JP2017023472A - 生体情報推定装置、生体情報推定方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
前記センサ装置は、心臓による拍動によって変化する血管の容積変化を光の反射光又は透過光の強度変化として検出する。前記センサ装置は、検出された光の強度変化を、容積脈波を示す脈波信号として出力する。
このため、前記センサ装置には、検出した信号から不要なノイズを除去するためのフィルタが通常設けられている。
前記センサ装置は、信号強度が比較的高く表れる脈波信号の成分については十分に検出することができる。しかし、信号強度が比較的低く表れる脈波信号の成分についてはフィルタによって減衰されてしまい、検出できても信号強度がさらに低くかつなだらかになってしまうことがあった。
検出された信号強度が低かったりなだらかであったりする場合、上述の速度脈波や加速度脈波のピークの値(の絶対値)もより小さく表れる。特徴量として用いるピークの値がより小さく表れれば、少しの変動であっても当該特徴量の相対的なばらつきが大きくなり、生体情報の推定値をばらつきのない安定した値として求めることが困難になる。
この場合、演算部は、生体情報の推定値を求めるために、幅値と複数の交差点の数とを用いることで、より多くの情報に基づいて生体情報の推定値を求めることができる。この結果、生体情報の推定値をよりばらつきなく求めることができる。
なお、一の等高線による交差点の数は、幅値の個数と等価である。よって、上記生体情報推定装置において、複数の交差点の数に代えて、幅値の個数を用いることができる。
この場合、分類された各グループに応じて適切な演算を行うことができるので、より精度よく推定値を求めることができる。
この場合、脈波の振幅変動がより大きくなりピークが明りょうに表れるようにすることができる。この結果、脈波の波形に関する情報をより確実に取得することができる。
この場合、一回微分脈波から得た第1幅値と、二回微分脈波から得た第2幅値の両方に基づいて演算を行うので、より多くの情報に基づいて生体情報の推定値を求めることができ、生体情報の推定値をよりばらつきなく求めることができる。
〔全体構成について〕
図1は、一実施形態に係る生体情報推定装置の全体構成を示す図である。図1中、生体情報推定装置1は、生体の脈波を表す信号を取得し、取得した信号から生体情報の推定値を求める機能を有している。
センサ部2は、被検者Sの指先等の末端部分から当該被検者Sの容積脈波を取得し、取得した容積脈波を表す出力信号を処理部3に与える機能を有している。処理部3は、与えられた出力信号に基づいて演算処理を行い、被検者の生体情報である血圧値を推定値(推定血圧値)として求める機能を有している。
光源4は、例えば、LED(Light Emitting Diode)によって構成されており、被検者Sに向けて光を照射する。
受光部5は、例えば、PD(Photo Diode)によって構成されており、光源4からの光が被検者Sで反射したときの反射光を検出し、反射光の強度に応じた出力信号を出力する。
よって、受光部5が出力する出力信号の信号強度も、被検者Sの心拍による血管の容積変化に応じて変化する。つまり、受光部5の出力信号は、被検者Sから検出された容積脈波を表している。
受光部5の出力信号は、センサ制御部6に与えられる。
センサ制御部6は、出力信号を処理部3に与える。
なお、センサ部2のセンサ制御部6からの出力信号は、各種信号処理がなされているが、被検者Sから検出された容積脈波(検出脈波)を表している。
図3は、処理部3の構成を示すブロック図である。
処理部3は、上述したように、センサ部2から与えられるデジタル信号に変換された出力信号に基づいて、被検者の推定血圧値を求める機能を有している。
センサ部2が出力する出力信号は、微分処理部9に与えられる。
微分処理部9は、センサ部2が出力する出力信号が表している容積脈波を微分して微分脈波を求める機能を有している。微分処理部9は、求めた微分脈波を交差点特定部10に与える。
図4に示されている出力信号の信号波は、被検者Sの容積脈波を表しており、1拍ごとに近似した波形が時間軸方向に並んで表れている。なお、この図4の出力信号の信号波は、24歳男性の被検者から検出したものである。
微分処理部9は、容積脈波を一回微分した一回微分波である速度脈波と、容積脈波を二回微分した二回微分波である加速度脈波とを求める。
図5(b)は、交差点特定部10が求めた加速度脈波の一例を示す図である。図5(b)中、横軸は時間(秒)であり、縦軸は二回微分値を示している。図5(b)に示す加速度脈波は、図4に示す信号波を二回微分することによって求められている。
つまり、図4及び図5に示すように、容積脈波、速度脈波、及び加速度脈波は、正側及び負側の少なくともいずれか一方にピークを含んでいる。
微分処理部9は、求めた速度脈波及び加速度脈波を、被検者Sの脈波として交差点特定部10に与える。
つまり、センサ部2及び微分処理部9は、速度脈波及び加速度脈波を被検者Sの脈波として取得する脈波取得部を構成している。
図3中、交差点特定部10は、与えられた微分波と、この微分波の振幅方向に対して一定値であることを表す等高線とが交差する交差点を特定する機能を有している。
vpg´(t) = vpg(t)/vpgMAX ・・・(1)
apg´(t) = apg(t)/apgMAX ・・・(2)
例えば、図5(a)では、速度脈波に表れる最も一回微分値が大きいピークpから時間軸の上流側に遡って最初に振幅が「0」になる地点rを始点及び終点として領域Rを特定する。
また、図5(b)では、加速度脈波に表れる最も二回微分値が大きいピークpから時間軸の上流側に遡って最初に振幅が「0」になる地点rを始点及び終点として領域Rを特定する。
第1特定部10aは、与えられた速度脈波と、速度脈波の振幅方向に対して一定値であることを表す等高線とが交差する交差点を特定する。
本実施形態では、等高線Hvは、縦軸の値が、最大振幅値の−30%である「−0.3」から100%である「1」の間で「0.1」間隔となるように14本設定される。
なお、図6では、縦軸の値が「1」、「0.8」、「0.6」、「0.4」、「0.2」、「0」、「−0.2」である7本の等高線Hvを例示している。
例えば、図6中、縦軸の値が「0」で一定である等高線Hv1に着目する。速度脈波と、等高線Hv1とは、交差点qv1、qv2、qv3、及びqv4で交差している。
よって、この場合、第1特定部10aは、等高線Hv1については、4つの交差点qv1、qv2、qv3、及びqv4を特定する。
また、第1特定部10aは、交差点qvの数である交差点数VPvを、速度脈波の特徴量として取得する。この場合第1特定部10aは、等高線Hv1による交差点数VPvとして「4」を取得する。
なお、速度脈波の特徴量とは、速度脈波に基づいた生体情報の取得のために、当該速度脈波の特徴を数値化した値のことである。
第1特定部10aは、特定した交差点qvを示す情報を、領域R分の速度脈波を示す情報とともに幅値取得部11に与える。また、第1特定部10aは、取得した交差点数VPvを演算部12に与える。
第1特定部10aが各部に与える、交差点qvを示す情報及び交差点数VPvは、速度脈波に基づいて得られた情報である。
第2特定部10bは、与えられた加速度脈波と、加速度脈波の振幅方向に対して一定値であることを表す等高線とが交差する交差点を特定する。
また、第2特定部10bは、交差点qaの数である交差点数VPaを、加速度脈波の特徴量として取得する。
なお、加速度脈波の特徴量とは、加速度脈波に基づいた生体情報の取得のために、当該加速度脈波の特徴を数値化した値のことである。
第2特定部10bは、特定した交差点qaを示す情報を、領域R分の加速度脈波を示す情報とともに幅値取得部11に与える。また、第2特定部10bは、取得した交差点数VPaを演算部12に与える。
第2特定部10bが各部に与える、交差点qaを示す情報及び交差点数VPaは、加速度脈波に基づいて得られた情報である。
つまり、図6に示すように、交差点qvが4つである場合、幅値Wvは、必ず2つ表れる。このように、幅値の個数は、必ず交差点数の1/2となる。
よって、交差点特定部10が取得する交差点数(VPv、VPa)に代えて、幅値の個数を速度脈波及び加速度脈波の特徴量として用いてもよい。
図3中、幅値取得部11は、交差点特定部10が特定した交差点q(交差点qv、交差点qa)の内、両微分脈波に含まれるピークであって着目している等高線が位置する符号側と同じ符号側のピークの前後に位置する一又は複数対の交差点同士間の等高線上の幅値を求める機能を有している。
第1取得部11aは、交差点qvを示す情報及び領域R分の速度脈波を示す情報に基づいて、領域Rにおける速度脈波に含まれるピークであって着目する等高線Hvが位置する符号側と同じ符号側のピークの前後に位置する一対の交差点qv同士間の等高線Hv上の幅値Wv(第1幅値)を求める。
この等高線Hv1は、「0」であるから、等高線Hv1は正側に位置している。
ピークpv1は、等高線Hv1が位置する符号側(等高線Hv1が表している縦軸の値の符号)と同じ符号側である正側に位置している。一対の交差点qv1及び交差点qv2は、ピークpv1の前後に位置している。
また、第1取得部11aは、等高線Hv1が位置する符号側(正側)と同じ符号側(正側)のピークであるピークpv2の前後に位置する一対の交差点qv3及び交差点qv4の間の幅値Wv2を求める。
図6の場合、幅値Wv1が「0.14」、幅値Wv2が「0.08」であるとすると、幅値EPvは、「0.22」となる。
第1取得部11aは、取得した合計幅値EPvを演算部12に与える。
第1取得部11aが演算部12に与える、合計幅値EPvは、速度脈波に基づいて得られた値である。
第2取得部11bは、交差点qaを示す情報及び領域R分の加速度脈波を示す情報に基づいて、領域Rにおける加速度脈波に含まれるピークであって着目する等高線Haが位置する符号側と同じ符号側のピークの前後に位置する一又は複数対の交差点qa同士間の等高線Ha上の幅値Wa(第2幅値)を求める。
第2取得部11bは、取得した合計幅値EPaを演算部12に与える。
第1取得部11aが演算部12に与える、合計幅値EPaは、加速度脈波に基づいて得られた値である。
また、図6において、交差点qv1と、交差点qv2との間で速度脈波と等高線Hv1とが交差しない状態で、交差点qv1と、交差点qv2との間にピークpv1に加えさらに他のピークが存在する場合であっても、幅値取得部11は、交差点qv1と、交差点qv2との間である幅値Wv1を取得する。つまり、互いに隣り合う交差点qv1と、交差点qv2との間に複数のピークが存在したとしても、そのピークが等高線Hv1と同じ符号側であれば、幅値取得部11は、交差点qv1と、交差点qv2との間である幅値Wv1を取得する。
図3中、演算部12は、推定血圧値の演算対象とされている被検者Sが、当該被検者Sを分類するために予め設定された複数のクラス(グループ)の内、いずれのクラスに該当するかを特定し、特定したクラスに応じて推定血圧値の演算を行うように構成されている。
図7(a)の速度脈波、及び図7(b)の加速度脈波は、57歳男性の被検者から検出した出力信号から求めたものである。
第1クラス特定部15は、交差点数VPvを用いて、交差点数VPv及び合計幅値EPvに基づいた推定血圧値を演算するに当たっての被検者Sのクラス特定を行う。
第1クラス特定部15は、複数の等高線Hvの内、どの等高線Hvを用いて取得された交差点数VPvを用いてクラスの特定を行うかについて記憶している。
すなわち、複数の被検者Sから取得した脈波から実際のデータ(上述した複数の等高線Hvごとに取得された交差点数VPv)を多数収集し、得られたデータを、例えば、年齢が20歳台のグループ(若年グループ)と、50歳以上のグループ(壮年グループ)の2つのグループに分類する。
さらに、求めた、若年グループの交差点数VPvの平均値と、壮年グループの交差点数VPvの平均値との差ΔVPvを求め、この差であるΔVPvの2乗値を求める。
ΔVPvの2乗値を等高線Hごとに求め、ΔVPvの2乗値が最も大きい等高線Hvから求められる交差点数VPvを、クラス特定に用いるための交差点数VPvとする。
第1クラス特定部15は、参照した交差点数VPvの値に応じて、複数に分類されたクラスの内のいずれに該当するかを特定する。
本実施形態では、6つのクラスとしてクラスAからクラスFが予め設定されている。
第1クラス特定部15は、参照した交差点数VPvの値が、「4」である場合、クラスCと特定し、参照した交差点数VPvの値が、「4」より大きく「6」より小さい場合、クラスDと特定する。
第1クラス特定部15は、参照した交差点数VPvの値が、「6」である場合、クラスEと特定し、参照した交差点数VPvの値が、「6」より大きい場合、クラスFと特定する。
なお、クラスの特定を行うために用いる交差点数VPvは、例えば、一の被検者Sの速度脈波から複数の領域Rを選択し、選択した複数の領域Rから求めた交差点数VPvの平均値を用いてもよい。
第2クラス特定部18は、交差点数VPaを用いて、交差点数VPa及び合計幅値EPaに基づいた推定血圧値を演算するに当たっての被検者Sのクラス特定を行う。
なお、第2クラス特定部18が特定するクラスも、第1クラス特定部15が特定するクラスと同様、6つのクラスに分類されている。
よって、第2クラス特定部18は、クラス特定用の交差点数VPaとして、予め特定された等高線Hvの交差点数VPaを用いることを記憶している。
第1クラス特定部15は、参照した交差点数VPaの値に応じて、6つのクラスの内のいずれに該当するかを特定する。
演算部12の第1クラス特定部15は、クラスを特定すると、第1推定値演算部16に交差点数VPv及び合計幅値EPvを与える。
第1推定値演算部16は、第1クラス特定部15が特定したクラスに応じた推定血圧値の演算を、第1演算用モデル17を用いて行う。
第1推定値演算部16は、第1演算用モデル17に含まれる6つの演算モデルの内、第1クラス特定部15が特定したクラスに対応した演算モデルを選択する。
第1推定値演算部16は、選択した演算モデルを用いて推定血圧値の演算を行う。
また、図8中、kは、一の被検者Sによる速度脈波の特徴量である交差点数VPv及び合計幅値EPvを特定するための値であり、交差点数VPv及び合計幅値EPvを求めるために用いた等高線Hvに対応付けられている。つまり、同じ等高線Hvを用いて得られた交差点数VPvにはkの値として同じ値が付される。
本実施形態では、交差点数VPvは14個取得され、合計幅値EPvは14個取得される。よって、Kは、「28」となる。また、図8では、交差点数VPvから先にkが付与され、その次に合計幅値EPvにkが付与されている。よって、14個の交差点数VPvには、kの値として、それぞれ、「1」から「14」が付与され、14個の合計幅値EPvには、kの値として、それぞれ、「15」から「28」が付与される。
図8中、jは、No.1からNo.Jまでの被検者Sを特定するための値である。
また、式(3)中、xk rfは、図8に示すトレーニングデータにおける特徴量xkの被検者一人当たりの平均値、yk rfは、図8に示すトレーニングデータにおける測定血圧値yの被検者一人当たりの平均値である。
また、βkは、xk rf及びyk rfを通過する傾きを示しており、下記式(4)のように表される。
SN比ωkは、上記式(8)によって求めることができる。
よって、式(9)は、特徴量xkの関数となっている。
つまり、式(9)に、取得した脈波から得た速度脈波の特徴量xk(交差点数VPv及び合計幅値EPv)を代入すれば、推定血圧値y^vを求めることができる。
このため、各演算モデルは、分類された各クラスに応じて適切な演算を実現することが可能なモデルとなっている。
速度脈波に基づいた推定血圧値y^vを求めると、第1推定値演算部16は、求めた推定血圧値y^vを統合演算部21に与える。
統合演算部21が行う処理については後に説明する。
第2推定値演算部19は、第2クラス特定部18が特定したクラスに応じた推定血圧値の演算を、第2演算用モデル20を用いて行う。
第2推定値演算部19は、第2演算用モデル20に含まれる6つの演算モデルの内、第2クラス特定部18が特定したクラスに対応した演算モデルを選択する。
第2推定値演算部19は、選択した演算モデルを用いて推定血圧値の演算を行う。
また、第2推定値演算部19が行う推定血圧値を演算するための処理は、加速度脈波に基づいて得られた交差点数VPa及び合計幅値EPaを用いて行われる以外、第1演算用モデル17による処理と同様である。
よって、これらの点については説明を省略する。
加速度脈波に基づいた推定血圧値y^aを求めると、第2推定値演算部19は、求めた推定血圧値y^aを統合演算部21に与える。
統合演算部21は、速度脈波に基づいて求めた推定血圧値y^vが第1推定値演算部16から与えられるとともに、加速度脈波に基づいて求めた推定血圧値y^aが第2推定値演算部19から与えられると、両値を統合する演算を行う。
統合演算部21は、第1クラス特定部15及び第2クラス特定部18の少なくともいずれか一方が特定したクラスに対応したモデルを選択する。
統合演算モデルは、複数の被検者Sから得た実際のデータからなるトレーニングデータを用いて構築されている。
SN比ηは、下記式(10)、(11)、(12)、(13)に基づいて求めることができる。
SN比ηは、上記式(13)によって求めることができる。
式(14)に、第1推定値演算部16から与えられる推定血圧値y^vを代入し、さらに、第2推定値演算部19から与えられる推定血圧値y^aを代入すれば、統合した推定血圧値y^iを求めることができる。
このため、各統合演算モデルは、分類された各クラスに応じて適切な演算を実現することが可能なモデルとなっている。
推定血圧値y^iを求めると、統合演算部21は、求めた推定血圧値y^iを出力部13に与える。
出力部13は、統合演算部21から与えられる推定血圧値y^iを、表示モニタに表示したり、印刷することによって出力する。
これにより、分類された各クラスに応じて適切な演算を行うことができるので、より精度よく推定血圧値y^iを求めることができる。
さらに、上記実施形態では、1拍分の波形である領域Rを速度脈波及び加速度脈波それぞれで一つだけ用い、合計幅値(EPv、EPa)と、交差点数(VPv、VPa)を求めた場合を例示したが、より多数の波形を用いて合計幅値(EPv、EPa)及び交差点数(VPv、VPa)を求めてもよい。
さらに、被検者Sから検出された容積脈波(検出脈波)に基づいて推定血圧値y^iを求めることもできる。この場合、微分処理部9は、与えられた出力信号が表す容積脈波を微分せずそのまま交差点特定部10に与える。後段の各部は、容積脈波に基づいて、特徴量である合計幅値と、交差点数とを求め、推定血圧値y^iを求める。
よって、推定血圧値y^iを求めるために、容積脈波、速度脈波、及び加速度脈波のいずれかを用いることができる。また、これら内、任意の脈波を選択して組み合わせ、推定血圧値y^iを求めることもできる。
この場合、パルスオキシメータは、光電式のセンサを用いているため、その光電式のセンサを脈波センサとして兼用することができる。よって、容易に、パルスオキシメータ機能及び血圧測定機能の両方を備えた構成とすることができる。
この場合、携帯端末装置に生体情報推定装置1としての機能を付与できるので、常時、血圧測定等の健康状態の管理が可能となる。
また、腕時計型の携帯端末装置であれば、使用者の腕に接触する部分にセンサ部2を埋め込むことができ、逐次、健康状態の管理が可能となる。
なお、圧脈波を取得する場合、センサ部としては、圧電式の脈波センサを用いることができる。
次に、上記実施形態の生体情報推定装置1によって推定血圧値y^iを求める際の特徴量である合計幅値(EPv、EPa)と、従来から特徴量として用いられていた加速度脈波のピークの値とについて、取得したときの値の安定性について評価した。
加速度脈波からピークの値の求めるには、まず、図10中、1拍分の波形である領域Rにおいて、絶対値で最も高い値を示しているピークp10から順に並ぶ各ピークp11、p12、p13、及びp14の値をそれぞれ取得する。
次いで、取得した各値である、ピークp11の値b、ピークp12の値c、ピークp13の値d、及びピークp14の値eを、ピークp10の値aで規格化する。
図11に示すように、実施例では、すべての等高線での合計幅値EPaの抽出率が100%であった。
一方、比較例では、ピークp11の値b/aの抽出率は100%であったが、他の値の抽出率は100%に至らなかった。
この結果から、実施例では、比較例と比較して、加速度脈波から安定して波形の情報を取得することができることが判る。
図12に示すように、実施例では、すべての等高線での合計幅値EPaの変動係数が0.1未満と非常に小さい値であった。
一方、比較例では、ピークp11の値b/aの変動係数が0.1未満と小さくなっているが、他の変動係数は、いずれも0.3を超えており、非常に大きい値であった。
この結果から、実施例では、比較例と比較して、値を取得したときのばらつきが少なく、安定していることが判る。
つまり、本実施形態の生体情報推定装置1は、特徴量として合計幅値EPaを取得することで、加速度脈波の波形に関する情報を時間軸方向に沿って取得することができ、ピークの値を特徴量として取得する場合と比較して、より安定して加速度脈波の波形に関する情報を取得することができると言える。
上記実施形態では、特徴量である交差点数(VPv、VPa)及び合計幅値(EPv、EPa)を用いて推定血圧値y^iを演算する際に、単回帰分析によって演算した場合を例示したが、他の実施形態として、単回帰分析に代えて、PLS法(Partial Least Squares Regression)による重回帰分析によって推定血圧値y^iを演算するように構成した生体情報推定装置1を用い、推定血圧値y^iを演算させた。
また、推定血圧値y^iとしては、収縮期及び拡張期の両方を求め、測定血圧値との間で比較した。
図13中、CART法によって演算した推定血圧値y^iは、単回帰分析による演算、及びPLS法による演算の推定血圧値y^iと比較して若干誤差が大きく表れているが、いずれの方法の場合も、実用上問題の無い誤差であることが確認できた。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
上記実施形態では、演算部21が、第1クラス特定部15、及び第2クラス特定部18を備えていることで、被検者Sのクラスを特定した上で推定血圧値y^v及び推定血圧値y^aを求めるように構成した場合を例示したが、例えば、図10に示す変形例のように、演算部21が、第1推定値演算部16と、第1推定値演算部16が演算に用いる演算モデル25と、第2推定値演算部19と、第2推定値演算部19が演算に用いる演算モデル26とを備え、第1クラス特定部15、及び第2クラス特定部18を備えない構成とすることもできる。
このとき、演算モデル25、26としては、PLS法等の重回帰分析を行うためのモデルが採用され、予め推定血圧値y^v,y^aを求めるためのトレーニングがなされる。
2 センサ部
3 処理部
4 光源
5 受光部
6 センサ制御部
6a 光源制御部
6b 信号処理部
6c フィルタ部
6d 増幅部
9 微分処理部
10 交差点特定部
10a 第1特定部
10b 第2特定部
11 幅値取得部
11a 第1取得部
11b 第2取得部
12 演算部
13 出力部
15 第1クラス特定部
16 第1推定値演算部
17 第1演算用モデル
18 第2クラス特定部
19 第2推定値演算部
20 第2演算用モデル
21 統合演算部
Claims (13)
- 正側及び負側の少なくともいずれか一方にピークを含んでいる生体の脈波から生体情報の推定値を求める生体情報推定装置であって、
前記脈波を取得する脈波取得部と、
前記脈波と、前記脈波の振幅方向に対して一定値であることを表す等高線と、が交差する複数の交差点を特定する交差点特定部と、
前記等高線が位置する符号側と同じ符号側のピークの前後に位置する一又は複数対の交差点同士間の前記等高線上の幅値を取得する幅値取得部と、
前記幅値に基づいて前記推定値を求める演算部と、を備え、
前記交差点特定部は、互いに異なる値を表す複数の前記等高線ごとに前記複数の交差点を特定し、
前記幅値取得部は、複数の前記等高線ごとに前記幅値を取得する
生体情報推定装置。 - 前記演算部は、前記幅値と、前記複数の交差点の数とに基づいて前記推定値を求める請求項1に記載の生体情報推定装置。
- 前記演算部は、
前記生体を分類するために予め設定された複数のグループに対応した前記推定値の演算を行うための演算用モデルと、
前記推定値の演算対象とされる前記生体が前記複数のグループの内のいずれに該当するかを、前記幅値及び前記複数の交差点の数の少なくとも一方に基づいて特定するグループ特定部と、
特定されたグループに応じた前記推定値の演算を、前記演算用モデルを用いて行う推定値演算部と、を備えている請求項1又は請求項2に記載の生体情報推定装置。 - 前記脈波取得部は、前記生体から検出された検出脈波の微分波である微分脈波を前記脈波として取得する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の生体情報推定装置。
- 前記脈波取得部は、前記検出脈波を一回微分した一回微分脈波と、前記検出脈波を二回微分した二回微分脈波とを前記脈波として前記交差点特定部に与え、
前記交差点特定部は、前記一回微分脈波と、前記一回微分脈波の振幅方向に対して一定値であることを表す第1等高線と、が交差する複数の第1交差点を特定するとともに、前記二回微分脈波と、前記二回微分脈波の振幅方向に対して一定値であることを表す第2等高線と、が交差する複数の第2交差点を特定し、
前記演算部は、前記複数の第1交差点より取得される第1幅値と、前記複数の第2交差点より取得される第2幅値とに基づいて前記推定値を求める請求項4に記載の生体情報推定装置。 - 正側及び負側の少なくともいずれか一方にピークを含んでいる生体の脈波から生体情報の推定値を求める生体情報推定方法であって、
前記脈波を取得する脈波取得ステップと、
前記脈波と、前記脈波の振幅方向に対して一定値であることを表す等高線と、が交差する複数の交差点を特定する交差点特定ステップと、
前記等高線が位置する符号側と同じ符号側のピークの前後に位置する一又は複数対の交差点同士間の前記等高線上の幅値を取得する幅値取得ステップと、
前記幅値に基づいて前記推定値を求める演算ステップと、を含み、
前記交差点特定ステップは、互いに異なる値を表す複数の前記等高線ごとに前記複数の交差点を特定し、
前記幅値取得ステップは、複数の前記等高線ごとに前記幅値を取得する
生体情報推定方法。 - 正側及び負側の少なくともいずれか一方にピークを含んでいる生体の脈波から生体情報の推定値を求める処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータに
前記脈波を取得する脈波取得ステップと、
前記脈波と、前記脈波の振幅方向に対して一定値であることを表す等高線と、が交差する複数の交差点を特定する交差点特定ステップと、
前記等高線が位置する符号側と同じ符号側のピークの前後に位置する一又は複数対の交差点同士間の前記等高線上の幅値を取得する幅値取得ステップと、
前記幅値に基づいて前記推定値を求める演算ステップと、を実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記交差点特定ステップは、互いに異なる値を表す複数の前記等高線ごとに前記複数の交差点を特定し、
前記幅値取得ステップは、複数の前記等高線ごとに前記幅値を取得する
コンピュータプログラム。 - 正側及び負側の少なくともいずれか一方にピークを含んでいる生体の脈波から生体情報の推定値を求める生体情報推定装置であって、
前記脈波を取得する脈波取得部と、
前記脈波と、前記脈波の振幅方向に対して一定値であることを表す等高線と、が交差する複数の交差点を特定する交差点特定部と、
前記等高線が位置する符号側と同じ符号側のピークの前後に位置する一又は複数対の交差点同士間の前記等高線上の幅値を取得する幅値取得部と、
前記幅値と、前記複数の交差点の数とに基づいて前記推定値を求める演算部と、を備えている生体情報推定装置。 - 正側及び負側の少なくともいずれか一方にピークを含んでいる生体の脈波から生体情報の推定値を求める生体情報推定方法であって、
前記脈波を取得する脈波取得ステップと、
前記脈波と、前記脈波の振幅方向に対して一定値であることを表す等高線と、が交差する複数の交差点を特定する交差点特定ステップと、
前記等高線が位置する符号側と同じ符号側のピークの前後に位置する一又は複数対の交差点同士間の前記等高線上の幅値を取得する幅値取得ステップと、
前記幅値と、前記複数の交差点の数とに基づいて前記推定値を求める演算ステップと、を含んでいる生体情報推定方法。 - 正側及び負側の少なくともいずれか一方にピークを含んでいる生体の脈波から生体情報の推定値を求める処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータに
前記脈波を取得する脈波取得ステップと、
前記脈波と、前記脈波の振幅方向に対して一定値であることを表す等高線と、が交差する複数の交差点を特定する交差点特定ステップと、
前記等高線が位置する符号側と同じ符号側のピークの前後に位置する一又は複数対の交差点同士間の前記等高線上の幅値を取得する幅値取得ステップと、
前記幅値と、前記複数の交差点の数とに基づいて前記推定値を求める演算ステップと、を実行させるためのコンピュータプログラム。 - 生体の脈波から生体情報の推定値を求める生体情報推定装置であって、
前記脈波を取得する脈波取得部と、
前記脈波と、前記脈波の振幅方向に対して一定値であることを表す等高線と、が交差する複数の交差点を特定する交差点特定部と、
前記複数の交差点の数に基づいて前記推定値を求める演算部と、を備えている生体情報推定装置。 - 生体の脈波から生体情報の推定値を求める生体情報推定方法であって、
前記脈波を取得する脈波取得ステップと、
前記脈波と、前記脈波の振幅方向に対して一定値であることを表す等高線と、が交差する複数の交差点を特定する交差点特定ステップと、
前記複数の交差点の数に基づいて前記推定値を求める演算ステップと、を含んでいる生体情報推定方法。 - 生体の脈波から生体情報の推定値を求める処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータに
前記脈波を取得する脈波取得ステップと、
前記脈波と、前記脈波の振幅方向に対して一定値であることを表す等高線と、が交差する複数の交差点を特定する交差点特定ステップと、
前記複数の交差点の数に基づいて前記推定値を求める演算ステップと、を実行させるためのコンピュータプログラム。
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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