JP2016140373A - Pulse wave measurement device and pulse wave measurement method - Google Patents

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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To more accurately measure a pulse wave.SOLUTION: A pulse wave measurement device includes: a plurality of bandpass filters (24a and 24b) for dividing each of a plurality of signals into a plurality of frequency bands; a correlation coefficient computation part (28) for computing a correlation coefficient indicating a correlation between the plurality of signals that pass through the bandpass filters for each of the plurality of frequency bands; and a waveform synthesis part (30) for weighting each signal that passes through the plurality of bandpass filters according to the correlation coefficient, and synthesizing waveforms of each signal.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は脈波計測装置、および脈波計測方法に関する。   The present invention relates to a pulse wave measuring device and a pulse wave measuring method.

脈波を計測する手法としては、光電脈波法を用いた手法が一般的である。光電脈波法とは、可視領域から近赤外領域における血液の吸光特性を利用し、血液量の増減に伴う反射光または透過光の変化から血管の容積変化を検出する方法である。   As a technique for measuring a pulse wave, a technique using a photoelectric pulse wave method is generally used. The photoelectric pulse wave method is a method of detecting a change in the volume of a blood vessel from a change in reflected light or transmitted light accompanying an increase or decrease in blood volume, utilizing the light absorption characteristics of blood from the visible region to the near infrared region.

脈波信号は心臓の鼓動に対応した血流量の変化を起因とする脈動成分からなり、同時に呼吸、交感神経系活動、および温度調節の結果と考えられる様々な低周波成分からなる変化のゆるやかな基線成分を併せ持つ。一方、センサ装着状態や、装着部位の動きによるアーチファクトである体動成分が基線成分に与える影響は大きく、脈波成分に体動の影響による上記基線成分の変化が重畳されるため、正確な脈波信号を計測することは難しい。正確な脈波信号を計測するには、脈波信号に含まれる体動成分を低減する必要がある。   The pulse wave signal is composed of pulsating components caused by changes in blood flow corresponding to the heartbeat, and at the same time, the slow changes of various low-frequency components that are thought to be the result of breathing, sympathetic nervous system activity, and temperature regulation. It also has a baseline component. On the other hand, the body movement component, which is an artifact caused by the sensor wearing state and movement of the wearing site, has a large influence on the baseline component, and the change in the baseline component due to the influence of the body movement is superimposed on the pulse wave component. It is difficult to measure a wave signal. In order to measure an accurate pulse wave signal, it is necessary to reduce a body motion component included in the pulse wave signal.

特許文献1には、1組の発光部および受光部を有する体動検出手段が体動信号を生成して、1組の発光部および受光部を有する脈波検出手段が脈波信号を生成して、比較演算手段が脈波信号から体動信号を差し引くことにより体動成分が除去された脈波信号を生成する技術が記載されている。   In Patent Document 1, a body motion detecting unit having a pair of light emitting units and a light receiving unit generates a body motion signal, and a pulse wave detecting unit having a pair of light emitting units and a light receiving unit generates a pulse wave signal. A technique for generating a pulse wave signal from which a body motion component has been removed by subtracting the body motion signal from the pulse wave signal by the comparison calculation means is described.

特許3969412号公報(2007年6月15日登録)Japanese Patent No. 3969612 (Registered on June 15, 2007)

しかしながら、1組の発光部および受光部の構成により検出される信号には、脈波成分および体動成分がともに含まれている。つまり、1組の発光部および受光部の構成のみでは、体動成分のみまたは脈波成分のみの信号を検出することはできない。したがって、特許文献1に記載されている1組の発光部および受光部の構成のみにより体動検出手段または脈波検出手段とするという技術には精度的な問題がある。   However, both the pulse wave component and the body motion component are included in the signal detected by the configuration of the pair of light emitting unit and light receiving unit. That is, it is not possible to detect a signal of only a body motion component or only a pulse wave component with only one set of light emitting unit and light receiving unit. Therefore, there is an accuracy problem in the technique of using the body motion detection means or the pulse wave detection means only by the configuration of the one set of light emitting part and light receiving part described in Patent Document 1.

特許文献1に記載される技術においては、受光部の生成する信号には、各々に脈波成分、体動成分の両方が含まれており、比較演算手段が脈波信号から体動信号を差し引いた差分信号には、脈波成分の差分信号だけでなく体動成分の差分信号が残ることになる。このため、差分信号は正確な脈波信号にならない。さらに差分信号に周波数解析を施しても、脈波成分と体動成分が存在するため、体動成分だけを除去することはできない。また差分信号は上述した通り、脈波成分の差分信号と体動成分の差分信号とからなるため、自己相関演算を施しても、脈波成分から体動成分を除去することはできない。よって、正確な脈波等の情報を得ることができないという問題がある。本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来に比べて、より正確な脈波を計測することのできる脈波計測装置、および脈波計測方法を提供することにある。   In the technique described in Patent Document 1, each of the signals generated by the light receiving unit includes both a pulse wave component and a body motion component, and the comparison calculation means subtracts the body motion signal from the pulse wave signal. In the difference signal, not only the difference signal of the pulse wave component but also the difference signal of the body motion component remains. For this reason, the differential signal is not an accurate pulse wave signal. Furthermore, even if the differential signal is subjected to frequency analysis, since only the pulse wave component and the body motion component exist, it is not possible to remove only the body motion component. Further, as described above, since the differential signal is composed of the differential signal of the pulse wave component and the differential signal of the body motion component, the body motion component cannot be removed from the pulse wave component even if autocorrelation calculation is performed. Therefore, there is a problem that accurate information such as pulse waves cannot be obtained. The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a pulse wave measuring device and a pulse wave measuring method capable of measuring a pulse wave more accurately than in the past. It is in.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る脈波計測装置は、生体の計測部位に波長の異なる複数の光を照射する発光部と、上記生体を介して受光した上記複数の光の各々を受け取り、各々の光に対応する複数の信号を生成する受光部と、上記複数の信号の各々を複数の周波数帯域に分ける複数のバンドパスフィルタと、上記複数の周波数帯域毎に、上記バンドパスフィルタを通過した複数の信号の互いの相関を示す相関係数を演算する相関係数演算部と、上記複数のバンドパスフィルタを通過した各信号に対し、上記相関係数に応じた重み付けをしたうえで各信号の波形を合成する波形合成部とを備えている。   In order to solve the above-described problem, a pulse wave measurement device according to one aspect of the present invention includes a light emitting unit that irradiates a biological measurement site with a plurality of lights having different wavelengths, and the plurality of light received through the living body. For each of the plurality of frequency bands, a light receiving unit that receives each of the light and generates a plurality of signals corresponding to each light, a plurality of band pass filters that divide each of the plurality of signals into a plurality of frequency bands, A correlation coefficient calculation unit that calculates a correlation coefficient indicating a correlation between a plurality of signals that have passed through the band-pass filter, and for each signal that has passed through the plurality of band-pass filters, according to the correlation coefficient And a waveform synthesis unit that synthesizes the waveforms of the respective signals after weighting.

本発明の一態様によれば、バンドパスフィルタを通過した複数の信号の互いの相関を示す相関係数に応じた重み付けをしたうえで各周波数帯域の信号を合成するので、従来に比べてより正確な脈波を計測することができるという効果を奏する。   According to one aspect of the present invention, since the signals in each frequency band are synthesized after weighting according to the correlation coefficient indicating the correlation between the plurality of signals that have passed through the bandpass filter, compared to the conventional case. There is an effect that an accurate pulse wave can be measured.

本発明の実施形態に係る脈波計測装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the pulse wave measuring device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る測定部の構成を生体と共に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the measurement part which concerns on embodiment of this invention with a biological body. 本発明の実施形態に係る測定部の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the measurement part which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る生体情報表示装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the biometric information display apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る生体情報計測の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process of biometric information measurement which concerns on embodiment of this invention.

以下では、まず、本発明の実施形態についての具体的説明に先立ち、重要な用語および技術概念について説明を行う。   In the following, first, important terms and technical concepts will be described prior to specific description of embodiments of the present invention.

(脈波)
心臓の心室が急激に収縮すると、左心室から血液が大動脈に拍出される。すると、その部分の大動脈壁が伸展し、拍出された血液を受け入れるとともに内圧が上昇する。このように局所的に伸展した大動脈壁は、駆出期の後半から次の駆出期の始まりまでの間に血液を末梢に押しやりつつ、次第に原形に復帰する。このように生じた局所的な動脈の拡張とその内圧の上昇は動脈の末梢に向かって波状に伝播する。この伝播する波動で、心臓から来る前進波と血管分岐部等からの反射波の両方を含む圧波形を脈波という。
(Pulse wave)
When the heart's ventricle contracts rapidly, blood is pumped from the left ventricle into the aorta. Then, the aortic wall in that portion extends, accepts the pumped blood, and increases the internal pressure. The aortic wall locally extended in this manner gradually returns to its original shape while pushing blood to the periphery during the second half of the ejection period to the beginning of the next ejection period. The local arterial dilatation and the increase in the internal pressure thus generated propagate in a wave shape toward the periphery of the artery. A pressure waveform including both the forward wave coming from the heart and the reflected wave from the blood vessel bifurcation by the propagating wave is called a pulse wave.

また、波動による動脈血管内の圧力変化に伴う容積変化によって生じるのが容積脈波であり、血管内の圧力波の伝播によって生じるのが圧脈波である。一般的に、検出される容積脈波には光学的方式を用いる光電式容積脈波、検出される圧脈波には圧電方式を用いる圧電式圧脈波がある。動脈血管の検出部位が同じであれば、一般に容積脈波と圧脈波は相似するが、脈波の波形は血管の種類によってかなり相違があるといわれる。容積脈波の計測には、直接計測と無侵襲計測があり、無侵襲計測として光を用いた光電式プレチスモグラフィ(体積変動記録法)があり、可視領域〜近赤外領域における血液の吸光特性を利用し、血液量の増減に伴う反射あるいは透過光量変化から容積変化を検出する方法であり、光電脈波法とも呼ばれる。カフ圧を必要としない計測が可能で、末梢容積脈波の臨床検査法として利用されている。本実施形態では光電脈波法を用いて計測を行い、本実施形態中の脈波とは、光電脈波法によって計測されたものを指すこととする。   Further, the volume pulse wave is caused by the volume change accompanying the pressure change in the arterial blood vessel due to the wave, and the pressure pulse wave is caused by the propagation of the pressure wave in the blood vessel. In general, the detected volume pulse wave includes a photoelectric volume pulse wave using an optical method, and the detected pressure pulse wave includes a piezoelectric pressure pulse wave using a piezoelectric method. If the arterial blood vessel detection site is the same, the volume pulse wave and the pressure pulse wave are generally similar, but the waveform of the pulse wave is said to vary considerably depending on the type of blood vessel. There are two types of measurement of volume pulse wave: direct measurement and non-invasive measurement. There is photoelectric plethysmography (volume fluctuation recording method) using light as non-invasive measurement. Absorption characteristics of blood in visible region to near infrared region. Is used to detect volume change from reflected or transmitted light amount change accompanying blood volume increase / decrease, and is also called photoelectric pulse wave method. Measurement without the need for cuff pressure is possible, and it is used as a clinical test method for peripheral volume pulse waves. In the present embodiment, measurement is performed using the photoelectric pulse wave method, and the pulse wave in the present embodiment refers to that measured by the photoelectric pulse wave method.

なお、後述するように、脈波信号には、脈波成分と体動成分とが含まれ、体動成分は被験者の体の動き等によって変動し得る。このため、脈波信号から体動成分を如何にして取り除くのかが重要となる。   As will be described later, the pulse wave signal includes a pulse wave component and a body motion component, and the body motion component may vary depending on the movement of the body of the subject. For this reason, it is important how to remove the body motion component from the pulse wave signal.

(光電脈波法)
光電脈波法(Photoplethysmography,PPG)とは、LED等の発光部とフォトディテクタ等の受光部から構成される光電脈波計を用いて脈波を測定する方法である。可視領域から近赤外領域における血液の吸光特性を利用し、血液量の増減に伴う反射光または透過光の変化から血管の容積変化を検出する。
(Photoelectric pulse wave method)
Photoplethysmography (PPG) is a method of measuring a pulse wave using a photoelectric pulse wave meter composed of a light emitting part such as an LED and a light receiving part such as a photodetector. Using the light absorption characteristics of blood from the visible region to the near-infrared region, a change in the volume of the blood vessel is detected from a change in reflected light or transmitted light accompanying an increase or decrease in blood volume.

(光電脈波法による計測の原理)
生体組織を構成する要素は血液・皮膚・脂肪・骨等であるが、このうち血液のみが、心臓の鼓動に伴い変化する。生体中の動脈血液は血漿成分(55%)と血球(細胞)成分(45%)から成り、血漿成分の91%は水分である。血球成分は赤血球(96%)、白血球(3%)、血小板(1%)から成る。赤血球は1ミリ立方メートルに400〜500万個あり、その蛋白質の97%をヘモグロビンが占める。
(Principle of measurement by photoelectric pulse wave method)
The elements constituting the living tissue are blood, skin, fat, bone, and the like, but only blood changes as the heart beats. Arterial blood in a living body consists of a plasma component (55%) and a blood cell (cell) component (45%), and 91% of the plasma component is water. The blood cell component consists of red blood cells (96%), white blood cells (3%), and platelets (1%). There are 4-5 million red blood cells in 1 millicubic meter, and hemoglobin occupies 97% of the protein.

ヘモグロビンには光を吸収する特性があり、動脈圧による末梢血管の容積変化に伴い、ヘモグロビンの量は変化する。したがって皮膚表面から発光部を照射し、反射あるいは透過する光強度を受光部により電気信号として得ることにより、脈波を計測することが可能となる。また信号出力と計測部位の血流量の関係は、光が血液に吸収されるために反比例となり、血流量が増せば光吸収量が増加し出力が減少、血流量が減れば光吸収量が減少し出力が増加するという関係になる。よって受光部の信号出力の増減は、血流の容積変化、血流量の変化を出力の増減に変換でき、これが脈動成分として現れる。   Hemoglobin has the property of absorbing light, and the amount of hemoglobin changes with changes in volume of peripheral blood vessels caused by arterial pressure. Therefore, it is possible to measure the pulse wave by irradiating the light emitting part from the skin surface and obtaining the reflected or transmitted light intensity as an electrical signal by the light receiving part. In addition, the relationship between the signal output and the blood flow at the measurement site is inversely proportional to the absorption of light into the blood. If the blood flow increases, the light absorption increases and the output decreases.If the blood flow decreases, the light absorption decreases. However, the output increases. Therefore, the increase or decrease of the signal output of the light receiving unit can convert the volume change of the blood flow or the change of the blood flow volume into the increase or decrease of the output, and this appears as a pulsation component.

〔実施形態1〕
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
Embodiment 1
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

<脈波計測装置>
本発明の一実施形態においては、光電脈波法による計測により脈波を計測する。図1は、本実施形態に係る脈波計測装置1の構成を示すブロック図である。
<Pulse wave measuring device>
In one embodiment of the present invention, a pulse wave is measured by measurement using a photoelectric pulse wave method. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a pulse wave measuring apparatus 1 according to the present embodiment.

脈波計測装置1は、図1に示されるように、測定部10、強度補正部22、第1のバンドパスフィルタ24a、第2のバンドパスフィルタ24b、制御部26、および脈拍数演算部32を含んで構成される。また、脈波計測装置1は生体情報表示装置2と無線接続または有線接続されており、脈波計測装置1から生体情報表示装置2へ脈波信号等を送信する。   As shown in FIG. 1, the pulse wave measuring apparatus 1 includes a measurement unit 10, an intensity correction unit 22, a first bandpass filter 24 a, a second bandpass filter 24 b, a control unit 26, and a pulse rate calculation unit 32. It is comprised including. The pulse wave measuring device 1 is wirelessly connected or wired to the biological information display device 2, and transmits a pulse wave signal or the like from the pulse wave measuring device 1 to the biological information display device 2.

(測定部)
図2は、測定部10の構成を生体と共に示す断面図である。測定部10は、図2に示されるように生体に密着されて用いられる。測定部10は、例えばABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer)等の樹脂からなる筐体12と発光部14と受光部16とを含んで構成されている。
(Measurement part)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the measurement unit 10 together with a living body. The measurement unit 10 is used in close contact with a living body as shown in FIG. The measuring unit 10 includes a housing 12 made of a resin such as ABS (acrylonitrile butadiene styrene copolymer), a light emitting unit 14, and a light receiving unit 16.

筐体12は、発光部14および受光部16を格納し、筐体12内の空間は樹脂モールド18で充填されている。また、筐体12の表面は、前記発光部14と前記受光部16の電極としてメッキ20が形成されている。図2では生体と測定部10は密着させているが、離して用いてもよく、メッキ20の上に電気的絶縁性を有し、外乱光を遮光する特性を有する材料例えば、ABSなどをメッキ20の生体と密着させる面に例えば、塗装などの手法で形成して、生体に密着させてもよい。   The housing 12 stores the light emitting unit 14 and the light receiving unit 16, and the space in the housing 12 is filled with a resin mold 18. Further, the surface of the housing 12 is provided with a plating 20 as an electrode for the light emitting unit 14 and the light receiving unit 16. In FIG. 2, the living body and the measurement unit 10 are in close contact with each other, but they may be used apart from each other, and are plated with a material having an electrical insulating property on the plating 20 and a characteristic of shielding disturbance light, such as ABS. For example, it may be formed by a technique such as painting on the surface to be brought into close contact with the 20 living body and may be in close contact with the living body.

メッキ20は、少なくとも、筐体12において発光部および受光部が配置される部分、並びに筐体12の外縁の内側および外側で形成されていることが好ましい。   It is preferable that the plating 20 is formed at least at a portion where the light emitting unit and the light receiving unit are arranged in the housing 12 and inside and outside the outer edge of the housing 12.

発光部14は、制御部26によって制御され、生体の計測部位に波長の異なる複数の光を照射する。受光部16は、制御部26によって制御され、生体を介して受光した複数の光の各々を受け取り、各々の光に対応する複数の信号を生成する。図2における矢印は発光部14によって照射され、生体によって反射される光の径路を模式的に示している。本実施形態では、図2に示すように、受光部16が生体からの反射光を受け取る構成を例に挙げ説明を行う。   The light emitting unit 14 is controlled by the control unit 26 and irradiates the measurement site of the living body with a plurality of lights having different wavelengths. The light receiving unit 16 is controlled by the control unit 26, receives each of the plurality of lights received through the living body, and generates a plurality of signals corresponding to each light. An arrow in FIG. 2 schematically shows a path of light irradiated by the light emitting unit 14 and reflected by the living body. In the present embodiment, as illustrated in FIG. 2, a configuration in which the light receiving unit 16 receives reflected light from a living body will be described as an example.

図3は、測定部10の構成を示す上面図である。図3に示されるように、発光部14は、第1の発光部14aと第2の発光部14bとを含む。第1の発光部14aと第2の発光部14bとは、互いに波長の異なる光を照射するとよい。例えば、第1の発光部14aは緑色光を照射し、第2の発光部14bは近赤外光を照射する。より具体的には、第1の発光部14aが波長495〜570nmの光を照射し、第2の発光部14bが波長700〜1200nmの光を照射すればよい。   FIG. 3 is a top view illustrating the configuration of the measurement unit 10. As shown in FIG. 3, the light emitting unit 14 includes a first light emitting unit 14 a and a second light emitting unit 14 b. The 1st light emission part 14a and the 2nd light emission part 14b are good to irradiate the light from which a wavelength differs mutually. For example, the first light emitting unit 14a emits green light, and the second light emitting unit 14b emits near infrared light. More specifically, the first light emitting unit 14a may emit light with a wavelength of 495 to 570 nm, and the second light emitting unit 14b may emit light with a wavelength of 700 to 1200 nm.

例えば入射時の光の自然対数分の1となる距離は、波長が約525nmの緑色光が生体に入射する場合0.4mmであり、波長が約880nmの近赤外光が生体に入射する場合1.4mmであり、これを透過深度と呼ぶ。この透過深度の違いにより、観測する血管が異なり、緑色光では上行細動脈、近赤外光では大動脈を観測することになる。そして、近赤外光により計測される信号の方が運動時の体動ノイズの影響が大きい。このように、観測する血管が異なっていることに起因して、脈波成分に重畳するアーチファクトにも違いが生じる。本実施形態では、緑色光と近赤外光を用いることにより、アーチファクトを効果的に低減させることができる。   For example, the distance that becomes a natural logarithm of light at the time of incidence is 0.4 mm when green light having a wavelength of about 525 nm is incident on the living body, and near infrared light having a wavelength of about 880 nm is incident on the living body. This is 1.4 mm, which is called the penetration depth. The blood vessels to be observed differ depending on the difference in penetration depth, and the ascending arteriole is observed with green light and the aorta is observed with near-infrared light. And the signal measured by near-infrared light has a larger influence of body motion noise during exercise. Thus, due to the fact that the blood vessels to be observed are different, the artifacts superimposed on the pulse wave component also differ. In the present embodiment, artifacts can be effectively reduced by using green light and near infrared light.

また、受光部16は、第1の受光部16aと、第2の受光部16bとを含む。第1の受光部16aは、第1の発光部14aが照射し生体によって反射された光を受光する。また、第1の受光部16aは、受光した光の各時点における強度を示す信号(以下、「緑色信号」とよぶ)を生成する。第2の受光部16bは、第2の発光部14bが照射し生体によって反射された光を受光する。また、第2の受光部16bは、受光した光の各時点における強度を示す信号(以下、「近赤外信号」とよぶ)を生成する。   The light receiving unit 16 includes a first light receiving unit 16a and a second light receiving unit 16b. The first light receiving unit 16a receives the light irradiated by the first light emitting unit 14a and reflected by the living body. The first light receiving unit 16a generates a signal indicating the intensity of the received light at each time point (hereinafter referred to as “green signal”). The second light receiving unit 16b receives the light irradiated by the second light emitting unit 14b and reflected by the living body. In addition, the second light receiving unit 16b generates a signal indicating the intensity of the received light at each time point (hereinafter referred to as “near infrared signal”).

第1の受光部16aが生成する緑色信号および第2の受光部16bが生成する近赤外信号は、脈波成分とアーチファクトである体動成分とが混在されている。   In the green signal generated by the first light receiving unit 16a and the near infrared signal generated by the second light receiving unit 16b, a pulse wave component and a body motion component which is an artifact are mixed.

(強度補正部)
強度補正部22は、第1の受光部16aから緑色信号を受信するとともに、第2の受光部16bから近赤外信号を受信する。
(Intensity correction part)
The intensity correction unit 22 receives a green signal from the first light receiving unit 16a and also receives a near infrared signal from the second light receiving unit 16b.

緑色光と近赤外光とは波長が異なる。光の波長が異なることに伴う血液の吸光特性の違いにより、緑色信号の強度と近赤外信号の強度とは均一ではなく強度差が生じている。強度補正部22はこの強度差を同程度にさせるよう、信号の強度を補正する。   Green light and near-infrared light have different wavelengths. Due to the difference in the light absorption characteristics of blood due to the difference in the wavelength of light, the intensity of the green signal and the intensity of the near-infrared signal are not uniform and there is an intensity difference. The intensity correction unit 22 corrects the intensity of the signal so that the intensity difference is approximately the same.

例えば、強度補正部22は、緑色信号および近赤外信号のうちの一の信号に対して、当該一の信号の強度と負の相関を有する係数を掛ければよい。より具体的には、各々の信号強度を基に下記式1に示す信号強度比の係数rを演算(算出)して、この係数rを近赤外信号に掛けることで、緑色信号の信号強度と近赤外信号の信号強度を同程度に合わせるよう調整する。信号強度を同程度に調整した緑色信号および近赤外信号は、それぞれ、第1のバンドパスフィルタ24aおよび第2のバンドパスフィルタ24bに供給される。   For example, the intensity correction unit 22 may multiply one signal of the green signal and the near infrared signal by a coefficient having a negative correlation with the intensity of the one signal. More specifically, by calculating (calculating) a coefficient r of the signal intensity ratio shown in the following equation 1 based on each signal intensity and multiplying the near-infrared signal by this coefficient r, the signal intensity of the green signal is calculated. And adjust the signal intensity of near-infrared signal to the same level. The green signal and the near-infrared signal whose signal intensities are adjusted to the same level are supplied to the first band pass filter 24a and the second band pass filter 24b, respectively.

Figure 2016140373
Figure 2016140373

ここで、式1における「緑色信号強度」および「近赤外信号強度」に付されているバーは、それぞれ、緑色信号強度、及び近赤外信号強度の所定期間における積分値をとることを示している。   Here, the bars attached to “green signal intensity” and “near infrared signal intensity” in Equation 1 indicate that the green signal intensity and the near infrared signal intensity take integral values in a predetermined period, respectively. ing.

より具体的には、強度補正部22が、例えば0.3Hzのローパスフィルタを備える構成とし、強度補正部22が、生体の安静時に取得した所定期間内の各信号(緑色信号、近赤外信号)を直流成分を除去するためのフィルタ、例えば0.1Hzのハイパスフィルタを用いて信号処理した後に全波整流し(すなわち絶対値を算出し)、上記のローパスフィルタを適用して、緑色信号および近赤外信号の各々の信号強度の上記積分値を演算(算出)する構成としてもよい。   More specifically, the intensity correction unit 22 includes, for example, a 0.3 Hz low-pass filter, and each signal (green signal, near infrared signal) within a predetermined period acquired by the intensity correction unit 22 when the living body is at rest. ) Is subjected to signal processing using a filter for removing a DC component, for example, a 0.1 Hz high-pass filter, and then full-wave rectified (that is, an absolute value is calculated). It is good also as a structure which calculates (calculates) the said integral value of each signal strength of a near-infrared signal.

このような構成とすることにより、緑色信号の信号強度と近赤外信号の信号強度差は同程度となるように効果的に調整することができる。   With such a configuration, the signal intensity difference between the green signal and the near-infrared signal can be effectively adjusted so as to be approximately the same.

なお、上記所定期間は例えば10秒、15秒、20秒等とすることができるが、これは本実施形態を限定するものではない。   The predetermined period may be, for example, 10 seconds, 15 seconds, 20 seconds, etc., but this does not limit the present embodiment.

(バンドパスフィルタ)
第1のバンドパスフィルタ24aは、強度補正部22が出力する緑色信号を受信する。また第2のバンドパスフィルタ24bは、強度補正部22が出力する近赤外信号を受信する。
(Band pass filter)
The first band pass filter 24 a receives the green signal output from the intensity correction unit 22. The second band pass filter 24b receives the near-infrared signal output from the intensity correction unit 22.

ここで、強度補正部22が出力する緑色信号および近赤外信号の少なくとも何れかに対して、上述の強度補正が施されている。以下では、近赤外信号に対して上述の強度補正が施されているものとして説明を行うが、これは本実施形態を限定するものではない。   Here, the above-described intensity correction is performed on at least one of the green signal and the near-infrared signal output from the intensity correction unit 22. In the following description, it is assumed that the above-described intensity correction is performed on the near-infrared signal, but this does not limit the present embodiment.

第1のバンドパスフィルタ24aおよび第2のバンドパスフィルタ24bの各々は、9個の周波数帯域のバンドパスフィルタを含む。第1のバンドパスフィルタ24aおよび第2のバンドパスフィルタ24bの各々は、例えばFFT(高速フーリエ変換)を用いた周波数解析による信号処理により実現されてもよい。第1のバンドパスフィルタ24aおよび第2のバンドパスフィルタ24bの各々は、前記9個の周波数帯域毎に脈波成分、体動成分、それ以外のノイズ成分を重畳された信号になる。周波数帯域毎の信号にすることにより、前記信号から体動成分、それ以外のノイズ成分を低減するうえでの演算処理がより少なくなり、データ処理におけるメモリ容量、およびデータ処理時間を少なくすることができる。   Each of the first band-pass filter 24a and the second band-pass filter 24b includes nine frequency band band-pass filters. Each of the first band-pass filter 24a and the second band-pass filter 24b may be realized by signal processing by frequency analysis using, for example, FFT (Fast Fourier Transform). Each of the first band-pass filter 24a and the second band-pass filter 24b becomes a signal in which a pulse wave component, a body motion component, and other noise components are superimposed for each of the nine frequency bands. By using a signal for each frequency band, the arithmetic processing for reducing body motion components and other noise components from the signal is reduced, and the memory capacity and data processing time in data processing can be reduced. it can.

第1のバンドパスフィルタ24aおよび第2のバンドパスフィルタ24bの各々に含まれる各バンドパスフィルタの周波数帯域は、0.5〜1.0Hz、0.75〜1.25Hz、1.0〜1.5Hz、1.25〜1.75Hz、1.5Hz〜2.0Hz、1.75〜2.25Hz、2.0〜2.5Hz、2.25〜2.75Hz、2.5〜3.0Hzに設定するとよい。各バンドパスフィルタからの出力は概ね単一の周波数成分のみをもつ波形となる。なお、第1のバンドパスフィルタ24a、および第2のバンドパスフィルタ24bに含まれるバンドパスフィルタの数は9個に限らない。また、上記とは別の周波数帯域のバンドパスフィルタを用いてもよい。   The frequency band of each bandpass filter included in each of the first bandpass filter 24a and the second bandpass filter 24b is 0.5 to 1.0 Hz, 0.75 to 1.25 Hz, 1.0 to 1. 0.5 Hz, 1.25 to 1.75 Hz, 1.5 Hz to 2.0 Hz, 1.75 to 2.25 Hz, 2.0 to 2.5 Hz, 2.25 to 2.75 Hz, 2.5 to 3.0 Hz It is good to set to. The output from each bandpass filter has a waveform having only a single frequency component. The number of bandpass filters included in the first bandpass filter 24a and the second bandpass filter 24b is not limited to nine. Further, a band pass filter having a frequency band different from the above may be used.

制御部26は、相関係数演算部28および波形合成部30を含んで構成される。   The control unit 26 includes a correlation coefficient calculation unit 28 and a waveform synthesis unit 30.

(相関係数演算部)
相関係数演算部28は、第1のバンドパスフィルタ24aおよび第2のバンドパスフィルタ24bの各々に含まれる複数の周波数帯域のバンドパスフィルタの各々を通過した各信号について、周波数帯域毎に緑色信号と近赤外信号との相関係数、および各信号の信号強度比を演算(算出)する。相関係数は生体の脈波波形の周期時間に関係するが、少なくとも2周期時間以上、例えば3秒間以上の緑色信号および近赤外信号のデータを用いて下記式2により求める。
(Correlation coefficient calculator)
The correlation coefficient calculation unit 28 uses green for each frequency band for each signal that has passed through each of the bandpass filters of a plurality of frequency bands included in each of the first bandpass filter 24a and the second bandpass filter 24b. The correlation coefficient between the signal and the near-infrared signal and the signal intensity ratio of each signal are calculated (calculated). The correlation coefficient is related to the period time of the pulse wave waveform of the living body, and is obtained by the following formula 2 using data of the green signal and the near-infrared signal for at least two period times, for example, three seconds or more.

Figure 2016140373
Figure 2016140373

上記式2におけるxは、緑色信号のデータの各々であり、yは、近赤外信号のデータの各々である。また、nはデータのサンプル数である。 In Equation 2, x i is each of green signal data, and y i is each of near-infrared signal data. N is the number of data samples.

信号強度比は上記式1と同様に、周波数帯域毎の信号強度のデータの積分値の比である。   The signal strength ratio is the ratio of the integrated values of the signal strength data for each frequency band, as in the above equation 1.

(合成部)
波形合成部としての合成部30は、下記式3に示す重み付け係数Wnを算出する。式3から明らかなように、信号強度比の寄与により、緑色信号の強度が近赤外信号の強度より弱い周波数帯域では、上述する重み付け後の緑色信号の強度が小さくなる。
(Synthesizer)
The synthesizing unit 30 as the waveform synthesizing unit calculates a weighting coefficient Wn shown in the following formula 3. As is apparent from Equation 3, due to the contribution of the signal intensity ratio, in the frequency band where the intensity of the green signal is weaker than the intensity of the near-infrared signal, the intensity of the green signal after weighting described above becomes small.

Figure 2016140373
Figure 2016140373

ここで、上記式3における「*」は、掛け算を示す演算記号である。   Here, “*” in Equation 3 is an operation symbol indicating multiplication.

波形合成部30は、重み付け係数Wnを、緑色信号の周波数帯域フィルタ通過信号の各々に掛けることによって、重み付けされた各周波数帯域の緑色信号を生成する。そして重み付けされた各周波数帯域の緑色信号を合成することにより、体動成分とそれ以外のノイズ成分を低減させた脈波信号が生成される。   The waveform synthesizing unit 30 generates a weighted green signal for each frequency band by multiplying each of the green signal frequency band filter pass signals by a weighting coefficient Wn. Then, by combining the weighted green signals in the respective frequency bands, a pulse wave signal in which body motion components and other noise components are reduced is generated.

波形合成部30は、上述の脈波信号を脈拍数演算部32および生体情報表示装置2へ出力する。   The waveform synthesizer 30 outputs the above pulse wave signal to the pulse rate calculator 32 and the biological information display device 2.

(脈拍数演算部)
生体情報生成部としての脈拍数演算部32は、波形合成部30で生成された脈波信号のピーク間隔を求め、下記式4に示す脈拍数を求める。脈拍数演算部32は、例えば、脈波信号を1024Hzでリサンプリングし、その後脈波信号のピーク間隔を例えば3回以上、移動平均を掛けたものを用いることによって脈拍数を導出する構成にすればよい。
(Pulse rate calculator)
The pulse rate calculation unit 32 as a biometric information generation unit obtains the peak interval of the pulse wave signal generated by the waveform synthesis unit 30 and obtains the pulse rate represented by the following formula 4. The pulse rate calculation unit 32 is configured to derive the pulse rate by, for example, re-sampling the pulse wave signal at 1024 Hz, and then using the pulse wave signal peak interval multiplied by, for example, three times or more and the moving average. That's fine.

Figure 2016140373
Figure 2016140373

なお、脈拍数演算部32は、脈波計測装置1にとって必須の構成ではなく、脈波計測装置1が脈拍数演算部32を備えない構成としてもよい。そのような構成の場合、例えば、後述する生体情報表示装置2が脈拍数演算部32を備える構成としてもよい。   The pulse rate calculation unit 32 is not essential for the pulse wave measurement device 1, and the pulse wave measurement device 1 may not have the pulse rate calculation unit 32. In the case of such a configuration, for example, the biological information display device 2 described later may include a pulse rate calculation unit 32.

<生体情報表示装置>
図4は、生体情報表示装置2の一例を示すブロック図である。生体情報表示装置2は、図4に示されるように、信号解析処理部34とデータ表示部36とメモリー部38とを少なくとも備える。生体情報表示装置2は、脈波計測装置1に搭載されていてもよい。
<Biological information display device>
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of the biological information display device 2. As shown in FIG. 4, the biological information display device 2 includes at least a signal analysis processing unit 34, a data display unit 36, and a memory unit 38. The biological information display device 2 may be mounted on the pulse wave measurement device 1.

信号解析処理部34は、脈波計測装置1と無線接続または有線接続されており、脈波計測装置1の波形合成部30から脈波信号を受信するとともに、脈拍数演算部32から脈拍数を受信する。信号解析処理部34は、例えば解析処理として、脈波信号の2次微分を用いる波形解析による、生体情報データとして血管年齢を求めてもよい。生体情報データの例としては、ほかにも呼吸数や、ストレス度等が挙げられる。データ表示部36は、脈波信号波形や上述した生体情報等を表示するとよい。また、メモリー部38は測定解析された脈波信号、生体情報等を記憶するとよい。   The signal analysis processing unit 34 is wirelessly connected or wired to the pulse wave measurement device 1, receives a pulse wave signal from the waveform synthesis unit 30 of the pulse wave measurement device 1, and receives a pulse rate from the pulse rate calculation unit 32. Receive. The signal analysis processing unit 34 may obtain the blood vessel age as the biological information data by, for example, waveform analysis using the second derivative of the pulse wave signal as analysis processing. Other examples of biometric information data include respiratory rate and stress level. The data display unit 36 may display the pulse wave signal waveform, the above-described biological information, and the like. The memory unit 38 may store a pulse wave signal, biological information, and the like that have been measured and analyzed.

<脈波計測方法>
次に、図5を参照して、緑色光と近赤外光による光電脈波法で計測した信号から体動成分を低減させた脈波信号を求めるとともに、脈拍数を求める脈波計測方法を説明する。当該方法は、脈波計測装置1の制御部26において制御される。
<Pulse wave measurement method>
Next, referring to FIG. 5, a pulse wave measuring method for obtaining a pulse wave signal with a reduced body motion component from a signal measured by a photoelectric pulse wave method using green light and near-infrared light, and obtaining a pulse rate. explain. This method is controlled by the control unit 26 of the pulse wave measuring apparatus 1.

まず発光部14は、生体の計測部位に波長の異なる複数の光を照射する(照射ステップ)(S1)。   First, the light emitting unit 14 irradiates a living body measurement site with a plurality of lights having different wavelengths (irradiation step) (S1).

次に、受光部16は、生体を介して受光した複数の光の各々を受け取り、各々の光に対応する複数の信号を生成する(信号生成ステップ)(S2)。   Next, the light receiving unit 16 receives each of the plurality of lights received through the living body and generates a plurality of signals corresponding to each light (signal generation step) (S2).

次に、強度補正部22は、緑色信号の強度と近赤外信号の強度との差を同程度に調整するよう、信号の強度を補正する。例えば、安静状態において各々の信号強度を基に上記式1に示す信号強度比の係数rを演算(算出)して、この係数rを近赤外信号に掛けることで、緑色信号の信号強度と近赤外信号の信号強度との差を同程度に調整させるとよい。(S3)。   Next, the intensity correction unit 22 corrects the intensity of the signal so as to adjust the difference between the intensity of the green signal and the intensity of the near-infrared signal to the same extent. For example, by calculating (calculating) the coefficient r of the signal intensity ratio shown in the above equation 1 based on each signal intensity in a resting state and multiplying the near-infrared signal by this coefficient r, The difference from the signal intensity of the near-infrared signal may be adjusted to the same extent. (S3).

次に、第1のバンドパスフィルタ24aおよび第2のバンドパスフィルタ24bの各々の複数の周波数帯域のバンドパスフィルタは、緑色信号および近赤外信号の各々を複数の周波数成分に分ける(周波数帯域分離ステップ)(S4)。   Next, the band-pass filters of the plurality of frequency bands of each of the first band-pass filter 24a and the second band-pass filter 24b divide each of the green signal and the near-infrared signal into a plurality of frequency components (frequency band Separation step) (S4).

次に、相関係数演算部28は、第1のバンドパスフィルタ24aおよび第2のバンドパスフィルタ24bの各々に含まれる複数の周波数帯域のバンドパスフィルタの各々を通過した各信号について、周波数帯域毎に緑色信号と近赤外信号との相関係数、および各信号の信号強度比を演算(算出)する(演算ステップ)(S5)。   Next, the correlation coefficient calculation unit 28 uses a frequency band for each signal that has passed through each of the bandpass filters of a plurality of frequency bands included in each of the first bandpass filter 24a and the second bandpass filter 24b. Each time, the correlation coefficient between the green signal and the near-infrared signal and the signal intensity ratio of each signal are calculated (calculated) (calculation step) (S5).

次に、波形合成部30は、上記式3に示す重み付け係数Wnを、緑色信号の周波数帯域フィルタを通した信号に各々掛けることによって、重み付けされた各周波数帯域の緑色信号を生成する。そして重み付けされた各周波数帯域の緑色信号を合成することにより、体動成分を低減させた脈波信号を生成する(合成ステップ)(S6)。   Next, the waveform synthesizer 30 multiplies each of the signals that have passed through the frequency band filter of the green signal by the weighting coefficient Wn shown in Equation 3 to generate a weighted green signal for each frequency band. Then, a weighted green signal in each frequency band is synthesized to generate a pulse wave signal with a reduced body motion component (synthesis step) (S6).

次に、脈拍数演算部32は、S6で生成された脈波信号のピーク間隔を算出し、上記式4に示す脈拍数を算出する(S7)。   Next, the pulse rate calculator 32 calculates the peak interval of the pulse wave signal generated in S6, and calculates the pulse rate shown in the above equation 4 (S7).

〔実施形態2〕
本実施形態では、測定部が、発光部と受光部とで生体を挟み、生体を透過した透過光を受光部が受け取る形態である点で、上述した測定部10と異なっている。このような構成であっても、本実施形態に係る脈波計測装置は、実施形態1において説明した測定部10、強度補正部22、第1のバンドパスフィルタ24a、第2のバンドパスフィルタ24b、制御部26、および脈拍数演算部32を含んでいるので、従来に比べてより正確な生体情報を計測することができる。
[Embodiment 2]
In the present embodiment, the measurement unit differs from the measurement unit 10 described above in that the measurement unit is configured to sandwich the living body between the light emitting unit and the light receiving unit and receive the transmitted light transmitted through the living body. Even with such a configuration, the pulse wave measuring apparatus according to the present embodiment includes the measurement unit 10, the intensity correction unit 22, the first bandpass filter 24a, and the second bandpass filter 24b described in the first embodiment. Since the control unit 26 and the pulse rate calculation unit 32 are included, more accurate biological information can be measured as compared with the conventional case.

〔実施形態3〕
脈波計測装置1の制御部(特に強度補正部、バンドパスフィルタ、相関係数演算部、波形合成部、および脈拍数演算部)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
[Embodiment 3]
A control unit (particularly an intensity correction unit, a bandpass filter, a correlation coefficient calculation unit, a waveform synthesis unit, and a pulse rate calculation unit) of the pulse wave measuring device 1 is a logic circuit (an IC chip) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like. Hardware) or software using a CPU (Central Processing Unit).

後者の場合、脈波計測装置1は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するCPU、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ(またはCPU)で読み取り可能に記録されたROM(Read Only Memory)または記憶装置(これらを「記録媒体」と称する)、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)等を備えている。そして、コンピュータ(またはCPU)が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路等を用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや無線通信等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。   In the latter case, the pulse wave measuring device 1 includes a CPU that executes instructions of a program that is software that implements each function, and a ROM (Read Only Memory) in which the program and various data are recorded so as to be readable by a computer (or CPU). ) Or a storage device (these are referred to as “recording media”), a RAM (Random Access Memory) for expanding the program, and the like. And the objective of this invention is achieved when a computer (or CPU) reads the said program from the said recording medium and runs it. As the recording medium, a “non-temporary tangible medium” such as a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used. Further, the program may be supplied to the computer via any transmission medium (such as a communication network or wireless communication) that can transmit the program. The present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave in which the program is embodied by electronic transmission.

〔まとめ〕
本発明の態様1に係る脈波計測装置1は、生体の計測部位に波長の異なる複数の光を照射する発光部14と、上記生体を介して受光した上記複数の光の各々を受け取り、各々の光に対応する複数の信号を生成する受光部16と、上記複数の信号の各々を複数の周波数帯域に分ける複数のバンドパスフィルタ24a、24bと、上記複数の周波数帯域毎に、上記バンドパスフィルタ24a、24bを通過した複数の信号の互いの相関を示す相関係数を演算する相関係数演算部28と、上記複数のバンドパスフィルタ24a、24bを通過した各信号に対し、上記相関係数に応じた重み付けをしたうえで各信号の波形を合成する波形合成部30とを備える。
[Summary]
The pulse wave measuring apparatus 1 according to the first aspect of the present invention receives a light emitting unit 14 that irradiates a measurement site of a living body with a plurality of lights having different wavelengths, and each of the plurality of lights received through the living body. A light receiving unit 16 that generates a plurality of signals corresponding to the light of the plurality, a plurality of bandpass filters 24a and 24b that divide each of the plurality of signals into a plurality of frequency bands, and the bandpass for each of the plurality of frequency bands. A correlation coefficient calculation unit 28 that calculates correlation coefficients indicating mutual correlation of a plurality of signals that have passed through the filters 24a and 24b, and the above-described phase relationship for each signal that has passed through the plurality of bandpass filters 24a and 24b. A waveform synthesizer 30 that synthesizes the waveform of each signal after weighting according to the number is provided.

上記の構成によれば、バンドパスフィルタ24a、24bを通過した複数の信号の互いの相関を示す相関係数に応じた重み付けをしたうえで各周波数帯域の信号を合成するので、従来に比べてより正確な脈波を計測することができる。   According to the above configuration, since the signals in each frequency band are synthesized after weighting according to the correlation coefficient indicating the correlation between the plurality of signals that have passed through the bandpass filters 24a and 24b, A more accurate pulse wave can be measured.

本発明の態様2に係る脈波計測装置1は、上記態様1において、上記受光部16が生成する複数の信号の強度に応じて、上記複数の信号の強度を補正する強度補正部22をさらに備えていてもよい。   The pulse wave measuring apparatus 1 according to the aspect 2 of the present invention further includes an intensity correction unit 22 that corrects the intensity of the plurality of signals according to the intensity of the plurality of signals generated by the light receiving unit 16 in the aspect 1. You may have.

上記の構成によれば、上記複数の信号の強度の差を調整することで、測定部位により異なる信号の強度の差を調整することにより正確な脈波を計測することができる。   According to said structure, an exact pulse wave can be measured by adjusting the difference of the intensity | strength of a signal which changes with the measurement site | parts by adjusting the intensity difference of said several signal.

例えば、脈波計測装置1を脈波の測定に用いる場合、光の波長が異なることに伴う血液の吸光特性の違いによって生じる上記複数の信号の強度の差が調整されるので、より精度よく脈波の信号を得ることができる。   For example, when the pulse wave measuring device 1 is used for pulse wave measurement, the difference in the intensity of the plurality of signals caused by the difference in the light absorption characteristics of the blood due to the difference in the light wavelength is adjusted. A wave signal can be obtained.

本発明の態様3に係る脈波計測装置1は、上記態様2において、上記強度補正部22は、上記複数の信号のうちの一の信号に対して、当該一の信号の強度と負の相関を有する係数を掛けることにより当該一の信号の強度を補正してもよい。   In the pulse wave measuring apparatus 1 according to aspect 3 of the present invention, in the aspect 2, the intensity correction unit 22 has a negative correlation with the intensity of the one signal with respect to one of the plurality of signals. The intensity of the one signal may be corrected by multiplying by a coefficient having

上記の構成によれば、一の信号の信号強度を小さくするので、一の信号の信号強度と他の信号の信号強度の差を調整させることができる。これにより、より正確な脈波を計測することができる。   According to the above configuration, since the signal strength of one signal is reduced, the difference between the signal strength of one signal and the signal strength of another signal can be adjusted. Thereby, a more accurate pulse wave can be measured.

本発明の態様4に係る脈波計測装置1は、上記態様1から3の何れかにおいて、上記発光部14が照射する複数の光は、緑色光と近赤外光であってよい。   In the pulse wave measuring apparatus 1 according to the aspect 4 of the present invention, in any one of the aspects 1 to 3, the plurality of lights emitted by the light emitting unit 14 may be green light and near infrared light.

上記の構成によれば、より正確な脈波を計測することができる。   According to said structure, a more exact pulse wave can be measured.

本発明の態様5に係る脈波計測装置1は、上記態様1から4の何れかにおいて、上記波形合成部30が出力する信号を解析処理することにより、生体情報を生成する生体情報生成部(脈拍数演算部32)をさらに備えてもよい。   The pulse wave measuring device 1 according to the fifth aspect of the present invention is the biological information generating unit (1) that generates biological information by analyzing the signal output from the waveform synthesizing unit 30 in any one of the first to fourth aspects. You may further provide the pulse rate calculating part 32).

上記の構成によれば、脈波信号から様々な生体情報を生成することができる。   According to said structure, various biological information can be produced | generated from a pulse wave signal.

本発明の態様6に係る脈波計測方法は、生体の計測部位に波長の異なる複数の光を照射する照射ステップS1と、上記生体を介して受光した上記複数の光の各々を受け取り、各々の光に対応する複数の信号を生成する信号生成ステップS2と、複数のバンドパスフィルタを通過させて、上記複数の信号の各々を複数の周波数帯域に分ける周波数帯域分離ステップS4と、上記複数の周波数帯域毎に、上記バンドパスフィルタを通過した複数の信号の互いの相関を示す相関係数を演算する演算ステップS5と、上記複数のバンドパスフィルタを通過した各信号に対し、上記相関係数に応じた重み付けをしたうえで合成する合成ステップS6とを含む。   The pulse wave measurement method according to the sixth aspect of the present invention receives an irradiation step S1 of irradiating a measurement site of a living body with a plurality of lights having different wavelengths, and each of the plurality of lights received through the living body, A signal generation step S2 for generating a plurality of signals corresponding to light, a frequency band separation step S4 for passing each of the plurality of signals into a plurality of frequency bands through a plurality of bandpass filters, and the plurality of frequencies For each band, a calculation step S5 for calculating a correlation coefficient indicating a correlation between the plurality of signals that have passed through the bandpass filter, and the correlation coefficient for each signal that has passed through the plurality of bandpass filters. And a synthesis step S6 for performing the synthesis after applying the corresponding weight.

上記の構成によれば、バンドパスフィルタ24a、24bを通過した複数の信号の互いの相関を示す相関係数に応じた重み付けをしたうえで各周波数帯域の信号を合成するので、従来に比べてより正確な脈波を計測することができる。   According to the above configuration, since the signals in each frequency band are synthesized after weighting according to the correlation coefficient indicating the correlation between the plurality of signals that have passed through the bandpass filters 24a and 24b, A more accurate pulse wave can be measured.

本発明の各態様に係る脈波計測装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記脈波計測装置が備える各部(ソフトウェア要素)として動作させることにより上記脈波計測装置をコンピュータにて実現させる脈波計測装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。   The pulse wave measurement device according to each aspect of the present invention may be realized by a computer. In this case, the pulse wave measurement device is operated by operating the computer as each unit (software element) included in the pulse wave measurement device. The control program of the pulse wave measuring device for realizing the above in a computer and the computer-readable recording medium on which the control program is recorded also fall within the scope of the present invention.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, a new technical feature can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.

本発明は、生体が動くことで発生する体動ノイズ等のアーチファクトを除去して脈波を計測する脈波計測装置、脈波計測方法に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a pulse wave measuring apparatus and a pulse wave measuring method that measure a pulse wave by removing artifacts such as body motion noise generated by the movement of a living body.

1 脈波計測装置
2 生体情報表示装置
10 測定部
12 筐体
14 発光部
14a 第1の発光部
14b 第2の発光部
16 受光部
16a 第1の受光部
16b 第2の受光部
18 樹脂モールド
20 メッキ
22 強度補正部
24a 第1のバンドパスフィルタ
24b 第2のバンドパスフィルタ
26 制御部
28 相関係数演算部
30 合成部
32 脈拍数演算部
34 解析処理部
36 データ表示部
38 メモリー部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pulse wave measuring device 2 Biometric information display apparatus 10 Measuring part 12 Case 14 Light-emitting part 14a 1st light-emitting part 14b 2nd light-emitting part 16 Light-receiving part 16a 1st light-receiving part 16b 2nd light-receiving part 18 Resin mold 20 Plating 22 Strength correction unit 24a First band pass filter 24b Second band pass filter 26 Control unit 28 Correlation coefficient calculation unit 30 Synthesis unit 32 Pulse rate calculation unit 34 Analysis processing unit 36 Data display unit 38 Memory unit

Claims (5)

生体の計測部位に波長の異なる複数の光を照射する発光部と、
上記生体を介して受光した上記複数の光の各々を受け取り、各々の光に対応する複数の信号を生成する受光部と、
上記複数の信号の各々を複数の周波数帯域に分ける複数のバンドパスフィルタと、
上記複数の周波数帯域毎に、上記バンドパスフィルタを通過した複数の信号の互いの相関を示す相関係数を演算する相関係数演算部と、
上記複数のバンドパスフィルタを通過した各信号に対し、上記相関係数に応じた重み付けをしたうえで各信号の波形を合成する波形合成部と
を備えることを特徴とする脈波計測装置。
A light emitting unit that irradiates a biological measurement site with a plurality of light beams having different wavelengths;
A light receiving unit that receives each of the plurality of lights received through the living body and generates a plurality of signals corresponding to each light;
A plurality of bandpass filters that divide each of the plurality of signals into a plurality of frequency bands;
A correlation coefficient calculation unit that calculates a correlation coefficient indicating a correlation between a plurality of signals that have passed through the bandpass filter for each of the plurality of frequency bands;
A pulse wave measuring apparatus comprising: a waveform synthesis unit that synthesizes waveforms of each signal after weighting each signal that has passed through the plurality of bandpass filters according to the correlation coefficient.
上記受光部が生成する複数の信号の強度に応じて、上記複数の信号の強度を補正する強度補正部をさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載の脈波計測装置。   The pulse wave measuring apparatus according to claim 1, further comprising an intensity correction unit that corrects the intensity of the plurality of signals according to the intensity of the plurality of signals generated by the light receiving unit. 上記発光部が照射する複数の光は、緑色光と近赤外光であることを特徴とする請求項1または2に記載の脈波計測装置。   The pulse wave measuring device according to claim 1, wherein the plurality of lights emitted by the light emitting unit are green light and near infrared light. 上記波形合成部が出力する信号を解析処理することにより、生体情報を生成する生体情報生成部をさらに備えていることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の脈波計測装置。   The pulse wave measurement according to any one of claims 1 to 3, further comprising a biological information generation unit that generates biological information by analyzing a signal output from the waveform synthesis unit. apparatus. 生体の計測部位に波長の異なる複数の光を照射する照射ステップと、
上記生体を介して受光した上記複数の光の各々を受け取り、各々の光に対応する複数の信号を生成する信号生成ステップと、
複数のバンドパスフィルタを通過させて、上記複数の信号の各々を複数の周波数帯域に分ける周波数帯域分離ステップと、
上記複数の周波数帯域毎に、上記バンドパスフィルタを通過した複数の信号の互いの相関を示す相関係数を演算する演算ステップと、
上記複数のバンドパスフィルタを通過した各信号に対し、上記相関係数に応じた重み付けをしたうえで合成する合成ステップと
を含むことを特徴とする脈波計測方法。
An irradiation step of irradiating a biological measurement site with a plurality of light beams having different wavelengths;
A signal generating step of receiving each of the plurality of lights received through the living body and generating a plurality of signals corresponding to the respective lights;
A frequency band separation step of passing each of the plurality of bandpass filters and dividing each of the plurality of signals into a plurality of frequency bands;
A calculation step for calculating a correlation coefficient indicating a correlation between a plurality of signals that have passed through the band pass filter for each of the plurality of frequency bands;
And a synthesis step of weighting the signals that have passed through the plurality of band-pass filters according to the correlation coefficient, and then combining them.
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