JP2015066319A - Biological information acquisition device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は生体情報取得装置に関し、特に、被験者の生体情報を精度良く検出する構成に関する。 The present invention relates to a biological information acquisition apparatus, and more particularly, to a configuration for accurately detecting biological information of a subject.
従来、生体情報取得装置として、例えば特許文献１には、車両運転時での運転者の入眠予兆を検出して生体状態を監視する装置が知られている。 Conventionally, as a biological information acquisition device, for example, Patent Document 1 discloses a device that detects a driver's sleep symptom during driving of a vehicle and monitors a biological state.
上記特許文献１では、具体的に、自動車のシートの背もたれ部の全面に、互いに空気流通のない６つの小空気袋を分散配置すると共に、着座者の腰部付近に位置する１つの小空気袋に対してその内部の空気圧変動を測定する１つのセンサを配置して、その測定した空気圧変動から着座者の腰部付近の大動脈の脈波を含む時系列信号データを得て、その時系列信号データを信号処理して、生体情報としての入眠予兆を検出している。 In the above-mentioned Patent Document 1, specifically, six small air bags having no air circulation are distributed over the entire backrest portion of the seat of the automobile, and one small air bag located near the waist of the seated person is arranged. On the other hand, one sensor that measures the air pressure fluctuation in the inside is arranged, time series signal data including the pulse wave of the aorta near the waist of the seated person is obtained from the measured air pressure fluctuation, and the time series signal data is signaled. It processes and detects the sleep onset sign as biometric information.
ところで、被験者の生体情報として、自動車運転時の運転者の入眠予兆だけでなく、人の心拍数のゆらぎ又は心拍間隔のゆらぎなども、生体情報として重要な指標である。人の鼓動では、その鼓動状態を測定した心電図においてＲ波と呼ばれる大きなパルスの間隔（Ｒ−Ｒ間隔）のゆらぎは、ストレス度や自律神経活動の重要な指標である。 By the way, as the biological information of the subject, not only the driver's sleep sensation when driving a car but also fluctuations of a person's heart rate or fluctuation of a heartbeat interval are important indicators as biological information. In the heartbeat of a person, fluctuations in a large pulse interval (R-R interval) called an R wave in an electrocardiogram that measures the heartbeat state are important indicators of the degree of stress and autonomic nerve activity.
そこで、例えば椅子やソファに振動センサを配置して、被験者がその椅子やソファに着座した状態でその被験者の鼓動に応じた振動を検出すれば、その振動センサの振動信号から被験者の覚醒時の心拍数又は心拍間隔のゆらぎなどの生体情報を取得することができるので、被験者に心電図検査用の複数の電極を装着することなく、簡易且つ短時間で、また被験者に意識させることなく、無拘束で生体情報を取得することが可能である。 Therefore, for example, if a vibration sensor is arranged on a chair or a sofa and the subject detects a vibration corresponding to the heartbeat of the subject while sitting on the chair or sofa, the vibration signal of the vibration sensor is used to detect the subject's awakening. Since biological information such as heart rate or heart rate interval fluctuations can be acquired, the subject is not restrained without wearing a plurality of electrodes for electrocardiogram examination, in a short time, without making the subject aware of it. It is possible to acquire biometric information.
この場合に、被験者の鼓動に伴う振動は、体内を伝播して、胸部、背部、臀部や脚部など、被験者の各部位で検出可能であるが、心臓から離れた部位では心電図のＲ波に相当する波形の鋭い急峻な成分は鈍り、体幹で共振した波形として観測される。このため、検査用の椅子やソファなどでは、振動センサを被験者の心臓位置に近い部位に配置するのが一般的に望ましい。このように心臓近くに振動センサが位置する場合は、図１１に示すように、実線で示す振動センサの振動信号から被験者の鼓動成分を抽出すると、太実線で示すように心電図とほぼ同様の心臓の搏動を検出できる。 In this case, vibration associated with the subject's heartbeat propagates through the body and can be detected at each part of the subject such as the chest, back, buttocks, and legs, but at the part away from the heart, the R wave of the electrocardiogram The sharp and steep component of the corresponding waveform is dull and observed as a waveform resonating in the trunk. For this reason, in an examination chair or sofa, it is generally desirable to arrange the vibration sensor at a site close to the heart position of the subject. When the vibration sensor is located near the heart in this way, as shown in FIG. 11, when the subject's heartbeat component is extracted from the vibration signal of the vibration sensor indicated by the solid line, the heart substantially the same as the electrocardiogram is indicated as indicated by the thick solid line. Can be detected.
しかしながら、例えば椅子やソファの背もたれ部など、被験者の心臓に近い部位に振動センサを配置する場合であっても、この配置部位では、被験者の呼吸や会話に伴う体動、又は腕や脚の動きなどが振動センサに大きく伝達されて、その振動信号に鼓動以外の不要な振動が重畳される場合も多い。例えば図１２に示すように、被験者の呼吸や会話に伴う体動が大きく影響する場合には、実線で示す振動センサの振動信号から被験者の鼓動成分を抽出しても、太実線で示すように心臓の搏動位置（最大振幅の位置）は不明瞭であり、包絡線検波などによって心拍の平均周期は算出可能であるが、心拍間隔などの生体情報の取得には大きな誤差が生じる。 However, even when a vibration sensor is placed near the subject's heart, such as a chair or a backrest of a sofa, body movement accompanying the subject's breathing or conversation, or movement of arms or legs Are often transmitted to the vibration sensor, and unnecessary vibration other than heartbeat is superimposed on the vibration signal in many cases. For example, as shown in FIG. 12, when body movements associated with breathing or conversation of the subject greatly affect, as shown by the thick solid line even if the subject's heartbeat component is extracted from the vibration signal of the vibration sensor indicated by the solid line The heart peristaltic position (maximum amplitude position) is unclear, and the average period of heartbeats can be calculated by envelope detection or the like, but a large error occurs in the acquisition of biological information such as heartbeat intervals.
また、振動センサの配置位置を椅子やソファなどの一部位に特定して固定しても、被験者の座り方や体格などによって心臓位置が異なるため、やはり上記のように搏動間隔などの生体情報を精度良く算出することは無理である。 In addition, even if the vibration sensor is positioned and fixed to one part such as a chair or sofa, the heart position varies depending on the subject's sitting or physique, so biological information such as the peristaltic interval is also used as described above. It is impossible to calculate with high accuracy.
更に、振動センサを椅子やソファの背もたれ部に配置した場合に、被験者が前屈み姿勢をとった状態では、鼓動に伴う振動が振動センサに良好に伝達され難い。加えて、被験者が背を背もたれ部から一時的に浮かせた時などでは、振動信号が欠け、精度良い生体情報を取得できない懸念がある。 Further, when the vibration sensor is arranged on the backrest portion of the chair or sofa, the vibration associated with the heartbeat is not easily transmitted to the vibration sensor in a state where the test subject is bent forward. In addition, when the subject temporarily lifts his / her back from the backrest portion, there is a concern that the vibration signal is missing and accurate biological information cannot be acquired.
本発明は、かかる点に鑑み、その目的は、椅子やソファなどに配置した振動センサを用いて被験者の生体情報を取得するに際し、被験者が椅子やソファに着座した際での被験者の姿勢や体格、腕や脚の動き、呼吸、会話などに拘わらず、常に被験者の生体情報を精度良く取得することにある。 In view of this point, the present invention has an object of obtaining the subject's biological information using a vibration sensor disposed on a chair, a sofa, or the like, and the subject's posture or physique when the subject is seated on the chair or the sofa. It is to always obtain the biological information of the subject accurately regardless of the movement of the arms and legs, breathing, conversation and the like.
上記目的を達成するため、第１の発明の生体情報取得装置は、被験者（S）が座る着座具（5）に配置され、被験者（S）の鼓動に応じた振動を検出する振動センサ（3A〜3C）と、上記振動センサ（3A〜3C）の出力信号に基づいて被験者（S）の生体情報を検出する生体情報検出手段（12）とを備え、上記振動センサ（3A〜3C）は、少なくとも、上記着座具（5）の背もたれ部（5b）に配置された振動センサ（3A,3B）と、上記着座具（5）の座部（5s）に配置された振動センサ（3C）とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a biological information acquisition device according to a first aspect of the present invention is a vibration sensor (3A) that is arranged on a sitting tool (5) on which a subject (S) sits and detects vibration according to the heartbeat of the subject (S). 3C) and biological information detecting means (12) for detecting biological information of the subject (S) based on the output signal of the vibration sensor (3A-3C), the vibration sensor (3A-3C), At least a vibration sensor (3A, 3B) arranged on the backrest part (5b) of the sitting tool (5) and a vibration sensor (3C) arranged on the seat part (5s) of the sitting tool (5) It is characterized by providing.
上記第１の発明では、着座具に配置する振動センサを用いて被験者の生体情報を取得する場合に、その着座具の背もたれ部と座部とに各々振動センサが配置されているので、被験者の姿勢、腕や脚の動き、呼吸、会話などに拘わらず、常に被験者の鼓動振動を確実に検出して、被験者の生体情報を精度良く取得することが可能である。 In the first aspect of the invention, when the biological information of the subject is acquired using the vibration sensor arranged on the sitting tool, the vibration sensor is arranged on the backrest portion and the seat portion of the sitting tool. Regardless of posture, movement of arms and legs, breathing, conversation, etc., it is always possible to reliably detect the heartbeat vibration of the subject, and to obtain the biological information of the subject with high accuracy.
第２の発明は、上記生体情報取得装置において、上記背もたれ部（5b）に配置された振動センサ（3A,3B）は、背もたれ部の高さ位置の異なる複数の部位に配置された複数の振動センサ（3A）、(3B）を備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the biometric information acquisition apparatus, the vibration sensors (3A, 3B) disposed in the backrest (5b) include a plurality of vibrations disposed in a plurality of portions having different height positions of the backrest. Sensors (3A) and (3B) are provided.
上記第２の発明では、被験者が成人又は子供の何れの場合であっても、背もたれ部に配置された振動センサでもって、その被験者の鼓動振動を確実に検出することができる。 In the second aspect of the present invention, whether the subject is an adult or a child, the heartbeat vibration of the subject can be reliably detected by the vibration sensor disposed on the backrest.
第３の発明は、上記生体情報取得装置において、上記生体情報検出手段（12）は、被験者（S）の生体情報として、被験者（S）の心拍数又は搏動間隔のゆらぎを検出することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the biological information acquisition apparatus, the biological information detection means (12) detects fluctuations in the heart rate or the peristaltic interval of the subject (S) as the biological information of the subject (S). And
上記第３の発明では、被験者の腕や脚の動き、又は呼吸、会話などに伴う振動に拘わらず確実に検出された被験者の鼓動振動に基づいて、被験者の心拍数又は搏動間隔のゆらぎを精度良く算出することができる。 In the third aspect of the invention, the fluctuation of the heart rate or the peristaltic interval of the subject is accurately determined based on the heartbeat vibration of the subject reliably detected regardless of the movement of the subject's arm or leg, or vibration associated with breathing, conversation, etc. It can be calculated well.
第４の発明は、上記生体情報取得装置において、更に、上記生体情報検出手段（12）が算出した被験者（S）の心拍数又は搏動間隔のゆらぎに基づいて、被験者（S）のストレス度又は自律神経活動を算出するストレス度算出手段（13）を備えたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the biometric information acquisition apparatus, based on the fluctuation of the heart rate or the peristaltic interval of the subject (S) calculated by the biometric information detection means (12), A stress degree calculating means (13) for calculating autonomic nerve activity is provided.
上記第４の発明では、振動センサの振動信号に基づいて被験者のストレス度又は自律神経活動を簡易に算出、測定することが可能である。 In the fourth aspect, it is possible to easily calculate and measure the stress level or autonomic nerve activity of the subject based on the vibration signal of the vibration sensor.
上記第１の発明の生体情報取得装置によれば、着座具の背もたれ部と座部とに各々振動センサを配置したので、被験者の姿勢、腕や脚の動き、呼吸、会話などに拘わらず、常に被験者の鼓動振動を確実に検出できて、被験者の生体情報を精度良く取得することが可能である。 According to the biometric information acquisition apparatus of the first invention, since vibration sensors are arranged on the backrest and the seat of the sitting tool, respectively, regardless of the posture of the subject, movement of arms and legs, breathing, conversation, etc. The subject's heartbeat vibration can always be reliably detected, and the biological information of the subject can be obtained with high accuracy.
上記第２の発明によれば、被験者が成人又は子供の何れの場合であっても、被験者の鼓動振動を確実に検出することができる。 According to the second aspect, it is possible to reliably detect the heartbeat vibration of the subject regardless of whether the subject is an adult or a child.
上記第３の発明によれば、確実に検出された被験者の鼓動振動に基づいて、被験者の心拍数又は搏動間隔のゆらぎを精度良く算出することができる。 According to the third aspect of the present invention, the fluctuation of the heart rate of the subject or the peristaltic interval can be accurately calculated based on the reliably detected vibration of the subject's heartbeat.
上記第４の発明によれば、被験者に心電図検査用の複数の電極を装着することなく、簡易且つ短時間で被験者のストレス度又は自律神経活動を簡易に算出、測定することが可能である。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to easily calculate and measure a subject's stress level or autonomic nerve activity in a short time without attaching a plurality of electrodes for electrocardiogram examination to the subject.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって本発明、その適用物、又はその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.
（第１の実施形態）
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態に係る生体情報取得装置の概略構成を示す。
(First embodiment)
1 and 2 show a schematic configuration of a biological information acquisition apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図１及び図２において、生体情報取得装置（1）は、被験者（S）の鼓動振動を含む体動から心拍数のゆらぎ又は搏動間隔のゆらぎを生体情報として取得して、被験者（S）のストレス度又は自律神経活動を算出するものである。 1 and 2, the biological information acquisition device (1) acquires heart rate fluctuations or fluctuations in peristaltic intervals as biological information from body motion including heartbeat vibration of the subject (S), and the subject (S) The stress level or autonomic nerve activity is calculated.
上記生体情報取得装置（1）は、装置本体（2）と、第１〜第３の振動センサ（3A）、（3B）、（3C）とを備える。上記３つの振動センサ（3A〜3C）は、各々、感圧チューブ（3e）と、装置本体（2）に配置されたマイクロフォン（3h）とを有する。各振動センサ（3A〜3C）において、感圧チューブ（3e）は、可撓性及び弾性を有する材料からなる細長のチューブで構成され、椅子（5）に配置される本体部（3d）と、伝達管（3g）とで構成される。上記本体部（3d）の一端は封止部（3f）で閉塞され、他端は上記伝達管（3g）に接続される。上記伝達管（3g）の他端は、上記装置本体（2）上のマイクロフォン（3f）に接続される。上記マイクロフォン（3h）は、上記感圧チューブ（3e）の内圧を上記伝達管（3g）を介して受けて圧力信号を出力する。 The biological information acquisition device (1) includes a device body (2) and first to third vibration sensors (3A), (3B), and (3C). Each of the three vibration sensors (3A to 3C) includes a pressure-sensitive tube (3e) and a microphone (3h) disposed in the apparatus main body (2). In each vibration sensor (3A-3C), the pressure-sensitive tube (3e) is composed of an elongated tube made of a material having flexibility and elasticity, and a main body (3d) disposed on the chair (5); Consists of a transmission tube (3g). One end of the main body (3d) is closed by a sealing portion (3f), and the other end is connected to the transmission tube (3g). The other end of the transmission tube (3g) is connected to a microphone (3f) on the device body (2). The microphone (3h) receives the internal pressure of the pressure sensitive tube (3e) via the transmission tube (3g) and outputs a pressure signal.
そして、上記第１の振動センサ（3A）の感圧チューブ（3e）の本体部（3d）は、椅子（着座具）（5）の背もたれ部（5b）の比較的高い位置に配置され、第２の振動センサ（3B）の感圧チューブ（3e）の本体部（3d）は、上記椅子（5）の背もたれ部（5b）において上記第１の振動センサ（3A）の本体部（3d）よりも低い位置に配置され、第３の振動センサ（3C）の感圧チューブ（3e）の本体部（3d）は、上記椅子（5）の座部（5s）に配置される。上記第１の振動センサ（3A）の本体部（3d）の背もたれ部（5b）での高さ位置は、被験者（S）が成人の場合に着座時に心臓が位置する高さであり、第２の振動センサ（3B）の本体部（3d）の背もたれ部（5b）での高さ位置は、被験者（S）が子供の場合に着座時に心臓が位置する高さである。 And the main-body part (3d) of the pressure-sensitive tube (3e) of said 1st vibration sensor (3A) is arrange | positioned in the comparatively high position of the backrest part (5b) of a chair (sitting tool) (5), The main body (3d) of the pressure-sensitive tube (3e) of the second vibration sensor (3B) is more than the main body (3d) of the first vibration sensor (3A) at the backrest (5b) of the chair (5). The body portion (3d) of the pressure-sensitive tube (3e) of the third vibration sensor (3C) is disposed on the seat portion (5s) of the chair (5). The height position at the backrest part (5b) of the main body part (3d) of the first vibration sensor (3A) is the height at which the heart is located when seated when the subject (S) is an adult. The height position at the backrest part (5b) of the main body part (3d) of the vibration sensor (3B) is the height at which the heart is located when sitting when the subject (S) is a child.
上記第１〜第３の振動センサ（3A〜3C）において、感圧チューブ（3e）の本体部（3d）は、図１に示したように、何れも、椅子（5）の背もたれ部(5b)又は座部（5s）の幅方向に延びて配置される。また、これらの感圧チューブ（3e）の本体部（3d）は、上記背もたれ部(5b)又は座部（5s）のクッション（5k）の内部に配置される。従って、この感圧チューブ（3e）の本体部（3d）は、被験者（S）が椅子（5）に着座した際に、被験者（S）の鼓動を含む体動が背もたれ部（5b）又は座部（5s）のクッション（5k）を通じて伝達されて、その被験者（S）の背部や臀部、太腿部での体動に応じて内圧が変化ものである。尚、各振動センサ（3A〜3C）の感圧チューブ（3e）は必ずしもクッション（5k）の内部に配置する必要はない。 In the first to third vibration sensors (3A to 3C), as shown in FIG. 1, the main body portion (3d) of the pressure-sensitive tube (3e) is the backrest portion (5b) of the chair (5). ) Or the seat (5s) extending in the width direction. Moreover, the main-body part (3d) of these pressure-sensitive tubes (3e) is arrange | positioned inside the cushion (5k) of the said backrest part (5b) or a seat part (5s). Therefore, when the subject (S) sits on the chair (5), the body part (3d) of the pressure-sensitive tube (3e) It is transmitted through the cushion (5k) of the part (5s), and the internal pressure changes according to the body movement of the subject (S) in the back, buttocks, and thighs. Note that the pressure-sensitive tube (3e) of each vibration sensor (3A to 3C) is not necessarily disposed inside the cushion (5k).
そして、本生体情報取得装置（1）による被験者（S）のストレス度又は自律神経活動の検査時には、被験者（S）は所定数の心拍を打つのに必要な設定時間（to）以上間、継続して椅子（5）に着座する。 And when the subject's (S) stress level or autonomic nerve activity is examined by the biometric information acquisition device (1), the subject (S) continues for more than the set time (to) required to beat a predetermined number of heartbeats. Then sit down on the chair (5).
上記装置本体（2）は、図３に示したように、第１〜第３の振動センサ（3A〜3C）の３つのマイクロフォン（3h）が配置されると共に、センサ選択部（10）と、記憶部（11）と、ゆらぎ算出部（12）と、ストレス度算出部（13）と、表示部（14）とを有する。上記センサ選択部（10）は、上記３つの振動センサ（3A〜3C）のうち心電図のＲ波に相当する振幅が明瞭な振動波形を出力している振動センサを選択する。そのため、このセンサ選択部（10）は、更に、振幅比算出部（10a）と、平均振幅比算出部（10b）と、平均振幅比比較部（10c）とを内蔵する。 As shown in FIG. 3, the apparatus main body (2) includes three microphones (3h) of the first to third vibration sensors (3A to 3C), a sensor selection unit (10), A storage unit (11), a fluctuation calculation unit (12), a stress level calculation unit (13), and a display unit (14) are included. The sensor selection unit (10) selects a vibration sensor that outputs a vibration waveform having a clear amplitude corresponding to the R wave of the electrocardiogram among the three vibration sensors (3A to 3C). Therefore, the sensor selection unit (10) further includes an amplitude ratio calculation unit (10a), an average amplitude ratio calculation unit (10b), and an average amplitude ratio comparison unit (10c).
上記振幅比算出部（10a）は、上記３つの振動センサ（3A〜3C）の各マイクロフォン（3f）から上記設定時間（to）の間の圧力信号を受ける。この圧力信号には、被験者（S）の複数の心拍に応じた鼓動振動が含まれる。ここで言う鼓動振動は、被験者（S）の心臓の動きによる振動全般を指す。これらの３つの振動センサ（3A〜3C）の振動信号について、その振動信号に含まれる鼓動振動毎に、心電図のＲ波に相当する大きな振動（以下、この振動を搏動という）を検出する。ここで、搏動は、図４に示す心電図波形のように、振幅の大きいＲ波に対して、その前波形であるＰ波やＱ波、またその後波形であるＳ波やＴ波の振幅は小さい。従って、図５（ａ）に示すように、各振動センサ（3A〜3C）の出力振動信号のうち、１つの鼓動振動に対応する極大の波形（mx）を搏動とすると、この極大波形（mx）とその前波形（mx-1）との振幅比（極大波形（mx）の振幅を（n）、前波形（mx-1）の振幅を（n-1）とすると振幅比＝n/n-1）、又は、上記極大波形（mx）の前後の波形（mx-1）、（mx+1）の振幅（n-1）、（n+1）の平均振幅比(((n-1)+(n+1)）/2)を（nA）として、上記極大波形（mx）とその前後の波形（mx-1）、（mx+1）との振幅比（n/nA）が最大の波形を選択すると、この選択した波形が心電図のＲ波に相当する振幅が明瞭な波形であることが判る。これに対し、図５（b）に示すように、極大波形（mx）とその前波形（mx-1）との振幅比（n/n-1）又は、極大波形（mx）とその前後波形（mx-1）、（mx+1）との振幅比（n/nA）が小さい場合には、心電図のＲ波に相当する振幅は明瞭でなく、被験者（S）の体幹で大きく共鳴した波形となっている。 The amplitude ratio calculator (10a) receives a pressure signal during the set time (to) from each microphone (3f) of the three vibration sensors (3A to 3C). This pressure signal includes beating vibrations corresponding to a plurality of heartbeats of the subject (S). The pulsating vibration mentioned here refers to all vibrations caused by the movement of the subject's (S) heart. Regarding the vibration signals of these three vibration sensors (3A to 3C), a large vibration corresponding to the R wave of the electrocardiogram (hereinafter, this vibration is referred to as peristalsis) is detected for each pulsation vibration included in the vibration signal. Here, in the peristalsis, the amplitudes of the P wave and Q wave, which are the previous waveforms, and the S wave and T wave, which are the subsequent waveforms, are small with respect to the R wave having a large amplitude as in the electrocardiogram waveform shown in FIG. . Therefore, as shown in FIG. 5A, if the maximum waveform (mx) corresponding to one pulsation vibration is peristalized among the output vibration signals of the vibration sensors (3A to 3C), this maximum waveform (mx ) And its previous waveform (mx-1) (the amplitude ratio = n / n where the amplitude of the maximum waveform (mx) is (n) and the amplitude of the previous waveform (mx-1) is (n-1)) -1), or the average amplitude ratio (((n-1) of the amplitude (n-1), (n + 1) of the waveform (mx-1), (mx + 1) before and after the maximum waveform (mx) ) + (n + 1)) / 2) is (nA), and the maximum amplitude ratio (n / nA) between the above maximal waveform (mx) and the waveforms before and after (mx-1) and (mx + 1) When this waveform is selected, it can be seen that the selected waveform has a clear amplitude corresponding to the R wave of the electrocardiogram. On the other hand, as shown in FIG. 5B, the amplitude ratio (n / n-1) between the maximum waveform (mx) and the previous waveform (mx-1) or the maximum waveform (mx) and the waveform before and after the maximum waveform (mx). When the amplitude ratio (n / nA) to (mx-1) and (mx + 1) is small, the amplitude corresponding to the R wave of the electrocardiogram is not clear and resonates greatly in the trunk of the subject (S). It has a waveform.
以上から、上記振幅比算出部（10a）は、本実施形態では、極大波形とその前後波形との振幅比を算出する。図６は、振幅比算出部（10a）による振幅比の具体的な算出フローチャートを示す。同図では、３つの振動センサ（3A〜3C）の振動信号について同一の信号処理を行うため、第１の振動センサ（3A）のみについて具体的な処理を示し、他の２つの振動センサ（3B,3C）については図示を省略している。 From the above, in the present embodiment, the amplitude ratio calculator (10a) calculates the amplitude ratio between the maximum waveform and the waveform before and after the maximum waveform. FIG. 6 shows a specific flowchart for calculating the amplitude ratio by the amplitude ratio calculator (10a). In the figure, since the same signal processing is performed for the vibration signals of the three vibration sensors (3A to 3C), specific processing is shown only for the first vibration sensor (3A), and the other two vibration sensors (3B) are shown. , 3C) is not shown.
先ず、ステップＳ１において、被験者（S）が椅子（5）に着座した状態で、予め設定時間（to）の間の第１の振動センサ（3A）からの振動信号を入力する。この振動信号には、被験者（S）の鼓動がその体幹で共鳴し、鼓動共鳴波として感圧チューブ（3e）の内圧を変化させた信号である。この鼓動共鳴波は、体幹の固有振動数（例えば４〜１０Ｈｚ）を持つ波形が鼓動周波数（１Ｈｚ前後）で変調された波形である。従って、ステップＳ２では、体幹の固有振動数に相当する成分を帯域通過フィルタで抽出し、その後、被験者（S）の鼓動振動を含む振動信号を算出する。 First, in step S1, with the subject (S) seated on the chair (5), a vibration signal from the first vibration sensor (3A) for a set time (to) is input in advance. This vibration signal is a signal in which the heartbeat of the subject (S) resonates at its trunk and the internal pressure of the pressure sensitive tube (3e) is changed as a heartbeat resonance wave. This pulsation resonance wave is a waveform obtained by modulating a waveform having a natural frequency (for example, 4 to 10 Hz) of the trunk with a pulsation frequency (around 1 Hz). Therefore, in step S2, a component corresponding to the natural frequency of the trunk is extracted by a band-pass filter, and then a vibration signal including the beating vibration of the subject (S) is calculated.
そして、ステップＳ３で信号値が極小か否か判断し、極小値の場合にはステップＳ４でその極小値を記憶部（11）に一時保持して戻る。一方、極小値でない場合にはステップＳ５で極大値か否か判断し、極大値でない場合は戻り、極大値の場合はステップＳ６で極大値から上記極小値を減算して振幅値を算出し、この振幅値を記憶部（11）に一時保持する。この記憶部（11）に一時保持する振幅値の数は、直近の３つである。 Then, in step S3, it is determined whether or not the signal value is a minimum value. On the other hand, if it is not a minimum value, it is determined whether or not it is a maximum value in step S5. If it is not a maximum value, the process returns. If it is a maximum value, the amplitude value is calculated by subtracting the minimum value from the maximum value in step S6. This amplitude value is temporarily stored in the storage unit (11). The number of amplitude values temporarily held in the storage unit (11) is the latest three.
その後、ステップＳ７で上記一時保持した振幅値が最大か否か判断し、最大でない場合には戻り、最大振幅値の場合にはステップＳ８でその最大振幅値の位置（時刻）を記憶部（11）に保持し、更にステップＳ９でその最大振幅値（n）の前波形での振幅値（n-1）と後波形での振幅値（n+1）との平均振幅値（nA）を算出し、その最大振幅値（n）と上記平均振幅値（nA）との振幅比（n/nA）を算出して戻る。そして、上記１つの鼓動振動に対する１つの振幅比（n/nA）の算出を繰り返し行って、入力された第１の振動センサ（3A）の振動信号に含まれる複数の鼓動振動に対応した複数の振幅比（n/nA）を記憶部（11）に保持する。 Thereafter, in step S7, it is determined whether or not the temporarily held amplitude value is maximum. If it is not maximum, the process returns. If it is the maximum amplitude value, the maximum amplitude value position (time) is stored in step S8. ), And in step S9, the average amplitude value (nA) of the amplitude value (n-1) in the previous waveform and the amplitude value (n + 1) in the subsequent waveform of the maximum amplitude value (n) is calculated. Then, the amplitude ratio (n / nA) between the maximum amplitude value (n) and the average amplitude value (nA) is calculated and returned. Then, by repeatedly calculating one amplitude ratio (n / nA) for the one beat vibration, a plurality of beat vibrations corresponding to the plurality of beat vibrations included in the inputted vibration signal of the first vibration sensor (3A). The amplitude ratio (n / nA) is held in the storage unit (11).
上記図３に示した平均振幅比算出部（10b）は、上記振幅比算出部（10a）が算出した第１〜第３の振動センサ（3A〜3C）別の複数の振幅比（n/nA(1)〜（n/nA(k)）（ｋは算出された振幅比の個数）を記憶部（11）から読み出し、それらの振幅比（n/nA(1)〜（n/nA(k)）の平均振幅比((n/nA(1)＋…＋n/nA(k))/k)（以下、平均振幅比を（AA）と記す）を振動センサ（3A〜3C）別に算出する。 The average amplitude ratio calculation unit (10b) illustrated in FIG. 3 includes a plurality of amplitude ratios (n / nA) for each of the first to third vibration sensors (3A to 3C) calculated by the amplitude ratio calculation unit (10a). (1) to (n / nA (k)) (k is the number of calculated amplitude ratios) are read from the storage unit (11), and their amplitude ratios (n / nA (1) to (n / nA (k )) Average amplitude ratio ((n / nA (1) + ... + n / nA (k)) / k) (hereinafter, the average amplitude ratio is expressed as (AA)) for each vibration sensor (3A-3C) .
また、上記平均振幅比比較部（10c）は、上記平均振幅比算出部（10b）が算出した振動センサ（3A〜3C）別の平均振幅比（AA）同士を比較し、その平均振幅比（AA）のうち最大平均振幅比を持つ振動信号の振動センサを、心拍数又は搏動間隔のゆらぎを算出する対象として選択する。 The average amplitude ratio comparison unit (10c) compares the average amplitude ratios (AA) for the vibration sensors (3A to 3C) calculated by the average amplitude ratio calculation unit (10b), and compares the average amplitude ratios (AA) The vibration sensor of the vibration signal having the maximum average amplitude ratio in AA) is selected as a target for calculating fluctuations in heart rate or peristaltic interval.
更に、上記ゆらぎ算出部（生体情報算出手段）（12）は、上記振動センサ選択部（10）で選択された振動センサ（例えば3A）の振動信号に基づいて、心拍数又は搏動間隔のゆらぎを算出する。具体的には、得られた時系列の最大振幅値の位置（時刻）を被験者（S）の各搏動位置（時刻）として、それらの搏動位置（時刻）の間隔（搏動間隔）を図７に示したように算出する。同図の上側の図では、横軸は時間、縦軸は搏動間隔であり、各矢印の位置は搏動位置（時刻）を示し、矢印の長さは搏動間隔の長さを示す。このようにして得られた搏動間隔の変化が、搏動間隔のゆらぎである。 Further, the fluctuation calculation unit (biological information calculation means) (12) calculates fluctuations in heart rate or peristaltic interval based on the vibration signal of the vibration sensor (for example, 3A) selected by the vibration sensor selection unit (10). calculate. Specifically, the position (time) of the obtained time-series maximum amplitude value is set as each peristaltic position (time) of the subject (S), and the interval (peristaltic interval) between these peristaltic positions (time) is shown in FIG. Calculate as shown. In the upper side of the figure, the horizontal axis represents time, the vertical axis represents the peristaltic interval, the position of each arrow indicates the peristaltic position (time), and the length of the arrow indicates the length of the peristaltic interval. The change in the peristaltic interval obtained in this way is fluctuation of the peristaltic interval.
上記ストレス度算出部（ストレス度算出手段）（13）は、上記搏動間隔の変化（搏動間隔のゆらぎ）の周波数分析を行うために、上記搏動間隔データを直線補間して図７下側の図に示すように等時間間隔データに変換した後、この等時間間隔の搏動間隔データについて高速フーリエ変換（ＦＦＴ、Fast Fourier Transform）を行って、搏動間隔のゆらぎの低周波数成分ＬＦ（例えば０．０４〜０．１５Ｈｚ）と高周波数成分ＨＦ（例えば０．１５Ｈｚ以上）との比（ＬＨ／ＨＦ）を得て、この比をストレス度又は自律神経活動の指標として表示部（14）に表示する。この比（ＬＨ／ＨＦ）が第１所定値（例えば“２”）以上の場合にはストレス度が高い、また第２所定値（例えば“５”）以上の場合には過度のストレス状態にあると判断できる。 The stress level calculation unit (stress level calculation means) (13) performs linear interpolation on the peristaltic interval data to perform frequency analysis of the peristaltic interval change (perturbation interval fluctuation). As shown in FIG. 4, after the data is converted into equal time interval data, fast frequency Fourier transform (FFT) is performed on the perturbation interval data at the equal time interval, and the low frequency component LF (for example, 0.04) of the perturbation interval fluctuation is performed. .About.0.15 Hz) and a high frequency component HF (for example, 0.15 Hz or more) is obtained (LH / HF), and this ratio is displayed on the display unit (14) as an index of the degree of stress or autonomic nerve activity. When the ratio (LH / HF) is greater than or equal to a first predetermined value (for example, “2”), the degree of stress is high, and when the ratio is greater than or equal to a second predetermined value (for example, “5”), the stress level is excessive. It can be judged.
（本実施形態の効果）
本実施形態では、ストレス度又は自律神経活動の検査時に、被験者（S）が椅子（5）に着座した状態では、被験者（S）の鼓動振動がその体幹を介して椅子（5）の背もたれ部（5b）及び座部（5s）に伝達されて、その背もたれ部（5）での高さ位置の異なる２つの振動センサ（3A）、（3B）と、座部（5s）での振動センサ（3C）とで振動信号として検出される。しかし、椅子（5）に座った被験者（S）の腕や脚の動き、呼吸の浅深、姿勢、体格、会話の影響の度合いは、上記３つの振動センサ（3A〜3C）間で異なる。
(Effect of this embodiment)
In this embodiment, when the subject (S) is seated on the chair (5) during the examination of the degree of stress or the autonomic nerve activity, the heartbeat vibration of the subject (S) is backrest of the chair (5) through the trunk. Two vibration sensors (3A) and (3B), which are transmitted to the seat (5b) and the seat (5s) and have different height positions at the backrest (5), and the vibration sensor at the seat (5s) (3C) and is detected as a vibration signal. However, the movements of the arms and legs of the subject (S) sitting on the chair (5), the depth of breathing, the posture, the physique, and the degree of influence of the conversation differ among the three vibration sensors (3A to 3C).
しかし、本実施形態では、上記３つの振動センサ（3A〜3C）のうち、被験者（S）の腕や脚の動き、呼吸の浅深、姿勢、体格、会話の影響が極く小さい波形を出力している１つの振動センサ（例えば3A）を選択できるので、搏動間隔のゆらぎの算出が正確に行われて、そのゆらぎから被験者（S）のストレス度又は自律神経活動が精度良く算出される。 However, in the present embodiment, among the three vibration sensors (3A to 3C), the waveform of the movement of the subject's (S) arm and leg, shallow depth of breath, posture, physique, and conversation is output. Since one vibration sensor (for example, 3A) can be selected, the fluctuation of the peristaltic interval is accurately calculated, and the stress level or autonomic nerve activity of the subject (S) is accurately calculated from the fluctuation.
また、椅子（5）の背もたれ部（5b）の高さ位置の異なる２つの部位には、被験者（S）が成人の場合の振動センサ（3A）と、子供の場合の振動センサ（3B）とを配置したので、被験者（S）が成人又は子供の何れであっても、その被験者（S）の連続する搏動位置の各々を正確に検出することが可能である。 In addition, the two parts of the chair (5) where the back part (5b) has a different height are the vibration sensor (3A) for the adult subject (S) and the vibration sensor (3B) for the child. Therefore, regardless of whether the subject (S) is an adult or a child, each of the consecutive peristaltic positions of the subject (S) can be accurately detected.
更に、以上のように被験者（S）の搏動位置を正確に検出している振動センサの振動信号を用いるので、被験者（S）の搏動間隔のゆらぎの算出を正確に行うことができると共に、この正確に算出された搏動間隔のゆらぎに基づいて、被験者（S）のストレス度又は自律神経活動を精度良く算出することができる。 Furthermore, since the vibration signal of the vibration sensor that accurately detects the peristaltic position of the subject (S) as described above is used, the fluctuation of the peristaltic interval of the subject (S) can be accurately calculated, and this Based on the fluctuation of the accurately calculated peristaltic interval, the stress level or autonomic nerve activity of the subject (S) can be accurately calculated.
（第２の実施形態）
続いて、本発明の第２の実施形態を説明する。
(Second Embodiment)
Subsequently, a second embodiment of the present invention will be described.
上記第１の実施形態では、ストレス度又は自律神経活動の測定期間（to）の全期間で１つの振動センサを選択したが、本実施形態では、その測定期間（to）に含まれる搏動波形毎に何れの振動センサを選択するかを判断するものである。 In the first embodiment, one vibration sensor is selected in the entire measurement period (to) of the stress level or the autonomic nerve activity. In this embodiment, each peristaltic waveform included in the measurement period (to) is selected. Which vibration sensor is to be selected is determined.
具体的に、図８に示した装置本体（2’）では、図３の装置本体（2）の平均振幅比算出部（10b）及び平均振幅比比較部（10c）に代えて、移動平均算出部（10d）及び移動平均比較部（10e）を備える。振幅比算出部（10a）は図３の振幅比算出部（10a）と同様の構成であり、各振動センサ（3A〜3C）別に鼓動振動に対応する搏動毎に振幅比を算出する。上記移動平均算出部（10d）は、振動センサ（3A〜3C）別に、上記算出された搏動毎の振幅比から、現時点を含む過去複数点（例えば３点）の振幅比の移動平均（MA）を搏動毎に算出する。また、上記移動平均比較部（10e）は、同一搏動位置（時刻）での３つの振動センサ（3A〜3C）の振幅比の移動平均（MA）同士を比較し、その３つの振幅比の移動平均（MA）のうち最大の移動平均値を持つ振動センサを選択することを搏動位置（時刻）毎に繰り返す。 Specifically, in the apparatus main body (2 ′) shown in FIG. 8, instead of the average amplitude ratio calculation section (10b) and the average amplitude ratio comparison section (10c) of the apparatus main body (2) in FIG. Unit (10d) and a moving average comparison unit (10e). The amplitude ratio calculation unit (10a) has the same configuration as that of the amplitude ratio calculation unit (10a) in FIG. 3, and calculates an amplitude ratio for each peristalsis corresponding to beating vibration for each vibration sensor (3A to 3C). The moving average calculation unit (10d) calculates a moving average (MA) of amplitude ratios of a plurality of past points (for example, three points) including the present time from the calculated amplitude ratio for each peristalsis for each vibration sensor (3A to 3C). Is calculated for each peristalsis. The moving average comparison unit (10e) compares the moving averages (MA) of the amplitude ratios of the three vibration sensors (3A to 3C) at the same peristaltic position (time), and moves the three amplitude ratios. The selection of the vibration sensor having the largest moving average value among the averages (MA) is repeated for each peristaltic position (time).
また、図８の装置本体（2’）のゆらぎ算出部（12）は、上記第１の実施形態と同様に、各振動センサ（3A〜3C）別に、得られた時系列の搏動位置（時刻）の搏動間隔を図９のように算出すると共に、上記各搏動位置（時刻）毎に選択された振動センサの搏動間隔を選択する。例えば図９では、破線で囲んで示したように、最初の３つの搏動位置（時刻）では第１の振動センサ（3A）の搏動間隔が選択され、次の４つの搏動位置（時刻）では第３の振動センサ（3C）の搏動間隔が選択され、更に次の４つの搏動位置（時刻）では第１の振動センサ（3A）の搏動間隔が選択されている。そして、上記第１の実施形態と同様に、ストレス度算出部（13）は、同図の搏動間隔の変化（搏動間隔のゆらぎ）を等時間間隔データに変換した後、高速フーリエ変換を行って、搏動間隔のゆらぎの低周波数成分ＬＦと高周波数成分ＨＦとの比（ＬＦ／ＨＦ）に基づいて、ストレス度又は自律神経活動を算出する。 In addition, the fluctuation calculation unit (12) of the apparatus main body (2 ′) in FIG. 8 obtains the time-sequential peristaltic position (time) for each vibration sensor (3A to 3C), as in the first embodiment. 9) is calculated as shown in FIG. 9, and the vibration interval of the vibration sensor selected for each of the above-mentioned respective vibration positions (time) is selected. For example, in FIG. 9, as surrounded by a broken line, at the first three peristaltic positions (time), the peristaltic interval of the first vibration sensor (3A) is selected, and at the next four peristaltic positions (time), The vibration interval of the third vibration sensor (3C) is selected, and the vibration interval of the first vibration sensor (3A) is selected at the next four vibration positions (time). Then, similarly to the first embodiment, the stress degree calculation unit (13) converts the change in the peristaltic interval (perturbation of peristaltic interval) in the figure into equal time interval data, and then performs fast Fourier transform. Based on the ratio (LF / HF) of the low frequency component LF and the high frequency component HF of fluctuation of the peristaltic interval, the degree of stress or autonomic nerve activity is calculated.
（本実施形態の効果）
従って、本実施形態では、何れの振動センサ（3A〜3C）を選択するかの判断が、搏動位置（時刻）毎に繰り返されるので、搏動位置（時刻）毎に振幅比の移動平均値が最大の振動センサの搏動間隔を選択して、常に被験者（S）の搏動間隔のゆらぎを精度良く算出することが可能である。
(Effect of this embodiment)
Therefore, in this embodiment, the determination of which vibration sensor (3A to 3C) to select is repeated for each peristaltic position (time), so that the moving average value of the amplitude ratio is maximum for each peristaltic position (time). It is possible to calculate the fluctuation of the swing interval of the subject (S) with high accuracy by selecting the swing interval of the vibration sensor.
しかも、例えば椅子（5）の背もたれ部（5b）の振動センサ（3A）でＲ波相当の良好な波形が検出されている場合に、被験者（S）が例えば一時期だけ前屈み姿勢となって元の姿勢に戻した際には、その振動センサ（3A）の感圧チューブ（3e）の内圧の変化が不十分又は振動信号を欠く期間で、振動センサ（3A）での各搏動の振幅比は小さく又は振動自体を欠くものの、例えば座部（5S）に配置した振動センサ（3C）では通常通りの振幅比を保持していれば、選択される振動センサは、背もたれ部（5b）の振動センサ（3A）から座部（5S）の振動センサ（3C）に切り換わり、その後、再び背もたれ部（5b）の振動センサ（3A）に切り換わる。従って、このような被験者（S）の一時的な姿勢変化があっても、ストレス度を測定する設定時間（to）の間は、継続して、Ｒ波相当の良好な搏動波形を連続的に捉えることができるので、被験者（S）の搏動間隔のゆらぎを精度良く算出できて、ストレス度又は自律神経活動を正確に算出することが可能である。 Moreover, for example, when a good waveform equivalent to the R wave is detected by the vibration sensor (3A) of the backrest part (5b) of the chair (5), the subject (S) is bent forward only for a period of time, for example. When returning to the posture, the amplitude ratio of each peristalsis in the vibration sensor (3A) is small during the period when the change in internal pressure of the pressure sensing tube (3e) of the vibration sensor (3A) is insufficient or the vibration signal is missing. Alternatively, if the vibration sensor (3C) disposed in the seat (5S) maintains a normal amplitude ratio, the vibration sensor to be selected is the vibration sensor of the backrest (5b) 3A) switches to the vibration sensor (3C) of the seat (5S), and then switches back to the vibration sensor (3A) of the backrest (5b). Therefore, even if there is a temporary change in the posture of the subject (S), a good peristaltic waveform equivalent to the R wave is continuously generated during the set time (to) for measuring the degree of stress. Therefore, it is possible to accurately calculate the fluctuation of the subject's (S) peristaltic interval, and to accurately calculate the stress level or the autonomic nerve activity.
尚、本実施形態では、３つの振動センサ（3A〜3C）別に振幅比の移動平均（MA）を算出したが、その他、この移動平均（MA）を算出せず、３つの振動センサ（3A〜3C）の同一搏動位置での振幅比瞬時値同士を比較して、最大振幅比瞬時値の振動センサを選択しても良い。 In this embodiment, the moving average (MA) of the amplitude ratio is calculated for each of the three vibration sensors (3A to 3C). However, the moving average (MA) is not calculated, and the three vibration sensors (3A to 3A to 3A) are calculated. The vibration ratio instantaneous value at the same peristaltic position in 3C) may be compared to select the vibration sensor having the maximum amplitude ratio instantaneous value.
（第３の実施形態）
図１０は本発明の第３の実施形態の生体情報取得装置を示す。
(Third embodiment)
FIG. 10 shows a biological information acquisition apparatus according to the third embodiment of the present invention.
上記第１及び第２の実施形態では、３つの振動センサ（3A〜3C）の感圧チューブ（3e）を椅子（5）の幅方向に配置したが、本実施形態では、振動センサの感圧チューブの配置方向を変更している。 In the first and second embodiments, the pressure-sensitive tubes (3e) of the three vibration sensors (3A to 3C) are arranged in the width direction of the chair (5). The tube arrangement direction has been changed.
具体的に、図１０では、椅子（5）の背もたれ部（5b）の右側部及び左側部に各々振動センサ（3D）、（3E）を設け、それらの振動センサ（3D）、（3E）の感圧チューブ（3e）を上下方向に延びるように配置すると共に、座部（5s）の右側部及び左側部に各々振動センサ（3F）、（3G）を設け、それらの振動センサ（3F）、（3G）の感圧チューブ（3e）を奥行き方向に延びるよう配置したものである。 Specifically, in FIG. 10, vibration sensors (3D) and (3E) are provided on the right side and the left side of the backrest (5b) of the chair (5), respectively, and the vibration sensors (3D) and (3E) are provided. The pressure sensing tube (3e) is arranged to extend in the vertical direction, and vibration sensors (3F) and (3G) are provided on the right side and left side of the seat (5s), respectively, and these vibration sensors (3F), The (3G) pressure-sensitive tube (3e) is arranged so as to extend in the depth direction.
従って、本実施形態では、被験者（S）が例えば正面を向かず、斜め方向を向いて座ったり、椅子（5）の右側又は左側に重心を掛けて座ったり、又は脚を組んで座った場合には、背もたれ部（5b）及び座部（5s）の右側部又は左側部の一方で被験者（S）の体の圧力の掛かり方が不安定となるが、他方の左側部又は右側部の振動センサ（3D,3F）、（3E,3G）の振動信号は、被験者（S）の鼓動振動を良好に検出しているので、このような場合であっても、被験者の搏動間隔のゆらぎを精度良く取得することが可能である。 Therefore, in the present embodiment, when the subject (S) does not face the front, for example, sits diagonally, sits with the center of gravity on the right or left side of the chair (5), or sits with legs crossed In this case, one of the right side and left side of the backrest part (5b) and the seat part (5s) is unstable in the body pressure of the subject (S), but the vibration of the other left side or right side The vibration signals of the sensors (3D, 3F) and (3E, 3G) detect the heartbeat vibration of the subject (S) well, so even in this case, the fluctuation of the subject's peristaltic interval is accurate. It is possible to get well.
（その他の実施形態）
本発明は、上記各実施形態について、以下のような構成としてもよい。
(Other embodiments)
The present invention may be configured as follows for each of the above embodiments.
上記第１〜第３の実施形態では、振動センサ（3A〜3C）を感圧チューブ（3e）とマイクロフォン（3f）とで構成したが、マイクロフォン（3f）を圧力センサに代えても良い。また、振動センサ（3A〜3C）を圧電シートと圧電検出回路とで構成しても良いし、静電シートと静電容量検出回路とで構成しても良い。 In the said 1st-3rd embodiment, although the vibration sensor (3A-3C) was comprised with the pressure sensitive tube (3e) and the microphone (3f), you may replace a microphone (3f) with a pressure sensor. Further, the vibration sensor (3A to 3C) may be constituted by a piezoelectric sheet and a piezoelectric detection circuit, or may be constituted by an electrostatic sheet and a capacitance detection circuit.
また、上記第１〜第３の実施形態では、振動センサ（3A〜3C）のマイクロフォン（3f）を制御本体（2）に配置したが、このマイクロフォン（3f）を感圧チューブ（3e）の端部に配置し、このマイクロフォン（3f）の圧力信号を伝達管（3g）に代えて信号線を通じて制御本体（2）に伝送しても良い。 Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, although the microphone (3f) of the vibration sensor (3A-3C) was arrange | positioned in the control main body (2), this microphone (3f) is the end of a pressure-sensitive tube (3e). The pressure signal of the microphone (3f) may be transmitted to the control body (2) through a signal line instead of the transmission tube (3g).
更に、上記第１及び第２の実施形態では、３つの振動センサ（3A〜3C）を配置し、上記第３の実施形態では４つの振動センサ（3D〜3G）を配置したが、配置する振動センサの個数は２個又は５個以上であっても良い。 Furthermore, in the first and second embodiments, three vibration sensors (3A to 3C) are arranged, and in the third embodiment, four vibration sensors (3D to 3G) are arranged. The number of sensors may be two or five or more.
加えて、ストレス度又は自律神経活動の検査時に被験者（S）を椅子（5）に着座させたが、椅子（5）の他、ソファなど、種々の着座具であっても良い。 In addition, the subject (S) is seated on the chair (5) during the examination of the stress level or the autonomic nerve activity, but various seating devices such as a sofa other than the chair (5) may be used.
また、上記第１〜第３の実施形態では、搏動波形の振幅比の算出について、極大波形の振幅とその前後の波形の平均振幅との振幅比（n/nA）を算出したが、極大波形の振幅とその前波形の振幅との振幅比（n/n-1）を算出しても良い。 In the first to third embodiments, the amplitude ratio (n / nA) between the amplitude of the maximum waveform and the average amplitude of the waveforms before and after it is calculated for calculating the amplitude ratio of the peristaltic waveform. An amplitude ratio (n / n-1) between the amplitude of the current waveform and the amplitude of the previous waveform may be calculated.
更に、上記第１〜第３の実施形態では、搏動間隔のゆらぎを算出したが、本発明はこれに限定されず、振動センサの振動信号に基づいて一定時間内の搏動数（心拍数）を繰り返し算出して、その心拍数のゆらぎを算出しても良い。 Further, in the first to third embodiments, the fluctuation of the peristaltic interval is calculated, but the present invention is not limited to this, and the peristaltic number (heart rate) within a predetermined time is calculated based on the vibration signal of the vibration sensor. It may be repeatedly calculated to calculate the fluctuation of the heart rate.
加えて、上記第１〜第３の実施形態では、生体情報として搏動間隔のゆらぎを算出したが、本発明はこれに限定されず、その他、種々の生体情報を算出し、取得しても良いのは勿論である。 In addition, in the first to third embodiments, the fluctuation of the peristaltic interval is calculated as the biological information. However, the present invention is not limited to this, and other various biological information may be calculated and acquired. Of course.
以上説明したように、本発明は、振動センサを設けて被験者の生体情報を取得するに際し、被験者が座る椅子などの着座具の背もたれ部と座部とに各々振動センサを配置したので、被験者が椅子などに着座した際の姿勢や体格、腕や脚の動き、呼吸、会話などに拘わらず、常に被験者の生体情報を精度良く取得できるので、生体情報取得装置として有用である。 As described above, in the present invention, when the vibration sensor is provided and the biological information of the subject is acquired, the vibration sensor is disposed on the backrest portion and the seat portion of a sitting tool such as a chair on which the subject sits. Regardless of the posture and physique when sitting on a chair or the like, movements of arms and legs, breathing, conversation, etc., the biological information of the subject can be obtained with high accuracy at all times, which is useful as a biological information acquisition device.
１ 生体情報取得装置
２、２‘ 装置本体
３Ａ〜３Ｇ 振動センサ
３ｅ 感圧チューブ
３ｈ マイクロフォン
５ 椅子（着座具）
５ｂ 背もたれ部
５ｓ 座部
１０ センサ選択部
１０ａ 振幅比算出部
１０ｂ 平均振幅比算出部
１０ｃ 平均振幅比比較部
１０ｄ 移動平均算出部
１０ｅ 移動平均比較部
１１ 記憶部
１２ ゆらぎ算出部（生体情報検出手段）
１３ ストレス度算出部（ストレス度算出手段）
１４ 表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Biological information acquisition apparatus 2, 2 'Apparatus main body 3A-3G Vibration sensor 3e Pressure sensitive tube 3h Microphone 5 Chair (sitting tool)
5b Backrest 5s Seat 10 Sensor selection unit 10a Amplitude ratio calculation unit 10b Average amplitude ratio calculation unit 10c Average amplitude ratio comparison unit 10d Moving average calculation unit 10e Moving average comparison unit 11 Storage unit 12 Fluctuation calculation unit (biological information detection means)
13 Stress level calculation unit (stress level calculation means)
14 Display section
Claims (4)
上記振動センサ（3A〜3C）の出力信号に基づいて被験者（S）の生体情報を検出する生体情報検出手段（12）とを備え、
上記振動センサ（3A〜3C）は、少なくとも、
上記着座具（5）の背もたれ部（5b）に配置された振動センサ（3A,3B）と、
上記着座具（5）の座部（5s）に配置された振動センサ（3C）とを備える
ことを特徴とする生体情報取得装置。 A vibration sensor (3A-3C) that is arranged on a sitting tool (5) on which the subject (S) sits and detects vibration according to the heartbeat of the subject (S);
Biological information detection means (12) for detecting the biological information of the subject (S) based on the output signal of the vibration sensor (3A-3C),
The vibration sensor (3A-3C) is at least
A vibration sensor (3A, 3B) disposed on the backrest (5b) of the sitting tool (5);
A biological information acquisition device comprising: a vibration sensor (3C) disposed on a seat (5s) of the sitting tool (5).
上記背もたれ部（5b）に配置された振動センサ（3A,3B）は、
背もたれ部の高さ位置の異なる複数の部位に配置された複数の振動センサ（3A）、(3B）を備える
ことを特徴とする生体情報取得装置。 The biological information acquisition apparatus according to claim 1,
The vibration sensor (3A, 3B) placed on the backrest (5b)
A biological information acquisition apparatus comprising: a plurality of vibration sensors (3A) and (3B) arranged at a plurality of portions having different height positions of the backrest portion.
上記生体情報検出手段（12）は、
被験者（S）の生体情報として、被験者（S）の心拍数又は搏動間隔のゆらぎを検出する
ことを特徴とする生体情報取得装置。 In the biological information acquiring apparatus according to claim 1 or 2,
The biological information detecting means (12)
A biological information acquisition apparatus that detects fluctuations in the heart rate or peristaltic interval of the subject (S) as the biological information of the subject (S).
更に、上記生体情報検出手段（12）が算出した被験者（S）の心拍数又は搏動間隔のゆらぎに基づいて、被験者（S）のストレス度又は自律神経活動を算出するストレス度算出手段（13）を備えた
ことを特徴とする生体情報取得装置。 In the biological information acquisition apparatus according to claim 3,
Further, based on the fluctuation of the heart rate or the peristaltic interval of the subject (S) calculated by the biological information detecting means (12), the stress degree calculating means (13) for calculating the degree of stress or autonomic nerve activity of the subject (S) A biological information acquisition apparatus comprising:
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2013-09-30 JP JP2013205171A patent/JP2015066319A/en active Pending
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