JP2016022293A - Device and method for monitoring biological information, and program for the same - Google Patents

Device and method for monitoring biological information, and program for the same Download PDF

Info

Publication number
JP2016022293A
JP2016022293A JP2014150463A JP2014150463A JP2016022293A JP 2016022293 A JP2016022293 A JP 2016022293A JP 2014150463 A JP2014150463 A JP 2014150463A JP 2014150463 A JP2014150463 A JP 2014150463A JP 2016022293 A JP2016022293 A JP 2016022293A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
information
wave
peak
user
chest
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014150463A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ジェッフリー ボナル フェルナンド
Bonar Fernando Jeffry
ジェッフリー ボナル フェルナンド
小澤 順
Jun Ozawa
順 小澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to JP2014150463A priority Critical patent/JP2016022293A/en
Publication of JP2016022293A publication Critical patent/JP2016022293A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an art for properly extracting respiratory information.SOLUTION: A device for monitoring biological information is provided that includes: a peak detection circuit 7 receiving information on potential difference from a biological signal measurement device 200 measuring potential difference between two electrodes 2a, 2b placed at the chest of a user and detecting at least an S-wave peak and a T-wave peak of electrocardiogram from information on the potential difference; an interface device acquiring information on the positions of two electrodes at the chest of the user; a selection circuit selecting one of the S-wave peak and the T-wave peak on the basis of the information on the positions of the two electrodes; an envelope curve processing circuit 8 extracting respiration information on respiration of the user from time-oriented information on the S-wave peak or the T-wave peak selected by the selection circuit; and a respiratory information output circuit 9 outputting the respiratory information extracted by the envelope curve processing circuit 8.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本願は、呼吸を抽出する技術に関する。より具体的には、本願はユーザの身体に装着された複数の電極を利用して生体のインピーダンスを計測し、呼吸に関する情報を抽出する技術に関する。   The present application relates to a technique for extracting respiration. More specifically, the present application relates to a technique for measuring the impedance of a living body using a plurality of electrodes attached to a user's body and extracting information related to respiration.

近年、長時間にわたってユーザの身体状態を電気的および機械的に計測し、記録する方法が普及しつつある。ユーザの身体状態を表す基本的な電気的情報としては、脳に関連した脳波(EEG)や心臓の動きに関連した心電図(ECG)が挙げられる。このうち心電図はたとえば病院で基礎的な生体情報(バイタルサイン)として取得される。また、心電図は、心疾患の疑いがある場合にホルター型心電計と呼ばれる携帯型の心電計を用いても取得され得る。ホルター型心電計を用いることで、長時間、例えば24時間にわたって、自宅等の病院以外の場所で心電図を記録することが可能である。近年、このホルター型心電計の小型化が進み、ユーザはより簡易に心電図を計測可能になってきている。   In recent years, a method of measuring and recording a user's physical condition electrically and mechanically for a long time is becoming widespread. Basic electrical information representing the physical state of the user includes an electroencephalogram (EEG) related to the brain and an electrocardiogram (ECG) related to the motion of the heart. Of these, the electrocardiogram is acquired as basic biological information (vital sign) at a hospital, for example. The electrocardiogram can also be obtained by using a portable electrocardiograph called a Holter-type electrocardiograph when a cardiac disease is suspected. By using a Holter type electrocardiograph, it is possible to record an electrocardiogram at a place other than a hospital such as a home for a long time, for example, 24 hours. In recent years, miniaturization of this Holter type electrocardiograph has progressed, and a user can measure an electrocardiogram more easily.

ホルター型心電計を用いて長時間にわたり心電図を記録することで、病院の短時間の検査では検出できない不整脈等の症状を発見できる。しかしながら、心電図以外にも長時間検査を行うことができれば明らかになる検査項目(症例)がある。例えば、睡眠時無呼吸症候群である。睡眠時無呼吸症候群は、不整脈と関連の深い呼吸器系の疾患である。   By recording an electrocardiogram over a long period of time using a Holter-type electrocardiograph, it is possible to discover symptoms such as arrhythmia that cannot be detected by a short examination in a hospital. However, in addition to the electrocardiogram, there are examination items (cases) that become apparent if the examination can be performed for a long time. For example, sleep apnea syndrome. Sleep apnea syndrome is a respiratory disease that is closely associated with arrhythmia.

睡眠時無呼吸症候群の評価は心電図のみでは行えず、呼吸に関する情報も必要である。現在、睡眠時無呼吸症候群の評価には、心電図や呼吸や脳波を同時に計測する終夜睡眠ポリグラフィー検査が必要である。この検査は病院内に宿泊して実施する必要があり、病院にとっても患者にとっても負担が大きかった。このため、疾患の可能性が疑われるという段階では、このような負担の大きな検査を行うのは現実的ではなかった。   Sleep apnea syndrome cannot be assessed by electrocardiogram alone, and information on breathing is also required. Currently, evaluation of sleep apnea syndrome requires an overnight polysomnography test that simultaneously measures ECG, respiration, and brain waves. This examination had to be carried out while staying in the hospital, which was a burden for both the hospital and the patient. For this reason, at the stage where the possibility of a disease is suspected, it is not realistic to perform such a heavy test.

仮に、ホルター型心電計を利用して心電図を取得する程度の簡便さで呼吸器系の疾患に関する情報、具体的には呼吸数に関する情報が得られれば、さらに疾患の早期発見、診断の迅速化につながると考えられる。   If information on respiratory diseases, specifically information on respiratory rate, can be obtained with the convenience of acquiring an electrocardiogram using a Holter-type electrocardiograph, early detection of the disease and rapid diagnosis It is thought to lead to

これまで簡易に呼吸を計測したい場合には、主にパルスオキシメータという医療機器が用いられてきた。これは動脈血酸素飽和度を調べるための測定器である。動脈血酸素飽和度は指先にプローブと呼ばれるセンサを装着して計測される。この測定器は、赤色の光源(LED)を有しており、LEDから赤色光を放射し、センサで指の透過光を計測することによって、指の内部の動脈に含まれる酸素の含有量をリアルタイムに計測する。このように、心電図と呼吸の情報の両方が必要な場合には、胸部に心電計のための電極を装着し、指先にパルスオキシメータのプローブを指先に装着する必要があった。   In the past, when it was desired to measure respiration simply, a medical device called a pulse oximeter has been mainly used. This is a measuring device for examining arterial oxygen saturation. Arterial oxygen saturation is measured by attaching a sensor called a probe to the fingertip. This measuring device has a red light source (LED), emits red light from the LED, and measures the transmitted light of the finger with a sensor, thereby measuring the oxygen content in the artery inside the finger. Measure in real time. As described above, when both electrocardiogram and respiration information are required, an electrode for an electrocardiograph must be attached to the chest, and a pulse oximeter probe must be attached to the fingertip.

これまで、一つの装置で心電図と呼吸の情報を同時に取得し、心電図の情報を用いて取得したデータから呼吸の情報を分離する取組がなされてきた。一つのアプローチとして、インピーダンス法がある。インピーダンス法では、ユーザの身体に電流を流し、胸部に設置した電極で心電図や呼吸によるインピーダンス変化を計測する。たとえば非特許文献1には、低電流(10nA)時の胸部インピーダンスから呼吸情報を抽出する方法が示されている。   Up to now, efforts have been made to simultaneously acquire electrocardiogram and respiration information with a single device and separate respiration information from data acquired using the electrocardiogram information. One approach is the impedance method. In the impedance method, a current is passed through the user's body, and an impedance change due to an electrocardiogram or respiration is measured with an electrode placed on the chest. For example, Non-Patent Document 1 discloses a method of extracting respiratory information from chest impedance at low current (10 nA).

非特許文献1に記載された方法の概念を説明する前に、心電の基本成分を説明する。図1は、心電の1周期の基本成分を示す。心電にはP波、Q波、R波、S波、T波というピークがある。QRSの各波の部分が心室興奮を表す。   Before explaining the concept of the method described in Non-Patent Document 1, basic components of electrocardiogram will be explained. FIG. 1 shows the basic components of one cycle of the electrocardiogram. The electrocardiogram has peaks of P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave. Each wave portion of the QRS represents ventricular excitement.

図2(a)〜(c)は、非特許文献1に記載された方法の概念を示す。計測時には、4つの電極を胸部の真中に装着する(図2(a)を参照)。図2(a)において、アースを除く、4つに並んだ電極のうち、内側の2つ電極で、電位を計測する。外側の2つの電極間に、低電流(10nA)を流す。図2(b)は電位から計測された胸部インピーダンスを示す。非特許文献1では、心電由来成分のT波の包絡線を呼吸情報とする。   2A to 2C show the concept of the method described in Non-Patent Document 1. FIG. At the time of measurement, four electrodes are mounted in the middle of the chest (see FIG. 2 (a)). In FIG. 2A, the potential is measured with two inner electrodes out of the four electrodes, excluding the ground. A low current (10 nA) is passed between the two outer electrodes. FIG. 2 (b) shows the chest impedance measured from the potential. In Non-Patent Document 1, the T-wave envelope of the electrocardiogram-derived component is used as respiratory information.

非特許文献1は、4つの電極を胸部の真中に付けて、胸部インピーダンスを計測している。非特許文献1の実験では、被験者に、「普通呼吸」、「深呼吸」、「無呼吸」、「普通呼吸」という4フェーズの呼吸の仕方をしてもらった。普通呼吸について、周期3秒の呼吸を15回するように被験者に指示した。深呼吸について、周期5秒の呼吸を8回するように被験者に指示した。無呼吸について、息を30秒間止めるように被験者に指示した。   Non-Patent Document 1 measures chest impedance by attaching four electrodes to the middle of the chest. In the experiment of Non-Patent Document 1, the subject was asked to perform a four-phase breathing method of “normal breath”, “deep breath”, “apnea”, and “normal breath”. For normal breathing, subjects were instructed to take 15 breaths with a period of 3 seconds. For deep breaths, subjects were instructed to take 8 breaths with a period of 5 seconds. For apnea, subjects were instructed to hold their breath for 30 seconds.

図2(c)は、呼吸の抽出結果を示す。包絡線における周期が実際の呼吸と相関がある。また、無呼吸時の振幅が非常に小さく、深呼吸時の振幅も普通呼吸時の振幅より大きいため、抽出された呼吸情報は実際の呼吸を表す。   FIG.2 (c) shows the extraction result of respiration. The period in the envelope is correlated with actual breathing. Also, since the amplitude during apnea is very small and the amplitude during deep breathing is greater than the amplitude during normal breathing, the extracted breathing information represents actual breathing.

Jeffry Bonar Fernando et. al, "Estimation of respiratory signal from thoracic impedance cardiography in low electrical current", International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, p.3829-3832(2013)Jeffry Bonar Fernando et. Al, "Estimation of respiratory signal from thoracic impedance cardiography in low electrical current", International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, p.3829-3832 (2013)

上述した従来の技術では、より正しく呼吸を抽出するための技術の向上が必要とされていた。   In the above-described conventional technique, it is necessary to improve the technique for more correctly extracting respiration.

本願の、限定的ではない例示的なある実施形態は、ユーザが位置を誤って電極を装着した場合であっても、諸事情のため指定された位置に電極を装着できない場合であっても、呼吸に関する生体情報を計測することが可能な技術を提供する。   One non-limiting exemplary embodiment of the present application is that even if the user incorrectly attaches the electrode, even if the electrode cannot be attached to the specified position for various reasons, A technique capable of measuring biological information related to respiration is provided.

上記課題を解決するために、本発明の一態様にかかる生体情報モニタリング装置は、ユーザの胸部に配置された2つの電極の電位差を計測する計測装置から、電位差に関する情報を受け取り、前記電位差に関する情報から、少なくとも、心電のS波ピークおよびT波ピークを検知する検知回路と、前記ユーザの胸部における前記2つの電極の位置の情報を取得するインタフェース装置と、前記2つの電極の位置の情報に基づいて前記S波ピークおよび前記T波ピークの一方を選択する選択回路と、前記選択回路によって選択された、前記S波ピークまたは前記T波ピークの時系列的な情報から、前記ユーザの呼吸に関する呼吸情報を抽出する処理回路と、前記処理回路によって抽出された前記呼吸情報を出力する出力回路とを備えている。   In order to solve the above problems, a biological information monitoring apparatus according to one aspect of the present invention receives information on a potential difference from a measurement device that measures a potential difference between two electrodes arranged on a chest of a user, and information on the potential difference To at least a detection circuit for detecting an S-wave peak and a T-wave peak of electrocardiogram, an interface device for acquiring information on the positions of the two electrodes in the chest of the user, and information on the positions of the two electrodes. A selection circuit for selecting one of the S wave peak and the T wave peak based on the time series information of the S wave peak or the T wave peak selected by the selection circuit, and A processing circuit for extracting respiration information; and an output circuit for outputting the respiration information extracted by the processing circuit.

上述の一般的かつ特定の態様は、システム、装置、方法およびコンピュータプログラムを用いて実装され、またはシステム、装置、方法およびコンピュータプログラムの組み合わせを用いて実現され得る。   The general and specific aspects described above can be implemented using a system, apparatus, method and computer program, or can be implemented using a combination of system, apparatus, method and computer program.

本発明の一態様にかかる生体情報モニタリング装置によれば、ユーザが位置を誤って電極を装着した場合であっても、諸事情のため指定された位置に電極を装着できない場合であっても、呼吸に関する生体情報を計測することができる。   According to the biological information monitoring apparatus according to one aspect of the present invention, even when the user incorrectly attaches the electrode, even when the electrode cannot be attached to the designated position due to various circumstances, Biological information related to respiration can be measured.

心電の1周期の基本成分を示す図である。It is a figure which shows the basic component of 1 period of electrocardiogram. (a)〜(c)は、非特許文献1に記載された方法の概念を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows the concept of the method described in the nonpatent literature 1. FIG. (a)は右胸に装着された電極群を示す図であり、(b)は計測された胸部インピーダンスの波形を示す図であり、(c)は計測された胸部インピーダンスを用いて求められたT波ピークの包絡線から、呼吸情報を抽出した結果を示す図である。(A) is a figure which shows the electrode group with which the right chest was mounted | worn, (b) is a figure which shows the waveform of the measured chest impedance, (c) was calculated | required using the measured chest impedance. It is a figure which shows the result of having extracted respiration information from the envelope of a T wave peak. (a)は右胸に装着された電極群を示す図であり、(b)は計測された胸部インピーダンスの波形を示す図であり、(c)は図3で計測された同一の胸部インピーダンスを用いて求められたS波ピークの包絡線を適用する場合の呼吸情報の抽出結果を示す図である。(A) is a figure which shows the electrode group with which the right chest was mounted | worn, (b) is a figure which shows the waveform of the measured chest impedance, (c) is the same chest impedance measured in FIG. It is a figure which shows the extraction result of the respiration information in the case of applying the envelope of the S wave peak calculated | required using. (a)は胸部中央に電極群を配置したときの配置例を示す図であり、(b)は胸部の中央に配置された電極を用いて計測された胸部インピーダンスの波形を示す図であり、(c)〜(g)はそれぞれP波、Q波、R波、S波、T波の包絡線を示す図である。(A) is a diagram showing an arrangement example when the electrode group is arranged in the center of the chest, (b) is a diagram showing a waveform of the chest impedance measured using the electrode arranged in the center of the chest, (C)-(g) is a figure which shows the envelope of P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave, respectively. (a)は右胸に電極群を配置したときの配置例を示す図であり、(b)は胸部の右側に配置された電極を用いて計測された胸部インピーダンスの波形を示す図であり、(c)〜(g)はそれぞれP波、Q波、R波、S波、T波の包絡線を示す図である。(A) is a diagram showing an arrangement example when an electrode group is arranged on the right chest, (b) is a diagram showing a waveform of a chest impedance measured using an electrode placed on the right side of the chest, (C)-(g) is a figure which shows the envelope of P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave, respectively. (a)は左胸に電極群を配置したときの配置例を示す図であり、(b)は胸部の左側に配置された電極を用いて計測された胸部インピーダンスの波形を示す図であり、(c)〜(g)はそれぞれP波、Q波、R波、S波、T波の包絡線を示す図である。(A) is a diagram showing an arrangement example when an electrode group is arranged on the left chest, (b) is a diagram showing a waveform of a chest impedance measured using an electrode placed on the left side of the chest, (C)-(g) is a figure which shows the envelope of P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave, respectively. (a)は2端子法の概略的な回路構成を示す図であり、(b)は4端子法の概略的な回路構成を示す図である。(A) is a figure which shows the schematic circuit structure of 2 terminal method, (b) is a figure which shows the schematic circuit structure of 4 terminal method. 例示的な実施形態による生体情報モニタリングシステム100の構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of a biological information monitoring system 100 according to an exemplary embodiment. 例示的な実施形態による生体情報モニタリングシステム100の全体の処理フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the whole process flow of the biometric information monitoring system 100 by example embodiment. 検知回路7が心電ピークであるP波、Q波、R波、S波、T波のいずれかを選択する処理フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process flow in which the detection circuit 7 selects any one of P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave which are electrocardiogram peaks. 例示的な実施形態による生体情報モニタリングシステム102の構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of a biological information monitoring system 102 according to an exemplary embodiment. 心電ピークの振幅Amp、および幅Dを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the amplitude Amp and width D of an electrocardiogram peak. 例示的な実施形態による生体情報モニタリングシステム102の全体の処理フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the whole processing flow of the biometric information monitoring system 102 by example embodiment. 例示的な実施形態による生体情報モニタリングシステム104の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the biometric information monitoring system 104 by example embodiment. 例示的な実施形態の生体情報モニタリングシステム104の全体の処理フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the whole processing flow of the biometric information monitoring system 104 of exemplary embodiment. 例示的な実施形態1の変形例による生体情報モニタリングシステム110の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the biometric information monitoring system 110 by the modification of exemplary Embodiment 1. FIG.

本願発明者らは、上述した非特許文献1の技術は、さらに正確に呼吸情報を取得することが可能であることを見出した。   The inventors of the present application have found that the technique of Non-Patent Document 1 described above can acquire respiratory information more accurately.

たとえば、モニタリング装置を用いて、あるユーザの呼吸情報を取得したいとする。そのユーザが電極を胸部の真中に装着するように指示を受けたとしても、装着位置を誤って電極を装着する場合がある。また、胸部の真中に傷があるというような事情により、そのユーザが電極を胸部の真中に装着できない場合もある。予定された位置に電極が装着されていない場合には、呼吸が正しく抽出されない可能性がある。   For example, suppose that it is desired to acquire respiratory information of a certain user using a monitoring device. Even if the user receives an instruction to wear the electrode in the middle of the chest, the user may wear the electrode in the wrong mounting position. Moreover, the user may not be able to wear the electrode in the middle of the chest due to circumstances such as a wound in the middle of the chest. If the electrode is not mounted at the planned position, breathing may not be extracted correctly.

(実験による知見)
本願発明者らは、呼吸の情報を正しく抽出するために、種々の実験を行った。そして、その実験の結果から得られた知見に基づいて本願発明をなすに至った。以下では、まず、実験によって得られた知見を説明する。
(Experimental findings)
The present inventors conducted various experiments in order to correctly extract respiration information. And it came to make this invention based on the knowledge obtained from the result of the experiment. Below, the knowledge obtained by experiment is demonstrated first.

図3(a)は右胸に装着された電極群を示す。被験者の心臓は胸部の左側にあるとしている。   FIG. 3A shows an electrode group attached to the right breast. The subject's heart is on the left side of the chest.

図3(b)は、計測された胸部インピーダンスの波形を示す。計測時に、被験者に周期4秒の呼吸を32秒間繰り返すように指示した。図3(b)には、T波の包絡線も示されている。   FIG. 3B shows a waveform of the measured chest impedance. At the time of measurement, the subject was instructed to repeat breathing with a period of 4 seconds for 32 seconds. FIG. 3B also shows a T-wave envelope.

図3(c)は、計測された胸部インピーダンスから求められたT波ピークの包絡線から、呼吸情報を抽出した結果を示す。破線の間が呼吸1周期を表し、呼吸の情報が正しく抽出されているとすれば、本来1つのピークが観測されるはずである。しかし、多くの呼吸周期においては複数のピークが観測されている。   FIG. 3C shows the result of extracting respiratory information from the envelope of the T wave peak obtained from the measured chest impedance. If the period between the broken lines represents one respiration cycle and respiration information is correctly extracted, one peak should be observed. However, multiple peaks are observed in many respiratory cycles.

本願発明者らはその理由を検討した。考えられる理由として、T波の振幅が非常に小さくなったためであると推測される。これは、電極位置が心臓から離れたため、インピーダンスにおける心電由来の成分が胸部の真中に装着したときよりも全体的に小さくなったことに起因すると考えられる。つまり、T波の振幅がセンサのノイズレベルに近づくため、ピーク値がノイズに埋もれやすい。   The present inventors examined the reason. As a possible reason, it is presumed that the amplitude of the T wave is very small. This is considered to be due to the fact that since the electrode position is away from the heart, the electrocardiographic component in impedance is generally smaller than when it is worn in the middle of the chest. That is, since the amplitude of the T wave approaches the noise level of the sensor, the peak value is easily buried in the noise.

図4(a)は右胸に装着された電極群を示す。また、図4(b)は、計測された胸部インピーダンスの波形を示す。実験の条件は、図3に関連する実験の条件と同じであるとする。図3(b)とは異なり、図4(b)にはS波の包絡線が示されている。   FIG. 4A shows an electrode group mounted on the right breast. FIG. 4B shows a waveform of the measured chest impedance. The experimental conditions are the same as the experimental conditions related to FIG. Unlike FIG. 3B, an S-wave envelope is shown in FIG. 4B.

図4(c)は、図3で計測された同一の胸部インピーダンスから求められたS波ピークの包絡線に対して、S波ピークの包絡線を適用する場合の呼吸情報の抽出結果を示す。1周期ごとに1つのみのピークが存在し、実際の呼吸を表す。   FIG. 4C shows the extraction result of the respiratory information when the envelope of the S wave peak is applied to the envelope of the S wave peak obtained from the same chest impedance measured in FIG. There is only one peak per cycle, representing actual breathing.

次に、本願発明者らは、電極位置の違いによって、P波、Q波、R波、S波、T波のピークの包絡線がどの程度正確に実際の呼吸を表すかを調べた。電極位置の3箇所(胸部の真中、右側、左側)に変えながら、被験者に周期4秒の呼吸を32秒間するように指示した。なお、被験者の心臓は胸部の左側にあるとしている。   Next, the inventors of the present application investigated how accurately the peak envelope of the P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave represents actual respiration depending on the difference in electrode position. The subject was instructed to breathe for a period of 4 seconds for 32 seconds while changing to three electrode positions (middle of chest, right side, left side). It is assumed that the subject's heart is on the left side of the chest.

図5(a)、図6(a)、および図7(a)は、それぞれ、胸部中央、右胸、左胸に電極群を配置したときの配置例を示す。   FIG. 5A, FIG. 6A, and FIG. 7A show examples of arrangement when electrode groups are arranged at the center of the chest, the right breast, and the left breast, respectively.

図5(b)は、胸部の中央に配置された電極を用いて計測された胸部インピーダンスの波形を示す。図5(c)〜図5(g)はそれぞれP波、Q波、R波、S波、T波の包絡線を示す。図5(g)のT波の包絡線が最も実際の呼吸を表していると判断される。P波、Q波、R波、S波、T波の中では、ピークの振幅が大きいのは、R波、S波、T波である。T波ピークの幅が他の2つのピークの幅より大きいため、正しいピーク値がより安定的にサンプリングされると考えられる。   FIG. 5B shows a waveform of the chest impedance measured using the electrode arranged at the center of the chest. FIG. 5C to FIG. 5G show the envelopes of the P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave, respectively. It is determined that the envelope of the T wave in FIG. 5 (g) represents the most actual respiration. Among P waves, Q waves, R waves, S waves, and T waves, R waves, S waves, and T waves have large peak amplitudes. Since the width of the T wave peak is larger than the widths of the other two peaks, it is considered that the correct peak value is sampled more stably.

図6(b)は、胸部の右側に配置された電極を用いて計測された胸部インピーダンスの波形を示す。図6(c)〜図6(g)はそれぞれP波、Q波、R波、S波、T波の包絡線を示す。図6(f)のS波の包絡線が最も実際の呼吸を表していると判断される。電極位置が胸部の右側にある場合、インピーダンスにおける心電由来の成分が全体的に胸部の真中に装着したときより小さくなる。つまりT波の振幅も非常に小さくなる。T波の振幅がセンサのノイズレベルに近づくため、ピーク値がノイズに埋もれやすい。P波、Q波、R波、S波、T波の中では、ピークの振幅が大きいのは、R波、S波である。S波ピークの幅がR波ピークの幅より大きいため、正しいピーク値がより安定的にサンプリングされると考えられる。   FIG. 6B shows a waveform of the chest impedance measured using the electrode arranged on the right side of the chest. FIG. 6C to FIG. 6G show envelopes of P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave, respectively. It is determined that the envelope of the S wave in FIG. 6 (f) represents the most actual breathing. When the electrode position is on the right side of the chest, the electrocardiographic component in the impedance is generally smaller than when it is worn in the middle of the chest. That is, the amplitude of the T wave is also very small. Since the amplitude of the T wave approaches the noise level of the sensor, the peak value is likely to be buried in the noise. Among the P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave, the R wave and S wave have the largest peak amplitude. Since the width of the S wave peak is larger than the width of the R wave peak, it is considered that the correct peak value is sampled more stably.

図7(b)は、胸部の左側に配置された電極を用いて計測された胸部インピーダンスの波形を示す。図7(c)〜図7(g)はそれぞれP波、Q波、R波、S波、T波の包絡線を示す。図7(g)のT波の包絡線が最も実際の呼吸を表していると判断される。P波、Q波、R波、S波、T波の中では、ピークの振幅が大きいのは、Q波、R波、S波、T波である。T波ピークの幅が他の3つのピークの幅より大きいため、正しいピーク値がより安定的にサンプリングされると考えられる。   FIG. 7B shows a waveform of the chest impedance measured using an electrode arranged on the left side of the chest. FIGS. 7C to 7G show envelopes of P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave, respectively. It is determined that the envelope of the T wave in FIG. 7G represents the most actual respiration. Among the P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave, the Q wave, R wave, S wave, and T wave have the largest peak amplitude. Since the width of the T wave peak is larger than the width of the other three peaks, the correct peak value is considered to be sampled more stably.

上述の実験の結果、本願発明者らは、電極群がユーザの胸部のどの位置に配置されているかによって、呼吸情報を反映する成分が変化する、という知見を得るに至った。   As a result of the above-described experiment, the inventors of the present application have obtained the knowledge that the component that reflects the respiratory information changes depending on where the electrode group is disposed on the chest of the user.

本発明の一態様の概要は以下のとおりである。   The outline of one embodiment of the present invention is as follows.

本発明の一態様である生体情報モニタリング装置は、ユーザの胸部に配置された2つの電極の電位差を計測する計測装置から、電位差に関する情報を受け取り、前記電位差に関する情報から、少なくとも、心電のS波ピークおよびT波ピークを検知する検知回路と、前記ユーザの胸部における前記2つの電極の位置の情報を取得するインタフェース装置と、前記2つの電極の位置の情報に基づいて前記S波ピークおよび前記T波ピークの一方を選択する選択回路と、前記選択回路によって選択された、前記S波ピークまたは前記T波ピークの時系列的な情報から、前記ユーザの呼吸に関する呼吸情報を抽出する処理回路と、前記処理回路によって抽出された前記呼吸情報を出力する出力回路とを備えている。   The biological information monitoring device according to one aspect of the present invention receives information on a potential difference from a measurement device that measures a potential difference between two electrodes arranged on a chest of a user, and at least S of an electrocardiogram is obtained from the information on the potential difference. A detection circuit for detecting a wave peak and a T wave peak, an interface device for acquiring information on the positions of the two electrodes in the chest of the user, and the S wave peak and the information based on the information on the positions of the two electrodes. A selection circuit that selects one of the T wave peaks, and a processing circuit that extracts respiration information related to the user's respiration from the time series information of the S wave peak or the T wave peak selected by the selection circuit; And an output circuit for outputting the respiration information extracted by the processing circuit.

前記インタフェース装置は、外部から入力された前記2つの電極の位置の情報を取得する。   The interface device acquires information on positions of the two electrodes input from the outside.

前記インタフェース装置は、外部から入力された、前記ユーザの心臓の位置の情報をさらに取得する。   The interface device further acquires information on the position of the heart of the user input from the outside.

前記選択回路は、前記2つの電極が、前記ユーザの心臓の位置とは反対側の胸部に配置されているか否かによって、前記S波ピークおよび前記T波ピークの一方を選択する。   The selection circuit selects one of the S wave peak and the T wave peak depending on whether or not the two electrodes are arranged on the chest opposite to the position of the user's heart.

前記選択回路は、前記2つの電極が、前記ユーザの心臓の位置とは反対側の胸部に配置されている場合には、前記S波ピークを選択する。   The selection circuit selects the S wave peak when the two electrodes are arranged on the chest opposite to the position of the user's heart.

前記選択回路は、前記2つの電極が、前記ユーザの心臓の位置とは反対側の胸部に配置されていない場合には、前記T波ピークを選択する。   The selection circuit selects the T-wave peak when the two electrodes are not disposed on the chest opposite to the position of the user's heart.

前記処理回路は、前記選択回路によって選択された、前記S波ピークまたは前記T波ピークの時系列的な情報から、前記S波ピークまたは前記T波ピークの包絡線を生成し、前記包絡線を利用して前記ユーザの呼吸に関する呼吸情報を抽出する。   The processing circuit generates an envelope of the S wave peak or the T wave peak from time-series information of the S wave peak or the T wave peak selected by the selection circuit, and uses the envelope The respiration information relating to the respiration of the user is extracted by using.

本発明の他の一態様である生体情報モニタリング装置は、ユーザの胸部に配置された2つの電極の電位差を計測する計測装置から、電位差に関する情報を受け取り、前記電位差に関する情報から心電に含まれる複数のピークを検知する検知回路と、所定期間内に検知された各ピークの属性情報を抽出する属性抽出回路と、前記各ピークの属性情報を参照して、前記複数のピークから所定の条件に合致するピーク群を選択する選択回路と、前記選択回路によって選択された、前記ピーク群の時系列的な情報から、前記ユーザの呼吸に関する呼吸情報を抽出する処理回路と、前記処理回路によって抽出された前記呼吸情報を出力する出力回路とを備え、前記属性情報は、前記各ピークの振幅に関する情報、幅に関する情報、または前記複数のピークのうちで波形に関して共通する特徴を有するピーク群の包絡線に関する情報である。   A biological information monitoring device according to another aspect of the present invention receives information on a potential difference from a measuring device that measures a potential difference between two electrodes arranged on a chest of a user, and is included in an electrocardiogram from the information on the potential difference. A detection circuit that detects a plurality of peaks, an attribute extraction circuit that extracts attribute information of each peak detected within a predetermined period, and a predetermined condition from the plurality of peaks with reference to the attribute information of each peak A selection circuit that selects a matching peak group, a processing circuit that extracts respiration information related to the user's respiration from time series information of the peak group selected by the selection circuit, and a processing circuit that extracts the respiration information. An output circuit for outputting the respiration information, and the attribute information includes information on the amplitude of each peak, information on the width, or the plurality of peaks. Is information about the envelope of the peaks having a common characteristic with respect to waveforms of.

前記属性抽出回路は、前記各ピークの振幅および幅に関する情報を前記属性情報として抽出する。   The attribute extraction circuit extracts information regarding the amplitude and width of each peak as the attribute information.

前記選択回路は、前記各ピークの属性情報を参照して、第1の閾値以上の振幅、および最大の幅を有するピーク群を選択する。   The selection circuit refers to the attribute information of each peak and selects a peak group having an amplitude equal to or greater than a first threshold and a maximum width.

前記処理回路は、前記選択回路によって選択された、前記ピーク群の時系列的な情報から包絡線を生成し、前記包絡線を利用して前記ユーザの呼吸に関する呼吸情報を抽出する。   The processing circuit generates an envelope from time-series information of the peak group selected by the selection circuit, and extracts respiration information related to the user's breathing using the envelope.

前記生体情報モニタリング装置は、前記電位差の計測の開始から所定時間T1以内に、前記ユーザに所定の呼吸周期T2を指示するための信号を生成する信号生成回路をさらに備え、前記属性抽出回路は、前記所定期間内に検知された前記各ピークを、P波、Q波、R波、S波、T波のいずれかに分類し、前記P波、前記Q波、前記R波、前記S波、前記T波に対応する各包絡線を生成し、前記選択回路は、呼吸周期T2との相関が最も高い包絡線を特定し、前記処理回路は、前記選択回路によって特定された前記包絡線の情報を受け取り、前記包絡線を利用して前記ユーザの呼吸に関する呼吸情報を抽出する。   The biological information monitoring apparatus further includes a signal generation circuit that generates a signal for instructing the user to have a predetermined respiratory cycle T2 within a predetermined time T1 from the start of the measurement of the potential difference, and the attribute extraction circuit includes: Each peak detected within the predetermined period is classified into one of a P wave, a Q wave, an R wave, an S wave, and a T wave, and the P wave, the Q wave, the R wave, the S wave, Each envelope corresponding to the T wave is generated, the selection circuit specifies an envelope having the highest correlation with the respiratory cycle T2, and the processing circuit is information on the envelope specified by the selection circuit And using the envelope, extract respiration information related to the user's respiration.

本発明のさらに他の一態様である生体情報をモニタリングする方法は、(a)ユーザの胸部に配置された2つの電極の電位差を計測する計測装置から、電位差に関する情報を受け取り、(b)前記電位差に関する情報から、少なくとも、心電のS波ピークおよびT波ピークを検知し、(c)前記ユーザの胸部における前記2つの電極の位置の情報を取得し、(d)前記2つの電極の位置の情報に基づいて前記S波ピークおよび前記T波ピークの一方を選択し、(e)前記(d)によって選択された、前記S波ピークまたは前記T波ピークの時系列的な情報から、前記ユーザの呼吸に関する呼吸情報を抽出し、(f)前記(e)によって抽出された前記呼吸情報を出力する。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method for monitoring biological information, in which (a) information on a potential difference is received from a measuring device that measures a potential difference between two electrodes arranged on a user's chest, and (b) At least the S-wave peak and the T-wave peak of the electrocardiogram are detected from the information on the potential difference, (c) information on the positions of the two electrodes in the chest of the user is obtained, and (d) the positions of the two electrodes One of the S wave peak and the T wave peak is selected based on the information of (e), from the time-series information of the S wave peak or the T wave peak selected by (d), Respiratory information relating to the user's respiration is extracted, and (f) the respiration information extracted in (e) is output.

本発明のさらに他の一態様である生体情報をモニタリングする方法は、(a)ユーザの胸部に配置された2つの電極の電位差を計測する計測装置から、電位差に関する情報を受け取り、(b)前記電位差に関する情報から心電に含まれる複数のピークを検知し、(c)所定期間内に検知された各ピークの属性情報であって、前記各ピークの振幅に関する情報、幅に関する情報、または前記複数のピークのうちで波形に関して共通する特徴を有するピーク群の包絡線に関する情報である属性情報を抽出し、(d)前記各ピークの属性情報を参照して、前記複数のピークから所定の条件に合致するピーク群を選択し、(e)前記(d)によって選択された、前記ピーク群の時系列的な情報から、前記ユーザの呼吸に関する呼吸情報を抽出し、(f)前記(e)によって抽出された前記呼吸情報を出力する。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method for monitoring biological information, in which (a) information on a potential difference is received from a measuring device that measures a potential difference between two electrodes arranged on a user's chest, and (b) Detecting a plurality of peaks included in the electrocardiogram from the information on the potential difference, and (c) attribute information of each peak detected within a predetermined period, the information on the amplitude of each peak, the information on the width, or the plurality And extracting attribute information that is information related to an envelope of a peak group having a common characteristic with respect to the waveform among the peaks of the plurality of peaks, and (d) referring to the attribute information of each peak to obtain a predetermined condition from the plurality of peaks A matching peak group is selected, and (e) respiration information related to the user's breathing is extracted from the time-series information of the peak group selected by (d), (f Outputting the respiratory information extracted by the (e).

本発明のさらに他の一態様であるコンピュータプログラムは、生体情報モニタリング装置に設けられたコンピュータによって実行されるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、前記コンピュータに、(a)ユーザの胸部に配置された2つの電極の電位差を計測する計測装置から、電位差に関する情報を受け取らせ、(b)前記電位差に関する情報から、少なくとも、心電のS波ピークおよびT波ピークを検知させ、(c)前記ユーザの胸部における前記2つの電極の位置の情報を取得させ、(d)前記2つの電極の位置の情報に基づいて前記S波ピークおよび前記T波ピークの一方を選択させ、(e)前記(d)によって選択された、前記S波ピークまたは前記T波ピークの時系列的な情報から、前記ユーザの呼吸に関する呼吸情報を抽出させ、(f)前記(e)によって抽出された前記呼吸情報を出力させる。   A computer program according to still another aspect of the present invention is a computer program executed by a computer provided in a biological information monitoring apparatus, and the computer program is arranged in the computer and (a) on the chest of the user. Receiving information on the potential difference from the measuring device that measures the potential difference between the two electrodes, and (b) detecting at least an S wave peak and a T wave peak of the electrocardiogram from the information on the potential difference, and (c) Information on the position of the two electrodes on the chest of the user is acquired; (d) one of the S wave peak and the T wave peak is selected based on the information on the position of the two electrodes; From the time-series information of the S wave peak or the T wave peak selected by d), the user's call Is extracted respiration information about, and outputs the breathing information extracted by (f) said (e).

本発明のさらに他の一態様であるコンピュータプログラムは、生体情報モニタリング装置に設けられたコンピュータによって実行されるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、前記コンピュータに、(a)ユーザの胸部に配置された2つの電極の電位差を計測する計測装置から、電位差に関する情報を受け取らせ、(b)前記電位差に関する情報から心電に含まれる複数のピークを検知させ、(c)所定期間内に検知された各ピークの属性情報であって、前記各ピークの振幅に関する情報、幅に関する情報、または前記複数のピークのうちで波形に関して共通する特徴を有するピーク群の包絡線に関する情報である属性情報を抽出させ、(d)前記各ピークの属性情報を参照して、前記複数のピークから所定の条件に合致するピーク群を選択させ、(e)前記(d)によって選択された、前記ピーク群の時系列的な情報から、前記ユーザの呼吸に関する呼吸情報を抽出させ、(f)前記(e)によって抽出された前記呼吸情報を出力させる。   A computer program according to still another aspect of the present invention is a computer program executed by a computer provided in a biological information monitoring apparatus, and the computer program is arranged in the computer and (a) on the chest of the user. And (b) detecting a plurality of peaks included in the electrocardiogram from the information regarding the potential difference, and (c) detecting within a predetermined period. In addition, the attribute information of each peak is extracted, the information regarding the amplitude of each peak, the information regarding the width, or the information regarding the envelope of the peak group having the characteristics common to the waveform among the plurality of peaks. (D) referring to the attribute information of each peak, a predetermined condition is obtained from the plurality of peaks. And (e) extracting respiration information related to the user's respiration from the time-series information of the peak group selected in (d), and (f) (e) The respiration information extracted by the step is output.

以下、実施形態の説明に先立って、胸部インピーダンスを計測するための構成を説明する。図8(a)は2端子法の概略的な回路構成を示す図であり、図8(b)は4端子法の概略的な回路構成を示す図である。Zは計測する対象のインピーダンス、R1〜R4は電極と皮膚との接触インピーダンスを表す。図面上の「○」が電極に相当する。   Hereinafter, prior to the description of the embodiment, a configuration for measuring chest impedance will be described. FIG. 8A is a diagram illustrating a schematic circuit configuration of the two-terminal method, and FIG. 8B is a diagram illustrating a schematic circuit configuration of the four-terminal method. Z represents the impedance of the object to be measured, and R1 to R4 represent the contact impedance between the electrode and the skin. “◯” on the drawing corresponds to an electrode.

図8(a)の2端子法では、Z+R1+R2が計測される。一方、図8(b)の4端子法では、Zのみが計測される。そのため、胸部インピーダンスを計測する際に、電極と皮膚との接触インピーダンスの影響を排除したい場合には、4端子法が用いられる。つまり、4端子法の方で計測したインピーダンスの方が2端子法で計測したそれよりも精度が高いと言える。   In the two-terminal method of FIG. 8A, Z + R1 + R2 is measured. On the other hand, in the four-terminal method of FIG. 8B, only Z is measured. Therefore, when measuring the chest impedance, the 4-terminal method is used when it is desired to eliminate the influence of the contact impedance between the electrode and the skin. That is, it can be said that the impedance measured by the four-terminal method is more accurate than that measured by the two-terminal method.

胸部インピーダンスの変化は、心臓の活動(心拍)と肺の活動(呼吸)に依拠している。心臓の活動(心拍)によってインピーダンスが変化する理由は、心臓が収縮と拡張という機械的な活動を行う際に、心筋細胞が電気的に興奮(脱分極)し、復帰(再分極)するためである。この心筋細胞の電気的な変化が、インピーダンスの変化を引き起こす。一方、肺の活動(呼吸)によってインピーダンスが変化する理由は以下のとおりである。すなわち、吸気時には肺胞内に空気が取り込まれて、電流が流れにくくなる。その結果、インピーダンスが高くなる。一方、呼気時には空気が排出されて、電流が流れやすくなる。その結果、インピーダンスが低くなる。両手に電極を接着させてインピーダンスを計測した場合、両手間のインピーダンスには、心拍による変化と呼吸による変化が現れる。   Changes in chest impedance depend on heart activity (heartbeat) and lung activity (breathing). The reason why the impedance changes due to the heart activity (heartbeat) is that when the heart performs mechanical activities such as contraction and expansion, the cardiomyocytes are electrically excited (depolarized) and reverted (repolarized). is there. This electrical change in cardiomyocytes causes a change in impedance. On the other hand, the reason why the impedance changes due to lung activity (respiration) is as follows. That is, during inspiration, air is taken into the alveoli, making it difficult for current to flow. As a result, the impedance is increased. On the other hand, at the time of exhalation, air is discharged, and the current easily flows. As a result, the impedance is lowered. When the impedance is measured with electrodes attached to both hands, a change due to heartbeat and a change due to breathing appear in the impedance between both hands.

以下に説明する実施形態では、ユーザの心臓の位置とは反対側の胸部を、右胸であるとして説明する。ユーザの心臓の位置が右胸に存在する場合には、ユーザの心臓の位置とは反対側の胸部は左胸になる。   In the embodiments described below, the chest opposite to the position of the user's heart will be described as the right chest. When the position of the user's heart is on the right chest, the chest opposite to the position of the user's heart is the left chest.

なお、人間の心臓の位置は体のほぼ中央に位置する、という見解も存在する。その見解に基づけば、本願明細書の「ユーザの心臓の位置」とは、血液を大動脈に送り出す心室(典型的には左心室)が存在する側の位置を言うとする。当該心室側の筋肉が発達していることにより、その筋肉の収縮および拡張が心電として強く得られるからである。   There is also a view that the human heart is located approximately in the center of the body. Based on this view, the “position of the user's heart” in this specification refers to the position on the side where the ventricle (typically the left ventricle) that delivers blood to the aorta is present. This is because, by developing the ventricular muscle, contraction and expansion of the muscle can be obtained strongly as an electrocardiogram.

以下、添付の図面を参照しながら、本開示による実施形態を説明する。以下の各実施の形態では、主として、上述した2端子法によって心電を計測する構成を説明する。ただし4端子法によって心電を計測することも可能である。参考のため、図17に4端子法によって心電を計測する構成も例示した。当該構成は実施の形態1の構成に対応するが、実施の形態2および3に関しても同様である。   Hereinafter, embodiments according to the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. In each of the following embodiments, a configuration for measuring an electrocardiogram mainly by the above-described two-terminal method will be described. However, it is also possible to measure the electrocardiogram by the 4-terminal method. For reference, FIG. 17 also illustrates a configuration for measuring an electrocardiogram by the 4-terminal method. The configuration corresponds to the configuration of the first embodiment, but the same applies to the second and third embodiments.

(実施形態1)
(生体情報モニタリングシステム構成)
図9は、本実施形態による生体情報モニタリングシステム100の構成を示す。
(Embodiment 1)
(Biological information monitoring system configuration)
FIG. 9 shows a configuration of the biological information monitoring system 100 according to the present embodiment.

生体情報モニタリングシステム100は、データ蓄積装置6と、生体信号計測装置200と、生体情報モニタリング装置300とを有する。   The biological information monitoring system 100 includes a data storage device 6, a biological signal measuring device 200, and a biological information monitoring device 300.

生体信号計測装置200は、電極2aおよび2bおよび電位計測回路5を有する。生体信号計測装置200のハードウェアとしての実現形態は、たとえばユーザ1の胸部に装着する電極付の電位センサである。なお、本明細書では、電極2aおよび2bは生体信号計測装置200の構成要素であるとして説明しているが、生体信号計測装置200の構成要素でなくてもよい。   The biological signal measuring device 200 includes electrodes 2 a and 2 b and a potential measuring circuit 5. The realization form as the hardware of the biological signal measuring device 200 is, for example, a potential sensor with electrodes attached to the chest of the user 1. In the present specification, the electrodes 2a and 2b are described as components of the biological signal measurement device 200, but may not be components of the biological signal measurement device 200.

電位計測回路5は、電極2aおよび2bを利用して電位差に関する情報を取得する。電位差に関する情報は、2つの電極の間の電位差を示す値であってもよいし、インピーダンス値であってもよい。後者の例では、電源を設けて2つの電極と電気的に接続し、電極に電位を印加した状態で、2つの電極間の電位差を利用してインピーダンス値を計測しても良い。インピーダンス値は、2つの電極で計測された電位を、印加した電流値で除算することによって得られる。   The potential measurement circuit 5 acquires information on the potential difference using the electrodes 2a and 2b. The information regarding the potential difference may be a value indicating a potential difference between the two electrodes, or may be an impedance value. In the latter example, the impedance value may be measured using a potential difference between the two electrodes in a state where a power source is provided and electrically connected to the two electrodes and a potential is applied to the electrodes. The impedance value is obtained by dividing the potential measured at the two electrodes by the applied current value.

電極2aおよび2bは、ユーザの胸部に配置される。例えば、ユーザの胸部は、胸部の中心線により、第1の領域及び第2の領域に分けられる。本明細書では、電極2aおよび2bの位置は、第1の領域、第2の領域または、胸部の中心線近傍の領域に設けられることを想定している。たとえば第1の領域はいわゆる左胸、第2の領域はいわゆる右胸、中心線近傍の領域は胸部のほぼ真中である。   Electrodes 2a and 2b are placed on the user's chest. For example, the user's chest is divided into a first region and a second region by the chest centerline. In the present specification, it is assumed that the positions of the electrodes 2a and 2b are provided in the first region, the second region, or the region near the center line of the chest. For example, the first region is the so-called left chest, the second region is the so-called right chest, and the region near the center line is almost in the middle of the chest.

なお、本明細書では、ユーザの心臓位置との関係で、電極位置を説明することもある。たとえば、「電極2aおよび2bが心臓と反対側の領域に配置されている。」という表現は、心臓が第1の領域に位置する場合には、電極2aおよび2bが第1の領域と反対側の第2の領域に配置されることを意味する。このときの「第1の領域」は、典型的には左胸であるが、ユーザによっては右胸の場合もあり得る。   In the present specification, the electrode position may be described in relation to the user's heart position. For example, the expression “electrodes 2a and 2b are arranged in a region opposite to the heart” means that when the heart is located in the first region, electrodes 2a and 2b are opposite to the first region. It is arranged in the second region. The “first region” at this time is typically the left breast, but may be the right breast depending on the user.

なお、付加的にアース電極(たとえば図2(a)〜図7(a))を設け、電極2aとアース間の電位差、および電極2bとアース間の電位差を求め、それらの差を電位差として求めてもよい。   In addition, an earth electrode (for example, FIG. 2A to FIG. 7A) is additionally provided, and a potential difference between the electrode 2a and the earth and a potential difference between the electrode 2b and the earth are obtained, and these differences are obtained as a potential difference. May be.

電位計測回路5は、計測した電位差、またはインピーダンスの値を、電位差に関する情報として取得する。この情報は生体情報モニタリング装置300に送られる。   The potential measurement circuit 5 acquires the measured potential difference or impedance value as information about the potential difference. This information is sent to the biological information monitoring apparatus 300.

生体情報モニタリング装置300は、ピーク検知回路7と、包絡線処理回路8と、呼吸情報出力回路9と、ピーク選択回路10と、インタフェース装置11とを有する。   The biological information monitoring device 300 includes a peak detection circuit 7, an envelope processing circuit 8, a respiration information output circuit 9, a peak selection circuit 10, and an interface device 11.

ピーク検知回路7(以下、「検知回路7」と記述する。)は、生体信号計測装置200によって取得された電位差に関する情報、たとえば胸部の電位差の情報を受け取る。検知回路7は、その情報に基づいて、心電のピークであるP波、Q波、R波、S波、T波を検知する。この例ではP波、Q波、R波、S波、T波を挙げているが、少なくともT波またはS波が取得できればよい。   The peak detection circuit 7 (hereinafter referred to as “detection circuit 7”) receives information on the potential difference acquired by the biological signal measuring device 200, for example, information on the potential difference of the chest. Based on the information, the detection circuit 7 detects P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave, which are ECG peaks. In this example, a P wave, a Q wave, an R wave, an S wave, and a T wave are listed, but it is sufficient that at least a T wave or an S wave can be acquired.

なお、P波、Q波、R波、S波、T波は、それ自体がピークを意味するものであるが、ピークであることをより直接的に示すため、本明細書では、たとえばS波ピーク、やT波ピークのように表現することもある。   Note that the P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave themselves mean peaks, but in this specification, for example, an S wave is used to more directly indicate a peak. Sometimes expressed as a peak or a T wave peak.

以下、S波ピークおよびT波ピークの検出方法の例を説明する。S波ピークおよびT波ピークは図1に示す波形例における極小値または極大値として得られる。図1に示す波形は、たとえば電極2aおよび2bを入れ替えると反転し得るため、その場合には極小値または極大値を入れ替えて読み替える必要があることに留意されたい。   Hereinafter, an example of a method for detecting the S wave peak and the T wave peak will be described. The S wave peak and the T wave peak are obtained as the minimum value or the maximum value in the waveform example shown in FIG. It should be noted that the waveform shown in FIG. 1 can be reversed when, for example, the electrodes 2a and 2b are replaced, and in that case, the minimum value or the maximum value needs to be replaced and read.

S波ピークの検知方法の例は以下のとおりである。   An example of the detection method of the S wave peak is as follows.

例S−1:
検知回路7は、生体信号計測装置200によって取得された電位差に関する情報から、心電の一周期における、予め定められた閾値(たとえば図1の破線Aの値)以下のピークの極小値を、S波ピークとして検知する。
Example S-1:
The detection circuit 7 calculates the minimum value of the peak below a predetermined threshold (for example, the value of the broken line A in FIG. 1) in one cycle of the electrocardiogram from the information regarding the potential difference acquired by the biological signal measuring device 200. Detect as wave peak.

例S−2:
検知回路7は、生体信号計測装置200によって取得された電位差に関する情報から、心電の一周期内のR波を検知し、R波の後の極小値を、S波ピークとして検知する。検知回路7は、予め定められた閾値(たとえば図1の破線Bの値)以上のピークを有する波形をR波として特定し得る。
Example S-2:
The detection circuit 7 detects an R wave within one cycle of the electrocardiogram from information on the potential difference acquired by the biological signal measuring device 200, and detects a minimum value after the R wave as an S wave peak. The detection circuit 7 can specify a waveform having a peak equal to or greater than a predetermined threshold (for example, the value of the broken line B in FIG. 1) as an R wave.

T波ピークの検知方法の例は以下のとおりである。   An example of a T-wave peak detection method is as follows.

例T−1:
検知回路7は、生体信号計測装置200によって取得された電位差に関する情報から、上述のいずれかの方法によって検知されるS波ピークの後の極大値を、T波ピークとして検知する。
Example T-1:
The detection circuit 7 detects the local maximum value after the S wave peak detected by any of the above-described methods as the T wave peak from the information regarding the potential difference acquired by the biological signal measuring device 200.

例T−2:
検知回路7は、生体信号計測装置200によって取得された電位差に関する情報から、心電の一周期内のR波を検知し、R波の後の極大値を、T波ピークとして検知する。検知回路7は、予め定められた閾値(たとえば図1の破線Bの値)以上のピークを有する波形をR波として特定し得る。
Example T-2:
The detection circuit 7 detects an R wave within one cycle of the electrocardiogram from information on the potential difference acquired by the biological signal measuring device 200, and detects a maximum value after the R wave as a T wave peak. The detection circuit 7 can specify a waveform having a peak equal to or greater than a predetermined threshold (for example, the value of the broken line B in FIG. 1) as an R wave.

なお、S波のさらに他の検出方法も考えられる。   It should be noted that other detection methods for S waves are also conceivable.

例S−3:
検知回路7は、生体信号計測装置200によって取得された電位差に関する情報から、心電の一周期内のR波およびT波を検知し、R波およびT波の間に存在する、R波およびT波とは逆の極性のピークをS波ピークとして検知してもよい。
Example S-3:
The detection circuit 7 detects an R wave and a T wave within one cycle of the electrocardiogram from information on the potential difference acquired by the biological signal measuring device 200, and the R wave and the T wave that exist between the R wave and the T wave. A peak having a polarity opposite to that of the wave may be detected as an S wave peak.

検知回路7のハードウェアとしての実現形態は、電位センサでもよいし、PC、スマートフォン、タブレットであってもよい。PC、スマートフォン、タブレットのCPU(プロセッサ;以下同じ)は、インストールされているソフトウェア(コンピュータプログラム)を実行することにより、電位計測回路5から、有線または無線で送信された電位差に関する情報を受け取って、ソフトウェアに基づく情報処理によってS波ピーク、T波ピーク等を検知する。   An implementation form of the detection circuit 7 as hardware may be a potential sensor, or may be a PC, a smartphone, or a tablet. A CPU (processor; the same applies hereinafter) of a PC, smartphone, or tablet receives information on a potential difference transmitted by wire or wireless from the potential measurement circuit 5 by executing installed software (computer program). S wave peak, T wave peak, etc. are detected by information processing based on software.

包絡線処理回路8(以下、「処理回路8」と記述する。)は、検知回路7で検知されたS波ピークまたはT波ピークの時系列的な情報から、ユーザの呼吸に関する呼吸情報を抽出する。より具体的には、処理回路8は、S波ピーク間またはT波ピーク間を、それぞれスプライン曲線で補間することによって、包絡線を生成する。生成されたS波ピーク、またはT波ピークの包絡線を呼吸情報とする。S波ピークまたはT波ピークのいずれを用いて包絡線を生成するかは、後述するピーク選択回路10による選択の結果に依存する。   The envelope processing circuit 8 (hereinafter referred to as “processing circuit 8”) extracts respiration information related to the user's respiration from time-series information of S wave peaks or T wave peaks detected by the detection circuit 7. To do. More specifically, the processing circuit 8 generates an envelope by interpolating between S wave peaks or between T wave peaks with a spline curve. The generated S-wave peak or T-wave peak envelope is used as respiration information. Whether the S-wave peak or the T-wave peak is used to generate the envelope depends on the result of selection by the peak selection circuit 10 described later.

なお、処理回路8はさらに他の方法によって呼吸情報を抽出してもよい。たとえばS波ピークおよびT波ピークが周期的に得られている場合において、ユーザの動きに起因して電極が一時的に浮いてしまい、ある特定のピークが消えてしまう場合がある。その場合には、処理回路8は、S波ピークまたはT波ピークの各々に相当する時刻を特定し、その時刻の前後における測定値を用いて、そのピーク値に代わる代表値を算出し、その代表値から呼吸成分の曲線を計算してもよい。代表値として、たとえばこれまでのS波ピークまたはT波ピークの平均値を用いてもよい。   Note that the processing circuit 8 may extract respiratory information by another method. For example, when the S wave peak and the T wave peak are periodically obtained, the electrode temporarily floats due to the movement of the user, and a specific peak may disappear. In that case, the processing circuit 8 specifies the time corresponding to each of the S wave peak or the T wave peak, calculates a representative value instead of the peak value using the measured values before and after that time, A respiratory component curve may be calculated from the representative value. As a representative value, for example, an average value of S wave peaks or T wave peaks so far may be used.

処理回路8のハードウェアとしての実現形態は、電位センサでもよいし、PC、スマートフォン、タブレットであってもよい。PC、スマートフォン、タブレットのCPUは、インストールされているソフトウェア(コンピュータプログラム)を実行することにより、ソフトウェアに基づく情報処理によって呼吸情報(包絡線)を抽出すればよい。   An implementation form of the processing circuit 8 as hardware may be a potential sensor, or may be a PC, a smartphone, or a tablet. The CPU of the PC, smartphone, or tablet may extract respiratory information (envelope) by information processing based on software by executing installed software (computer program).

呼吸情報出力回路9(以下、「出力回路9」と記述する。)は、処理回路8で生成された呼吸情報を出力する。出力の形態は、たとえば画面等への視覚的な出力であってもよいし、有線または無線による送信であってもよい。後者の例では、データ蓄積装置6に呼吸情報が蓄積され得る。   The respiration information output circuit 9 (hereinafter referred to as “output circuit 9”) outputs the respiration information generated by the processing circuit 8. The form of output may be, for example, visual output on a screen or the like, or may be wired or wireless transmission. In the latter example, respiratory information can be stored in the data storage device 6.

出力回路9のハードウェアとしての実現形態は、表示装置、通信回路、通信インタフェースである。   The implementation form of the output circuit 9 as hardware is a display device, a communication circuit, and a communication interface.

ピーク選択回路10(以下、「選択回路10」と記述する。)は、後述のインタフェース装置11によって取得されたユーザの心臓に対する電極位置によって、心電ピークであるP波、Q波、R波、S波、T波のいずれかを選択する。本実施の形態では、電極2aおよび2bが心臓の位置とは反対側の胸部に配置されている場合にはS波を選択し、それ以外の関係の場合にはT波を選択する。   The peak selection circuit 10 (hereinafter, referred to as “selection circuit 10”) is a P wave, Q wave, R wave, which is an electrocardiographic peak, depending on the electrode position with respect to the heart of the user acquired by the interface device 11 described later. Select either S wave or T wave. In the present embodiment, the S wave is selected when the electrodes 2a and 2b are arranged on the chest opposite to the position of the heart, and the T wave is selected for other relationships.

選択回路10のハードウェアとしての実現形態は、電位センサでもよいし、PC、スマートフォン、タブレットであってもよい。PC、スマートフォン、タブレットのCPUは、インストールされているソフトウェア(コンピュータプログラム)を実行することにより、ソフトウェアに基づく情報処理によってユーザの心臓の位置に対する電極位置に応じて、S波またはT波を選択すればよい。   The implementation form of the selection circuit 10 as hardware may be a potential sensor, or may be a PC, a smartphone, or a tablet. The CPUs of PCs, smartphones, and tablets can select S-wave or T-wave by executing installed software (computer program) and performing information processing based on software according to the electrode position relative to the position of the user's heart. That's fine.

インタフェース装置11(以下、「I/F装置11」と記述する。)は、ユーザの胸部における電極2aおよび2bの位置の情報を取得する。I/F装置11はさらに、ユーザの心臓の位置の情報を取得することもできる。電極位置および心臓位置は、たとえば、左胸、右胸、胸部の真中のいずれかによって特定されればよい。   The interface device 11 (hereinafter referred to as “I / F device 11”) acquires information on the positions of the electrodes 2a and 2b on the chest of the user. The I / F device 11 can also acquire information on the position of the user's heart. The electrode position and the heart position may be specified by any of the left chest, the right chest, and the middle of the chest, for example.

一般に、人の心臓の位置は左胸であると言われている。したがって、I/F装置11は、常にユーザの心臓の位置の情報を取得する必要はない。生体情報モニタリングシステム100が心臓の位置が右胸にあるユーザに使用される場合にのみ、I/F装置11はユーザの心臓の位置の情報を取得すればよい。I/F装置11が心臓の位置の情報を取得しない場合には、生体情報モニタリング装置300は、ユーザの心臓の位置は左胸であるとして、処理を行うことが可能である。この場合には、I/F装置11は、ユーザの胸部における電極2aおよび2bの位置の情報を取得できればよい。   Generally, it is said that the position of a person's heart is the left chest. Therefore, the I / F device 11 does not always need to acquire information on the position of the user's heart. Only when the biological information monitoring system 100 is used by a user whose heart position is on the right chest, the I / F device 11 needs to acquire information on the user's heart position. When the I / F device 11 does not acquire heart position information, the biological information monitoring apparatus 300 can perform processing assuming that the user's heart position is the left breast. In this case, the I / F device 11 only needs to acquire information on the positions of the electrodes 2a and 2b on the chest of the user.

I/F装置11は、タッチスクリーン、キーボード、マウスなどの入力装置であってもよいし、あるいは、外部機器を接続するために生体情報モニタリング装置300に設けられた端子であってもよい。後者の例は、たとえば生体情報モニタリング装置300をネットワークに接続するためのイーサネット(登録商標)端子である。キーボード、マウス等の入力装置が生体情報モニタリング装置300の構成要素ではないとする場合には、I/F装置11はたとえばUSB端子、PS/2端子であり得る。   The I / F device 11 may be an input device such as a touch screen, a keyboard, or a mouse, or may be a terminal provided in the biological information monitoring device 300 for connecting an external device. The latter example is an Ethernet (registered trademark) terminal for connecting the biological information monitoring apparatus 300 to a network, for example. If an input device such as a keyboard or a mouse is not a constituent element of the biological information monitoring device 300, the I / F device 11 may be a USB terminal or a PS / 2 terminal, for example.

なお、I/F装置11が通信端子として実現される場合には、I/F装置11と出力回路9とを統一することもできる。   When the I / F device 11 is realized as a communication terminal, the I / F device 11 and the output circuit 9 can be unified.

データ蓄積装置6は、たとえば記録媒体および/または記録媒体を備えた記録装置であり、出力回路9から送信された呼吸情報を蓄積する。記録媒体は、半導体記録媒体、磁気記録媒体、光学式記録媒体などが考えられる。   The data storage device 6 is, for example, a recording medium and / or a recording device including a recording medium, and stores the respiratory information transmitted from the output circuit 9. As the recording medium, a semiconductor recording medium, a magnetic recording medium, an optical recording medium, and the like can be considered.

(全体の処理フロー)
図10は、本実施形態の生体情報モニタリングシステム100の全体の処理フローを示す。
(Overall processing flow)
FIG. 10 shows an overall processing flow of the biological information monitoring system 100 of the present embodiment.

<ステップS101>
生体信号計測装置200のI/F装置11は、ユーザから、少なくとも電極2aおよび2bの位置を特定する情報を受け取る。電極2aおよび2bの位置は、たとえば電極2aおよび2bの位置が胸部の真中か右胸か左胸かによって特定される。I/F装置11はさらに、心臓の位置が左胸か右胸かを特定する情報をユーザから受け取ってもよい。心臓の位置に関する入力は「右」と「左」である。電極位置に関する入力は「真中」、「右」と「左」である。
<Step S101>
The I / F device 11 of the biological signal measuring device 200 receives information specifying at least the positions of the electrodes 2a and 2b from the user. The positions of the electrodes 2a and 2b are specified by, for example, whether the positions of the electrodes 2a and 2b are the middle of the chest, the right breast, or the left breast. The I / F device 11 may further receive information specifying whether the position of the heart is the left chest or the right chest from the user. Inputs relating to the position of the heart are “right” and “left”. Inputs relating to the electrode position are “middle”, “right” and “left”.

<ステップS102>
選択回路10は、ステップS101で検知されたユーザの心臓に対する電極位置によって、心電ピークであるP波、Q波、R波、S波、T波のいずれかを選択する。上述のように、本実施の形態では、電極2aおよび2bが心臓の位置とは反対側の胸部に配置されている場合にはS波を選択し、それ以外の関係の場合にはT波を選択する。
<Step S102>
The selection circuit 10 selects one of the P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave, which is an electrocardiographic peak, according to the electrode position with respect to the heart of the user detected in step S101. As described above, in the present embodiment, the S wave is selected when the electrodes 2a and 2b are arranged on the chest opposite to the position of the heart, and the T wave is selected in other cases. select.

<ステップS103>
電位計測回路5は、ユーザの胸部に配置された2つの電極2aおよび2bの電位差を計測し、電位差に関する情報を生成する。なお、このステップS103は、ステップS101の前に行われてもよいし、ステップS101とS102との間に行われてもよい。
<Step S103>
The potential measurement circuit 5 measures the potential difference between the two electrodes 2a and 2b arranged on the chest of the user, and generates information regarding the potential difference. This step S103 may be performed before step S101, or may be performed between steps S101 and S102.

<ステップS104>
検知回路7は、ステップS103で生成された電位差に関する情報から、心電ピークを検知する。心電ピーク検知方法によっては、S波ピークやT波ピークを検知するために、まずR波ピーク等を検知する必要がある。検知回路7は、それらのピーク検知動作を行う。
<Step S104>
The detection circuit 7 detects an electrocardiogram peak from the information regarding the potential difference generated in step S103. Depending on the electrocardiographic peak detection method, in order to detect an S wave peak or a T wave peak, it is necessary to first detect an R wave peak or the like. The detection circuit 7 performs the peak detection operation.

<ステップS105>
処理回路8は、ステップS104で検知された心電ピークの時系列のうちから、ステップS102で選択されたS波ピークまたはT波ピークを抽出し、呼吸情報を生成する。より具体的には、処理回路8は、各S波ピークまたは各T波ピークの心電ピーク同士の間をスプライン曲線で補間することによって包絡線を生成する。生成された包絡線が呼吸情報である。
<Step S105>
The processing circuit 8 extracts the S wave peak or T wave peak selected in step S102 from the time series of the electrocardiographic peaks detected in step S104, and generates respiratory information. More specifically, the processing circuit 8 generates an envelope by interpolating between the electrocardiographic peaks of each S wave peak or each T wave peak with a spline curve. The generated envelope is respiratory information.

<ステップS106>
出力回路9は、ステップS105で作成された呼吸情報を出力する。出力形態として、画面等に表示してもよいし、記録媒体に記録してもよい。
<Step S106>
The output circuit 9 outputs the respiration information created in step S105. As an output form, it may be displayed on a screen or recorded on a recording medium.

次に、上述のステップS102にかかる、ユーザの心臓に対する電極位置によって心電ピークであるP波、Q波、R波、S波、T波のいずれかを選択する処理を詳細に説明する。   Next, processing for selecting any one of the P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave, which is an electrocardiographic peak, according to the electrode position of the user with respect to the heart according to step S102 described above will be described in detail.

図11は、検知回路7が心電ピークであるP波、Q波、R波、S波、T波のいずれかを選択する処理フローを示す。   FIG. 11 shows a processing flow in which the detection circuit 7 selects any one of the P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave that are ECG peaks.

<ステップS1021>
選択回路10は、I/F装置11を介したユーザの入力によって、ユーザの心臓が胸部の左側にあるか否かを判断する。デフォルトの値として、心臓が胸部の左にある。心臓が胸部の左側にある場合、処理はステップS1022に進む。そうでない場合、つまりユーザの心臓が胸部の右側にあると入力された場合には、処理はステップS1023に進む。
<Step S1021>
The selection circuit 10 determines whether or not the user's heart is on the left side of the chest by the user's input via the I / F device 11. By default, the heart is on the left of the chest. If the heart is on the left side of the chest, processing proceeds to step S1022. If not, that is, if it is input that the user's heart is on the right side of the chest, the process proceeds to step S1023.

<ステップS1022>
ステップS1021で心臓が胸部の左側にあると判断された場合、選択回路10は、電極位置が胸部の右側にある否かを判断する。つまり、選択回路10は、電極位置が心臓の位置と反対側にあるか否かを判断する。電極位置が胸部の右側にある場合、処理はステップS1024に進む。そうでない場合、処理はステップS1025に進む。
<Step S1022>
If it is determined in step S1021 that the heart is on the left side of the chest, the selection circuit 10 determines whether the electrode position is on the right side of the chest. That is, the selection circuit 10 determines whether or not the electrode position is on the opposite side of the heart position. If the electrode position is on the right side of the chest, the process proceeds to step S1024. Otherwise, the process proceeds to step S1025.

<ステップS1023>
ステップS1021で心臓が胸部の右側にあると判断された場合、選択回路10は、電極位置が胸部の左側にある否かを判断する。つまり、選択回路10は、電極位置が心臓の位置と反対側にあるか否かを判断する。電極位置が胸部の左側にある場合、処理はステップS1026に進む。そうでない場合、処理はステップS1027に進む。
<Step S1023>
If it is determined in step S1021 that the heart is on the right side of the chest, the selection circuit 10 determines whether the electrode position is on the left side of the chest. That is, the selection circuit 10 determines whether or not the electrode position is on the opposite side of the heart position. If the electrode position is on the left side of the chest, the process proceeds to step S1026. Otherwise, the process proceeds to step S1027.

<ステップS1024>
ステップS1022で電極位置が胸部の右側にあると判断された場合、検知回路7は、S波ピークを選択し、処理を終了する。
<Step S1024>
If it is determined in step S1022 that the electrode position is on the right side of the chest, the detection circuit 7 selects the S wave peak and ends the process.

<ステップS1025>
ステップS1022で電極位置が胸部の真中か左側にあると判断された場合、検知回路7は、T波ピークを選択し、処理を終了する。
<Step S1025>
If it is determined in step S1022 that the electrode position is in the middle or left side of the chest, the detection circuit 7 selects the T wave peak and ends the process.

<ステップS1026>
ステップS1023で電極位置が胸部の左側にあると判断された場合、検知回路7は、S波ピークを選択し、処理を終了する。
<Step S1026>
If it is determined in step S1023 that the electrode position is on the left side of the chest, the detection circuit 7 selects the S wave peak and ends the process.

<ステップS1027>
ステップS1023で電極位置が胸部の真中か右側にあると判断された場合、検知回路7は、T波ピークを選択し、処理を終了する。
<Step S1027>
If it is determined in step S1023 that the electrode position is in the middle or right side of the chest, the detection circuit 7 selects the T wave peak and ends the process.

上述の処理により、検知回路7はS波ピークまたはT波ピークを選択する。これにより、図10のステップS105において、その選択結果に対応するピーク群(ピークの時系列)から呼吸情報が生成される。   By the above-described processing, the detection circuit 7 selects the S wave peak or the T wave peak. Thereby, in step S105 of FIG. 10, respiratory information is generated from the peak group (peak time series) corresponding to the selection result.

(実施形態2)
本実施の形態にかかる生体情報モニタリング装置は、ユーザから電極の位置の情報を取得しなくても、適切な呼吸情報を含むピーク群を選択することが可能である。生体情報モニタリング装置は、心電の各ピーク(P波、Q波、R波、S波、T波)における振幅と幅を用いて、ピーク群を選択する。
(Embodiment 2)
The biological information monitoring apparatus according to the present embodiment can select a peak group including appropriate respiration information without acquiring electrode position information from the user. The biological information monitoring apparatus selects a peak group using the amplitude and width of each peak (P wave, Q wave, R wave, S wave, T wave) of the electrocardiogram.

(生体情報モニタリングシステム構成)
図12は、本実施形態による生体情報モニタリングシステム102の構成を示す。生体情報モニタリングシステム102は、データ蓄積装置6と、生体信号計測装置200と、生体情報モニタリング装置302とを備えている。データ蓄積装置6および生体信号計測装置200の構成および動作は、実施の形態1と同じである。よって、同じ参照符号を付し、その説明は省略する。
(Biological information monitoring system configuration)
FIG. 12 shows a configuration of the biological information monitoring system 102 according to the present embodiment. The biological information monitoring system 102 includes a data storage device 6, a biological signal measuring device 200, and a biological information monitoring device 302. The configurations and operations of the data storage device 6 and the biological signal measurement device 200 are the same as those in the first embodiment. Therefore, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

生体情報モニタリング装置302は、検知回路7と、処理回路8と、出力回路9と、選択回路10と、ピーク属性抽出回路12とを備えている。   The biological information monitoring apparatus 302 includes a detection circuit 7, a processing circuit 8, an output circuit 9, a selection circuit 10, and a peak attribute extraction circuit 12.

これらのうち、以下ではピーク属性抽出回路12(以下「抽出回路12」と記述する。)の構成および動作を詳細に説明する。検知回路7、処理回路8、出力回路9、および選択回路10の構成および動作は、実施の形態1の生体情報モニタリング装置300に関連して説明したため、その説明は省略する。なお、これらの構成要素のうち、抽出回路12の導入に関連して動作が変更され、または追加される場合には、その動作を適宜説明する。   Among these, the configuration and operation of the peak attribute extraction circuit 12 (hereinafter referred to as “extraction circuit 12”) will be described in detail below. Since the configurations and operations of the detection circuit 7, the processing circuit 8, the output circuit 9, and the selection circuit 10 have been described in relation to the biological information monitoring apparatus 300 of the first embodiment, description thereof will be omitted. Of these components, when the operation is changed or added in connection with the introduction of the extraction circuit 12, the operation will be described as appropriate.

抽出回路12は、所定期間内に検知された各ピークの属性情報を抽出する。属性情報とは、本実施形態においては、各ピークの振幅に関する情報、および幅に関する情報を意図している。   The extraction circuit 12 extracts attribute information of each peak detected within a predetermined period. In the present embodiment, the attribute information is intended to be information related to the amplitude of each peak and information related to the width.

以下、本実施の形態にかかる抽出回路12の動作を説明する。   Hereinafter, the operation of the extraction circuit 12 according to the present embodiment will be described.

抽出回路12は、検知回路7で検知された各ピークの振幅および幅の情報を属性情報として取得する。本実施の形態においては、検知回路7はT波ピークまたはS波ピークのみならず、たとえばP波、Q波、R波を検出してもよい。   The extraction circuit 12 acquires information on the amplitude and width of each peak detected by the detection circuit 7 as attribute information. In the present embodiment, the detection circuit 7 may detect not only a T wave peak or an S wave peak but also, for example, a P wave, a Q wave, and an R wave.

図13は、ピークの振幅Amp、および幅Dを模式的に示す。抽出回路12は、検知された各ピークに関して、振幅Amp、および幅Dの情報を取得する。   FIG. 13 schematically shows the peak amplitude Amp and the width D. FIG. The extraction circuit 12 acquires information on the amplitude Amp and the width D for each detected peak.

抽出回路12のハードウェアとしての実現形態は、電位センサでもよいし、PC、スマートフォン、タブレットであってもよい。PC、スマートフォン、タブレットのCPUは、インストールされているソフトウェア(コンピュータプログラム)を実行することにより、検知回路7によって検知され、有線または無線で送信された、波のピークの情報を受け取る。そして、CPUは、ソフトウェアに基づく情報処理によって、上述の属性情報を取得する。   The realization form of the extraction circuit 12 as hardware may be a potential sensor, or may be a PC, a smartphone, or a tablet. The CPUs of PCs, smartphones, and tablets receive wave peak information detected by the detection circuit 7 and transmitted by wire or wireless by executing installed software (computer program). And CPU acquires the above-mentioned attribute information by information processing based on software.

選択回路10は、抽出回路12によって抽出された各波の属性情報を利用して、P波、Q波、R波、S波、T波のいずれかを選択する。より具体的に説明する。まず、選択回路10は、予め用意された所定閾値Amp_th1および幅D_th1を保持している。選択回路10は、抽出回路12によって抽出された各波の属性情報を利用して、得られた各波の振幅および幅と、所定閾値Amp_th1および幅Dとを比較し、振幅が所定閾値Amp_th1以上かつ幅が最も広いピークを選択する。幅が最も広いピークを選択する理由は、幅が広いピークほど、安定して検出することができるからである。   The selection circuit 10 selects one of the P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave using the attribute information of each wave extracted by the extraction circuit 12. This will be described more specifically. First, the selection circuit 10 holds a predetermined threshold Amp_th1 and a width D_th1 prepared in advance. Using the attribute information of each wave extracted by the extraction circuit 12, the selection circuit 10 compares the obtained amplitude and width of each wave with the predetermined threshold Amp_th1 and the width D, and the amplitude is equal to or greater than the predetermined threshold Amp_th1. The peak with the widest width is selected. The reason why the peak having the widest width is selected is that a peak having a wide width can be detected more stably.

処理回路8は、選択回路10によって選択されたピーク群の時系列的な情報を取得し、隣接するピーク間をスプライン曲線で補間することによって、包絡線を生成する。生成された包絡線を呼吸情報とする。   The processing circuit 8 acquires time-series information of the peak group selected by the selection circuit 10 and generates an envelope by interpolating between adjacent peaks with a spline curve. The generated envelope is used as respiration information.

なお、呼吸情報の他の生成方法として、実施の形態1において説明した代表値を利用する方法を使用してもよい。   As another method for generating respiratory information, the method using the representative value described in the first embodiment may be used.

(全体の処理フロー)
図14は、本実施形態による生体情報モニタリングシステム102の全体の処理フローを示す。
(Overall processing flow)
FIG. 14 shows an overall processing flow of the biological information monitoring system 102 according to the present embodiment.

<ステップS201>
電位計測回路5は、ユーザの胸部に配置された2つの電極2aおよび2bから電位差を計測する。
<Step S201>
The potential measuring circuit 5 measures a potential difference from the two electrodes 2a and 2b arranged on the chest of the user.

<ステップS202>
検知回路7は、計測開始から所定時間T1以内の心電の各ピークであるP波、Q波、R波、S波、T波を検知する。所定時間T1は、複数の拍動周期を十分含む時間である。複数の拍動周期に亘って各ピークを継続的に検知することにより、検知精度をより高くすることができる。
<Step S202>
The detection circuit 7 detects P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave, which are each peak of electrocardiogram within a predetermined time T1 from the start of measurement. The predetermined time T1 is a time sufficiently including a plurality of beat periods. By continuously detecting each peak over a plurality of pulsation cycles, the detection accuracy can be further increased.

<ステップS203>
抽出回路12は、時間T1以内に検知された心電の各ピークの振幅Amp(図13)を取得する。それぞれのピークにおいて、時間T1以内に2つ以上存在する場合も考えられる。その場合には、抽出回路12はそれらの平均値を取ればよい。
<Step S203>
The extraction circuit 12 acquires the amplitude Amp (FIG. 13) of each peak of the electrocardiogram detected within the time T1. In each peak, there may be two or more cases within time T1. In that case, the extraction circuit 12 may take an average value thereof.

T1以内に検知されたピークの中で、波形の乱れに影響されたピーク(外れ値)も存在する可能性がある。平均値の計算に外れ値を除外するために、一回それらの平均値と標準偏差を求める。求められた平均値を基準に、所定の係数をかけた標準偏差(例えば3×標準偏差)離れた振幅の値のみを抽出する。抽出された振幅の値から平均値を再計算する。   Among the peaks detected within T1, there may be a peak (outlier) that is affected by the waveform disturbance. In order to exclude outliers in the calculation of the average value, the average value and the standard deviation are obtained once. Only values of amplitudes that are separated by a standard deviation (eg, 3 × standard deviation) multiplied by a predetermined coefficient are extracted based on the obtained average value. Recalculate the average value from the extracted amplitude values.

<ステップS204>
抽出回路12は、T1以内に検知された心電の各ピークの幅D(図13)を取得する。それぞれのピークにおいて、時間T1以内に2つ以上存在する場合も考えられる。その場合には、抽出回路12はそれらの平均値を取ればよい。それぞれのピークにおいて、T1以内に2つ以上ある場合、その平均値を取る。
<Step S204>
The extraction circuit 12 acquires the width D (FIG. 13) of each peak of the electrocardiogram detected within T1. In each peak, there may be two or more cases within time T1. In that case, the extraction circuit 12 may take an average value thereof. In each peak, when there are two or more within T1, the average value is taken.

T1以内に検知されたピークの中で、波形の乱れに影響されたピーク(外れ値)も存在する可能性がある。平均値の計算に外れ値を除外するために、一回それらの平均値と標準偏差を求める。求められた平均値を基準に、所定の係数をかけた標準偏差(例えば3×標準偏差)離れた幅の値のみを抽出する。抽出された幅の値から平均値を再計算する。   Among the peaks detected within T1, there may be a peak (outlier) that is affected by the waveform disturbance. In order to exclude outliers in the calculation of the average value, the average value and the standard deviation are obtained once. Based on the obtained average value, only a value having a width separated by a standard deviation (for example, 3 × standard deviation) multiplied by a predetermined coefficient is extracted. Recalculate the average value from the extracted width values.

<ステップS205>
選択回路10は、ステップS203で取得された振幅が所定閾値Amp_th1以上のピークを選択する。このピークは、心電ピークであるP波、Q波、R波、S波、T波のいずれかである。
<Step S205>
The selection circuit 10 selects a peak whose amplitude acquired in step S203 is greater than or equal to a predetermined threshold Amp_th1. This peak is one of a P wave, a Q wave, an R wave, an S wave, and a T wave that are electrocardiographic peaks.

<ステップS206>
選択回路10は、ステップS205で選択されたピークから、ステップS204で取得された幅が最も大きいピークをさらに選択する。選択したピークを特定する情報は選択回路10から処理回路8に送信される。
<Step S206>
The selection circuit 10 further selects the peak having the largest width acquired in step S204 from the peaks selected in step S205. Information for specifying the selected peak is transmitted from the selection circuit 10 to the processing circuit 8.

<ステップS207>
処理回路8は、ステップS201で計測された胸部の電位差から、ステップS206で選択されたピーク群を特定する。
<Step S207>
The processing circuit 8 identifies the peak group selected in step S206 from the chest potential difference measured in step S201.

<ステップS208>
処理回路8は、ステップS207で特定されたピークの時系列の情報から、呼吸情報を生成する。より具体的には、ピーク同士の間をスプライン曲線で補間することによって、包絡線を生成する。生成された包絡線を呼吸情報とする。
<ステップS209>
出力回路9は、ステップS208で作成された呼吸情報を出力する。出力形態として、画面等に表示してもよいし、記録媒体に記録してもよい。
<Step S208>
The processing circuit 8 generates respiratory information from the time-series information of the peaks identified in step S207. More specifically, an envelope is generated by interpolating between peaks with a spline curve. The generated envelope is used as respiration information.
<Step S209>
The output circuit 9 outputs the respiration information created in step S208. As an output form, it may be displayed on a screen or recorded on a recording medium.

以上、本実施の形態の処理によれば、ユーザから電極の位置の情報を取得しなくても、適切な呼吸情報を含むピーク群を選択することが可能である。   As described above, according to the processing of the present embodiment, it is possible to select a peak group including appropriate respiration information without acquiring information on the position of the electrode from the user.

(実施形態3)
本実施の形態にかかる生体情報モニタリング装置もまた、ユーザから電極の位置の情報を取得しなくても、適切な呼吸情報を含むピーク群を選択することが可能である。生体情報モニタリング装置は、計測開始から所定時間T1以内に、ユーザに所定の呼吸周期T2を指示し、時間T1以内の各ピーク(P波、Q波、R波、S波、T波)の包絡線を生成する。生体情報モニタリング装置は、包絡線が呼吸周期T2と最も相関が大きいピークを選択する。
(Embodiment 3)
The biological information monitoring apparatus according to the present embodiment can also select a peak group including appropriate respiration information without acquiring electrode position information from the user. The biological information monitoring apparatus instructs the user of a predetermined respiration cycle T2 within a predetermined time T1 from the start of measurement, and envelopes each peak (P wave, Q wave, R wave, S wave, T wave) within the time T1. Generate a line. The biological information monitoring apparatus selects a peak having the largest correlation between the envelope and the respiratory cycle T2.

(生体情報モニタリングシステム構成)
図15は、本実施形態による生体情報モニタリングシステム104の構成を示す。生体情報モニタリングシステム104は、データ蓄積装置6と、生体信号計測装置200と、生体情報モニタリング装置304とを備えている。データ蓄積装置6および生体信号計測装置200の構成および動作は、実施の形態1と同じである。よって、同じ参照符号を付し、その説明は省略する。
(Biological information monitoring system configuration)
FIG. 15 shows the configuration of the biological information monitoring system 104 according to this embodiment. The biological information monitoring system 104 includes a data storage device 6, a biological signal measuring device 200, and a biological information monitoring device 304. The configurations and operations of the data storage device 6 and the biological signal measurement device 200 are the same as those in the first embodiment. Therefore, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

生体情報モニタリング装置304は、検知回路7と、処理回路8と、出力回路9と、選択回路10と、ピーク属性抽出回路13と、指示信号生成回路14とを備えている。   The biological information monitoring device 304 includes a detection circuit 7, a processing circuit 8, an output circuit 9, a selection circuit 10, a peak attribute extraction circuit 13, and an instruction signal generation circuit 14.

これらのうち、以下ではピーク属性抽出回路13、および指示信号生成回路14の構成および動作を詳細に説明する。検知回路7、処理回路8、出力回路9、および選択回路10の構成および動作は、主として実施の形態1の生体情報モニタリング装置300に関連して説明したため、その説明は省略する。なお、これらの構成要素のうち、抽出回路13の導入に関連して動作が変更され、または追加される場合には、その動作を適宜説明する。   Among these, the configurations and operations of the peak attribute extraction circuit 13 and the instruction signal generation circuit 14 will be described in detail below. Since the configurations and operations of the detection circuit 7, the processing circuit 8, the output circuit 9, and the selection circuit 10 have been mainly described in relation to the biological information monitoring apparatus 300 of the first embodiment, the description thereof is omitted. Of these components, when the operation is changed or added in connection with the introduction of the extraction circuit 13, the operation will be described as appropriate.

ピーク属性抽出回路13(以下「抽出回路13」と記述する。)は、所定期間T1内に検知された各ピークの属性情報を抽出する。属性情報とは、本実施形態においては、各ピークの振幅を用いて生成した包絡線の情報を意図している。   A peak attribute extraction circuit 13 (hereinafter referred to as “extraction circuit 13”) extracts attribute information of each peak detected within a predetermined period T1. In the present embodiment, the attribute information is intended for envelope information generated using the amplitude of each peak.

より具体的に説明すると、抽出回路13は、検知回路7によって検知された複数のピークを、波形に関して互いに共通する特徴を有するピーク群ごとに分ける。「波形に関して共通する特徴を有するピーク群」とは、端的に言えば、たとえばT波ピーク群、S波ピーク群である。すなわち、この処理は、検知回路7によって検知された複数のピークをそれぞれ、P波、Q波、R波、S波、T波に分類する動作に対応する。   More specifically, the extraction circuit 13 divides the plurality of peaks detected by the detection circuit 7 into peak groups having characteristics common to each other with respect to the waveform. In short, the “peak group having characteristics common to waveforms” is, for example, a T-wave peak group and an S-wave peak group. That is, this process corresponds to an operation of classifying the plurality of peaks detected by the detection circuit 7 into P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave, respectively.

抽出回路13は、時間T1内に含まれる各ピーク(P波、Q波、R波、S波、T波)の包絡線を生成する。抽出回路13は、各ピーク同士の間をスプライン曲線で補間することによって各ピークの包絡線を生成する。抽出回路13は、各ピークの包絡線の情報を選択回路10に送る。   The extraction circuit 13 generates an envelope of each peak (P wave, Q wave, R wave, S wave, T wave) included in the time T1. The extraction circuit 13 generates an envelope of each peak by interpolating between the peaks with a spline curve. The extraction circuit 13 sends the envelope information of each peak to the selection circuit 10.

抽出回路13のハードウェアとしての実現形態は、電位センサでもよいし、PC、スマートフォン、タブレットであってもよい。PC、スマートフォン、タブレットのCPUは、インストールされているソフトウェア(コンピュータプログラム)を実行することにより、検知回路7によって検知され、有線または無線で送信された、波のピークの情報を受け取る。そして、CPUは、ソフトウェアに基づく情報処理によって、上述の属性情報を取得する。   The realization form of the extraction circuit 13 as hardware may be a potential sensor, or may be a PC, a smartphone, or a tablet. The CPUs of PCs, smartphones, and tablets receive wave peak information detected by the detection circuit 7 and transmitted by wire or wireless by executing installed software (computer program). And CPU acquires the above-mentioned attribute information by information processing based on software.

なお、抽出回路13が各ピークの包絡線を生成するため、処理回路8はもはや包絡線を求める必要はない。処理回路8は、選択回路10から、選択されたピークである包絡線の情報を受け取り、その包絡線に基づいて呼吸情報を抽出すればよい。呼吸情報の生成方法として、実施の形態1において説明した代表値を利用する方法を使用してもよい。   Since the extraction circuit 13 generates an envelope for each peak, the processing circuit 8 no longer needs to obtain an envelope. The processing circuit 8 may receive the envelope information that is the selected peak from the selection circuit 10 and extract the respiratory information based on the envelope. As a method for generating respiration information, the method using the representative value described in the first embodiment may be used.

指示信号生成回路14は、ユーザに所定の呼吸周期T2を指示するための信号(指示信号)を生成する。呼吸周期T2は、息を吸って吐く、という一連の動作を1周期としたときに要する時間である。指示信号の一例は、スピーカを介して、ユーザに「息を吸ってください」、「息を吐いてください」という音声を呈示するための音声信号である。指示信号の他の例は、ディスプレイ(図示せず)を介して、ユーザに「息を吸ってください」、「息を吐いてください」というテキストまたは画像を呈示するための画像信号である。   The instruction signal generation circuit 14 generates a signal (instruction signal) for instructing the user of a predetermined respiratory cycle T2. The respiratory cycle T2 is a time required when a series of operations of inhaling and exhaling is defined as one cycle. An example of the instruction signal is an audio signal for presenting a voice “please breathe” or “puff out” to the user via a speaker. Another example of the instruction signal is an image signal for presenting a text or an image “please breathe” or “please breathe” to the user via a display (not shown).

指示信号生成回路14は、指示信号によって音声、および/または映像を呈示する期間T1を予め定めておき、その期間T1の間、指示信号を生成する。期間T1の始期は、たとえば電極2aおよび2bによる心電の計測開始である。本実施の形態では、時間T1は複数の呼吸周期T2を十分含む時間である。   The instruction signal generation circuit 14 determines in advance a period T1 in which audio and / or video is presented based on the instruction signal, and generates an instruction signal during the period T1. The beginning of the period T1 is, for example, the start of electrocardiogram measurement using the electrodes 2a and 2b. In the present embodiment, the time T1 is a time that sufficiently includes a plurality of respiratory cycles T2.

選択回路10は、抽出回路13で生成された各ピーク(P波、Q波、R波、S波、T波)の包絡線と呼吸周期T2との相関を計算し、包絡線が呼吸周期T2と最も相関が大きいピークを選択する。本実施の形態では、ピークの選択は、包絡線の選択と同義である。相関の計算方法として、包絡線にフーリエ変換を適用し、包絡線の周波数特性を求める。周波数特性でピークが立つ周波数と呼吸周期T2の周波数と一致するか否かを判断する。なお、ピークの検知率で相関を計算してもよい。「ピークの検知率」とは、呼吸1周期において包絡線ではピークが正しく1つのみ存在するとなる確率である。   The selection circuit 10 calculates the correlation between the envelope of each peak (P wave, Q wave, R wave, S wave, T wave) generated by the extraction circuit 13 and the respiratory cycle T2, and the envelope is the respiratory cycle T2. And select the peak with the highest correlation. In this embodiment, selection of a peak is synonymous with selection of an envelope. As a correlation calculation method, Fourier transform is applied to the envelope, and the frequency characteristic of the envelope is obtained. It is determined whether or not the frequency at which the peak appears in the frequency characteristic matches the frequency of the respiratory cycle T2. The correlation may be calculated based on the peak detection rate. "Peak detection rate" is the probability that only one peak will be present correctly in the envelope in one respiratory cycle.

(全体の処理フロー)
図16は、本実施形態の生体情報モニタリングシステム104の全体の処理フローを示す。
(Overall processing flow)
FIG. 16 shows an overall processing flow of the biological information monitoring system 104 of the present embodiment.

<ステップS301>
電位計測回路5は、ユーザの胸部に配置された2つの電極2aおよび2bから電位差を計測する。
<Step S301>
The potential measuring circuit 5 measures a potential difference from the two electrodes 2a and 2b arranged on the chest of the user.

<ステップS302>
指示信号生成回路14は、計測開始から所定時間T1以内に、ユーザに所定の呼吸周期T2を指示する。指示の仕方として、スピーカを介して、「吸ってください」、「吐いてください」という音声をユーザに出す。なお、指示をディスプレイの画面に表示してもよい。
<Step S302>
The instruction signal generation circuit 14 instructs the user about a predetermined respiratory cycle T2 within a predetermined time T1 from the start of measurement. As an instruction method, voices of “suck” and “suck” are output to the user through the speaker. The instruction may be displayed on a display screen.

<ステップS303>
検知回路7は、T1以内の心電の各ピークであるP波、Q波、R波、S波、T波を検知する。所定時間T1は、複数の呼吸周期T2を十分含む時間である。複数の呼吸周期T2に亘って各ピークを継続的に検知することにより、検知精度より高くすることができる。
<Step S303>
The detection circuit 7 detects P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave, which are each peak of electrocardiogram within T1. The predetermined time T1 is a time sufficiently including a plurality of respiratory cycles T2. By continuously detecting each peak over a plurality of respiratory cycles T2, it is possible to increase the detection accuracy.

<ステップS304>
抽出回路13は、T1以内の各ピーク(P波、Q波、R波、S波、T波)の包絡線を生成する。より具体的には、ピーク同士の間をスプライン曲線で補間することによって、包絡線を生成する。
<Step S304>
The extraction circuit 13 generates an envelope of each peak (P wave, Q wave, R wave, S wave, T wave) within T1. More specifically, an envelope is generated by interpolating between peaks with a spline curve.

<ステップS305>
選択回路10は、抽出回路13で生成された各ピーク(P波、Q波、R波、S波、T波)の包絡線と呼吸周期T2との相関を計算する。相関の計算仕方として、包絡線に対してフーリエ変換を適用し、周波数特性を求める。周波数特性でピークが立つ周波数と呼吸周期T2の周波数と一致するか否かを判断する。なお、ピークの検知率で相関を計算してもよい。
<Step S305>
The selection circuit 10 calculates the correlation between the envelope of each peak (P wave, Q wave, R wave, S wave, T wave) generated by the extraction circuit 13 and the respiratory cycle T2. As a method of calculating the correlation, a Fourier transform is applied to the envelope to obtain a frequency characteristic. It is determined whether or not the frequency at which the peak appears in the frequency characteristic matches the frequency of the respiratory cycle T2. The correlation may be calculated based on the peak detection rate.

<ステップS306>
選択回路10は、ステップS305で計算された相関が最も大きいピークを選択する。
<Step S306>
The selection circuit 10 selects the peak having the highest correlation calculated in step S305.

<ステップS307>
処理回路8は、ステップS306で選択されたピークの包絡線の情報を選択回路10から受け取る。
<Step S307>
The processing circuit 8 receives information about the envelope of the peak selected in step S306 from the selection circuit 10.

<ステップS308>
処理回路8は、ステップS307で受け取った包絡線の情報から、呼吸情報を生成する。
<Step S308>
The processing circuit 8 generates respiration information from the envelope information received in step S307.

<ステップS309>
出力回路9は、ステップS308で作成された呼吸情報を出力する。出力形態として、画面等に表示してもよいし、記録媒体に記録してもよい。
<Step S309>
The output circuit 9 outputs the respiration information created in step S308. As an output form, it may be displayed on a screen or recorded on a recording medium.

以上、本開示による例示的な実施の形態を説明した。   The exemplary embodiments according to the present disclosure have been described above.

上述の各実施の形態は、いずれも、2端子法によって心電を計測する構成例であった。しかしながら4端子法によって心電を計測することも可能である。   Each of the above embodiments is a configuration example in which electrocardiogram is measured by the two-terminal method. However, it is also possible to measure the electrocardiogram by the 4-terminal method.

たとえば図17は、実施形態1の変形例による生体情報モニタリングシステム110の構成を示す。生体情報モニタリングシステム110は、4端子法によって、ユーザ1の胸部インピーダンスを計測する。   For example, FIG. 17 shows a configuration of the biological information monitoring system 110 according to a modification of the first embodiment. The biological information monitoring system 110 measures the chest impedance of the user 1 by the 4-terminal method.

生体情報モニタリングシステム110は、データ蓄積装置6と、生体信号計測装置202と、生体情報モニタリング装置300とを有する。   The biological information monitoring system 110 includes a data storage device 6, a biological signal measuring device 202, and a biological information monitoring device 300.

生体情報モニタリングシステム110は、生体信号計測装置の構成に関して生体情報モニタリングシステム100の構成と相違する。以下、その相違点に関連する構成のみを説明する。   The biological information monitoring system 110 is different from the configuration of the biological information monitoring system 100 with respect to the configuration of the biological signal measuring device. Only the configuration related to the difference will be described below.

生体信号計測装置202は、4つの電極2a、2b、3aおよび3cを利用して電位を計測する。電極2aおよび2bは、電位計測用電極である。電極3aおよび3bは、電流印加用電極である。   The biological signal measuring apparatus 202 measures the potential using the four electrodes 2a, 2b, 3a, and 3c. The electrodes 2a and 2b are potential measurement electrodes. The electrodes 3a and 3b are current application electrodes.

電位計測用電極2aおよび2b、および、電流印加用電極3aおよび3bは、4端子法の計測条件を満たす位置に設置されている。つまり、電位計測用電極2aおよび2bは、たとえば電流印加用電極3aから電流印加用電極3bに流れる電流が通過する範囲以内に設置されている。より具体的には、電位計測用電極2aおよび2bは、電流印加用電極3aと3bとの間に挟まれるように設けられている。   The potential measurement electrodes 2a and 2b and the current application electrodes 3a and 3b are installed at positions that satisfy the measurement conditions of the four-terminal method. In other words, the potential measuring electrodes 2a and 2b are installed, for example, within a range through which a current flowing from the current applying electrode 3a to the current applying electrode 3b passes. More specifically, the potential measuring electrodes 2a and 2b are provided so as to be sandwiched between the current applying electrodes 3a and 3b.

電位計測回路5は、電流源5aと、インピーダンス計測回路5bとを有している。   The potential measurement circuit 5 includes a current source 5a and an impedance measurement circuit 5b.

電流源5aは、ユーザの胸部に配置された電流印加用電極3aおよび3bに、電流を供給する。電流源5aは、たとえば内蔵されたバッテリー(図示せず)および、そのバッテリーから電流を流すために設けられた回路である。なお、内蔵されたバッテリーを含まない態様で電流源5aを構成してもよい。   The current source 5a supplies a current to the current application electrodes 3a and 3b arranged on the chest of the user. The current source 5a is, for example, a built-in battery (not shown) and a circuit provided for supplying current from the battery. Note that the current source 5a may be configured in a manner that does not include a built-in battery.

本明細書では、電流源5aが印加する電流値は、従来一般的な心電計測に利用電流値(たとえば350μA)よりも小さい値(たとえば数nA〜数百μA)としている。これは、生体信号計測装置202が、小型化等に起因して、そのバッテリー(図示せず)の容量も小さくせざるを得ないことを想定しているためである。従来印加されていた電流値よりも低い電流値でインピーダンスを計測することにより、生体信号計測装置202の駆動時間を延ばすことが可能となる。上述のとおり、本実施形態では、電流源5aは350μAよりも小さい値の電流を印加する。   In the present specification, the current value applied by the current source 5a is set to a value (for example, several nA to several hundred μA) smaller than the current value (for example, 350 μA) used for conventional electrocardiographic measurement. This is because the biological signal measuring apparatus 202 assumes that the capacity of the battery (not shown) must be reduced due to downsizing and the like. By measuring the impedance with a current value lower than the conventionally applied current value, the driving time of the biological signal measuring device 202 can be extended. As described above, in the present embodiment, the current source 5a applies a current having a value smaller than 350 μA.

本明細書では、電流源5aは、正弦波の交流を印加し、その電流値は±10nAであるとする。   In the present specification, the current source 5a applies a sine wave alternating current, and the current value is ± 10 nA.

インピーダンス計測回路5bは、第1の電位計測用電極部2a及び第2の電位計測用電極部2bの電位差を用いて、複数の時刻におけるユーザの胸部インピーダンスの値を計測する。具体的には、インピーダンス計測回路5bは、電位計測用電極2a及び2bの間の電位差を計測する。インピーダンス計測回路5bは、計測した電位差の値を、電流源5aから印加した電流値で除算し、除算結果を胸部インピーダンス値として取得する。胸部インピーダンス値は、電位差に関する情報として検知回路7に送られる。   The impedance measurement circuit 5b measures the value of the chest impedance of the user at a plurality of times using the potential difference between the first potential measurement electrode unit 2a and the second potential measurement electrode unit 2b. Specifically, the impedance measurement circuit 5b measures a potential difference between the potential measurement electrodes 2a and 2b. The impedance measurement circuit 5b divides the measured potential difference value by the current value applied from the current source 5a, and acquires the division result as a chest impedance value. The chest impedance value is sent to the detection circuit 7 as information on the potential difference.

以後、生体情報モニタリング装置300において行われる処理は、先に説明した通りである。生体情報モニタリングシステム110の動作もまた、図10に示されるとおり行われる。   Hereinafter, the processing performed in the biological information monitoring apparatus 300 is as described above. The operation of the biological information monitoring system 110 is also performed as shown in FIG.

本開示にかかる生体情報モニタリングシステムによれば、ユーザが位置を誤って電極を装着した場合であっても、諸事情のため指定された位置に電極を装着できない場合であっても、呼吸に関する生体情報を計測できる。これによりユーザが自宅で呼吸モニタリングが簡単にでき、電極位置が異なっても呼吸情報を計測できる。自宅等での健康状態の確認、スポーツ時の動負荷状態の把握等の分野に応用可能である。また、病院内での計測の簡素化も可能である。   According to the biological information monitoring system according to the present disclosure, even if the user puts the electrode in the wrong position, even if the electrode cannot be attached to the designated position due to various circumstances, Information can be measured. As a result, the user can easily perform respiration monitoring at home and can measure respiration information even if the electrode positions are different. The present invention can be applied to fields such as confirmation of health conditions at home and the like, and grasping of dynamic load conditions during sports. It is also possible to simplify the measurement in the hospital.

2a、2b 電極
5 電位計測回路
6 データ蓄積装置
7 ピーク検知回路(検知回路)
8 包絡線処理回路(処理回路)
9 呼吸情報出力回路(出力回路)
10 ピーク選択回路(選択回路)
11 I/F装置
12、13 ピーク属性抽出回路(抽出回路)
14 指示信号生成回路
100、102、104 生体情報モニタリングシステム
200 生体信号計測装置
300、302、304 生体情報モニタリング装置
2a, 2b Electrode 5 Potential measurement circuit 6 Data storage device 7 Peak detection circuit (detection circuit)
8 Envelope processing circuit (processing circuit)
9 Respiration information output circuit (output circuit)
10 Peak selection circuit (selection circuit)
11 I / F device 12, 13 Peak attribute extraction circuit (extraction circuit)
14 Instruction signal generation circuit 100, 102, 104 Biological information monitoring system 200 Biological signal measuring device 300, 302, 304 Biological information monitoring device

Claims (16)

ユーザの胸部に配置された2つの電極の電位差を計測する計測装置から、電位差に関する情報を受け取り、前記電位差に関する情報から、少なくとも、心電のS波ピークおよびT波ピークを検知する検知回路と、
前記ユーザの胸部における前記2つの電極の位置の情報を取得するインタフェース装置と、
前記2つの電極の位置の情報に基づいて前記S波ピークおよび前記T波ピークの一方を選択する選択回路と、
前記選択回路によって選択された、前記S波ピークまたは前記T波ピークの時系列的な情報から、前記ユーザの呼吸に関する呼吸情報を抽出する処理回路と、
前記処理回路によって抽出された前記呼吸情報を出力する出力回路と
を備えた、生体情報モニタリング装置。
A detection circuit that receives information on the potential difference from a measurement device that measures the potential difference between the two electrodes arranged on the chest of the user, and detects at least the S wave peak and the T wave peak of the electrocardiogram from the information on the potential difference;
An interface device for obtaining information on the positions of the two electrodes on the chest of the user;
A selection circuit that selects one of the S-wave peak and the T-wave peak based on the position information of the two electrodes;
A processing circuit that extracts respiration information related to the user's respiration from time-series information of the S wave peak or the T wave peak selected by the selection circuit;
A biological information monitoring apparatus comprising: an output circuit that outputs the respiratory information extracted by the processing circuit.
前記インタフェース装置は、外部から入力された前記2つの電極の位置の情報を取得する、請求項1に記載の生体情報モニタリング装置。   The biological information monitoring device according to claim 1, wherein the interface device acquires information on positions of the two electrodes input from the outside. 前記インタフェース装置は、外部から入力された、前記ユーザの心臓の位置の情報をさらに取得する、請求項2に記載の生体情報モニタリング装置。   The biological information monitoring device according to claim 2, wherein the interface device further acquires information on a position of the heart of the user input from the outside. 前記選択回路は、前記2つの電極が、前記ユーザの心臓の位置とは反対側の胸部に配置されているか否かによって、前記S波ピークおよび前記T波ピークの一方を選択する、請求項1から3のいずれかに記載の生体情報モニタリング装置。   The selection circuit selects one of the S wave peak and the T wave peak depending on whether or not the two electrodes are arranged on a chest opposite to the position of the heart of the user. 4. The biological information monitoring device according to any one of items 1 to 3. 前記選択回路は、前記2つの電極が、前記ユーザの心臓の位置とは反対側の胸部に配置されている場合には、前記S波ピークを選択する、請求項4に記載の生体情報モニタリング装置。   The biological information monitoring apparatus according to claim 4, wherein the selection circuit selects the S wave peak when the two electrodes are disposed on a chest opposite to the position of the heart of the user. . 前記選択回路は、前記2つの電極が、前記ユーザの心臓の位置とは反対側の胸部に配置されていない場合には、前記T波ピークを選択する、請求項4に記載の生体情報モニタリング装置。   The biological information monitoring apparatus according to claim 4, wherein the selection circuit selects the T-wave peak when the two electrodes are not arranged on the chest opposite to the position of the user's heart. . 前記処理回路は、前記選択回路によって選択された、前記S波ピークまたは前記T波ピークの時系列的な情報から、前記S波ピークまたは前記T波ピークの包絡線を生成し、前記包絡線を利用して前記ユーザの呼吸に関する呼吸情報を抽出する、請求項1から6のいずれかに記載の生体情報モニタリング装置。   The processing circuit generates an envelope of the S wave peak or the T wave peak from time-series information of the S wave peak or the T wave peak selected by the selection circuit, and uses the envelope The biological information monitoring apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein respiration information relating to respiration of the user is extracted. ユーザの胸部に配置された2つの電極の電位差を計測する計測装置から、電位差に関する情報を受け取り、前記電位差に関する情報から心電に含まれる複数のピークを検知する検知回路と、
所定期間内に検知された各ピークの属性情報を抽出する属性抽出回路と、
前記各ピークの属性情報を参照して、前記複数のピークから所定の条件に合致するピーク群を選択する選択回路と、
前記選択回路によって選択された、前記ピーク群の時系列的な情報から、前記ユーザの呼吸に関する呼吸情報を抽出する処理回路と、
前記処理回路によって抽出された前記呼吸情報を出力する出力回路と
を備え、
前記属性情報は、前記各ピークの振幅に関する情報、幅に関する情報、または前記複数のピークのうちで波形に関して共通する特徴を有するピーク群の包絡線に関する情報である、生体情報モニタリング装置。
A detection circuit that receives information on a potential difference from a measurement device that measures a potential difference between two electrodes arranged on the chest of the user, and detects a plurality of peaks included in the electrocardiogram from the information on the potential difference;
An attribute extraction circuit for extracting attribute information of each peak detected within a predetermined period;
A selection circuit that refers to the attribute information of each peak and selects a peak group that matches a predetermined condition from the plurality of peaks;
A processing circuit that extracts respiration information related to the user's respiration from time-series information of the peak group selected by the selection circuit;
An output circuit for outputting the respiration information extracted by the processing circuit,
The said attribute information is a biological information monitoring apparatus which is the information regarding the amplitude of each said peak, the information regarding a width | variety, or the information regarding the envelope of the peak group which has the characteristic common regarding a waveform among these peaks.
前記属性抽出回路は、前記各ピークの振幅および幅に関する情報を前記属性情報として抽出する、請求項8に記載の生体情報モニタリング装置。   The biological information monitoring apparatus according to claim 8, wherein the attribute extraction circuit extracts information regarding the amplitude and width of each peak as the attribute information. 前記選択回路は、前記各ピークの属性情報を参照して、第1の閾値以上の振幅、および最大の幅を有するピーク群を選択する、請求項9に記載の生体情報モニタリング装置。   The biological information monitoring apparatus according to claim 9, wherein the selection circuit selects a peak group having an amplitude equal to or greater than a first threshold and a maximum width with reference to the attribute information of each peak. 前記処理回路は、前記選択回路によって選択された、前記ピーク群の時系列的な情報から包絡線を生成し、前記包絡線を利用して前記ユーザの呼吸に関する呼吸情報を抽出する、請求項10に記載の生体情報モニタリング装置。   The said processing circuit produces | generates an envelope from the time series information of the said peak group selected by the said selection circuit, The respiratory information regarding the said user's respiration is extracted using the said envelope. The biological information monitoring apparatus according to 1. 前記電位差の計測の開始から所定時間T1以内に、前記ユーザに所定の呼吸周期T2を指示するための信号を生成する信号生成回路をさらに備え、
前記属性抽出回路は、前記所定期間内に検知された前記各ピークを、P波、Q波、R波、S波、T波のいずれかに分類し、前記P波、前記Q波、前記R波、前記S波、前記T波に対応する各包絡線を生成し、
前記選択回路は、呼吸周期T2との相関が最も高い包絡線を特定し、
前記処理回路は、前記選択回路によって特定された前記包絡線の情報を受け取り、前記包絡線を利用して前記ユーザの呼吸に関する呼吸情報を抽出する、請求項8に記載の生体情報モニタリング装置。
A signal generation circuit for generating a signal for instructing the user of a predetermined respiratory cycle T2 within a predetermined time T1 from the start of the measurement of the potential difference;
The attribute extraction circuit classifies each peak detected within the predetermined period as one of a P wave, a Q wave, an R wave, an S wave, and a T wave, and the P wave, the Q wave, and the R wave. Each envelope corresponding to the wave, the S wave, and the T wave,
The selection circuit specifies an envelope having the highest correlation with the respiratory cycle T2,
The biological information monitoring apparatus according to claim 8, wherein the processing circuit receives information on the envelope specified by the selection circuit, and extracts respiration information related to the user's respiration using the envelope.
(a)ユーザの胸部に配置された2つの電極の電位差を計測する計測装置から、電位差に関する情報を受け取り、
(b)前記電位差に関する情報から、少なくとも、心電のS波ピークおよびT波ピークを検知し、
(c)前記ユーザの胸部における前記2つの電極の位置の情報を取得し、
(d)前記2つの電極の位置の情報に基づいて前記S波ピークおよび前記T波ピークの一方を選択し、
(e)前記(d)によって選択された、前記S波ピークまたは前記T波ピークの時系列的な情報から、前記ユーザの呼吸に関する呼吸情報を抽出し、
(f)前記(e)によって抽出された前記呼吸情報を出力する、
生体情報をモニタリングする方法。
(A) receiving information on a potential difference from a measuring device that measures a potential difference between two electrodes arranged on the chest of the user;
(B) detecting at least an S-wave peak and a T-wave peak of electrocardiogram from the information on the potential difference;
(C) obtaining information on the position of the two electrodes on the chest of the user;
(D) selecting one of the S wave peak and the T wave peak based on the position information of the two electrodes;
(E) extracting respiration information related to the user's respiration from the time-series information of the S wave peak or the T wave peak selected by (d);
(F) outputting the respiratory information extracted by (e);
A method for monitoring biological information.
(a)ユーザの胸部に配置された2つの電極の電位差を計測する計測装置から、電位差に関する情報を受け取り、
(b)前記電位差に関する情報から心電に含まれる複数のピークを検知し、
(c)所定期間内に検知された各ピークの属性情報であって、前記各ピークの振幅に関する情報、幅に関する情報、または前記複数のピークのうちで波形に関して共通する特徴を有するピーク群の包絡線に関する情報である属性情報を抽出し、
(d)前記各ピークの属性情報を参照して、前記複数のピークから所定の条件に合致するピーク群を選択し、
(e)前記(d)によって選択された、前記ピーク群の時系列的な情報から、前記ユーザの呼吸に関する呼吸情報を抽出し、
(f)前記(e)によって抽出された前記呼吸情報を出力する、
生体情報をモニタリングする方法。
(A) receiving information on a potential difference from a measuring device that measures a potential difference between two electrodes arranged on the chest of the user;
(B) detecting a plurality of peaks included in the electrocardiogram from the information on the potential difference,
(C) Attribute information of each peak detected within a predetermined period, which is information about amplitude of each peak, information about width, or an envelope of a peak group having characteristics common to waveforms among the plurality of peaks Extract attribute information that is information about the line,
(D) Referring to the attribute information of each peak, select a peak group that matches a predetermined condition from the plurality of peaks,
(E) Extracting respiratory information related to the user's breathing from the time-series information of the peak group selected by (d),
(F) outputting the respiratory information extracted by (e);
A method for monitoring biological information.
生体情報モニタリング装置に設けられたコンピュータによって実行されるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムは、前記コンピュータに、
(a)ユーザの胸部に配置された2つの電極の電位差を計測する計測装置から、電位差に関する情報を受け取らせ、
(b)前記電位差に関する情報から、少なくとも、心電のS波ピークおよびT波ピークを検知させ、
(c)前記ユーザの胸部における前記2つの電極の位置の情報を取得させ、
(d)前記2つの電極の位置の情報に基づいて前記S波ピークおよび前記T波ピークの一方を選択させ、
(e)前記(d)によって選択された、前記S波ピークまたは前記T波ピークの時系列的な情報から、前記ユーザの呼吸に関する呼吸情報を抽出させ、
(f)前記(e)によって抽出された前記呼吸情報を出力させる、
コンピュータプログラム。
A computer program executed by a computer provided in the biological information monitoring device,
The computer program is stored in the computer.
(A) receiving information on a potential difference from a measuring device that measures a potential difference between two electrodes arranged on the chest of the user;
(B) From the information regarding the potential difference, at least the S wave peak and the T wave peak of the electrocardiogram are detected,
(C) obtaining information on the position of the two electrodes on the chest of the user;
(D) One of the S wave peak and the T wave peak is selected based on the information on the positions of the two electrodes,
(E) extracting respiratory information related to the user's breathing from the time-series information of the S wave peak or the T wave peak selected by (d);
(F) outputting the respiratory information extracted by (e);
Computer program.
生体情報モニタリング装置に設けられたコンピュータによって実行されるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムは、前記コンピュータに、
(a)ユーザの胸部に配置された2つの電極の電位差を計測する計測装置から、電位差に関する情報を受け取らせ、
(b)前記電位差に関する情報から心電に含まれる複数のピークを検知させ、
(c)所定期間内に検知された各ピークの属性情報であって、前記各ピークの振幅に関する情報、幅に関する情報、または前記複数のピークのうちで波形に関して共通する特徴を有するピーク群の包絡線に関する情報である属性情報を抽出させ、
(d)前記各ピークの属性情報を参照して、前記複数のピークから所定の条件に合致するピーク群を選択させ、
(e)前記(d)によって選択された、前記ピーク群の時系列的な情報から、前記ユーザの呼吸に関する呼吸情報を抽出させ、
(f)前記(e)によって抽出された前記呼吸情報を出力させる、
コンピュータプログラム。
A computer program executed by a computer provided in the biological information monitoring device,
The computer program is stored in the computer.
(A) receiving information on a potential difference from a measuring device that measures a potential difference between two electrodes arranged on the chest of the user;
(B) detecting a plurality of peaks included in the electrocardiogram from the information on the potential difference,
(C) Attribute information of each peak detected within a predetermined period, which is information about amplitude of each peak, information about width, or an envelope of a peak group having characteristics common to waveforms among the plurality of peaks Extract attribute information that is information about the line,
(D) With reference to the attribute information of each peak, a peak group that matches a predetermined condition is selected from the plurality of peaks,
(E) extracting respiration information related to the user's respiration from the time-series information of the peak group selected by (d),
(F) outputting the respiratory information extracted by (e);
Computer program.
JP2014150463A 2014-07-24 2014-07-24 Device and method for monitoring biological information, and program for the same Pending JP2016022293A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014150463A JP2016022293A (en) 2014-07-24 2014-07-24 Device and method for monitoring biological information, and program for the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014150463A JP2016022293A (en) 2014-07-24 2014-07-24 Device and method for monitoring biological information, and program for the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016022293A true JP2016022293A (en) 2016-02-08

Family

ID=55269613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014150463A Pending JP2016022293A (en) 2014-07-24 2014-07-24 Device and method for monitoring biological information, and program for the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016022293A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017138433A1 (en) 2016-02-08 2017-08-17 住友電気工業株式会社 Iron-based powder for powder metallurgy, and method for manufacturing iron-based powder for powder metallurgy
JP2018130319A (en) * 2017-02-15 2018-08-23 国立大学法人 東京大学 Blood pressure measuring device, blood pressure measuring method, and blood pressure measuring program

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017138433A1 (en) 2016-02-08 2017-08-17 住友電気工業株式会社 Iron-based powder for powder metallurgy, and method for manufacturing iron-based powder for powder metallurgy
JP2018130319A (en) * 2017-02-15 2018-08-23 国立大学法人 東京大学 Blood pressure measuring device, blood pressure measuring method, and blood pressure measuring program

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11123023B2 (en) Method and apparatus for determining respiratory information for a subject
CN108135535B (en) Device and method for processing electromyographic signals relating to respiratory activity
US10292600B2 (en) Biosignal measurement apparatus and biosignal measurement method
Davies et al. Wearable in-ear PPG: Detailed respiratory variations enable classification of COPD
JP2020503990A (en) Apparatus and method for monitoring video of subject, and video monitoring system
JP5632570B1 (en) Biological signal measurement system, apparatus, method, and program thereof
US20220000435A1 (en) Method and apparatus for determining respiratory information for a subject
WO2017220526A1 (en) A method and apparatus for determining respiratory information for a subject
Nandagopal et al. Newly constructed real time ECG monitoring system using labview
Besleaga et al. Non-invasive detection of mechanical alternans utilizing photoplethysmography
JP6450025B2 (en) Respiration estimation method and apparatus
Phan et al. Noninvasive, wearable multi biosensors for continuous, long-term monitoring of blood pressure via internet of things applications
JP2016022293A (en) Device and method for monitoring biological information, and program for the same
Alamdari A morphological approach to identify respiratory phases of seismocardiogram
Gagarin et al. Microwave Stethoscope, a new noninvasive multiple vital signs sensor: Human clinical trials
JP6512406B2 (en) Biological information monitoring system, device, method and program thereof
US20230233089A1 (en) Multi-sensor mems system and machine-learned analysis method for hypertrophic cardiomyopathy estimation
JP6226822B2 (en) Biological information measuring device, operating method, and program
Reddy et al. A Novel Breathing Rate Estimation Framework Using 3 Distinct Types of Signals
Shoushan Remote monitoring of vital physiological signals using smartphone during controlled and uncontrolled respiratory conditions
De Palma et al. ECG wave segmentation algorithm for complete P-QRS-T detection
PAMBIANCO Indirect quantitative assessment of the respiratory frequency from heart rate during physical exercise
CN117653050A (en) Medical equipment and cardiovascular parameter calculation method
Kantele-Mesimäki Patient on the move: feasibility of a multi-parameter respiratory rate measurement
JP2018011984A (en) Biological information measurement device, operation method, and program