wave, and the body weight (Wei). Note that the weight, which is personal information, may be omitted. In addition, the value of a coefficient differs between Formula (3) and Formula (4).

BP = α o · PTT + β o · d + γ o · Wei + (4)
o , β o and γ o are coefficients)

d) Next, calculation processing performed in the blood pressure measurement device 1 will be described.

図6のフローチャートに示す様に、ステップ(S)100では、個人情報を利用するか否かを判定する。例えばディスプレイ15に、個人情報を利用するかどうかを表示し、ドライバの入力を促すようにしても良い。ここで肯定判断されるとステップ110に進み、一方否定判断されるとステップ120に進む。   As shown in the flowchart of FIG. 6, in step (S) 100, it is determined whether or not to use personal information. For example, it may be displayed on the display 15 whether or not personal information is used, and the driver's input may be prompted. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 110, while if a negative determination is made, the process proceeds to step 120.

ステップ120では、心電及び脈波の計測を行う。
続くステップ130では、心電信号がうまく取れているか否か、即ち心電信号に異常があるか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ140に進み、一方否定判断されるとステップ150に進む。
In step 120, electrocardiogram and pulse wave are measured.
In the following step 130, it is determined whether or not the electrocardiogram signal is successfully obtained, that is, whether or not the electrocardiogram signal is abnormal. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 140, while if a negative determination is made, the process proceeds to step 150.

ステップ140では、脈波信号がうまく取れているか否か、即ち脈波信号に異常があるか否かを判定する。ここで肯定判断されると前記ステップ120に進み、一方否定判断されるとステップ160に進む。   In step 140, it is determined whether or not the pulse wave signal is successfully obtained, that is, whether or not the pulse wave signal is abnormal. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 120. If a negative determination is made, the process proceeds to step 160.

ステップ160では、脈波信号のみがうまく取れているので、脈波信号を解析して、式(1)にて利用するパラメータ(加速度脈波の特徴量a、d等)の値を算出する。
続くステップ170では、式(1)に前記パラメータの値を適用して、血圧を推定し、一旦本処理を終了する。
In step 160, since only the pulse wave signal is successfully obtained, the pulse wave signal is analyzed, and the values of parameters (acceleration pulse wave feature amounts a, d, etc.) used in equation (1) are calculated.
In the subsequent step 170, the value of the parameter is applied to the equation (1) to estimate the blood pressure, and the process is temporarily terminated.

一方ステップ130で否定判断されて進むステップ150では、脈波信号がうまく取れているか否か、即ち脈波信号に異常があるか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ180に進み、一方否定判断されるとステップ190に進む。   On the other hand, in step 150, where the negative determination is made in step 130, it is determined whether or not the pulse wave signal is successfully obtained, that is, whether or not the pulse wave signal is abnormal. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 180, whereas if a negative determination is made, the process proceeds to step 190.

ステップ180では、心電信号のみがうまく取れているので(脈波信号はおおよその波形が分かる)、心電信号と概略の脈波信号を解析して、式(2)にて利用するパラメータ(PTT、HR)の値を算出する。   In step 180, since only the electrocardiogram signal is successfully obtained (the pulse wave signal has an approximate waveform), the electrocardiogram signal and the approximate pulse wave signal are analyzed, and the parameters (2) used in equation (2) ( PTT, HR) values are calculated.

続くステップ200では、式(2)に前記パラメータの値を適用して、血圧を推定し、一旦本処理を終了する。
また、前記ステップ150で否定判断されて進むステップ190では、心電信号と脈波信号とがうまく取れている状態であるので、ここでは、脈波タイプの判別を行う。
In the following step 200, the value of the parameter is applied to the equation (2) to estimate the blood pressure, and the process is temporarily terminated.
In Step 190, which is determined to be negative in Step 150 and proceeds, the electrocardiogram signal and the pulse wave signal are in good condition, and the pulse wave type is determined here.

具体的には、加速度脈波の特徴量a、b、c、d、eを用い、前記{(b−c−d−e)/a}が判定値(h)以下か否かによって、脈波信号が若年層タイプか高齢層タイプかを判別する。ここで若年層タイプと判断された場合には、ステップ210に進み、高齢層タイプと判断された場合には、ステップ220に進む。   Specifically, the feature values a, b, c, d, and e of the acceleration pulse wave are used, and depending on whether {(b−c−d−e) / a} is equal to or less than the determination value (h), It is determined whether the wave signal is a young type or an old type. If it is determined that the type is young, the process proceeds to step 210. If it is determined that the type is an elderly group, the process proceeds to step 220.

ステップ210では、若年層タイプの式(3)に利用するパラメータ(PTT、d等)の値を算出する。
続くステップ220では、式(3)に前記パラメータの値を適用して、血圧を推定し、一旦本処理を終了する。
In step 210, the values of parameters (PTT, d, etc.) used in the younger group type equation (3) are calculated.
In the subsequent step 220, the value of the parameter is applied to the equation (3) to estimate the blood pressure, and the process is temporarily terminated.

一方、ステップ230では、高齢層タイプの式(4)に利用するパラメータ(PTT、d等)の値を算出する。
続くステップ240では、式(4)に前記パラメータの値を適用して、血圧を推定し、一旦本処理を終了する。
On the other hand, in step 230, values of parameters (PTT, d, etc.) used for the elderly type (4) are calculated.
In the next step 240, the value of the parameter is applied to the equation (4) to estimate the blood pressure, and the process is temporarily terminated.

e)次に、本実施形態による効果を確認した実験例1について説明する。
ここでは、心電信号と脈波信号の両信号がうまく取れた被験者(150名)に対し、その脈波タイプを、加速度脈波の特徴量を用いて若年層タイプと高齢層タイプに区分(層別)し、各タイプに対応した演算式を用いて、血圧の推定を行った。また、実際にカフを用いて血圧を測定した。
e) Next, Experimental Example 1 in which the effect of the present embodiment has been confirmed will be described.
Here, for the subjects (150 people) who have successfully acquired both the electrocardiogram signal and the pulse wave signal, the pulse wave type is classified into a young type and an elderly type using the features of acceleration pulse wave ( The blood pressure was estimated using arithmetic expressions corresponding to each type. In addition, blood pressure was actually measured using a cuff.

その結果を図7(a)に示すが、縦軸は本実施形態の手法によって血圧を推定したものであり、横軸はカフを用いて測定したもの(実測血圧)である。なお、同図では、若年層タイプの式(3)で求めたデータを×で示し、高齢層タイプの式(4)で求めたデータを○で示している。   The result is shown in FIG. 7 (a), where the vertical axis indicates blood pressure estimated by the method of the present embodiment, and the horizontal axis indicates that measured using a cuff (actual blood pressure). In the figure, the data obtained by the younger type expression (3) is indicated by x, and the data obtained by the elderly type (4) is indicated by ◯.

この図7(a)から、推定血圧と実測血圧との相関係数(r)は0.89であり(両タイプのデータを使用)、相関関係が高いことが分かる。また、誤差の標準偏差(σ)も、7.8mmHgと小さい。これにより、血圧を精度良く推定できることが分かる。   FIG. 7A shows that the correlation coefficient (r) between the estimated blood pressure and the actually measured blood pressure is 0.89 (both types of data are used), and the correlation is high. Also, the standard deviation (σ) of the error is as small as 7.8 mmHg. Thereby, it turns out that blood pressure can be estimated accurately.

また、比較例として、加速度脈波による層別を行わない場合についても、実験を行った。
この実験では、下記式(5)を用いて、血圧を推定した。なお、この式(5)と前記式(3)及び式(4)とは、係数の値が異なる。

BP=α・PTT+β・d+γ・Wei+・・・ ・・(5)
(α、β、γは、係数)

その結果を、図7(b)に示すが、層別を行わなかった比較例では、推定血圧と測定血圧との相関係数は0.83、誤差の標準偏差は9.6mmHgであり、推定精度が低いことが分かる。
In addition, as a comparative example, an experiment was also performed in the case where stratification by acceleration pulse waves was not performed.
In this experiment, blood pressure was estimated using the following formula (5). In addition, the value of a coefficient differs between this Formula (5), said Formula (3), and Formula (4).

BP = α · PTT + β · d + γ · Wei + (5)
(Α, β and γ are coefficients)

The result is shown in FIG. 7B. In the comparative example in which no stratification was performed, the correlation coefficient between the estimated blood pressure and the measured blood pressure was 0.83, and the standard deviation of the error was 9.6 mmHg. It can be seen that the accuracy is low.

f)この様に、本実施形態では、心電信号や脈波信号がうまく取れているかどうかを判定し、各信号の状態に応じて、血圧を推定する演算式(1)、(2)を選択している。また、心電信号と脈波信号の両信号が得られた場合には、更に加速度脈波の特徴量を用いて層別し、血圧に推定する演算式(3)、(4)を選択している。   f) As described above, in this embodiment, it is determined whether the electrocardiogram signal or the pulse wave signal is successfully obtained, and the arithmetic expressions (1) and (2) for estimating the blood pressure according to the state of each signal are obtained. Selected. In addition, when both the electrocardiogram signal and the pulse wave signal are obtained, stratification is further performed using the feature quantity of the acceleration pulse wave, and calculation formulas (3) and (4) for estimating the blood pressure are selected. ing.

よって、本実施形態では、生体の測定状態に応じて、最適な演算式を用いて血圧を推定するので、高い測定精度が得られるという顕著な効果を奏する。
なお、上述した式(1)〜(4)以外に、例えば心電信号と脈波信号がうまく得られる場合には、例えば脈波のAIやPA(脈波振幅)を用いた下記式(6)、(7)の様な演算式を用いて血圧を推定することができる。
Therefore, in this embodiment, since the blood pressure is estimated using an optimal arithmetic expression according to the measurement state of the living body, a remarkable effect that high measurement accuracy is obtained can be achieved.
In addition to the above-mentioned formulas (1) to (4), for example, when an electrocardiogram signal and a pulse wave signal can be obtained successfully, the following formula (6) using, for example, AI or PA (pulse wave amplitude) of the pulse wave: ) And blood pressure can be estimated using an arithmetic expression such as (7).

ここで、下記式(6)のctimeは、脈波の立ち上がりから加速度脈波の特徴量cまでの時間を表す。また、下記式(7)のPA0、HR0は、それぞれ安静時におけるPA、HRである。

BP=α・AI+β・a+γ・ctime+δ・HR+・・・ ・・(6)
(α、β、γ、δは、係数)

BP=BP0+α・(PA/PA0)+β・(HR−HR0)+・・・ ・・(7)
(α、βは、係数)

[第2実施形態]
次に、第2実施形態を説明するが、前記第1実施形態と同様な内容の説明は省略する。
Here, ctime in the following formula (6) represents the time from the rise of the pulse wave to the feature quantity c of the acceleration pulse wave. Further, PA 0 and HR 0 in the following formula (7) are PA and HR at rest, respectively.

BP = α · AI + β · a + γ · ctime + δ · HR + (6)
(Α, β, γ and δ are coefficients)

BP = BP 0 + α · (PA / PA 0 ) + β · (HR−HR 0 ) +... (7)
(Α and β are coefficients)

[Second Embodiment]
Next, the second embodiment will be described, but the description of the same contents as the first embodiment will be omitted.

本実施形態は、ハード構成は前記第1実施形態と同様であるので、異なる内容を説明する。
本実施形態は、個人情報に基づいて、血圧の推定に使用する演算式を選択(層別)するものである。
Since the hardware configuration is the same as that of the first embodiment, different contents will be described.
In the present embodiment, an arithmetic expression used for blood pressure estimation is selected (stratified) based on personal information.

ここでは、年齢が40歳未満か40歳以上によって、上述した式(3)と式(4)の演算式と同様な下記式(8)、(9)を選択するようにした。なお、式(8)と式(9)の係数の値は異なる。

BP=αy・PTT+βy・d+γy・Wei+・・・ ・・(8)
(αy、βy、γyは、係数)

BP=αo・PTT+βo・d+γo・Wei+・・・ ・・(9)
(αo、βo、γoは、係数)

具体的には、マニュアル入力部5に、年齢が40歳未満との入力があった場合には、若年層タイプの式(8)を選択し、40歳以上との入力があった場合には、高齢層タイプの式(9)を選択した。
Here, the following formulas (8) and (9) similar to the above formulas (3) and (4) are selected depending on whether the age is less than 40 years or over 40 years. Note that the values of the coefficients in the equations (8) and (9) are different.

BP = α y · PTT + β y · d + γ y · Wei + ··· ·· (8)
y , β y , γ y are coefficients)

BP = α o · PTT + β o · d + γ o · Wei + (9)
o , β o and γ o are coefficients)

Specifically, when the manual input unit 5 has an input that the age is less than 40 years old, the formula (8) for the younger generation type is selected, and when there is an input that is 40 years old or older. The elderly type (9) was selected.

そして、前記実験例1と同様にして、心電信号と脈波信号の両信号がうまく取れた被験者(150名)を、年齢で区別して血圧の推定を行った。また、実際にカフを用いて血圧を測定した。   Then, in the same manner as in Experimental Example 1, blood pressure was estimated by distinguishing the subjects (150 persons) who successfully obtained both the electrocardiogram signal and the pulse wave signal by age. In addition, blood pressure was actually measured using a cuff.

その結果を図8に示す。なお、同図では、40歳未満のデータと40歳以上のデータを異なるマークで示している。
この図8から、推定血圧と実測血圧との相関係数(r)は0.87であり(両タイプのデータを使用)、相関関係が高いことが分かる。即ち、血圧を精度良く推定できることが分かる。
The result is shown in FIG. In the figure, the data under 40 and the data over 40 are indicated by different marks.
FIG. 8 shows that the correlation coefficient (r) between the estimated blood pressure and the actually measured blood pressure is 0.87 (both types of data are used), and the correlation is high. That is, it can be seen that the blood pressure can be estimated with high accuracy.

なお、年齢による層別の効果(即ち血圧推定の精度アップの効果)が大きいので、前記式(8)、(9)において、体重のパラメータを使用せずに、血圧を推定することも可能である。   In addition, since the effect of stratification according to age (that is, the effect of improving the accuracy of blood pressure estimation) is large, it is possible to estimate blood pressure without using the weight parameter in the above formulas (8) and (9). is there.

本実施形態においても、前記第1実施形態と同様な効果を奏する。
また、ここでは、年齢による層別を例に挙げたが、層別を行う個人情報としては、性別、身長、体重、体脂肪、又は疾患情報を採用でき、更には、それらを2種以上組み合わせて、更に精密な層別を行ってもよい。
In the present embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
In addition, here, stratification according to age is given as an example, but as personal information for stratification, gender, height, weight, body fat, or disease information can be adopted, and further, two or more of them are combined In addition, more precise stratification may be performed.

例えば男女の場合には、統計的に体格に有意な差があり、また体格の違いは血圧に影響を及ぼすので、同じ演算式を用いて血圧を推定するよりも、異なる演算式を用いて血圧を推定する方が、より精度の高い値が得られる。   For example, in the case of men and women, there is a statistically significant difference in physique, and the difference in physique affects blood pressure, so blood pressure is estimated using a different formula rather than estimating the blood pressure using the same formula. A more accurate value can be obtained by estimating.

同様に、身長、体重、体脂肪は、血圧との間で相関関係があることは、本発明者等の研究により確認されている。
また、疾患情報については、心疾患や動脈の狭窄などがあると、脈波形が疾患の無い人に比較して大きく異なる。そのため、疾患の部位、疾患の程度によって、層別することにより、推定精度を高めることができる。
Similarly, it has been confirmed by studies by the present inventors that height, weight, and body fat are correlated with blood pressure.
Regarding disease information, if there is a heart disease or arterial stenosis, the pulse waveform is greatly different from that of a person without a disease. Therefore, the estimation accuracy can be increased by stratifying according to the site of the disease and the degree of the disease.

なお、各演算式は、実験等により求めることができる。
[第3実施形態]
次に、第3実施形態を説明するが、前記第1実施形態と同様な内容の説明は省略する。
Each arithmetic expression can be obtained by experiments or the like.
[Third Embodiment]
Next, the third embodiment will be described, but the description of the same contents as the first embodiment will be omitted.

本実施形態は、ハード構成は前記第1実施形態と同様であるので、異なる内容を説明する。
本実施形態は、加速度脈波(若年と高齢を区別するもの)と個人情報(体重)とに基づいて、血圧の推定に使用する演算式を選択(層別)するものである。
Since the hardware configuration is the same as that of the first embodiment, different contents will be described.
In the present embodiment, an arithmetic expression used for blood pressure estimation is selected (stratified) based on acceleration pulse waves (which distinguish between young and old) and personal information (weight).

例えば、若年(y)、高齢(o)、軽量(l)、重量(h)の4つの区分に応じて係数(若年で軽量αyl〜γyl、若年で重量αyh〜γyh、高齢で軽量αol〜γol、高齢で重量αoh〜γoh)を変えた4種の式(10)〜(13)を用意し、若年、高齢、軽量、重量の組み合わせに応じて、使用する演算式を選択する。なお、若年か高齢かは、加速度脈波から判断し、軽量か重量かは入力データにより判断する。

BP=αyl・PTT+βyl・d+γyl・Wei+・・+ ・・(10)
(αyl、βyl、γylは、係数)

BP=αyh・PTT+βyh・d+γyh・Wei+・・+ ・・(11)
(αyh、βyh、γyhは、係数)

BP=αol・PTT+βol・d+γol・Wei+・・+ ・・(12)
(αol、βol、γolは、係数)

BP=αoh・PTT+βoh・d+γoh・Wei+・・+ ・・(13)
(αoh、βoh、γohは、係数)

そして、前記実験例1と同様にして、心電信号と脈波信号の両信号がうまく取れた被験者(150名)を、年齢層と体重の4種で区別して血圧の推定を行った。また、実際にカフを用いて血圧を測定した。
For example, a coefficient (light weight α yl to γ yl at young age, weight α yh to γ yh at young age, weight α yh to γ yh at young age, old age, y (o), light weight (l), weight (h) 4 types of formulas (10) to (13) with different weights α ol to γ ol and older weights α oh to γ oh ) are prepared, and calculation to be used according to the combination of young, old, light, and weight Select an expression. Whether it is young or old is determined from the acceleration pulse wave, and whether it is light or heavy is determined from the input data.

BP = α yl · PTT + β yl · d + γ yl · Wei + · · + (10)
yl , β yl , and γ yl are coefficients)

BP = α yh · PTT + β yh · d + γ yh · Wei + ·· + (11)
yh , β yh , γ yh are coefficients)

BP = αol · PTT + βol · d + γol · Wei + ·· + (12)
ol , β ol , γ ol are coefficients)

BP = α oh · PTT + β oh · d + γ oh · Wei + · · · · · · (13)
oh , β oh , and γ oh are coefficients)

Then, in the same manner as in Experimental Example 1, blood pressure was estimated by distinguishing the subjects (150 persons) who successfully obtained both the electrocardiogram signal and the pulse wave signal by the four types of age group and body weight. In addition, blood pressure was actually measured using a cuff.

その結果を図9に示す。なお、同図のVA小が若年を示し、VA大が高齢を示す。この図9から、推定血圧と実測血圧との相関係数(r)は0.91であり(両タイプのデータを使用)、相関関係が極めて高いことが分かる。即ち、血圧を精度良く推定できることが分かる。
[第4実施形態]
次に、第4実施形態を説明するが、前記第1実施形態と同様な内容の説明は省略する。
The result is shown in FIG. In addition, VA small of the figure shows young, and VA large shows old. FIG. 9 shows that the correlation coefficient (r) between the estimated blood pressure and the actually measured blood pressure is 0.91 (both types of data are used), and the correlation is extremely high. That is, it can be seen that the blood pressure can be estimated with high accuracy.
[Fourth Embodiment]
Next, the fourth embodiment will be described, but the description of the same contents as the first embodiment will be omitted.

本実施形態は、ハード構成は前記第1実施形態と同様であるので、異なる内容を説明する。
本実施形態は、計測状況(体動)に基づいて、血圧の推定に使用する演算式を選択(層別)するものである。
Since the hardware configuration is the same as that of the first embodiment, different contents will be described.
In the present embodiment, an arithmetic expression used for blood pressure estimation is selected (stratified) based on a measurement situation (body motion).

具体的には、図10に示す様に、カメラ41で運転者を撮影し、その画像を分析して、手の動きや手以外の胴体部分の動きを解析する。
そして、体動の状況を下記の様に4種に区分し、それぞれの状態において使用する演算式を選択する。
Specifically, as shown in FIG. 10, the driver 41 is photographed by the camera 41, and the image is analyzed to analyze the movement of the hand and the movement of the body part other than the hand.
Then, the body movement status is divided into four types as follows, and an arithmetic expression to be used in each state is selected.

a)手の動きが多い場合
手の動きが多い場合には、心電信号が上手くとれないことが予想される。よって、その場合は、上述した心電信号がうまく得られなかった場合の前記式(1)と同様な下記式(14)を採用する。ここで、a0、d0は安静時の血圧BP0を求めたときの、加速度脈波の特徴量a、dの値である。

BP=BP0+α・(a-a0)+β・(d-d0)+・・・ ・・(14)
(α、βは、係数)

b)手の動きは少ないが、体(胴体部分)が動いている場合
体の動きが多い場合には、脈波に大きな基線の揺らぎが生じ、脈波信号が上手くとれないことが予想される。よって、その場合は、上述した脈波信号がうまく得られなかった場合の前記式(2)と同様な下記式(15)を採用する。ここで、PTT0、d0は安静時の血圧BP0を求めたときの、脈波伝播速度PTT及び加速度脈波の特徴量dの値である。

BP=BP0+α・(PTT-PTT0)+β・(d-d0)+・・ ・・(15)
(α、βは、係数)

c)体動(手及び胴体部分等の動き)が少ない場合
心電信号及び脈波信号とも良好に得られることが予想される。よって、その場合は、両脈波信号がうまく得られる場合には、下記式(16)を採用する。なお、前記式(3)又は式(4)の様に、若年層と高齢層とで層別してもよい。

BP=α・PTT+β・d+γ・Wei+・・・ ・・(16)
(α、β、γは、係数)

d)体動(手及び胴体部分等の動き)が多い場合
この場合は、心電信号及び脈波信号ともうまく得られないことが予想される。よって、その場合は、血圧の推定を行わないようにする。
a) When there are many movements of the hand When there are many movements of the hand, it is expected that the electrocardiogram signal cannot be taken well. Therefore, in this case, the following formula (14) similar to the above formula (1) when the above-described electrocardiogram signal is not successfully obtained is adopted. Here, a 0 and d 0 are values of the feature values a and d of the acceleration pulse wave when the resting blood pressure BP 0 is obtained.

BP = BP 0 + α · (a−a 0 ) + β · (d−d 0 ) +... (14)
(Α and β are coefficients)

b) When there is little movement of the hand, but the body (torso part) is moving When there is a lot of movement of the body, it is expected that the pulse wave will have a large baseline fluctuation and the pulse wave signal will not be good. . Therefore, in this case, the following formula (15) similar to the above formula (2) when the above-described pulse wave signal is not successfully obtained is adopted. Here, PTT 0 and d 0 are values of the pulse wave propagation velocity PTT and the acceleration pulse wave feature value d when the resting blood pressure BP 0 is obtained.

BP = BP 0 + α · (PTT−PTT 0 ) + β · (d−d 0 ) + ··· (15)
(Α and β are coefficients)

c) When there is little body movement (movement of hand and torso, etc.) It is expected that both an electrocardiogram signal and a pulse wave signal can be obtained well. Therefore, in this case, when both pulse wave signals can be successfully obtained, the following equation (16) is adopted. In addition, like the said Formula (3) or Formula (4), you may stratify with a young group and an elderly group.

BP = α · PTT + β · d + γ · Wei + (16)
(Α, β and γ are coefficients)

d) When there is a lot of body movement (movement of hand and torso, etc.) In this case, it is expected that neither an electrocardiogram signal nor a pulse wave signal can be obtained well. Therefore, in that case, blood pressure is not estimated.

本実施形態においても、前記第1実施形態と同様な効果を奏する。
[第5実施形態]
次に、第5実施形態を説明するが、前記第1実施形態と同様な内容の説明は省略する。
In the present embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
[Fifth Embodiment]
Next, the fifth embodiment will be described, but the description of the same contents as the first embodiment will be omitted.

本実施形態は、ハード構成は前記第1実施形態と同様であるので、異なる内容を説明する。
本実施形態は、その他の計測状況(運転中か停車中か等)に基づいて、血圧の推定に使用する演算式を選択(層別)するものである。
Since the hardware configuration is the same as that of the first embodiment, different contents will be described.
In the present embodiment, an arithmetic expression used for blood pressure estimation is selected (stratified) based on other measurement situations (whether driving or stopping).

a)例えば運転中か停車中に関しては、運転中は停車中よりも、体動や車両の振動などの影響によって、心電信号や脈波信号にノイズ(外乱)が載りやすい傾向があるので、運転中か停車中かによって、演算式を切り換えることが考えられる。   a) For example, when driving or stopping, there is a tendency that noise (disturbance) is more likely to appear on the electrocardiogram signal or pulse wave signal due to the influence of body movement or vibration of the vehicle during driving than when stopping. It is conceivable to switch the calculation formula depending on whether the vehicle is driving or stopped.

例えば運転中は下記式(17)を選択し、停車中は下記式(18)を選択することができる。つまり、運転中は、心電信号や脈波信号の信頼性が低いと考えられるので、演算式に停車中に計測したBP0を加味して、心電信号や脈波信号の重みを小さくする。一方、停車中は、逆に、心電信号や脈波信号の信頼性が高いと考えられるので、心電信号や脈波信号の重みを大きくして血圧を推定するのである。なお、パラメータの内容は前記と同様であるのでその説明は省略する(以下同様)。
(運転中)
BP=BP0+α・(PTT-PTT0)+β・(d-d0)+・・ ・・(17)
(α、βは、係数)
(停車中)
BP=α・PTT+β・d+γ・Wei+・・・ ・・(18)
(α、β、γは、係数)

本実施形態においても、前記第1実施形態と同様な効果を奏する。
For example, the following formula (17) can be selected during driving, and the following formula (18) can be selected while stopping. In other words, since the reliability of the electrocardiogram signal and pulse wave signal is considered to be low during driving, the weight of the electrocardiogram signal and pulse wave signal is reduced by adding BP 0 measured while the vehicle is stopped to the arithmetic expression. . On the other hand, when the vehicle is stopped, the electrocardiogram signal or the pulse wave signal is considered to be highly reliable, so the blood pressure is estimated by increasing the weight of the electrocardiogram signal or the pulse wave signal. Since the parameters are the same as described above, the description thereof is omitted (the same applies hereinafter).
(driving)
BP = BP 0 + α (PTT-PTT 0 ) + β (d-d 0 ) + (17)
(Α and β are coefficients)
(Stopped)
BP = α · PTT + β · d + γ · Wei + (18)
(Α, β and γ are coefficients)

In the present embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained.

また、他の計測状況に関しては、例えば車両の走行状況を採用できるが、例えばカーブを走行中や急加速や急減速の場合には、体動などが大きくなることが考えられる。よってその様に、体動が大きくなって脈波信号などの信頼性が低下することが予想される状況では、運転中に対応した前記式(17)を採用し、そうでない場合には、停車中に対応した前記式(18)を選択するようにしてもよい。   As other measurement situations, for example, the running situation of the vehicle can be adopted. However, for example, when the vehicle is running on a curve or suddenly accelerates or decelerates, it can be considered that body movement becomes large. Therefore, in the situation where it is expected that the body motion will increase and the reliability of the pulse wave signal and the like will decrease, the equation (17) corresponding to the driving is adopted, otherwise the vehicle stops. You may make it select the said Formula (18) corresponding to inside.

更に、片手運転か両手運転かを画像から判断し、片手運転の場合は、心電信号が得られないので、脈波信号のみが得られる場合の前記式(1)を採用することができる。
[第6実施形態]
次に、第6実施形態を説明するが、前記第1実施形態と同様な内容の説明は省略する。
Furthermore, it is determined from the image whether the operation is one-handed or two-handed, and in the case of one-handed operation, since an electrocardiogram signal cannot be obtained, the above formula (1) when only a pulse wave signal is obtained can be employed.
[Sixth Embodiment]
Next, the sixth embodiment will be described, but the description of the same contents as the first embodiment will be omitted.

本実施形態は、ハード構成は前記第1実施形態と同様であるので、異なる内容を説明する。
本実施形態は、計測環境(温度、湿度、日射)に基づいて、血圧の推定に使用する演算式を選択(層別)するものである。
Since the hardware configuration is the same as that of the first embodiment, different contents will be described.
In the present embodiment, an arithmetic expression used for blood pressure estimation is selected (stratified) based on a measurement environment (temperature, humidity, solar radiation).

a)日射の場合
脈波センサ9の光よりも、太陽光の方がはるかに強いので、図12に示す様に、日射がある場合には、脈波信号に大きなノイズが乗ることがある。なお、図12では(見やすい様に)脈波センサ9の出力の正負を反転して表示している。
a) In the case of solar radiation Since the sunlight is much stronger than the light from the pulse wave sensor 9, as shown in FIG. 12, when there is solar radiation, a large noise may be added to the pulse wave signal. In FIG. 12, the output of the pulse wave sensor 9 is displayed in a reversed manner (for easy viewing).

そこで、日差しが強い場合には、下記式(19)を採用する。この式(19)は、主として、安静時の血圧と心電信号の特徴量を利用した演算式である。

BP=BP0+α・(PTT−PTT0)+β・(HR−HR0)+・・ ・・(19)
(α、βは、係数)

一方、日差しが弱い場合には、脈波信号がうまく得られるので、下記式(20)を採用する。この式(20)は、通常の脈波信号を利用した演算式である。

BP=α・PTT+β・d+γ・Wei+・・・ ・・(20)
(α、β、γは、係数)

これにより、日射の影響を受けにくくなり、常に、精度良く血圧を推定することができる。
Therefore, when the sunlight is strong, the following formula (19) is adopted. This expression (19) is an arithmetic expression mainly using the resting blood pressure and the characteristic amount of the electrocardiogram signal.

BP = BP 0 + α · (PTT−PTT 0 ) + β · (HR−HR 0 ) + ···· (19)
(Α and β are coefficients)

On the other hand, when the sunlight is weak, the pulse wave signal can be obtained well, so the following equation (20) is adopted. This expression (20) is an arithmetic expression using a normal pulse wave signal.

BP = α · PTT + β · d + γ · Wei + (20)
(Α, β and γ are coefficients)

Thereby, it becomes difficult to receive the influence of solar radiation, and it can always estimate a blood pressure accurately.

b)温度の場合
一般に、気温が低く寒い場合には、人体の表面の毛細血管が絞られるため、図13に示す様に、脈波信号が小さく不安定になる。なお、図13(a)では(見やすい様に)脈波センサ9の出力の正負を反転して表示している。
b) In the case of temperature In general, when the temperature is low and cold, the capillaries on the surface of the human body are throttled, so that the pulse wave signal becomes small and unstable as shown in FIG. In FIG. 13 (a), the output of the pulse wave sensor 9 is displayed with its polarity reversed (for easy viewing).

そこで、気温が(基準値より)低い場合には、下記式(21)を採用する。この式(21)は、主として、安静時の血圧と心電信号の特徴量を利用した演算式である。

BP=BP0+α・(PTT-PTT0)+β・(d-d0)+・・ ・・(21)
(α、βは、係数)

一方、気温が高い場合には、脈波信号がうまく得られるので、下記式(22)を採用する。この式(22)は、通常の脈波信号を利用した演算式である。

BP=α・PTT+β・d+γ・Wei+・・・ ・・(22)
(α、β、γは、係数)

これにより、気温の影響を受けにくくなり、常に、精度良く血圧を推定することができる。
Therefore, when the temperature is lower (than the reference value), the following formula (21) is adopted. This expression (21) is an arithmetic expression mainly using the resting blood pressure and the characteristic amount of the electrocardiogram signal.

BP = BP 0 + α (PTT-PTT 0 ) + β (d-d 0 ) + (21)
(Α and β are coefficients)

On the other hand, when the temperature is high, the pulse wave signal can be obtained well, so the following equation (22) is adopted. This expression (22) is an arithmetic expression using a normal pulse wave signal.

BP = α · PTT + β · d + γ · Wei + (22)
(Α, β and γ are coefficients)

Thereby, it becomes difficult to be influenced by the temperature, and the blood pressure can always be estimated accurately.

c)湿度の場合
一般に、乾燥している日などは、運転者の手とステアリングの電極との間のインピーダンスが高くなり、図14に示す様に、心電信号がうまく計測できないことがある。なお、図14の縦軸はインピーダンスが異なる場合の心電信号の出力電圧を示している。
c) Humidity In general, on a dry day, the impedance between the driver's hand and the steering electrode becomes high, and the electrocardiogram signal may not be measured well as shown in FIG. The vertical axis in FIG. 14 indicates the output voltage of the electrocardiogram signal when the impedance is different.

そこで、湿度が(基準値より)低い場合には、心電信号がうまく得られない場合の下記式(23)を採用する。この式(23)は、主として、安静時の血圧と脈波信号の特徴量を利用した演算式である。

BP=BP0+α・(a−a0)+β・(d−d0)+・・ ・・(23)
(α、βは、係数)

一方、湿度が高い場合には、心電信号がうまく得られるので、下記式(24)を採用する。この式(24)は、主として、安静時の血圧と心電信号を利用した演算式である。

BP=BP0+α・(PTT−PTT0)+β・(d−d0)+・・ ・・(24)
(α、βは、係数)

尚、本発明は前記実施形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
Therefore, when the humidity is lower (lower than the reference value), the following formula (23) when the electrocardiogram signal cannot be obtained successfully is adopted. This expression (23) is an arithmetic expression mainly using the resting blood pressure and the characteristic amount of the pulse wave signal.

BP = BP 0 + α · (a−a 0 ) + β · (d−d 0 ) + ··· (23)
(Α and β are coefficients)

On the other hand, when the humidity is high, an electrocardiogram signal can be obtained well, so the following equation (24) is adopted. This expression (24) is an arithmetic expression mainly using a resting blood pressure and an electrocardiogram signal.

BP = BP 0 + α (PTT−PTT 0 ) + β (d−d 0 ) + (24)
(Α and β are coefficients)

In addition, this invention is not limited to the said embodiment at all, and it cannot be overemphasized that it can implement with a various aspect in the range which does not deviate from this invention.

(1)例えば、心電信号がうまく得られない場合(又は、脈波信号がうまく得られない場合)に用いる推定式に、若年層、高齢層の層別を行ってもよい。この場合、若年層の場合は、下記式(25)を用い、高齢層の場合は、下記式(26)を用いる。尚、α、βの添え字のyは若年層を示し、oは高齢層を示す。   (1) For example, young people and elderly people may be classified into estimation formulas used when an electrocardiogram signal cannot be obtained well (or when a pulse wave signal cannot be obtained well). In this case, the following formula (25) is used for the younger group, and the following formula (26) is used for the older group. Note that the subscript y of α and β indicates the younger generation, and o indicates the older generation.


BP=BP0+αy・(a-a0)+βy・(d-d0)+・・・ ・・(25)
(αy、βyは、係数)

BP=BP0+αo・(a-a0)+βo・(d-d0)+・・・ ・・(26)
(αo、βoは、係数)
(2)また、心電信号がうまく得られない場合には、例えば下記式(27)の様に、BP0を用いないで、脈波のみで血圧を推定できる。

BP = BP 0 + α y · (a−a 0 ) + β y · (d−d 0 ) +... (25)
y and β y are coefficients)

BP = BP 0 + α o (a−a 0 ) + β o (d−d 0 ) + (26)
o and β o are coefficients)
(2) When an electrocardiogram signal cannot be obtained successfully, the blood pressure can be estimated using only the pulse wave without using BP 0 as shown in the following equation (27), for example.


BP=α・a+β・d+γ・ctime+・・・ ・・(27)
(α、β、γは、係数)

(3)更に、上述した生体状態推定装置の機能は、コンピュータのプログラムにより実行される処理により実現することができ、このプログラムは、記録媒体に記録できる。

BP = α · a + β · d + γ · ctime + (27)
(Α, β and γ are coefficients)

(3) Furthermore, the function of the above-described biological state estimation apparatus can be realized by processing executed by a computer program, and this program can be recorded on a recording medium.

つまり、上述した様なプログラムをコンピュータシステムにて実現する機能は、例えば、コンピュータシステム側で起動するプログラムとして備えることができる。このようなプログラムの場合、例えば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータシステムにロードして起動することにより用いることができる。この他、ROMやバックアップRAM等をコンピュータ読み取り可能な記録媒体として前記プログラムを記録しておき、このROMあるいはバックアップRAM等をコンピュータシステムに組み込んで用いても良い。   That is, the function for realizing the above-described program in the computer system can be provided as a program that is activated on the computer system side, for example. In the case of such a program, for example, the program is recorded on a computer-readable recording medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD, and a hard disk, and is used by being loaded into a computer system and started as necessary. be able to. In addition, the program may be recorded as a computer-readable recording medium such as a ROM or a backup RAM, and the ROM or the backup RAM may be incorporated into a computer system.

第1実施形態の車室内に配置された生体状態推定装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the biological condition estimation apparatus arrange | positioned in the vehicle interior of 1st Embodiment. 生体状態推定装置の機能を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function of a biological condition estimation apparatus. 心電信号と脈波信号を示すグラフである。It is a graph which shows an electrocardiogram signal and a pulse wave signal. 脈波信号とそれを微分した信号を示すグラフである。It is a graph which shows a pulse wave signal and the signal which differentiated it. 測定環境などに応じて変化する心電信号と脈波信号を示すグラフである。It is a graph which shows the electrocardiogram signal and pulse wave signal which change according to a measurement environment. 第1実施形態の演算処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the arithmetic processing of 1st Embodiment. カフを用いた実測値と生体状態推定装置による演算値との相関関係を示すグラフである。It is a graph which shows the correlation with the actual value using a cuff, and the calculated value by the biological condition estimation apparatus. 第2実施形態における推定血圧と実測血圧との相関関係を示すグラフである。It is a graph which shows the correlation of the estimated blood pressure in 2nd Embodiment, and measured blood pressure. 第3実施形態における推定血圧と実測血圧との相関関係を示すグラフである。It is a graph which shows the correlation of the estimated blood pressure in 3rd Embodiment, and measured blood pressure. 第4実施形態における体動を検出する手法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the method of detecting the body movement in 4th Embodiment. 第5実施形態において、層別した場合と層別しない場合との運転中と停車中のパラメータの変化を示すグラフである。In 5th Embodiment, it is a graph which shows the change of the parameter during driving | running | working and the case where it does not stratify and the case where it stratifies. 日射によって変動する脈波センサの出力を示すグラフである。It is a graph which shows the output of the pulse wave sensor which changes with solar radiation. (a)は温度によって変化する脈波信号を示すグラフ、(b)はその2階微分値を示すグラフである。(A) is a graph which shows the pulse wave signal which changes with temperature, (b) is a graph which shows the 2nd-order differential value. 湿度によって変動するインピーダンスを示すグラフである。It is a graph which shows the impedance which fluctuates with humidity.

符号の説明Explanation of symbols

1…生体状態推定装置
3…報知装置
7…ステアリング
5…マニュアル入力部
9…脈波センサ
11、13…電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Living body state estimation apparatus 3 ... Notification apparatus 7 ... Steering 5 ... Manual input part 9 ... Pulse wave sensor 11, 13 ... Electrode

Claims (14)

生体から検出される心電信号及び脈波信号のうち、少なくとも前記脈波信号を用いて、前記生体の状態を推定する生体状態推定装置において、
前記心電信号及び前記脈波信号のうち、少なくとも前記脈波信号を計測する計測手段と、
前記計測した信号のうち、少なくとも前記脈波信号を解析し、解析した信号の特徴量を算出する算出手段と、
前記特徴量を用い、所定のアルゴリズムに基づいて、前記生体の状態を推定する複数の推定手段と、
前記複数の推定手段のうち、どの推定手段を用いて前記生体の状態を推定するかを、所定の判定条件に基づいて判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする生体状態推定装置。
Among the electrocardiogram signals and pulse wave signals detected from the living body, at least the pulse wave signal is used to estimate the state of the living body.
Of the electrocardiogram signal and the pulse wave signal, measuring means for measuring at least the pulse wave signal;
Among the measured signals, at least the pulse wave signal is analyzed, and calculation means for calculating the characteristic amount of the analyzed signal;
A plurality of estimation means for estimating the state of the living body based on a predetermined algorithm using the feature amount;
A determination unit that determines which of the plurality of estimation units is used to estimate the state of the living body based on a predetermined determination condition;
A biological state estimation device comprising:
前記生体の状態は、血圧であることを特徴とする請求項1に記載の生体状態推定装置。   The biological state estimation apparatus according to claim 1, wherein the biological state is blood pressure. 前記推定手段に用いる前記心電信号の特徴量又は前記脈波信号の特徴量は、PTT、脈波のAI、脈波振幅、加速度脈波の特徴量、心拍間隔、及び心拍数のうち、少なくとも脈波信号の特徴量の1種を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の生体状態推定装置。   The feature quantity of the electrocardiogram signal or the feature quantity of the pulse wave signal used for the estimation means is at least one of PTT, pulse wave AI, pulse wave amplitude, acceleration pulse wave feature quantity, heart rate interval, and heart rate. The living body state estimation apparatus according to claim 1, wherein the biological state estimation apparatus includes one type of feature amount of a pulse wave signal. 前記判定手段は、前記心電信号の特徴量又は前記脈波信号の特徴量に基づいて、前記推定手段を選択することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の生体状態推定装置。   The biological state estimation apparatus according to claim 1, wherein the determination unit selects the estimation unit based on a feature amount of the electrocardiogram signal or a feature amount of the pulse wave signal. . 前記判定手段に用いる前記心電信号の特徴量又は前記脈波信号の特徴量は、脈波信号の基線の揺らぎ、脈波信号の振幅、加速度脈波の特徴量、心電信号の振幅、心拍間隔、及び心拍数のうち、少なくとも1種であることを特徴とする請求項4に記載の生体状態推定装置。   The feature quantity of the electrocardiogram signal or the feature quantity of the pulse wave signal used for the determination means is the fluctuation of the baseline of the pulse wave signal, the amplitude of the pulse wave signal, the feature quantity of the acceleration pulse wave, the amplitude of the electrocardiogram signal, the heartbeat The biological state estimation device according to claim 4, wherein the biological state estimation device is at least one of an interval and a heart rate. 前記判定手段は、前記心電信号の特徴量又は前記脈波信号の特徴量の分散に基づいて、前記推定手段を選択することを特徴とする請求項4又は5に記載の生体状態推定装置。   The biological state estimation apparatus according to claim 4 or 5, wherein the determination unit selects the estimation unit based on a feature amount of the electrocardiogram signal or a variance of the feature amount of the pulse wave signal. 前記判定手段は、前記生体の個人情報に基づいて、前記推定手段を選択することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の生体状態推定装置。   The biological state estimation apparatus according to claim 1, wherein the determination unit selects the estimation unit based on personal information of the biological body. 前記個人情報は、年齢、性別、身長、体重、体脂肪、及び疾患情報のうち、少なくとも1種であることを特徴とする請求項7に記載の生体状態推定装置。   8. The biological state estimating apparatus according to claim 7, wherein the personal information is at least one of age, sex, height, weight, body fat, and disease information. 前記判定手段は、前記各信号の計測状況に基づいて、前記推定手段を選択することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の生体状態推定装置。   The biological state estimation apparatus according to claim 1, wherein the determination unit selects the estimation unit based on a measurement state of each signal. 前記計測状況は、運転中か停車中かの状況、車両の走行状況、片手運転か両手運転かの状況、体動の状況のうち、少なくとも1種であることを特徴とする請求項9に記載の生体状態推定装置。   10. The measurement state according to claim 9, wherein the measurement state is at least one of a driving state or a stopping state, a vehicle traveling state, a one-handed or two-handed driving state, and a body movement state. Biological state estimation device. 前記判定手段は、前記生体の計測環境に基づいて、前記推定手段を選択することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の生体状態推定装置。   The biological state estimation apparatus according to claim 1, wherein the determination unit selects the estimation unit based on a measurement environment of the biological body. 前記計測環境は、温度、湿度、及び日射のうち、少なくとも1種であることを特徴とする請求項11に記載の生体状態推定装置。   The biological state estimation apparatus according to claim 11, wherein the measurement environment is at least one of temperature, humidity, and solar radiation. 前記請求項1〜12のいずれかに記載の生体状態推定装置の機能を実現させるためのプログラム。   The program for implement | achieving the function of the biological condition estimation apparatus in any one of the said Claims 1-12. 前記請求項13に記載のプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium on which the program according to claim 13 is recorded.
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