JP2010051790A - 脈波測定装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無拘束状態で複数の発光素子および複数の受光素子の組み合わせにより最適な脈波信号を検出することができる脈波測定装置および方法を提供する。
【解決手段】前記脈波測定装置は、複数の発光素子および複数の受光素子を備え被検者の脈波信号を検出するセンサ部、および前記複数の発光素子と複数の受光素子の各組み合わせに対して検出された脈波信号の信号感度に応じていずれか１つの組み合わせを選択し、前記選択された組み合わせに対応する発光素子と受光素子を活性化して脈波を測定する制御部を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は脈波測定装置および方法に関し、特に、複数の光学素子を用いて無拘束状態で被検者の脈波を測定することができる脈波測定装置および方法に関する。

一般に、ヒトの光電式容積脈波（Ｐｈｏｔｏｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｍ、以下、「ＰＰＧ」という）を測定するための方法として光学式センサを利用している。これは、血管を流れる血液に反応する光を照射し、それに対する反射量または透過量を信号に変換してＰＰＧを測定する。このような光学センサ方法としては、一般的に人の指先、耳たぶなどにセンサを接触させて測定する方法を使う。これは、ヒトの身体特性上、毛細血管が最もよく発達した部位が人体の指先、耳たぶの部位であり、この部位が最も容易に測定することができるためである。

ＰＰＧを活用する分野は非常に様々である。ＰＰＧを測定して分析し、血管老化度、ストレスの状態分析、感情状態の分析など、その活用範囲が数え切れないほど多い。最近、ユビキタス環境が台頭しつつ、ＰＰＧもユビキタス環境で好適に測定できるようにすることが台頭している。ユビキタス環境の核となる特徴中の１つはユーザが意識していない状態（ｕｎａｗａｒｅｎｅｓｓ）でサービスを支援することである。しかし、従来のＰＰＧ測定方法は全てユーザが測定行為を自覚または意識しているかまたは意図的に測定する方法である。

従来には、ＰＰＧを測定するために指貫き形態またはニッパー形態で作られた測定センサをヒトの指先または耳たぶなどに嵌めたり挟んだりして測定するが、この場合、ユーザは装置に拘束される状況になって他の作業または日常活動をすることができない問題が発生する。また、指先であれ耳たぶであれ、測定部に連結されるケーブルが必ず露出する構造を有する。露出したケーブルは測定するヒトを非常に不便にする要因として作用し、日常生活をしながらＰＰＧを測定することができない。このようなケーブルを無くすためには、測定部回路に無線通信回路部と電源供給回路部を共に内蔵しなければならず、この場合、測定部の大きさが非常に大きくなるために現実的に不可能である。

上記で言及したように、ＰＰＧを測定するために提案された従来の方法は全て拘束状態で意図的にＰＰＧを測定する方法であり、無拘束状態でＰＰＧを測定するための方策が求められている。

本発明は、無拘束状態で複数の発光素子および複数の受光素子の組み合わせにより最適な脈波信号を検出することができる脈波測定装置および方法を提供することをその目的とする。

目的を達成するための本発明に係る脈波測定装置は、被検者の手首に着用して脈波信号を測定する装置であって、複数の発光素子および複数の受光素子を備え、被検者の脈波信号を検出するセンサ部、および複数の発光素子と複数の受光素子の各組み合わせに対して検出された脈波信号の信号感度に応じていずれか１つの組み合わせを選択し、選択された組み合わせに対応する発光素子と受光素子を活性化して脈波を測定する制御部を含む。

センサ部は複数の発光素子と複数の受光素子が一列に配置されることを特徴とし、また、複数の発光素子と複数の受光素子が交互に配置されることを特徴とする。このとき、複数の発光素子と複数の受光素子の組み合わせは、隣接した発光素子と受光素子の対からなっている。

制御部は、複数の発光素子と複数の受光素子の各々に対するオン／オフを断続するスイッチング部を含む。このとき、スイッチング部は、複数の発光素子と複数の受光素子の組み合わせごとに、該当する発光素子と受光素子をオンにする。

また、制御部は、複数の発光素子と複数の受光素子の各組み合わせに対して検出された脈波信号のＲＭＳを算出し、該当脈波信号に対する信号感度を測定する。
また、本発明に係る脈波測定装置は、制御部によって測定された脈波測定データを出力する表示部をさらに含む。

目的を達成するための本発明に係る脈波測定方法は、制御部、センサ部、および表示部を備え、被検者の手首に着用して脈波信号を測定する装置の脈波測定方法であって、制御部がセンサ部に含まれた複数の発光素子と複数の受光素子の各組み合わせに対して検出された脈波信号の信号感度を測定するステップ、制御部が信号感度を測定するステップにおいて測定された信号感度に基づいていずれか１つの組み合わせを選択するステップ、および制御部が選択された組み合わせに対応する発光素子と受光素子を活性化して脈波を測定するステップを含む。

信号感度を測定するステップの脈波信号は、複数の発光素子と複数の受光素子を交互に一列に配置した状態で、各組み合わせに該当する発光素子と受光素子から各々検出される。また、複数の発光素子と複数の受光素子の組み合わせは、隣接した発光素子と受光素子の対からなっている。

信号感度を測定するステップは、制御部が複数の発光素子と複数の受光素子の各々に対するオン／オフを制御するステップを含む。このとき、オン／オフを制御するステップは、複数の発光素子と複数の受光素子の各組み合わせのうち、選択した組み合わせに該当する発光素子と受光素子だけをオンにする。

オン／オフを制御するステップは、制御部が、複数の発光素子と複数の受光素子の組み合わせごとに、該当する発光素子と受光素子をオンにする。一方、脈波を測定するステップは、制御部が、複数の発光素子と複数の受光素子の各組み合わせのうち、選択するステップで選択された組み合わせに該当する発光素子と受光素子だけをオンにする。

信号感度を測定するステップは、制御部が、複数の発光素子と複数の受光素子の各組み合わせに対して検出された脈波信号のＲＭＳを算出し、該当脈波信号の信号感度を測定する。また、信号感度を測定するステップは、最大信号感度値を‘０’に設定するステップ、および複数の発光素子と複数の受光素子の組み合わせごとに、測定される信号感度値が以前信号感度値より大きい場合に、最大信号感度値を該当組み合わせから測定された信号感度値に更新するステップを含む。
また、本発明に係る脈波測定方法は、脈波測定ステップで測定された脈波測定データを出力するステップをさらに含む。

本発明によれば、脈波測定装置を腕時計またはリストバンドなどのように被検者の手首に着用可能に実現することにより、携帯し易く、無拘束状態で脈波を測定することができる利点がある。

また、複数の発光素子および複数の受光素子を交互に一列に配置した状態で複数の発光素子および複数の受光素子に対するそれぞれの組み合わせによって脈波信号を検出することにより、被検者の該当血管に近接した組み合わせの発光素子および受光素子によって検出された脈波信号から最適な脈波を測定することができる。

また、被検者の脈波測定データを外部の他の機器に伝送することにより、被検者のストレス、健康状態、感情状態などを外部で周期的に管理することができる。

本発明に係る脈波測定装置の構成を説明するための参照ブロック図である。 本発明の一実施形態による脈波測定装置の実施形態を示す例示図である。 本発明の一実施形態による脈波測定装置の実施形態を示す例示図である。 本発明の一実施形態による脈波測定装置のセンサ部の構成を説明するための参照図である。 本発明の一実施形態による脈波測定装置のセンサ部の動作を説明するための参照図である。 本発明の一実施形態による脈波測定装置のセンサ部の動作を説明するための参照図である。 本発明の一実施形態による脈波測定装置のセンサ部の動作を説明するための参照図である。 本発明の一実施形態による脈波測定装置の脈波検出方法に対するフローチャートである。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態を説明すれば次の通りである。
図１は本発明に係る脈波測定装置の構成を説明するための参照ブロック図である。図１に示すように、脈波測定装置は光センサを用いて被検者の光電式容積脈波（Ｐｈｏｔｏｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｍ、ＰＰＧ）を測定する装置であり、大きく、センサ部１１０、制御部１２０、表示部１３０を含む。ここで、光電式容積脈波は心臓拍動数、血中酸素飽和度、血管の収縮および膨張などを反映するため、それによって被検者の状態を予測することができる。

先ず、センサ部１１０は被検者の皮膚に接触して該当部分の脈波信号を検出する。センサ部１１０は複数の光センサを含み、複数の光センサは各々発光部と受光部に分けられる。ここで、発光部は光信号を放出する複数の発光素子（１１３，１１７）を含み、複数の発光素子（１１３，１１７）としては発光ダイオードなどが用いられる。このとき、複数の発光素子（１１３，１１７）は各々独立して動作する。

一方、受光部は複数の発光素子（１１３，１１７）によって放出された光信号を受信する複数の受光素子（１１１，１１５）を含み、複数の受光素子（１１１，１１５）としてはフォトダイオードなどが用いられる。このとき、複数の受光素子（１１１，１１５）は各々独立して動作する。

ここで、センサ部１１０は複数の発光素子（１１３，１１７）および複数の受光素子（１１１，１１５）を一列に配置した形態で実現され、このとき、複数の発光素子（１１３，１１７）と複数の受光素子（１１１，１１５）を交互に連続して配置した形態を有する。勿論、複数の発光素子（１１３，１１７）および複数の受光素子（１１１，１１５）を配置する形態としては、複数の発光素子（１１３，１１７）および複数の受光素子（１１１，１１５）を一直線上でジグザグに配置するなどの様々な形態で実施することもできる。
したがって、複数の発光素子（１１３，１１７）および複数の受光素子（１１１，１１５）はそれぞれの素子が位置した地点で被検者の脈波信号を検出する。

制御部１２０はセンサ部１１０に直接または間接的に連結され、センサ部１１０によって検出された脈波信号の印加を受けて処理する。このとき、制御部１２０は、信号処理部１２１、発光信号出力部１２２、信号増幅部１２３、フィルタ部１２４、スイッチング部１２５、脈波信号出力部１２６を含む。

発光信号出力部１２２は複数の発光素子（１１３，１１７）に各々連結され、該当発光素子によって出力される光信号を調節する。例えば、発光信号出力部１２２は複数の発光素子（１１３，１１７）によって出力される光信号の明るさなどを調節する。

一方、受光素子は発光素子によって出力された光信号を受信して制御部１２０に印加する。ここで、受光センサによって受信された光信号は被検者の血管を経て反射した信号であり、該信号は脈波信号となる。

信号増幅部１２３は複数の受光素子（１１１，１１５）に連結され、各受光素子（１１１，１１５）によって検出された脈波信号の入力を受けて所定値以上の信号強さを有するように増幅させる。フィルタ部１２４は信号増幅部１２３によって増幅された信号から雑音信号を除去する。このように、受光素子（１１１，１１５）によって検出された脈波信号は信号増幅部１２３およびフィルタ部１２４を経て信号処理部１２１に入力される。

信号処理部１２１は、基本的に、発光信号出力部１２２、信号増幅部１２３、フィルタ部１２４、スイッチング部１２５、および脈波信号出力部１２６の動作を制御する。また、信号処理部１２１は、複数の受光素子（１１１，１１５）によって各々検出された脈波信号を判読し、各信号に対する信号感度を測定する。例えば、信号処理部１２１は、複数の受光素子（１１１，１１５）によって各々検出された脈波信号のＲＭＳ（Ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ）を測定し、測定されたＲＭＳから該当脈波信号の信号感度を測定する。

信号処理部１２１は、複数の発光素子（１１３，１１７）と複数の受光素子（１１１、１１５）の組み合わせごとに、該当する発光素子と、受光素子がオンになるようにスイッチング部１２５の動作を制御することにより、組み合わせごとに検出される脈波信号の信号感度を測定する。このとき、信号処理部１２１は複数の発光素子（１１３，１１７）と複数の受光素子（１１１、１１５）の各組み合わせのうちの信号感度の最も強い脈波信号を検出した組み合わせを選択する。

スイッチング部１２５は、複数の発光素子（１１３，１１７）と複数の受光素子（１１１，１１５）に各々連結され、信号処理部１２１の制御命令に応じてそれぞれの発光素子（１１３，１１７）と受光素子（１１１，１１５）のオン／オフを断続する。言い換えれば、信号処理部１２１は複数の発光素子（１１３，１１７）と複数の受光素子（１１１，１１５）の組み合わせごとに順序を決め、決められた順序に応じて該当組み合わせの発光素子と受光素子が活性化するようにする制御命令をすれば、スイッチング部１２５は、信号処理部１２１の制御命令に応じて該当素子をオンにし、その他の素子はオフにする。このとき、スイッチング部１２５は各組み合わせに対する信号感度の測定が完了する時までに継続して発光素子と受光素子のオン／オフを各々断続する。

また、信号処理部１２１によって最終的にいずれか１つの組み合わせが選択されれば、同じくスイッチング部１２５は最終的に該当組み合わせの発光素子と受光素子だけをオンにする。
したがって、信号処理部１２１は、最終的に選択された組み合わせに該当する発光素子と受光素子によって検出された脈波信号を分析して脈波を測定し、脈波測定結果を含む脈波測定データを生成し、脈波信号出力部１２６を介して外部に出力する。ここで、脈波測定データは、該当脈波信号に対する周波数、脈波速度、脈波伝播時間、脈波伝播速度のうちの少なくとも１つの情報を含むことができる。

このとき、脈波信号出力部１２６から出力された脈波測定データは、無線または有線通信方式で外部の他の機器に伝送することもできる。例えば、病院情報システム、医療ポータル、移動通信機器などと連動することにより、様々な健康管理、疾病管理などの応用シナリオを実現することができる。また、知能型ロボットと連動することにより、ヒトの脈波信号分析を通じてストレス、健康状態、感情状態などをロボットが検知できるため、様々な知能型ロボットサービスを実現する核心要素として活用することができる。

表示部１３０は脈波信号出力部１２６から出力された脈波測定データを画面に出力する。ここで、表示部１３０は、ＬＣＤ、ＰＤＰ、タッチスクリーンなどのように一般的に用いられるディスプレイ手段であればいずれも適用することができる。勿論、脈波測定データは、図示してはいないが、スピーカーのような音声出力手段およびその他の方式の出力手段を介して出力することもできる。

一方、脈波測定装置は、センサ部１１０、制御部１２０、および表示部１３０と、それぞれの内部素子に動作電源を供給する電源供給部（図示せず）をさらに含むことができる。

図２〜図６は図１のように構成される脈波測定装置の実施形態を示す図である。ここで、本発明の実施形態では脈波測定装置がバンドに取り付けられて実現されたものを例にして説明するが、それに限定されるものではない。
先ず、図２は脈波測定装置が取り付けられたバンドの前面と裏面を示す図である。図２（ａ）はバンド１の前面を示し、図２（ｂ）はバンド１の裏面を示す。このとき、裏面が被検者の手首に直接接触する面である。

図２（ａ）に示すように、被検者の手首に着用可能なバンド１の中央部には脈波測定装置の本体１００が備えられ、その前面には脈波信号を出力するための表示部１３０が備えられる。また、図２（ｂ）に示すように、バンド１の裏面には、脈波測定装置の本体１００に取り付けられた制御部１２０と、被検者の皮膚に直接接触して血管から脈波信号を検出するセンサ部１１０とが備えられる。このとき、センサ部１１０は制御部１２０から離隔して配置され、制御部１２０に連結線Ｌによって連結され、連結線Ｌを介して検出信号を制御部１２０に印加する。

ここで、センサ部１１０は制御部１２０から左側または右側に離隔して配置され、センサ部１１０と制御部１２０は連結線Ｌによって連結される。このとき、連結線Ｌは、検出された脈波信号が伝えられる信号配線と、動作電源を供給するための電源線とを含む。

一方、図３は、図２（ｂ）に対する他の実施形態であって、センサ部１１０が制御部１２０に直接連結された形態を示す図である。この場合、センサ部１１０が制御部１２０に直接連結されているために別途の連結線は要らない。

図４は本発明に係るセンサ部１１０の構成を説明するための参照図であって、図４（ａ）はセンサ部１１０を正面から見た図であり、（ｂ）はその側断面図である。
センサ部１１０は複数の発光素子（１１３，１１７）と複数の受光素子（１１１，１１５）が基板に一列に配置される。このとき、被検者ごとに手首の太さおよび動脈の位置などが異なるため、基板としては柔軟性のある薄い材質を用いる。したがって、複数の発光素子（１１３，１１７）と複数の受光素子（１１１，１１５）が被検者の手首に平面上で接触するため、各位置に応じた脈波信号を検出する。

また、被検者ごとに血管の位置が異なるため、複数の発光素子（１１３，１１７）と複数の受光素子（１１１，１１５）を交互に一列に配置することにより、血管が位置した地点の発光素子および受光素子を介して正確な脈波信号を測定することができる。これに対する実施形態は図５を参照する。

また、発光素子（１１３，１１７）および受光素子（１１１，１１５）が付着された基板の上、下面には軟らかくて弾性が良く、光に対する透過を防ぐシリコンやエポキシなどの素材を付着する。このとき、基板の上面において、センサ部１１０の発光素子（１１３，１１７）および受光素子（１１１，１１５）部分は脈波信号を検知できるように開放される。したがって、被検者の脈波を測定する場合、光センサを用いて脈波信号を検知するため、発光素子（１１３，１１７）と受光素子（１１１，１１５）間の光信号を除いた光の要素を遮断する。

一方、バンド１にセンサ部１１０を付着する場合、バンド１の所定領域にセンサ部１１０大きさの溝を形成し、溝にセンサ部１１０を挿入する。したがって、センサ部１１０が被検者の皮膚に接触する時、側面から光が入射することを遮断することができる。

図５〜図７はセンサ部の実施形態を示す図である。
先ず、図５は、センサ部に含まれる発光素子と受光素子に対する素子組み合わせ表であって、組み合わせごとに、発光素子と受光素子のオン／オフ状態を示すものである。但し、本発明の実施形態に対する理解を高めるために各組み合わせに対して検出される信号にチャネル番号を付与する。

図６は複数の発光素子と複数の受光素子間において送受信される信号チャネルを示す図である。ここで、それぞれの素子組み合わせは図５の素子組み合わせ表を参照する。

ヒトごとに最適な脈波信号を検知できる血管の位置は様々であり、これは、複数の発光素子と複数の受光素子間の組み合わせによって最適な信号を検出することができる。本発明では４個の素子、すなわち、受光素子（１１１，１１５）と発光素子（１１３，１１７）を各々２個ずつ備えたものを例にしたが、素子の大きさおよび種類に応じてその数を異なるように構成することもできる。

図６に示された４個の素子は、便宜上、第１素子、第２素子、第３素子、第４素子という。ここで、第１素子は第１受光素子１１１、第２素子は第２受光素子１１５、第３素子は第１発光素子１１３、第４素子は第２発光素子１１７である。

このとき、受光素子（１１１，１１５）と発光素子（１１３，１１７）を交互に一列に配置することによって計４つの組み合わせを作ることができる。言い換えれば、第１素子１１１、第３素子１１３、第２素子１１５、第４素子１１７の順に配置された場合、｛第１素子、第３素子｝、｛第１素子、第４素子｝、｛第２素子、第３素子｝、｛第２素子、第４素子｝のような組み合わせが作られる。このとき、｛第１素子、第３素子｝組み合わせによって測定された信号を第１チャネルｃｎ１、｛第１素子、第４素子｝組み合わせによって測定された信号を第２チャネルｃｎ２、｛第２素子、第３素子｝組み合わせによって測定された信号を第３チャネルｃｎ３、｛第２素子、第４素子｝組み合わせによって測定された信号を第４チャネルｃｎ４とする。

したがって、信号処理部１２１は、それぞれの素子組み合わせによって測定された４個のチャネル（ｃｎ１、ｃｎ２、ｃｎ３、ｃｎ４）に対する信号感度を各々測定し、最適な信号感度を有するチャネルを確認し、該当チャネルに対応する素子だけを活性化して検出された脈波信号から脈波を測定する。

図６の実施形態では２つの発光素子と２つの受光素子から形成できる全ての場合の発光素子と受光素子の対で組み合わせを形成したが、場合によっては隣接した発光素子と受光素子の対だけで組み合わせを形成することができる。例えば、第３素子１１３は第１素子１１１と第２素子１１５に隣接しているため、｛第１素子、第３素子｝と｛第２素子、第３素子｝の組み合わせを形成し、第４素子１１７は第２素子１１５に隣接しているため、｛第２素子、第４素子｝の組み合わせを形成する。したがって、第１素子１１１と第４素子１１７は互いに隣接していないために他の組み合わせに比べて信号感度が低いので、該組み合わせは形成しないか、既に形成された場合には脈波信号を検出しないようにすることもできる。

図７は被検者の手首に取り付けられる脈波測定装置のうちのセンサ部の位置による実施形態を示す図である。図７（ａ）はセンサ部１１０が手首の左側に偏るように位置した場合を示す図であり、このとき、センサ部１１０は被検者の血管（Ａ，Ｂ）のうちの橈骨動脈である‘Ａ’から脈波信号を検出する。したがって、信号処理部１２１は橈骨動脈Ａの周辺に位置した｛第２素子、第３素子｝の組み合わせによる第３チャネルｃｎ３を通じて脈波を測定する。

一方、図７（ｂ）はセンサ部が被検者の手首中央に位置した場合を示す図であり、信号処理部１２１は、図７（ａ）とは異なり、橈骨動脈Ａの周辺に位置した｛第１素子、第３素子｝の組み合わせによる第１チャネルｃｎ１を通じて脈波を測定する。

上記のように構成された本発明の動作を説明すれば次の通りである。
図８は、本発明に係る脈波測定装置に対する動作流れを示すフローチャートであり、複数の素子組み合わせによる最適な脈波信号を検出する過程を示すものである。但し、脈波測定装置の全体動作流れは図面では省略する。

本発明に係る脈波測定装置は、電源がオンになれば、発光信号出力部１２２から制御信号を出力することにより、センサ部１１０の発光部から光信号が出力される。このとき、発光部から出力された光信号は被検者の皮膚の中の血管を通過して受光部に入力される。

このとき、受光部に入力された信号は脈波信号であって、血管の血流速度などに応じて信号周波数が異なるように出力される。受光部に入力された脈波信号は制御部１２０の信号増幅部１２３に伝えられ、信号増幅部１２３は入力された脈波信号を、所定値を有する信号に増幅させる。信号増幅部１２３によって増幅された脈波信号は、フィルタ部１２４によって一部ノイズがフィルタリングされた後、信号処理部１２１に伝えられる。

このとき、信号処理部１２１はセンサ部１１０の素子組み合わせにより最適な脈波信号を検出し、このとき、検出された脈波信号は脈波信号出力部１２６を介して外部に出力される。脈波信号出力部１２６を介して出力された脈波信号は、表示部１３０に伝えられ画面に出力され、有線または無線通信方式で外部の他の装置に伝送されることもできる。

ここで、図８を参照し、最適な脈波信号を検出する過程を説明すれば、信号処理部１２１はスイッチング部１２５の動作を制御し、第１チャネル、すなわち、ｃｎ１に対応する素子（第１素子、第３素子）をオンにする（Ｓ２１０）。勿論、脈波測定装置の駆動による初期制御変数は、チャネル番号ｉ＝１、チャネル数Ｎ＝４、選択チャネルｓ＝０、信号感度ｐｒｅｖ＝０に各々設定される（Ｓ２００）。勿論、ｐｒｅｖに対する初期変数値は設定によって変更することができる。

このとき、信号処理部１２１は、｛第１素子、第３素子｝から検出されたｃｎ１のＲＭＳ１を算出することにより、ｃｎ１に対する信号感度を測定する（Ｓ２２０）。Ｓ２３０過程においてＲＭＳ１はｐｒｅｖの初期値である‘０’より高い値を有するため、Ｓ２４０過程においてｓ＝１、ｐｒｅｖ＝ＲＭＳ１の値を有する。

また、信号処理部１２１は‘ｉ’値を‘１’増加させ（Ｓ２５０）、ｃｎ２に対応する素子（第１素子、第４素子）をオンにする（Ｓ２１０）。このとき、信号処理部１２１は、｛第１素子、第４素子｝から検出されたｃｎ２のＲＭＳ２を算出することにより、ｃｎ２に対する信号感度を測定する（Ｓ２２０）。Ｓ２３０過程においてＲＭＳ２と現在ｐｒｅｖ値であるＲＭＳ１を比較し、高い値をｐｒｅｖ値に設定する。言い換えれば、ｃｎ２に対する信号感度値が以前信号感度値より大きい場合には、最大信号感度値を現在信号感度値に更新する。

ＲＭＳ１がＲＭＳ２より大きい場合には、Ｓ２４０過程を省略し、直ちに‘ｉ’値を‘１’増加させ（Ｓ２５０）、ｃｎ３に対応する素子（第２素子、第３素子）をオンにする（Ｓ２１０）。一方、ＲＭＳ１がＲＭＳ２より小さい場合には、Ｓ２４０過程においてｓ＝２、ｐｒｅｖ＝ＲＭＳ２の値を有する。その後、信号処理部１２１は‘ｉ’値を‘１’増加させ（Ｓ２５０）、ｃｎ３に対応する素子（第２素子、第３素子）をオンにする（Ｓ２１０）。

同じく、信号処理部１２１は、｛第２素子、第３素子｝から検出されたｃｎ３のＲＭＳ３を算出することにより、ｃｎ３に対する信号感度を測定する（Ｓ２２０）。Ｓ２３０過程においてＲＭＳ３とｐｒｅｖ値を比較し、高い値をｐｒｅｖ値に設定する。ＲＭＳ３が現在のｐｒｅｖより大きい場合には、Ｓ２４０過程においてｓ＝３、ｐｒｅｖ＝ＲＭＳ３の値を有する。その後、信号処理部１２１は‘ｉ’値を‘１’増加させ（Ｓ２５０）、ｃｎ４に対応する素子（第３素子、第４素子）をオンにする（Ｓ２１０）。その反面、ＲＭＳ３が現在のｐｒｅｖより小さい場合には、Ｓ２４０過程を省略し、直ちに‘ｉ’値を‘１’増加させ（Ｓ２５０）、ｃｎ４に対応する素子（第３素子、第４素子）をオンにする（Ｓ２１０）。

最後に、信号処理部１２１は、｛第３素子、第４素子｝から検出されたｃｎ４のＲＭＳ４を算出することにより、ｃｎ４に対する信号感度を測定する（Ｓ２２０）。Ｓ２３０過程においてＲＭＳ４とｐｒｅｖ値を比較し、高い値をｐｒｅｖ値に設定する。ＲＭＳ４が現在のｐｒｅｖ値より大きい場合には、Ｓ２４０過程においてｓ＝４、ｐｒｅｖ＝ＲＭＳ４の値を有する。その反面、ＲＭＳ４が現在のｐｒｅｖ値より小さい場合にはＳ２４０過程を省略する（Ｓ２１０）。

このとき、Ｓ２６０過程において、信号感度を測定する信号チャネルがそれ以上存在しないため、信号処理部１２１は、最終的なｓ値と、ｐｒｅｖ値を基準に信号感度の最も高い信号チャネル、すなわち、ｃｎ（ｓ）を選択し、このときに選択されたｃｎ（ｓ）に対応する素子だけをオンにすることによって最適な脈波信号を検出する（Ｓ２７０）。

したがって、本発明に係る脈波測定装置は、複数の発光素子と複数の受光素子の各組み合わせに対して脈波信号を検出することによって最適な脈波を測定することができ、被検者により正確な脈波測定データを提供することができる。
以上のような本発明に係る脈波測定装置および方法は、上記にて説明した実施形態の構成および方法に限定適用されるものではなく、上記実施形態を様々に変形し、各実施形態の全部または一部を選択的に組み合わせて構成することもできる。

１１０：センサ部
１１１、１１５：受光素子
１１３、１１７：発光素子
１２０：制御部
１２１：信号処理部
１２２：発光信号出力部
１２３：信号増幅部
１２４：フィルタ部
１２５：スイッチング部
１２６：脈波信号出力部
１３０：表示部

Claims (17)

1. 被検者の手首に着用して脈波信号を測定する装置であって、
   複数の発光素子および複数の受光素子を備え、被検者の脈波信号を検出するセンサ部と、
   前記複数の発光素子と複数の受光素子の各組み合わせに対して検出された脈波信号の信号感度に応じていずれか１つの組み合わせを選択し、選択された組み合わせに対応する発光素子と受光素子を活性化して脈波を測定する制御部と
   を含む脈波測定装置。
2. 請求項１に記載の脈波測定装置において、
   前記センサ部は、前記複数の発光素子と複数の受光素子が一列に配置されることを特徴とする脈波測定装置。
3. 請求項１に記載の脈波測定装置において、
   前記センサ部は、前記複数の発光素子と複数の受光素子が交互に配置されることを特徴とする脈波測定装置。
4. 請求項１に記載の脈波測定装置において、
   前記複数の発光素子と複数の受光素子の組み合わせは、隣接した発光素子と受光素子の対からなることを特徴とする脈波測定装置。
5. 請求項１に記載の脈波測定装置において、
   前記制御部は、前記複数の発光素子と複数の受光素子の各々に対するオン／オフを断続するスイッチング部を含むことを特徴とする脈波測定装置。
6. 請求項５に記載の脈波測定装置において、
   前記スイッチング部は、前記複数の発光素子と複数の受光素子の組み合わせごとに、該当する発光素子と受光素子をオンにすることを特徴とする脈波測定装置。
7. 請求項１に記載の脈波測定装置において、
   前記制御部は、前記複数の発光素子と複数の受光素子の各組み合わせに対して検出された脈波信号のＲＭＳを算出し、該当脈波信号に対する信号感度を測定することを特徴とする脈波測定装置。
8. 請求項１に記載の脈波測定装置において、前記制御部によって測定された脈波測定データを出力する表示部をさらに含むことを特徴とする脈波測定装置。
9. 制御部、センサ部、および表示部を備え、被検者の手首に着用して脈波信号を測定する装置の脈波測定方法であって、
   前記制御部が前記センサ部に含まれた複数の発光素子と複数の受光素子の組み合わせ各々に対して検出された脈波信号の信号感度を測定するステップと、
   前記制御部が前記信号感度を測定するステップにおいて測定された信号感度に基づいていずれか１つの組み合わせを選択するステップと、
   前記制御部が選択された組み合わせに対応する発光素子と受光素子を活性化して脈波を測定するステップと
   を含む脈波測定方法。
10. 請求項９に記載の脈波測定方法において、
    前記信号感度を測定するステップで検出される脈波信号は、前記複数の発光素子と複数の受光素子を交互に一列に配置した状態で、各組み合わせに該当する発光素子と受光素子から各々検出されることを特徴とする脈波測定方法。
11. 請求項９に記載の脈波測定方法において、
    前記複数の発光素子と複数の受光素子の組み合わせは、隣接した発光素子と受光素子の対からなることを特徴とする脈波測定方法。
12. 請求項９に記載の脈波測定方法において、
    前記信号感度を測定するステップは、前記制御部が前記複数の発光素子と複数の受光素子の各々に対するオン／オフを制御するステップを含むことを特徴とする脈波測定方法。
13. 請求項１２に記載の脈波測定方法において、
    前記オン／オフを制御するステップは、前記制御部が前記複数の発光素子と複数の受光素子の組み合わせごとに該当する発光素子と受光素子をオンにすることを特徴とする脈波測定方法。
14. 請求項９に記載の脈波測定方法において、
    前記脈波を測定するステップは、前記制御部が前記複数の発光素子と複数の受光素子の各組み合わせのうち前記選択するステップで選択された組み合わせに該当する発光素子と受光素子だけをオンにすることを特徴とする脈波測定方法。
15. 請求項９に記載の脈波測定方法において、
    前記信号感度を測定するステップは、前記制御部が前記複数の発光素子と複数の受光素子の各組み合わせに対して検出された脈波信号のＲＭＳを算出し、該当脈波信号の信号感度を測定することを特徴とする脈波測定方法。
16. 請求項９に記載の脈波測定方法において、
    前記信号感度を測定するステップは、
    最大信号感度値を０に設定するステップと、
    前記複数の発光素子と複数の受光素子の組み合わせごとに、測定される信号感度値が以前信号感度値より大きい場合に、最大信号感度値を該当組み合わせから測定された信号感度値に更新するステップと
    を含むことを特徴とする脈波測定方法。
17. 請求項９に記載の脈波測定方法において、前記脈波測定ステップで測定された脈波測定データを前記表示部に出力するステップをさらに含むことを特徴とする脈波測定方法。

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