JP2018068465A - Biological information processing device and biological information processing method - Google Patents

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JP2018068465A JP2016209310A JP2016209310A JP2018068465A JP 2018068465 A JP2018068465 A JP 2018068465A JP 2016209310 A JP2016209310 A JP 2016209310A JP 2016209310 A JP2016209310 A JP 2016209310A JP 2018068465 A JP2018068465 A JP 2018068465A
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陽 池田
Hiromi Ikeda
陽 池田
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biological information processing device for correctly grasping a biological state by taking biological information reflecting a state of an automatic nerve into consideration in a combined manner.SOLUTION: An arithmetic processing unit 57 executes: a frequency component ratio data acquisition step for acquiring N kinds of frequency component ratio data from N kinds (N≥3) of biological information of time series; a data aggregation step for aggregating the N kinds of biological information and N kinds of frequency component ratios to acquire M kinds (M≥2 and N>M) of time series data for classification; a classification step for classifying the M kinds of time series data for classification into a plurality of clusters; and an appearance data generation step for generating appearance data of time series in each cluster.SELECTED DRAWING: Figure 42

Description

本発明は、生体情報を処理する生体情報処理装置および生体情報処理方法に関する。   The present invention relates to a biological information processing apparatus and a biological information processing method for processing biological information.

従来、例えば、特許文献1に記載されているように、生体の自律神経系の影響を表す心
拍変化率の低周波、高周波帯域成分を含む複数の生体信号から特徴ベクトルを検出し、特
徴ベクトルと学習データに基づく分流器を用いて生体の状態を判別する方法が知られてい
た。
Conventionally, as described in Patent Document 1, for example, a feature vector is detected from a plurality of biological signals including low-frequency and high-frequency band components of a heart rate change rate representing the influence of the autonomic nervous system of the living body, A method of discriminating the state of a living body using a shunt based on learning data has been known.

特開2004−138号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-138

しかしながら、特許文献1に記載の方法では、分流器を用いて状態を判別するため、生
体がどの状態にあるか把握することができても、状態の程度を把握することができないた
め、生体の状態を正しく把握することができないという課題があった。
However, in the method described in Patent Document 1, since the state is determined using the shunt, even if it is possible to grasp the state of the living body, the degree of the state cannot be grasped. There was a problem that the state could not be grasped correctly.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の
形態または適用例として実現することが可能である。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]本適用例に係る生体情報処理装置は、演算処理部が、時系列のN種類(N
≧3)の生体情報データから、所定の周波数よりも低い低周波数成分と前記所定の周波数
よりも高い高周波数成分との比である、N種類の周波数成分比データを求めるステップと
、前記N種類の生体情報データおよび前記N種類の周波数成分比データを集約して、M種
類(M≧2かつN>M)の分類用時系列データを取得するデータ集約ステップと、前記M
種類の分類用時系列データを複数のクラスタに分類する分類ステップと、前記クラスタ毎
に時系列の出現データを生成する出現データ生成ステップと、を実行することを特徴とす
る。
Application Example 1 In the biological information processing apparatus according to this application example, the arithmetic processing unit has N types of time series (N
≧ 3) obtaining N types of frequency component ratio data which is a ratio of a low frequency component lower than a predetermined frequency and a high frequency component higher than the predetermined frequency from the biological information data; Data aggregation step of aggregating biometric information data and N types of frequency component ratio data to obtain M types (M ≧ 2 and N> M) of classification time series data;
A classification step for classifying the time-series data for classification into a plurality of clusters, and an appearance data generation step for generating time-series appearance data for each cluster are executed.

本適用例によれば、時系列のN種類(N≧3)の生体情報データから、N種類の周波数
成分比データを求めることによって、自律神経の状態を反映する情報を取得することがで
きる。そして、N種類の生体情報データおよびN種類の周波数成分比データを集約するこ
とによって、生体の状態分析に有用なM種類(M≧2かつN>M)の分類用時系列データ
を取得することができる。そして、M種類の分類用時系列データを複数のクラスタに分類
し、各クラスタの出現データを生成することによって、自律神経の状態を反映した生体の
状態と状態の程度を把握することができる。
従って、自律神経の状態を反映した生体の状態を正しく把握することを可能とする生体
情報処理装置を提供することができる。
According to this application example, information reflecting the state of the autonomic nerve can be acquired by obtaining N types of frequency component ratio data from N types (N ≧ 3) of biological information data in time series. Then, by collecting N types of biological information data and N types of frequency component ratio data, acquiring time series data for classification of M types (M ≧ 2 and N> M) useful for biological state analysis Can do. Then, by classifying the M types of time-series data for classification into a plurality of clusters and generating the appearance data of each cluster, it is possible to grasp the state of the living body and the degree of the state reflecting the state of the autonomic nerve.
Therefore, it is possible to provide a biological information processing apparatus that can correctly grasp the state of the living body reflecting the state of the autonomic nerve.

[適用例2]上記適用例に記載の前記データ集約ステップは、前記N種類の生体情報デ
ータおよび前記N種類の周波数成分比データをX種類(X≧M)の分類用時系列データに
集約し、当該X種類の分類用時系列データから前記M種類を選択することを含むことが好
ましい。
[Application Example 2] In the data aggregation step described in the application example, the N types of biological information data and the N types of frequency component ratio data are integrated into X types (X ≧ M) of classification time series data. Preferably, the method includes selecting the M types from the X types of time series data for classification.

本適用例によれば、N種類の生体情報データおよびN種類の周波数成分比データをX種
類(X≧M)の分類用時系列データに集約し、そのうちM種類を選択することによって、
分類用時系列データの数を減らすことができる。
According to this application example, N types of biological information data and N types of frequency component ratio data are aggregated into X types (X ≧ M) of classification time series data, and by selecting M types,
The number of time series data for classification can be reduced.

[適用例3]上記適用例に記載の前記データ集約ステップは、前記N種類の生体情報デ
ータおよび前記N種類の周波数成分比データの主成分分析又は因子分析を行って集約を行
い、前記分類用時系列データの分散の大きさに基づいて選択を行うステップであることが
好ましい。
[Application Example 3] In the data aggregation step described in the application example, the N types of biological information data and the N types of frequency component ratio data are aggregated by performing principal component analysis or factor analysis, and the classification Preferably, the selection step is based on the variance of the time series data.

本適用例によれば、N種類の生体情報データおよびN種類の周波数成分比データを主成
分分析または因子分析し、その分散に基づきM種類の分類用時系列データを取得すること
によって、生体の状態分析に有用なM種類の分類用時系列データを取得することができる
According to this application example, principal component analysis or factor analysis is performed on N types of biological information data and N types of frequency component ratio data, and M types of time-series data for classification are acquired based on the variances. M types of time series data for classification useful for state analysis can be acquired.

[適用例4]上記適用例に記載の前記データ集約ステップは、前記N種類の周波数成分
比データのうち少なくとも一つ以上を選択して集約することを含むことが好ましい。
Application Example 4 It is preferable that the data aggregation step described in the application example includes selecting and aggregating at least one of the N types of frequency component ratio data.

本適用例によれば、N種類の周波数成分比データのうち少なくとも一つ以上を選択して
集約することによって、生体の状態分析に有用なM種類の分類用時系列データを取得する
ことができる。
According to this application example, by selecting and aggregating at least one of the N types of frequency component ratio data, it is possible to acquire M types of time series data for classification useful for biological state analysis. .

[適用例5]上記適用例に記載の前記分類ステップは、前記M種類の分類用時系列デー
タをM次元空間にプロットすることと、当該プロットをクラスタリングして前記複数のク
ラスタに分類することを含むことが好ましい。
Application Example 5 The classification step described in the application example includes plotting the M types of classification time-series data in an M-dimensional space and clustering the plots into the plurality of clusters. It is preferable to include.

本適用例によれば、M種類の分類用時系列データをM次元空間にプロットしてクラスタ
リングを行い、複数のクラスタに分類することによって、生体の状態を分類することがで
きる。
According to this application example, it is possible to classify biological states by plotting M types of time series data for classification in an M-dimensional space, performing clustering, and classifying into a plurality of clusters.

[適用例6]上記適用例に記載の前記出現データ生成ステップは、前記クラスタ毎に、
当該クラスタに属する前記分類用時系列データを、算出時刻をずらしながら所定時間幅で
平均した算出時刻別の出現確率を算出することを含むことが好ましい。
[Application Example 6] The appearance data generation step described in the application example described above is performed for each cluster.
Preferably, the method includes calculating the appearance probability for each calculation time obtained by averaging the time series data for classification belonging to the cluster with a predetermined time width while shifting the calculation time.

本適用例によれば、クラスタ毎に各分類用時系列データを所定時間幅で平均し、各クラ
スタに属する分類用時系列データの時系列の出現確率を算出することによって、時刻にお
ける生体の状態を正しく把握することができる。
According to this application example, the state of the living body at the time is calculated by averaging the time series data for classification for each cluster with a predetermined time width and calculating the time series appearance probability of the time series data for classification belonging to each cluster. Can be grasped correctly.

[適用例7]上記適用例に記載の前記演算処理部が、前記時系列の出現データを周方向
に時間軸をとった文字盤上に表示制御する表示制御ステップを実行することが好ましい。
Application Example 7 It is preferable that the arithmetic processing unit according to the application example execute a display control step of controlling display of the time series appearance data on a dial having a time axis in the circumferential direction.

本適用例によれば、時系列の出現データを、周方向に時間軸をとった文字盤上に表示制
御することによって、時間経過に伴う生体の状態変化を直感的に把握することができる。
According to this application example, it is possible to intuitively grasp a change in the state of a living body with the passage of time by controlling display of time-series appearance data on a dial having a time axis in the circumferential direction.

[適用例8]上記適用例に記載の前記生体情報データは、熱流束、皮膚温度、深部温度
、酸素飽和度、血流量、血圧、活動量、および脈拍数の何れかの生体情報を含むことが好
ましい。
Application Example 8 The biological information data described in the application example includes biological information of any one of heat flux, skin temperature, deep temperature, oxygen saturation, blood flow, blood pressure, activity, and pulse rate. Is preferred.

本適用例によれば、熱流束、皮膚温度、深部温度、酸素飽和度、血流量、血圧、活動量
、および脈拍数の何れかの生体情報をM種類に集約して用い、分類したクラスタ毎の出現
データを生成することによって、生体の状態を正しく把握することができる。
According to this application example, the biological information of any one of heat flux, skin temperature, deep temperature, oxygen saturation, blood flow, blood pressure, activity, and pulse rate is aggregated and used for each classified cluster. By generating the appearance data, it is possible to correctly grasp the state of the living body.

[適用例9]本適用例に係る生体情報処理方法は、時系列のN種類(N≧3)の生体情
報データおよび前記N種類の周波数成分比データを集約して、M種類(M≧2かつN>M
)の分類用時系列データを取得するデータ集約ステップと、前記M種類の分類用時系列デ
ータを複数のクラスタに分類する分類ステップと、前記クラスタ毎に時系列の出現データ
を生成する出現データ生成ステップと、を含むことを特徴とする。
[Application Example 9] The biological information processing method according to this application example aggregates time-series N types (N ≧ 3) of biological information data and the N types of frequency component ratio data into M types (M ≧ 2). And N> M
A data aggregation step of acquiring time series data for classification), a classification step of classifying the M types of time series data for classification into a plurality of clusters, and appearance data generation for generating time series appearance data for each cluster And a step.

本適用例によれば、時系列のN種類(N≧3)の生体情報データから、N種類の周波数
成分比データを求めることによって、自律神経の状態を反映する情報を取得することがで
きる。そして、N種類の生体情報データおよびN種類の周波数成分比データを集約するこ
とによって、生体の状態分析に有用なM種類(M≧2かつN>M)の分類用時系列データ
を取得することができる。そして、M種類の分類用時系列データを複数のクラスタに分類
し、各クラスタの出現データを生成することによって、自律神経の状態を反映した生体の
状態と状態の程度を把握することができる。
従って、自律神経の状態を反映した生体の状態を正しく把握することを可能とする生体
情報処理方法を提供することができる。
According to this application example, information reflecting the state of the autonomic nerve can be acquired by obtaining N types of frequency component ratio data from N types (N ≧ 3) of biological information data in time series. Then, by collecting N types of biological information data and N types of frequency component ratio data, acquiring time series data for classification of M types (M ≧ 2 and N> M) useful for biological state analysis Can do. Then, by classifying the M types of time-series data for classification into a plurality of clusters and generating the appearance data of each cluster, it is possible to grasp the state of the living body and the degree of the state reflecting the state of the autonomic nerve.
Therefore, it is possible to provide a living body information processing method that makes it possible to correctly grasp the state of the living body reflecting the state of the autonomic nerve.

本実施形態の生体情報処理装置を備えた全体システムの構成例を示す模式図。The schematic diagram which shows the structural example of the whole system provided with the biological information processing apparatus of this embodiment. 測定装置を表面側から見た外観図。The external view which looked at the measuring apparatus from the surface side. 測定装置を裏面側から見た外観図。The external view which looked at the measuring apparatus from the back side. 熱流センサーの平面図。The top view of a heat flow sensor. 図4に示すA−A矢視断面の模式図。The schematic diagram of the AA arrow cross section shown in FIG. 時刻tにおける各生体情報Sn(t)の一例を表形式で示す図。The figure which shows an example of each biometric information Sn (t) in the time t in a table format. 活動量S1(t)をグラフ化した図。Activity S 1 (t) was graphed FIG. 脈拍数S2(t)をグラフ化した図。Graphing the pulse rate S 2 (t) the FIG. 動脈血中酸素飽和度S3(t)をグラフ化した図。Graphing oxygen saturation S 3 (t) in arterial blood was FIG. 皮膚温度S4(t)をグラフ化した図。Skin temperature S 4 (t) was graphed FIG. 深部温度S5(t)をグラフ化した図。Core Temperature S 5 (t) was graphed FIG. 熱流束S6(t)をグラフ化した図。Heat flux S 6 (t) was graphed FIG. 生体情報の低周波領域、高周波領域を示す図。The figure which shows the low frequency area | region of a biometric information, and a high frequency area | region. 活動量の周波数成分比R1(t)をグラフ化した図。Figure activity amount of the frequency component ratio R 1 (t) and graphed. 脈拍数の周波数成分比R2(t)をグラフ化した図。Graphed FIG frequency component ratio R 2 (t) of the pulse rate. 動脈血中酸素飽和度の周波数成分比R3(t)をグラフ化した図。Graphed FIG frequency component ratio R 3 (t) in arterial blood oxygen saturation. 皮膚温度の周波数成分比R4(t)をグラフ化した図。Graphed FIG frequency component ratio R 4 (t) of the skin temperature. 深部温度の周波数成分比R5(t)をグラフ化した図。Graphed FIG frequency component ratio R 5 a (t) of the core temperature. 熱流束の周波数成分比R6(t)をグラフ化した図。Graphed FIG frequency component ratio R 6 (t) of the heat flux. 脈拍数の周波数成分比R2(t)と熱流束の周波数成分比R6(t)をプロットした図。Plotted FIG frequency component ratio R 6 a (t) of the frequency component ratio R 2 (t) and the heat flux of the pulse rate. 本実施形態における第1主成分Y1(t)をグラフ化した図。The first principal component Y 1 (t) was graphed Figure in this embodiment. 本実施形態における第2主成分Y2(t)をグラフ化した図。The second principal component Y 2 (t) was graphed Figure in this embodiment. 本実施形態における第1主成分Y1(t)および第2主成分Y2(t)を定める係数ベクトル値α1n,α2nを示す図。The first principal component Y 1 (t) and the second principal component Y 2 (t) a prescribed coefficient vector value alpha 1n the present embodiment, shows an alpha 2n. 本実施形態における第1主成分Y1(t)および第2主成分Y2(t)の集約データをプロットした図。It plotted aggregated data of the first principal component Y 1 in the embodiment (t) and the second principal component Y 2 (t). 図24の集約データのクラスタリング結果を示す図。The figure which shows the clustering result of the aggregated data of FIG. 時系列クラスタデータc(t)を示す図。The figure which shows the time series cluster data c (t). クラスタ帰属度データBC(t)を示す図。The figure which shows cluster attribution data B C (t). クラスタG1の出現データP1(t)をグラフ化した図。Figure graphed appearance data P 1 (t) of the cluster G 1. クラスタG2の出現データP2(t)をグラフ化した図。Figure graphed appearance data P 2 (t) of the cluster G 2. クラスタG3の出現データP3(t)をグラフ化した図。Figure graphed appearance data P 3 (t) of the cluster G 3. クラスタG4の出現データP4(t)をグラフ化した図。Figure graphed appearance data P 4 (t) of the cluster G 4. クラスタG5の出現データP5(t)をグラフ化した図。Appearance data P 5 (t) was graphed Figure cluster G 5. クラスタG6の出現データP6(t)をグラフ化した図。Appearance data P 6 (t) was graphed Figure cluster G 6. クラスタG7の出現データP7(t)をグラフ化した図。Figure graphed appearance data P 7 (t) of the cluster G 7. クラスタG8の出現データP8(t)をグラフ化した図。Figure graphed appearance data P 8 (t) of the cluster G 8. クラスタG9の出現データP9(t)をグラフ化した図。Figure graphed appearance data P 9 (t) of the cluster G 9. 出現データP4(t)と出現データP8(t)と出現データP9(t)とを重ねてグラフ化した図。Appearance data P 4 (t) and the appearance data P 8 (t) and the appearance data P 9 (t) and graphed figure superimposed. 出現データP3(t)をグラフ化した図。Figure appearance data P 3 (t) and graphed. 出現データP2(t)出現データとP5(t)とを重ねてグラフ化した図。Appearance data P 2 (t) appearing data and P 5 (t) and graphed figure superimposed. 出現データP1(t)と出現データP6(t)と出現データP7(t)とを重ねてグラフ化した図。Appearance data P 1 (t) and the appearance data P 6 (t) and the appearance data P 7 (t) and graphed figure superimposed. 測定装置における状態分析結果の表示例を示す図。The figure which shows the example of a display of the state analysis result in a measuring apparatus. 生体情報処理装置の主要な機能構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the main function structural examples of a biological information processing apparatus. 生体情報処理装置が行う処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the process which a biometric information processing apparatus performs.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下説明す
る実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明を適用可能な形態が以下の
実施形態に限定されるものでもない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符
号を付す。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described below, and modes to which the present invention can be applied are not limited to the following embodiments. In the description of the drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals.

(実施形態)
図1は、本実施形態の生体情報処理装置5を備えた全体システムの構成例を示す模式図
である。本実施形態の生体情報処理装置5は、所定の通信回線Nを介して測定装置100
との間でデータ通信が可能に構成され、測定装置100が測定したユーザーの生体情報を
取得して分析に用いる。生体情報処理装置5は、例えば、スマートフォン、パソコン、タ
ブレット型コンピューター、携帯電話機、ゲーム装置等の電子機器を用いて実現できる。
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the entire system including the biological information processing apparatus 5 of the present embodiment. The biological information processing apparatus 5 according to the present embodiment includes the measurement apparatus 100 via a predetermined communication line N.
The user's biological information measured by the measuring apparatus 100 is acquired and used for analysis. The biological information processing apparatus 5 can be realized using electronic devices such as a smartphone, a personal computer, a tablet computer, a mobile phone, and a game device.

図2および図3は、測定装置100の構成例を示す外観図であり、図2はその表面(ユ
ーザーに装着した時に外向きになる面)を示し、図3は裏面(ユーザーに装着したときに
ユーザーの皮膚に接する面)を示している。測定装置100は、例えば、測定した生体情
報を現在時刻とともに表示する腕時計型の電子機器として構成され、本体ケース10に設
けられたバンド3をユーザーの手首に巻き付けることで生体表面(手首の皮膚面)に装着
・固定される。
2 and 3 are external views showing a configuration example of the measuring apparatus 100. FIG. 2 shows the front surface (surface facing outward when worn on the user), and FIG. 3 shows the back surface (when worn on the user). The surface in contact with the user's skin). The measuring apparatus 100 is configured as, for example, a wristwatch-type electronic device that displays measured biological information together with the current time, and wraps a band 3 provided in the main body case 10 around the wrist of the user to thereby increase the surface of the living body (the skin surface of the wrist). ).

なお、バンド3により皮膚面に巻き付ける構成に限らず、皮膚面に着脱自在な粘着シー
トやジェル等を用い、ユーザーの皮膚面に貼付して装着する構成でもよい。また、測定装
置100が装着される測定部位は手首に限定されない。測定部位は、例えば、額、頸部、
上腕部、足首、胸回り、胴回り、手足の甲等、適宜選択してよい。
The configuration is not limited to the configuration in which the band 3 is wound around the skin surface, but may be a configuration in which an adhesive sheet or gel that is detachable from the skin surface is used and attached to the user's skin surface. Further, the measurement site to which the measurement device 100 is attached is not limited to the wrist. The measurement site is, for example, the forehead, the neck,
The upper arm, the ankle, the chest, the waist, the back of the limb, etc. may be selected as appropriate.

測定装置100は、本体ケース10の内部に、現在時刻や生体情報等を表示するための
文字盤11を備える。また、本体ケース10の外周部には、生体情報の測定開始や当該測
定の停止等の各種操作を入力するための操作スイッチ121,123、現在時刻を手動で
調整するためのリューズ13等が配設されている。
The measuring apparatus 100 includes a dial 11 for displaying the current time, biometric information, and the like inside the main body case 10. Further, operation switches 121 and 123 for inputting various operations such as measurement start of biological information and stop of the measurement, crown 13 for manually adjusting the current time, and the like are arranged on the outer periphery of the main body case 10. It is installed.

文字盤11の上方には、現在時刻を表示する指針111が配置される。図2では、指針
111を時針112および分針113からなる二針式として図示しているが、秒針のある
三針式であってもよい。指針111は、文字盤11の背面側に設けられた図示しないムー
ブメントによって駆動・運針される。また、文字盤11は、前面に液晶パネル等の表示装
置を配置して有し、生体情報として測定された例えば血圧、動脈血中酸素飽和度(SpO
2)、および脈拍数(心拍数)を個別に表示する。なお、文字盤11による現在時刻の表
示は、アナログ表示に限らずデジタル表示であってもよい。また、表示する生体情報の種
類は適宜選択でき、ユーザーの操作入力に応じて変更可能な構成としてもよい。
Above the dial 11, a pointer 111 for displaying the current time is arranged. In FIG. 2, the pointer 111 is illustrated as a two-needle type including an hour hand 112 and a minute hand 113, but a three-needle type with a second hand may be used. The pointer 111 is driven and moved by a movement (not shown) provided on the back side of the dial 11. Further, the dial 11 has a display device such as a liquid crystal panel arranged on the front surface, for example, blood pressure, arterial blood oxygen saturation (SpO) measured as biological information.
2) and the pulse rate (heart rate) are individually displayed. Note that the display of the current time on the dial 11 is not limited to analog display but may be digital display. The type of biometric information to be displayed can be selected as appropriate, and can be configured to change according to user operation input.

この測定装置100は、複数のセンサーを適所に配置して有する。例えば、測定装置1
00は、熱流センサー21と、光センサー22と、モーションセンサー23と、GPSセ
ンサー24とを内蔵している。測定装置100は、所定の測定開始操作が為されると、こ
れらセンサー21〜24により複数種類の生体情報を並行して連続的に測定し、測定終了
操作が為された後等の適宜のタイミングで測定結果を生体情報処理装置5に送信する。各
生体情報の測定は、所定のサンプリング周期(例えば、1[sec])で同時刻に行う。
This measuring apparatus 100 has a plurality of sensors arranged in place. For example, measuring device 1
00 includes a heat flow sensor 21, an optical sensor 22, a motion sensor 23, and a GPS sensor 24. When a predetermined measurement start operation is performed, the measurement apparatus 100 continuously measures a plurality of types of biological information in parallel by these sensors 21 to 24, and after appropriate timing such as after the measurement end operation is performed. Then, the measurement result is transmitted to the biological information processing apparatus 5. The measurement of each biological information is performed at the same time in a predetermined sampling cycle (for example, 1 [sec]).

熱流センサー21は、測定装置100を装着した測定部位(本実施形態では手首)の生
体表面と外環境との間の熱伝達によって当該熱流センサー21の内部に生じた温度差をも
とに、生体表面に生じる熱流を測定する。例えば、熱流センサー21は、外形が略円環形
状を有し、その一方の端面を形成する保護層213aが本体ケース10の裏面において露
出するように配設される。
The heat flow sensor 21 is based on the temperature difference generated inside the heat flow sensor 21 due to heat transfer between the living body surface of the measurement site (the wrist in this embodiment) to which the measurement apparatus 100 is attached and the external environment. Measure the heat flow generated on the surface. For example, the heat flow sensor 21 has a substantially annular shape, and is disposed so that the protective layer 213 a that forms one end surface of the heat flow sensor 21 is exposed on the back surface of the main body case 10.

図4は、熱流センサー21の平面図であり、図5は、図4に示すA−A矢視断面の模式
図である。なお、配線等は図示を省略している。図4および図5に示すように、熱流セン
サー21は、伝熱層211と、その図5中下側を覆う保護層213aと、上側を覆う保護
層213bとが互いに熱拡散層215を介して接着された層構造を有し、伝熱層211の
内部に複数(図4では4つ)の検出器217が組み込まれて構成される。
FIG. 4 is a plan view of the heat flow sensor 21, and FIG. 5 is a schematic diagram of a cross section taken along the line AA shown in FIG. Note that illustration of wiring and the like is omitted. 4 and 5, the heat flow sensor 21 includes a heat transfer layer 211, a protective layer 213a covering the lower side in FIG. 5 and a protective layer 213b covering the upper side through the heat diffusion layer 215. It has a bonded layer structure, and a plurality (four in FIG. 4) of detectors 217 are incorporated inside the heat transfer layer 211.

検出器217は、装着時に生体表面側となる保護層213aと接するように配置された
測温体219aと、この測温体219aと対向する位置で外環境側(測定装置100の表
面側)となる保護層213bと接するように配置された測温体219bとを備え、測温体
219aの検出温度を手首の皮膚温度とし、測温体219bの検出温度を伝熱温度として
出力する。各測温体219a,219bによる検出温度の温度差(上下温度差)から、該
当する検出器217の位置における熱流束(単位面積当たりの熱流)を測定できる。また
、手首温度および熱流束から、熱伝導方程式に基づく関係式により手首の深部温度を測定
できる。測温体219a,219bには、サーミスターや熱電対等を用いることができる
。なお、熱流センサー21の構成は2つの測温体を用いた構成に限定されるものではなく
、サーモパイルを用いたもの等公知の構成を適宜選択して用いることができる。
The detector 217 includes a temperature measuring body 219a arranged so as to be in contact with the protective layer 213a on the living body surface side when worn, and an external environment side (the surface side of the measuring apparatus 100) at a position facing the temperature measuring body 219a. A temperature measuring body 219b arranged so as to be in contact with the protective layer 213b, and the temperature detected by the temperature measuring body 219a is set as the skin temperature of the wrist, and the temperature detected by the temperature measuring body 219b is output as the heat transfer temperature. The heat flux (heat flow per unit area) at the position of the corresponding detector 217 can be measured from the temperature difference (up and down temperature difference) of the detected temperatures by the temperature measuring elements 219a and 219b. Further, the wrist deep temperature can be measured from the wrist temperature and the heat flux by the relational expression based on the heat conduction equation. A thermistor, a thermocouple, or the like can be used for the temperature measuring elements 219a and 219b. The configuration of the heat flow sensor 21 is not limited to a configuration using two temperature measuring elements, and a known configuration such as a thermopile can be appropriately selected and used.

光センサー22は、熱流センサー21の環状内側部分において、本体ケース10の裏面
にその発光面が露出するように配設された2つの発光部221,223と、本体ケース1
0の裏面にその受光面が露出するように配設された受光部225とを備える。これら発光
部221,223の発光面や受光部225の受光面は、熱流センサー21の環状内側部分
を覆う透明なカバーガラス等で保護される。
The optical sensor 22 includes two light emitting portions 221 and 223 disposed in the annular inner portion of the heat flow sensor 21 so that the light emitting surface is exposed on the back surface of the main body case 10, and the main body case 1.
And a light receiving portion 225 disposed on the back surface of 0 so that the light receiving surface is exposed. The light emitting surfaces of the light emitting units 221 and 223 and the light receiving surface of the light receiving unit 225 are protected by a transparent cover glass or the like that covers the annular inner portion of the heat flow sensor 21.

発光部221,223は、所定の波長域内の照射光を照射するLEDやOLED(Orga
nic Light Emitting Diode)、半導体レーザー等の光源を用いて実現できる。照射光の波
長域は、測定対象に応じて適宜選択することができる。本実施形態では、例えば、一方の
発光部221は波長域660[nm]付近の第1波長の可視光を照射し、他方の発光部2
23は、波長域880[nm]〜940[nm]に属する第2波長の近赤外光を照射する
The light emitting units 221 and 223 are LEDs or OLEDs (Orga) that emit irradiation light within a predetermined wavelength range.
nic Light Emitting Diode) and a light source such as a semiconductor laser. The wavelength range of irradiation light can be appropriately selected according to the measurement target. In the present embodiment, for example, one light emitting unit 221 emits visible light having a first wavelength in the vicinity of the wavelength region 660 [nm], and the other light emitting unit 2 is irradiated.
23 irradiates near-infrared light of the second wavelength belonging to the wavelength range 880 [nm] to 940 [nm].

受光部225は、照射光の透過光や反射光を受光し、受光量に応じた信号を出力する。
例えば、フォトダイオード、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementa
ry Metal Oxide Semiconductor)等で実現できる。
The light receiving unit 225 receives transmitted light and reflected light of the irradiation light, and outputs a signal corresponding to the amount of received light.
For example, a photodiode, a CCD (Charge Coupled Device), a CMOS (Complementa
ry Metal Oxide Semiconductor).

この光センサー22において何れか一方又は両方の発光部221,223から照射光を
照射し、受光部225の受光結果(受光部225の出力値)を公知の技術を用いて演算処
理することにより、光電脈波、容積脈波、脈拍数、脈拍間隔、血流速、血流量、血液灌流
量、血管抵抗、血圧(拡張期血圧/収縮期血圧)、動脈血中酸素飽和度等の生体情報を測
定できる。動脈血中酸素飽和度は、第1波長および第2波長の照射光を各発光部221,
223から順番に照射して得た受光部225の出力値をもとに、各波長における酸化ヘモ
グロビンと還元ヘモグロビンの吸光度を用いて求めることができる。
By irradiating irradiation light from one or both of the light emitting units 221 and 223 in the optical sensor 22, and calculating the light reception result of the light receiving unit 225 (output value of the light receiving unit 225) using a known technique, Measuring biological information such as photoelectric pulse wave, volume pulse wave, pulse rate, pulse interval, blood flow rate, blood flow volume, blood perfusion rate, vascular resistance, blood pressure (diastolic blood pressure / systolic blood pressure), arterial oxygen saturation it can. The oxygen saturation level in the arterial blood is obtained by applying the irradiation light of the first wavelength and the second wavelength to the light emitting units 221,
Based on the output value of the light receiving unit 225 obtained by sequentially irradiating from 223, it can be obtained using the absorbances of oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin at each wavelength.

熱流センサー21および光センサー22は、測定装置100の装着時に生体表面と接触
し易いように、熱流センサー21の保護層213aおよび光センサー22を覆う上記カバ
ーガラスの部分を本体ケース10の裏面から出っ張らせて配置するとよい。接触性を高め
ることで、測定精度の低下防止が図れる。
The heat flow sensor 21 and the light sensor 22 protrude from the back surface of the main body case 10 so that the cover glass covering the protective layer 213a and the light sensor 22 of the heat flow sensor 21 is easily contacted with the living body surface when the measuring device 100 is mounted. It is good to arrange. By increasing the contactability, it is possible to prevent the measurement accuracy from being lowered.

モーションセンサー23は、ユーザーの運動を測定するためのものであり、例えば、加
速度(3軸)、角速度(3軸)、および地磁気(3軸)を検出する9軸センサーで実現で
きる。このモーションセンサー23の加速度、角速度、および地磁気の各出力値を公知の
技術を用いて演算処理することで、ユーザーの身体活動量、歩数、移動距離、速度、例え
ば「立位」「座位」「腹臥位」といった姿勢、「歩行」「走行」「階段昇降」といった運
動(行動)の種類等の情報を測定できる。
The motion sensor 23 is for measuring a user's movement, and can be realized by, for example, a nine-axis sensor that detects acceleration (three axes), angular velocity (three axes), and geomagnetism (three axes). By calculating the acceleration, angular velocity, and geomagnetism output values of the motion sensor 23 using known techniques, the user's physical activity, the number of steps, the moving distance, the speed, for example, “standing”, “sitting”, “ Information such as the posture such as “prone position” and the type of exercise (behavior) such as “walking”, “running”, and “step up / down” can be measured.

GPSセンサー24は、測位用衛星の一種であるGPS衛星から送信されるGPS衛星
信号を受信し、受信したGPS衛星信号を利用してユーザーの位置等を検出するセンサー
である。本実施形態では、このGPSセンサー24の検出結果から、ユーザーの居住地域
を設定する。なお、GPSを利用してユーザーの位置等を検出する手法については公知で
あるため、詳細な説明は省略する。
The GPS sensor 24 is a sensor that receives a GPS satellite signal transmitted from a GPS satellite, which is a kind of positioning satellite, and detects the position of the user using the received GPS satellite signal. In this embodiment, the user's residential area is set from the detection result of the GPS sensor 24. Note that a method for detecting the user's position and the like using GPS is publicly known, and a detailed description thereof will be omitted.

なお、測定装置100は、上記したのとは別に環境情報を測定するためのセンサーをさ
らに備えていてもよい。例えば、温度センサーや湿度センサー、気圧センサーを備えると
してもよい。温度センサーは、例えば、サーミスターや熱電対、白金温度計等を用いて実
現できる。湿度センサーは、例えば、高分子抵抗式や高分子容量式、酸化アルミ容量式等
のものを適宜選択して用いることができる。また、気圧センサーは、MEMS静電容量型
やピエゾ抵抗型等のものを適宜選択して用いることができる。
Note that the measuring apparatus 100 may further include a sensor for measuring environmental information separately from the above. For example, a temperature sensor, a humidity sensor, or an atmospheric pressure sensor may be provided. A temperature sensor is realizable using a thermistor, a thermocouple, a platinum thermometer, etc., for example. As the humidity sensor, for example, a polymer resistance type, a polymer capacitance type, an aluminum oxide capacitance type, or the like can be appropriately selected and used. As the atmospheric pressure sensor, a MEMS capacitance type, a piezoresistive type, or the like can be appropriately selected and used.

[原理]
実施形態では、N種類(N≧3)の生体情報として、測定装置100により毎分測定さ
れた活動量S1(t)[A.U.]、脈拍数S2(t)[bpm]、動脈血中酸素飽和度S
3(t)[%]、皮膚温度S4(t)[℃]、深部温度S5(t)[℃]、および熱流束S6
(t)[W/m2]、の6種類の生体情報Sn(t)(n=1〜6)を例示する。図6に、
時刻t(t1,t2,・・・)における各生体情報Sn(t)の一例を表形式で示す。また
、図7は活動量S1(t)、図8は脈拍数S2(t)、図9は動脈血中酸素飽和度S3(t
)、図10は皮膚温度S4(t)、図11は深部温度S5(t)、図12は熱流束S6(t
)を、それぞれ横軸を時刻tとしてグラフ化した図である。
[principle]
In the embodiment, as the N types (N ≧ 3) of biological information, the activity amount S 1 (t) [A. U. ], Pulse rate S 2 (t) [bpm], arterial oxygen saturation S
3 (t) [%], skin temperature S 4 (t) [° C.], deep temperature S 5 (t) [° C.], and heat flux S 6
(T) [W / m 2 ], six types of biological information S n (t) (n = 1 to 6) are exemplified. In FIG.
An example of each biological information S n (t) at time t (t 1 , t 2 ,...) Is shown in a table format. 7 shows the amount of activity S 1 (t), FIG. 8 shows the pulse rate S 2 (t), and FIG. 9 shows the arterial oxygen saturation S 3 (t
10 is skin temperature S 4 (t), FIG. 11 is deep temperature S 5 (t), and FIG. 12 is heat flux S 6 (t).
) Are graphed with the horizontal axis as time t.

近年、体温や血圧、身体活動量といった生体情報を測定し、健康管理等に活用しようと
する試みが盛んである。生体情報は、食事や運動、呼吸、睡眠、自律神経(交感神経又は
副交感神経)の働き等、生体の状態によって変動することが知られている。例えば、運動
時は、一般に脈拍数や熱流束が上昇する。また、自律神経の働きにより、脈拍数変動の周
波数成分に変化が生じることが知られている。また、副交感神経が働くと脈拍数は減少し
、手首温度は上昇すると言われている。一方で、異なる生体情報の間にも、相互に関係が
あることが知られている。例えば、脈拍数が上昇すると、四肢に送られる血流量が上昇す
るため熱流束や手首温度が上昇する。したがって、生体の状態は、相関が知られた生体情
報を閾値判定する等の手法により分析できるとも考えられる。
In recent years, attempts to measure biological information such as body temperature, blood pressure, and amount of physical activity and to utilize it for health management and the like are actively made. It is known that biological information varies depending on the state of the living body, such as meals, exercise, breathing, sleep, and autonomic nerve (sympathetic or parasympathetic). For example, during exercise, the pulse rate and heat flux generally increase. In addition, it is known that the frequency component of the pulse rate variation is changed by the action of the autonomic nerve. It is also said that when the parasympathetic nerve works, the pulse rate decreases and the wrist temperature rises. On the other hand, it is known that there is a mutual relationship between different biological information. For example, when the pulse rate rises, the blood flow sent to the limbs rises, so the heat flux and wrist temperature rise. Therefore, it is considered that the state of the living body can be analyzed by a technique such as threshold determination of biological information having a known correlation.

しかし、生体情報と生体の状態との関係性は完全に定式化されたものではなく、様々な
実験事実の集約としてその関係が指摘されたものに過ぎない。また、生体情報間の相互関
係については、原理的な関係が明らかになっていないものも多く、全ての生体情報間の相
互関係を明らかにして定式化するのは難しい。そのため、ある生体の状態を特定の生体情
報から分析するのでは、別の生体の状態や生体情報の変動がノイズとなって分析対象の状
態を正しく把握できない場合があった。特に、自律神経の働きは様々な生体情報に変動を
生じさせるため、分析結果の把握を困難にさせていた。
However, the relationship between the biological information and the state of the biological body is not completely formulated, and the relationship is only pointed out as an aggregation of various experimental facts. In addition, as for the mutual relationship between the biological information, there are many cases where the principle relationship is not clear, and it is difficult to formulate by clarifying the mutual relationship between all the biological information. For this reason, when analyzing the state of a certain biological body from specific biological information, the state of another biological body or fluctuations in biological information may become noise, and the analysis target state may not be correctly grasped. In particular, the function of the autonomic nerve causes fluctuations in various biological information, making it difficult to grasp the analysis results.

一般に、自律神経の働きを示す指標として、脈拍変動の周波数成分比が知られている。
脈拍変動において、LF(Low Frequency)成分(0.05〜0.15[Hz]の周波数
帯域成分)は、血圧変動の影響があらわれる帯域成分であり、HF(High Frequency)成
分(0.15〜0.4[Hz]の周波数帯域成分)は、呼吸変動の影響があらわれる帯域
成分であると言われている。この脈拍変動のLF成分とHF成分は、自律神経の働きによ
って生じた血圧変動と呼吸変動の影響により変動するため、LF成分とHF成分の強度比
:LF/HFは、自律神経の働きによって変化することが知られている。具体的には、自
律神経のうち副交感神経が優位な場合、LF/HFの値は小さくなり、交感神経が優位な
場合、LF/HFの値は大きくなる。また、脈拍以外の生体情報も自律神経のはたらきに
よる血圧変動と呼吸変動の影響を受けるため、他の生体情報におけるLF/HFの値も自
律神経と関係性があると考えられる。
In general, the frequency component ratio of pulse fluctuation is known as an index indicating the function of the autonomic nerve.
In pulse fluctuation, an LF (Low Frequency) component (frequency band component of 0.05 to 0.15 [Hz]) is a band component in which an influence of blood pressure fluctuation appears, and an HF (High Frequency) component (0.15 to 0.15). The frequency band component of 0.4 [Hz] is said to be a band component that is affected by respiratory fluctuations. Since the LF component and the HF component of the pulse fluctuation fluctuate due to the effects of blood pressure fluctuation and respiratory fluctuation caused by the action of the autonomic nerve, the intensity ratio of the LF component and the HF component: LF / HF changes depending on the action of the autonomic nerve. It is known to do. Specifically, when the parasympathetic nerve is dominant among the autonomic nerves, the value of LF / HF is small, and when the sympathetic nerve is dominant, the value of LF / HF is large. In addition, since biological information other than the pulse is also affected by blood pressure fluctuation and respiratory fluctuation due to the action of the autonomic nerve, it is considered that the values of LF / HF in other biological information are also related to the autonomic nerve.

そこで、本実施形態に係る生体情報処理装置5では、(1)N種類(本実施形態では6
種類)の生体情報データSn(t)それぞれからN種類の周波数成分比データRn(t)を
取得し、(2)生体情報データSn(t)と取得した周波数成分比データRn(t)を集約
してM種類(M≧2かつN>M)の分類用時系列データを取得し、(3)取得した分類用
時系列データをクラスタに分類し、(4)分類したクラスタ毎に時系列の出現データを生
成して、生体の状態分析を行う。生体の状態分析結果は、(5)例えば生体情報処理装置
5において表示され、ユーザーに提示される。
Therefore, in the biological information processing apparatus 5 according to the present embodiment, (1) N types (6 in the present embodiment).
N types of frequency component ratio data R n (t) are acquired from each of the (type) biological information data S n (t), and (2) the biological information data S n (t) and the acquired frequency component ratio data R n (t). t) is aggregated to obtain M types (M ≧ 2 and N> M) of classification time series data, (3) the obtained classification time series data is classified into clusters, and (4) each classified cluster Time-series appearance data is generated and biological state analysis is performed. The living body state analysis result is displayed on (5) the biological information processing apparatus 5, for example, and presented to the user.

(1)周波数成分比演算処理
周波数成分比データを求めるステップとしての周波数成分比演算処理では、先ず、上記
所定のサンプリング周期(例えば、1[sec])によって取得された6種類の生体情報
n(t)について、それぞれ所定のサンプリング点数(例えば60[点])で高速フー
リエ変換し、生体情報Sn(t)のパワースペクトルPn(Hz)を取得する。ここで、周
波数成分比とは、所定の周波数よりも低い低周波数成分と所定の周波数よりも高い高周波
数成分との比である。具体例として、脈拍数S2(t)のパワースペクトルP2(Hz)を
図13に例示する。図13において、所定の周波数F1[Hz]より低い低周波数成分で
あるLFは、パワースペクトルP2(Hz)のF2[Hz]〜F1[Hz]帯域における強
度を示し、所定の周波数F1[Hz]より高い高周波数成分であるHFは、パワースペク
トルP2(Hz)のF1[Hz]〜F3[Hz]帯域における強度を示す。このLFとHF
について、所定のサンプリング点数ごとにLF/HFの値を求めることで、周波数成分比
データRn(t)が得られる。このとき、強度比を求める帯域の周波数について、例えば
2=0.05[Hz]、F1[Hz]=0.15[Hz]、F3[Hz]=0.4[Hz
]とする。
(1) the frequency component ratio calculation processing as determining a frequency component ratio calculation processing frequency component ratio data, first, the predetermined sampling period (e.g., 1 [sec]) 6 kinds of biological information obtained by S n For (t), fast Fourier transform is performed at a predetermined number of sampling points (for example, 60 [points]) to obtain a power spectrum P n (Hz) of the biological information S n (t). Here, the frequency component ratio is a ratio between a low frequency component lower than a predetermined frequency and a high frequency component higher than the predetermined frequency. As a specific example, the power spectrum P 2 (Hz) of the pulse rate S 2 (t) is illustrated in FIG. In FIG. 13, LF, which is a low frequency component lower than a predetermined frequency F 1 [Hz], indicates the intensity of the power spectrum P 2 (Hz) in the F 2 [Hz] to F 1 [Hz] band, and the predetermined frequency. F 1 is a high high-frequency component from the [Hz] HF shows intensity of F 1 [Hz] ~F 3 [ Hz] band of the power spectrum P 2 (Hz). This LF and HF
, The frequency component ratio data R n (t) is obtained by obtaining the value of LF / HF for each predetermined number of sampling points. At this time, for the frequency of the band for obtaining the intensity ratio, for example, F 2 = 0.05 [Hz], F 1 [Hz] = 0.15 [Hz], F 3 [Hz] = 0.4 [Hz]
].

図14〜図19は、6種類の生体情報Sn(t)から得られた周波数成分比データRn
t)であり、それぞれ横軸を時刻tとしてグラフ化して示した図である。
14 to 19 show frequency component ratio data R n (6) obtained from six types of biological information S n (t).
t), and is a graph showing the horizontal axis as time t.

ここで、図14〜図19において、いずれの周波数成分比データRn(t)も就寝時刻
である21:00以降の値が21:00以前の値に対して低下している。これは、睡眠時
には覚醒時に比べ副交感神経が優位になり、結果、周波数成分比が低下するためであると
考えられる。このことから、周波数成分比データRn(t)はいずれも自律神経の状態を
反映した情報であると考えられる。
Here, in FIG. 14 to FIG. 19, the value after 21:00 which is the bedtime of any frequency component ratio data R n (t) is lower than the value before 21:00. This is presumably because the parasympathetic nerve dominates during sleep and the frequency component ratio decreases as a result. From this, it is considered that the frequency component ratio data R n (t) is information reflecting the state of the autonomic nerve.

また、図20は、時刻t(t1,t2,・・・)毎に脈拍数の周波数成分比データR2
t)を横軸に、熱流速の周波数成分比データR6(t)を縦軸にプロットした図である。
図20に示すように、脈拍数の周波数成分比データR2と熱流速の周波数成分比データR6
(t)は正の相関があることから、脈拍数以外の生体情報でも、得られた周波数成分比デ
ータは自律神経の状態を反映した情報であることが分かる。
In addition, FIG. 20 shows the frequency component ratio data R 2 (pulse rate frequency component ratio) at each time t (t 1 , t 2 ,...).
The t) on the horizontal axis, is a plot frequency component ratio data R 6 (t) to the longitudinal axis of the heat flux.
As shown in FIG. 20, the frequency component ratio data R 2 of the pulse rate and the frequency component ratio data R 6 of the heat flow rate.
Since (t) has a positive correlation, it can be understood that the obtained frequency component ratio data is information reflecting the state of the autonomic nerve even with biological information other than the pulse rate.

以上のように、周波数成分比演算処理によれば、時系列のN種類(N≧3)の生体情報デ
ータから、N種類の周波数成分比データを求めることによって、自律神経の状態を反映す
る情報を取得することができる。
As described above, according to the frequency component ratio calculation process, information that reflects the state of the autonomic nerve by obtaining N types of frequency component ratio data from time-series N types (N ≧ 3) of biological information data. Can be obtained.

(2)データ集約処理
データ集約ステップとしてのデータ集約処理では、先ず、上記6種類の生体情報Sn
t)および周波数成分比演算処理で得られた周波数成分比データRn(t)を正規化して
用い、生体情報Sn(t)および周波数成分比データRn(t)の主成分分析を行う。主成
分分析は、公知の手法を用いて行うことができ、互いに直交するX種類(X≧M)の主成
分Y1(t)〜YX(t)毎に、正規化後の各生体情報Sn(t)および周波数成分比デー
タRn(t)に対する係数ベクトル値αXnが得られる。主成分分析を行ったならば、X種
類の主成分Y1(t)〜YX(t)からM個を選択し、M種類の分類用時系列データとする
。以下では、M=2とし、第1主成分Y1(t)〜第X主成分YX(t)のうち、その分散
1(t)〜lX(t)が最も大きい第1主成分Y1(t)と、次順の第2主成分Y2(t)
とを選択して2種類の分類用時系列データを得る。ここでの処理により、元々の12次元
の情報(活動量、脈拍数、動脈血中酸素飽和度、皮膚温度、深部温度、熱流束、および生
体情報それぞれの周波数成分比)が、2次元の情報(第1主成分および第2主成分)に次
元圧縮(集約)される。
(2) Data Aggregation Process In the data aggregation process as the data aggregation step, first, the six types of biological information Sn (
t) and frequency component ratio data R n (t) obtained by frequency component ratio calculation processing are normalized and used to perform principal component analysis of biological information S n (t) and frequency component ratio data R n (t). . The principal component analysis can be performed using a known method, and each biological information after normalization is obtained for each of X types (X ≧ M) of principal components Y 1 (t) to Y X (t) orthogonal to each other. A coefficient vector value α Xn for S n (t) and frequency component ratio data R n (t) is obtained. When the principal component analysis is performed, M pieces are selected from the X kinds of principal components Y 1 (t) to Y X (t), and are used as time series data for M kinds of classification. In the following, it is assumed that M = 2, and among the first principal component Y 1 (t) to the Xth principal component Y X (t), the first principal component having the largest variance l 1 (t) to l X (t). Y 1 (t) and the second principal component Y 2 (t) in the next order
To obtain two types of time-series data for classification. By the processing here, the original 12-dimensional information (activity amount, pulse rate, arterial oxygen saturation, skin temperature, deep temperature, heat flux, and frequency component ratio of biological information) is converted into 2-dimensional information ( The first principal component and the second principal component) are dimensionally compressed (aggregated).

なお、主成分分析に先立ち行う正規化は、生体情報の種類によっては必須ではない。例
えば、血圧と脈拍数のように数値やその変動幅が類似する生体情報については、正規化し
なくてもよい。また、正規化の手法は、公知の手法を適宜選択して用いることができ、生
体情報の種類に応じて別個の手法を適用するとしてもよい。
Note that normalization performed prior to principal component analysis is not essential depending on the type of biological information. For example, it is not necessary to normalize biometric information having similar numerical values and fluctuation ranges such as blood pressure and pulse rate. As a normalization method, a known method can be appropriately selected and used, and a separate method may be applied according to the type of biological information.

図21および図22は、図7〜図12に示した生体情報Sn(t)および図14〜図1
9に示した周波数成分比データRn(t)の主成分分析結果を示す図であり、図21は第
1主成分Y1(t)、図22は第2主成分Y2(t)を、それぞれ横軸を時刻tとしてグラ
フ化して示している。また、図23に、第1主成分Y1(t)を定める各生体情報Sn(t
)および各周波数成分比データRn(t)に係る係数ベクトル値α1nと、第2主成分Y2
t)を定める各生体情報Sn(t)および各周波数成分比データRn(t)に係る係数ベク
トル値α2nとを示す。
21 and 22 show the biological information S n (t) shown in FIGS. 7 to 12 and FIGS.
FIG. 21 is a diagram showing the principal component analysis results of the frequency component ratio data R n (t) shown in FIG. 9, FIG. 21 shows the first principal component Y 1 (t), and FIG. 22 shows the second principal component Y 2 (t). , The horizontal axis is shown as a graph with time t. Further, in FIG. 23, each piece of biological information S n (t that defines the first principal component Y 1 (t).
) And the coefficient vector value α 1n related to each frequency component ratio data R n (t) and the second principal component Y 2 (
Each biological information S n (t) defining t) and coefficient vector value α 2n related to each frequency component ratio data R n (t) are shown.

ここで、第1主成分Y1(t)は、正規化後の各生体情報Sn(t)および正規化後の各
周波数成分比データRn(t)に係数ベクトル値α1nを乗じた線形和であり、第2主成分
2(t)は、正規化後の各生体情報Sn(t)および正規化後の各周波数成分比データR
n(t)に係数ベクトル値α2nを乗じた線形和である。つまり、係数ベクトル値α1nは、
対応する生体情報Sn(t)および各周波数成分比データRn(t)の第1主成分Y1(t
)における寄与の度合い(影響度)を表し、係数ベクトル値α2nは、対応する生体情報S
n(t)および各周波数成分比データRn(t)の第2主成分Y2(t)における影響度を
表す。よって、これら係数ベクトル値α1n,α2nの値から、各主成分Y1(t),Y2(t
)の意味を類推することができる。
Here, the first principal component Y 1 (t) is obtained by multiplying each normalized biological information S n (t) and each normalized frequency component ratio data R n (t) by a coefficient vector value α 1n . The second principal component Y 2 (t) is a linear sum, and each normalized biological information S n (t) and each normalized frequency component ratio data R
n is a linear sum obtained by multiplying (t) by a coefficient vector value α 2n . That is, the coefficient vector value α 1n is
Corresponding biological information S n (t) and first principal component Y 1 (t of each frequency component ratio data R n (t)
) Represents the degree of contribution (influence), and the coefficient vector value α 2n represents the corresponding biological information S
n (t) and the frequency component ratio data R n (t) in the second principal component Y 2 (t) are represented. Therefore, from the values of the coefficient vector values α 1n and α 2n , the principal components Y 1 (t) and Y 2 (t
) Can be analogized.

先ず、第1主成分Y1(t)では、図23に示すように、活動量に対する係数ベクトル
値α11と脈拍数に対する係数ベクトル値α12と熱流束に対する係数ベクトル値α16が大き
く、同程度の正の値である。また、動脈血中酸素飽和度に対する係数ベクトル値α13が負
の値である。また、皮膚温度に対する係数ベクトル値α14も比較的大きく、負の値である
。また、生体情報の周波数成分比に対する係数ベクトル値の値α17~α1Cがすべて正の値
である。一般に、活動量、脈拍数、熱流束は運動強度と正の相関があるため、運動と正の
相関関係があると考えられる。一方、運動する等して代謝量が増えると動脈血中から供給
される酸素量が増えることから、動脈血中酸素飽和度は低下すると考えられる。また、運
動により交感神経が活発になると、筋肉活動を維持するために主要な動脈の血流量が増え
、末梢部位である皮膚の血流量が減ることにより皮膚温度が下がるため、皮膚温度と負の
相関があると考えられる。また、交感神経の働きに正の反応を示す周波数成分比は正の相
関関係があると考えられる。よって、第1主成分Y1(t)の正方向は、運動を伴う自律
神経機能度を表す尺度と解釈できる。
First, in the first principal component Y 1 (t), as shown in FIG. 23, the coefficient vector value α 11 for the activity amount, the coefficient vector value α 12 for the pulse rate, and the coefficient vector value α 16 for the heat flux are large. A positive value of the degree. The coefficient vector value α 13 for the arterial oxygen saturation is a negative value. Also, the coefficient vector value α 14 with respect to the skin temperature is relatively large and a negative value. Further, the coefficient vector values α 17 to α 1C with respect to the frequency component ratio of the biological information are all positive values. In general, the amount of activity, pulse rate, and heat flux have a positive correlation with exercise intensity, and thus are considered to have a positive correlation with exercise. On the other hand, if the metabolic rate increases due to exercise or the like, the amount of oxygen supplied from the arterial blood increases, so the arterial oxygen saturation is considered to decrease. In addition, when the sympathetic nerves become active due to exercise, the blood flow of the main arteries increases to maintain muscle activity, and the skin temperature decreases by decreasing the blood flow of the skin, which is the peripheral site. There seems to be a correlation. Further, it is considered that the frequency component ratio showing a positive response to the function of the sympathetic nerve has a positive correlation. Therefore, the positive direction of the first principal component Y 1 (t) can be interpreted as a scale representing the degree of autonomic nervous function accompanied by movement.

次に、第2主成分Y2(t)については、皮膚温度に係る係数ベクトル値α24と深部温
度に係る係数ベクトル値α25が大きい。一般に、手や足等の末端部位の温度は、自律神経
の働きにより変動することが知られている。また、第2主成分は第1主成分を除く生体の
状態影響によって生じる生体情報の変化である。よって、第2主成分Y2(t)は、外気
温の変化、食事、精神活動など、運動を伴わない自律神経の機能度(交感神経が優位の集
中した状態なのか副交感神経が優位のリラックスした状態なのか)を表す尺度と解釈でき
る。
Next, for the second principal component Y 2 (t), the coefficient vector value α 24 related to the skin temperature and the coefficient vector value α 25 related to the deep temperature are large. In general, it is known that the temperature of the terminal parts such as hands and feet fluctuates due to the action of autonomic nerves. The second principal component is a change in biological information caused by the state of the living body excluding the first principal component. Therefore, the second principal component Y 2 (t) is a function of autonomic nerves that do not involve exercise, such as changes in outside air temperature, meals, and mental activities (a state in which the sympathetic nerves are dominant and the parasympathetic nerves are dominant) It can be interpreted as a measure of

以上のように、データ集約処理によれば、N種類の生体情報データおよびN種類の生体
情報の周波数成分比データを例えば主成分分析して主成分を抽出することで、生体の状態
分析に有用なM種類の分類用時系列データ(ここでは運動を伴う自律神経機能度と運動を
伴わない自律神経機能度)に集約することができる。
As described above, according to the data aggregation processing, for example, principal component analysis is performed on N types of biological information data and frequency component ratio data of N types of biological information to extract principal components, which is useful for biological state analysis. M types of time series data for classification (in this case, autonomic nerve function level with movement and autonomic nerve function level without movement) can be collected.

(3)分類処理
分類ステップとしての分類処理では、先ず、データ集約処理で取得したM種類の分類用
時系列データをM次元空間にプロットする。本実施形態では、2種類の分類用時系列デー
タとして取得した第1主成分Y1(t)と第2主成分Y2(t)とを時刻t(t1,t2,・
・・)毎の組にし、該当する時刻tに測定された各生体情報Sn(t)の集約データとし
て2次元空間にプロットする。図24は、横軸を第1主成分Y1(t)、縦軸を第2主成
分Y2(t)として各集約データD1をプロットした図である。上記したように、第1主
成分Y1(t)は運動を伴う自律神経機能度を表し、第2主成分Y2(t)は運動を伴わな
い自律神経機能度を表す。そのため、各集約データD1の分布から、例えば、運動を伴う
自律神経機能や運動を伴わない自律神経のバランス等を読み取ることも可能である。
(3) Classification process In the classification process as the classification step, first, M types of time-series data for classification acquired by the data aggregation process are plotted in the M-dimensional space. In the present embodiment, the first principal component Y 1 (t) and the second principal component Y 2 (t) acquired as two types of time-series data for classification are represented by time t (t 1 , t 2 ,.
..) Are plotted in a two-dimensional space as aggregated data of each biological information S n (t) measured at the corresponding time t. FIG. 24 is a diagram in which each aggregated data D1 is plotted with the horizontal axis representing the first principal component Y 1 (t) and the vertical axis representing the second principal component Y 2 (t). As described above, the first principal component Y 1 (t) represents the autonomic nervous function level with movement, and the second main component Y 2 (t) represents the autonomic nervous function level without movement. Therefore, from the distribution of each aggregated data D1, for example, it is possible to read the autonomic nerve function with exercise, the balance of the autonomic nerve without exercise, and the like.

集約データをプロットしたならば、非階層的クラスタリング手法を用いてクラスタリン
グを行い、各集約データをs個のクラスタに分類する。非階層的クラスタリング手法とし
ては、例えば、k−means法やk−means++法やWard法等が知られており
、公知の手法を適宜選択して用いることができる。図25は、クラスタリング結果を示す
図であり、s=9として図24の各集約データD1をk−means++法により分類し
た9個のクラスタG1〜G9を示している。ここでの処理により、各集約データD1は、2
次元空間内での集約データD1間の距離に基づき例えば9個にグループ分けされる。
Once the aggregated data is plotted, clustering is performed using a non-hierarchical clustering technique, and each aggregated data is classified into s clusters. As the non-hierarchical clustering method, for example, the k-means method, the k-means ++ method, the Ward method, and the like are known, and a known method can be appropriately selected and used. FIG. 25 is a diagram showing a clustering result, and shows nine clusters G 1 to G 9 obtained by classifying each aggregated data D1 of FIG. 24 by the k-means ++ method with s = 9. By this processing, each aggregated data D1 is 2
For example, the data is grouped into nine groups based on the distance between the aggregated data D1 in the dimensional space.

以上のように、分類処理によれば、M種類の分類用時系列データをM次元空間にプロット
してクラスタリングを行い、複数のクラスタに分類することによって、生体の状態を分類
することができる。
As described above, according to the classification process, the biological state can be classified by plotting M types of time-series data for classification in an M-dimensional space, performing clustering, and classifying into a plurality of clusters.

(4)出現データ生成処理
出現データ生成ステップとしての出現データ生成処理では、先ず、クラスタの分類結果
に基づいて時系列クラスタデータc(t)を生成する。図26は、時系列クラスタデータ
c(t)を示す図である。図26に示すように、時系列クラスタデータc(t)は、各集
約データD1が属するクラスタの識別番号cを、その時刻t(t1,t2,・・・)の順番
に並べたデータ列である。
(4) Appearance data generation process In the appearance data generation process as the appearance data generation step, first, time-series cluster data c (t) is generated based on the cluster classification result. FIG. 26 is a diagram showing time-series cluster data c (t). As shown in FIG. 26, the time-series cluster data c (t) is data in which the identification numbers c of the clusters to which each aggregated data D1 belongs are arranged in the order of their times t (t 1 , t 2 ,...). Is a column.

続いて、時系列クラスタデータc(t)に基づいて、各集約データD1の属するクラス
タが自クラスタか否かをクラスタG1〜G9毎に定めた時系列のクラスタ帰属度データBC
(t)(c=1,2,・・・,s)を生成する。図27は、各クラスタG1〜G9のクラス
タ帰属度データBC(t)を示す図であり、図26の時系列クラスタデータc(t)を併
せて示している。図27に示すように、クラスタ帰属度データBC(t)は、該当するク
ラスタに属する集約データに係る時刻tの値を「1」、それ以外の時刻tの値を「0」と
したデータ列である。したがって、クラスタ帰属度データBC(t)は、特定の時刻tに
着目すると(図27の表を横に見ると)、何れか1つに「1」が設定される。例えば時刻
t1に着目すると、時系列クラスタデータc(t)から、その集約データが属するクラス
タは識別番号c=1のクラスタG1である。よって、B1(t1)が「1」、その他のB2
1)〜B9(t1)は「0」となる。
Subsequently, based on the time-series cluster data c (t), the time-series cluster membership data B C that determines whether the cluster to which each aggregated data D1 belongs is its own cluster or not for each of the clusters G 1 to G 9.
(T) (c = 1, 2,..., S) is generated. FIG. 27 is a diagram showing the cluster membership data B C (t) of each of the clusters G 1 to G 9 , and also shows the time series cluster data c (t) of FIG. As shown in FIG. 27, the cluster membership data B C (t) is data in which the value of time t related to the aggregated data belonging to the corresponding cluster is “1”, and the other values of time t are “0”. Is a column. Accordingly, in the cluster membership data B C (t), when attention is paid to a specific time t (when the table of FIG. 27 is viewed horizontally), “1” is set to any one of them. For example, when paying attention to the time t1, since the time series cluster data c (t), a cluster to which the aggregated data belongs is cluster G 1 identification number c = 1. Therefore, B 1 (t 1 ) is “1” and other B 2 (
t 1 ) to B 9 (t 1 ) are “0”.

ここで、各クラスタG1〜G9のそれぞれが何らかの生体の状態と関係していると仮定す
ると、例えばBC(t)の値が「1」なのか「0」なのかによって、該当する時刻tにお
ける生体の状態を大まかに知ることができる。しかし、実際には、生体の状態は連続的に
変化するものであり、「1」か「0」かの2値では当該状態を正確に反映した値とはいえ
ない。
Here, assuming that each of the clusters G 1 to G 9 is related to some biological state, for example, the corresponding time depends on whether the value of B C (t) is “1” or “0”. The state of the living body at t can be roughly known. However, in reality, the state of the living body changes continuously, and the binary value of “1” or “0” is not a value that accurately reflects the state.

そこで、クラスタ帰属度データBC(t)を生成したならば、各クラスタ帰属度データ
C(t)を順次処理し、集約データの出現確率を算出時刻別に算出して各クラスタG1
9の出現データPC(t)を生成する。具体的には、例えば、各時刻tを算出時刻とする
。そして、算出時刻tを基準とした所定時間幅で、処理対象のクラスタ帰属度データBC
(t)の平均値を次式(1)に従って算出する。これを、算出時刻tをずらしながら行い
、算出した平均値を当該クラスタに属する集約データの該当する時刻tにおける出現確率
として、時系列の出現データPC(t)を得る。所定時間幅は、例えば算出時刻tの前後
20[min](つまりτ=10[min])とする等、適宜設定してよい。
Therefore, if the cluster membership data B C (t) is generated, each cluster membership data B C (t) is sequentially processed, and the appearance probability of the aggregated data is calculated for each calculation time to calculate each cluster G 1 .
Appearance data P C (t) of G 9 is generated. Specifically, for example, each time t is set as a calculation time. Then, the cluster attribution data B C to be processed with a predetermined time width based on the calculation time t
The average value of (t) is calculated according to the following equation (1). This is performed while shifting the calculation time t, and the time-series appearance data P C (t) is obtained using the calculated average value as the appearance probability at the corresponding time t of the aggregated data belonging to the cluster. The predetermined time width may be set as appropriate, for example, 20 [min] before and after the calculation time t (that is, τ = 10 [min]).

図28にクラスタG1の出現データP1(t)、図29にクラスタG2の出現データP2
t)、図30にクラスタG3の出現データP3(t)、図31にクラスタG4の出現データ
4(t)、図32にクラスタG5の出現データP5(t)、図33にクラスタG6の出現デ
ータP6(t)、図34にクラスタG7の出現データP7(t)、図35にクラスタG8の出
現データP8(t)、図36にクラスタG9の出現データP9(t)を、それぞれ横軸を時
刻tとしてグラフ化して示す。図28〜図36によれば、各クラスタG1〜G9に属する集
約データは、それぞれ時間的に偏在して出現していることがわかる。
Appearance data P 1 cluster G 1 (t) in FIG. 28, the appearance data P 2 clusters G 2 in FIG. 29 (
30), the appearance data P 3 (t) of the cluster G 3 in FIG. 30, the appearance data P 4 (t) of the cluster G 4 in FIG. 31, the appearance data P 5 (t) of the cluster G 5 in FIG. the appearance data P 6 (t), cluster G 9 occurrence data P 8 (t), 36 clusters G 8 occurrence data P 7 (t), 35 clusters G 7 in FIG. 34 of the cluster G 6 The appearance data P 9 (t) is shown as a graph with the horizontal axis as time t. According to FIGS. 28 to 36, it can be seen that the aggregated data belonging to each of the clusters G 1 to G 9 appears unevenly in time.

次に、それぞれの出現データP1(t)〜P9(t)を詳細に検討する。先ず、出現デ
ータP4(t)と出現データP8(t)と出現データP9(t)に着目する。図37は、出
現データP4(t)と出現データP8(t)と出現データP9(t)とを共通の時間軸上で
重ねてグラフ化した図である。これら出現データP4(t)および出現データP8(t)お
よび出現データP9(t)によれば、クラスタG8,G9に属する集約データは、何れも朝
と正午頃に出現し、夕方にも出現する。そして、1日のユーザーの行動と照らし合わせる
と、クラスタG8,G9に係る集約データの出現時間帯は通勤や昼食のために移動している
時間帯、すなわち室外において運動している時間帯と一致している。一方、クラスタG4
に係る集約データの出現時間帯は室内で行動している時間帯と一致する。このことから、
出現データP8(t)および出現データP9(t)は屋外で運動をしている状態(室外運動
状態)、出現データP4(t)は室内で運動をしている状態(室内運動状態)をそれぞれ
表していると考えられる。図25で見ると、クラスタG4,G8およびG9は、いずれも運
動を伴う自律神経機能が大きく、運動状態として妥当である。
Next, each appearance data P1 (t) to P9 (t) will be examined in detail. First, attention is paid to the appearance data P 4 (t), the appearance data P 8 (t), and the appearance data P 9 (t). FIG. 37 is a graph in which the appearance data P 4 (t), the appearance data P 8 (t), and the appearance data P 9 (t) are overlapped on a common time axis. According to the appearance data P 4 (t), the appearance data P 8 (t), and the appearance data P 9 (t), the aggregated data belonging to the clusters G 8 and G 9 both appear in the morning and around noon, Appears in the evening. And in light of the daily user's behavior, the appearance time zone of the aggregated data related to the clusters G 8 and G 9 is the time zone when moving for commuting or lunch, that is, the time zone when exercising outdoors. Is consistent with On the other hand, cluster G 4
The appearance time zone of the aggregated data according to is coincident with the time zone in which the user is acting indoors. From this,
Appearance data P 8 (t) and appearance data P 9 (t) are in a state of exercising outdoors (outdoor motion state), and appearance data P 4 (t) are in a state of exercising indoors (indoor motion state). ). As seen in FIG. 25, the clusters G 4 , G 8 and G 9 all have a large autonomic nervous function accompanied by movement and are appropriate as a movement state.

次に、出現データP3(t)に着目する。図38は出現データP3(t)を時間軸でグラ
フ化した図である。出現データP3(t)によれば、クラスタG3に属する集約データは、
正午頃に出現し、夕方から夜間にかけても出現する。そして、1日のユーザーの行動と照
らし合わせると、クラスタG3に係る集約データの出現時間帯は食事の時間帯と一致して
いる。このことから、出現データP3(t)は食事をしている状態(食事状態)を表して
いると考えられる。
Next, attention is paid to the appearance data P 3 (t). FIG. 38 is a graph showing the appearance data P 3 (t) on the time axis. According to the appearance data P 3 (t), the aggregated data belonging to the cluster G 3 is
Appears around noon and appears from evening to night. Then, in light of the daily user behavior, the appearance time zone of the aggregated data related to the cluster G 3 coincides with the meal time zone. From this, it can be considered that the appearance data P 3 (t) represents a state of eating (meal state).

次に、出現データP2(t)と出現データP5(t)に着目する。図39は、出現データ
2(t)と出現データP5(t)とを重ねてグラフ化した図である。これら出現データP
2(t)およびP5(t)によれば、クラスタG2,G5に属する集約データは、何れも日中
の活動時間帯に出現する。そして、1日のユーザーの行動と照らし合わせると、クラスタ
5に係る集約データの出現時間帯はデスクワーク等の時間帯と一致し、クラスタG2に係
る集約データの出現時間帯は休憩時間帯等と一致する。このことから、出現データP2
t)は副交感神経が優位のリラックスした状態、出現データP5(t)は交感神経が優位
(覚醒時)の集中した状態をそれぞれ表していると考えられる。図25で見ても、クラス
タG5は運動を伴わない自律神経機能度の交感神経が優位で、クラスタG2は運動を伴わな
い自律神経機能度の副交感神経が優位である。また、クラスタG2、G5は運動を伴う自律
神経機能度の程度が平均程度で、日中の活動として妥当である。
Next, attention is paid to the appearance data P 2 (t) and the appearance data P 5 (t). FIG. 39 is a graph obtained by superimposing the appearance data P 2 (t) and the appearance data P 5 (t). These appearance data P
According to 2 (t) and P 5 (t), the aggregated data belonging to the clusters G 2 and G 5 both appear in the daytime activity time zone. Then, when the match against the user of the action of the day, appearance time zone of the aggregate data relating to the cluster G 5 is consistent with the time zone of desk work, etc., appearance time zone of the aggregate data relating to the cluster G 2 is break time zone, etc. Matches. From this, the appearance data P 2 (
It is considered that t) represents a relaxed state where the parasympathetic nerve is dominant, and the appearance data P 5 (t) represents a concentrated state where the sympathetic nerve is dominant (when awakening). Looking at Figure 25, clusters G 5 is sympathetic autonomic function degree without motion dominates, cluster G 2 is parasympathetic autonomic function degree without motion is dominant. In addition, the clusters G 2 and G 5 have an average degree of autonomic function with exercise and are appropriate as daytime activities.

次に、出現データP1(t)と出現データP6(t)と出現データP7(t)に着目する
。図40は、出現データP1(t)と出現データP6(t)と出現データP7(t)を重ね
てグラフ化した図である。出現データP6(t)によれば、クラスタG6に属する集約デー
タは夜間から深夜までに出現する。また、出現データP1(t)および出現データP7(t
)によれば、クラスタG1およびクラスタG7に属する集約データは深夜や早朝に出現する
。そして、1日のユーザーの行動と照らし合わせると、クラスタG6に係る集約データの
出現時間帯は入眠直後と一致し、クラスタG1およびクラスタG7に係る集約データの出現
時間帯は睡眠中の時間帯、特にクラスタG7に係る集約データの出現時間帯は深夜の深い
睡眠の時間帯と一致している。このことから、出現データP6(t)は浅い睡眠状態、出
現データP1(t)は通常の睡眠状態、出現データP7(t)は深い睡眠状態をそれぞれ表
していると考えられる。図25で見ると、クラスタG1,G6,G7は何れも運動を伴う自
律神経機能が小さく、睡眠状態として妥当である。
Next, attention is paid to the appearance data P 1 (t), the appearance data P 6 (t), and the appearance data P 7 (t). FIG. 40 is a graph in which the appearance data P 1 (t), the appearance data P 6 (t), and the appearance data P 7 (t) are overlaid. According to the appearance data P 6 (t), the aggregated data belonging to the cluster G 6 appears from night to midnight. Also, the appearance data P 1 (t) and the appearance data P 7 (t
), The aggregated data belonging to the cluster G 1 and the cluster G 7 appears at midnight or early morning. And in light of the daily user's behavior, the appearance time zone of the aggregated data related to the cluster G 6 coincides with that immediately after falling asleep, and the appearance time zone of the aggregated data related to the cluster G 1 and the cluster G 7 is sleeping. The time zone, in particular, the appearance time zone of the aggregated data relating to the cluster G 7 is coincident with the deep sleep time zone at midnight. From this, it can be considered that the appearance data P 6 (t) represents a shallow sleep state, the appearance data P 1 (t) represents a normal sleep state, and the appearance data P 7 (t) represents a deep sleep state. As seen in FIG. 25, the clusters G 1 , G 6 , and G 7 all have a small autonomic function with movement and are appropriate as sleep states.

以上のように、出現データ生成処理によれば、運動を伴う自律神経機能度を表す第1主
成分Y1(t)と、運動を伴わない自律神経機能度を表す第2主成分Y2(t)との組み合
わせにより、各クラスタG1〜G9の出現データPC(t)を生体の状態と関連付けること
ができる。したがって、各時刻tで測定された複数の生体情報の値から、該当する時刻t
における生体の状態を正しく把握することが可能となる。
As described above, according to the appearance data generation process, the first principal component Y 1 (t) representing the autonomic nervous function level with movement and the second main component Y 2 ( By combining with t), the appearance data P C (t) of each of the clusters G 1 to G 9 can be associated with the state of the living body. Therefore, from the values of the plurality of pieces of biological information measured at each time t, the corresponding time t
It becomes possible to correctly grasp the state of the living body.

なお、以上のように生成した各クラスタG1〜G9の出現データPC(t)と生体の状態
との関係は、公知の回帰分析を行う等して求めることもできる。例えば、各出現データP
C(t)の生体の状態を表す相対値C(t)を別の測定手法を用いて求める。そして、求
めた相対値C(t)を目的変数とし、出現データPC(t)を説明変数として回帰分析を
行う。より具体的には、個々の生体の状態を表す相対値C(t)に対して次式(2)を適
用して回帰分析を行い、最小二乗法等により係数ベクトル値βを求める手法が挙げられる
Note that the relationship between the appearance data P C (t) of each of the clusters G 1 to G 9 generated as described above and the state of the living body can be obtained by performing a known regression analysis or the like. For example, each occurrence data P
The relative value C (t) representing the state of the living body of C (t) is obtained using another measurement method. Then, regression analysis is performed using the obtained relative value C (t) as an objective variable and appearance data P C (t) as an explanatory variable. More specifically, a method of performing regression analysis by applying the following equation (2) to the relative value C (t) representing the state of each living body and obtaining the coefficient vector value β by the least square method or the like is given. It is done.

また、生体の状態を表す相対値C(t)が数値化困難である場合も想定される。その場
合は、例えば生体の状態がユーザーの「歩く」「座る」「立つ」等の動作である場合であ
れば、ユーザーをビデオカメラで撮影して映像を解析することにより、時刻tにおけるそ
れら動作の有無(有=1/無=0)を特定する。そして、クラスタ帰属度データBC(t
)から出現データPC(t)を生成する際と同様の要領で時間平均し、相対値C(t)と
してもよい。
It is also assumed that the relative value C (t) representing the state of the living body is difficult to quantify. In that case, for example, if the state of the living body is an operation such as “walking”, “sitting”, or “standing” of the user, those operations at time t are performed by photographing the user with a video camera and analyzing the video. The presence or absence (existence = 1 / non-existence = 0) is specified. The cluster membership data B C (t
) To generate the appearance data P C (t) as a relative value C (t).

以上のように、出現データ生成処理によれば、クラスタ毎に各分類用時系列データを所
定時間幅で平均し、各クラスタに属する分類用時系列データの時系列の出現確率を算出す
ることによって、時刻における生体の状態を正しく把握することができる。
As described above, according to the appearance data generation process, the time series data for classification for each cluster is averaged over a predetermined time width, and the time series appearance probability of the time series data for classification belonging to each cluster is calculated. It is possible to correctly grasp the state of the living body at the time.

(5)表示制御処理
以上のように生体の状態分析を行なったならば、生体情報処理装置5は、当該状態分析
結果を表示する制御を行う。図41は、状態分析結果の表示例を示す図である。
生体情報処理装置5の演算処理部57で実行する表示制御ステップとしての表示制御処
理における状態分析結果の表示は、例えば図41に示すように、本体ケース10の文字盤
11の外周に沿って時刻の目盛りの位置に、各出現データPC(t)の代表値を表す代表
値マークMKを表示する構成とする。この場合には、出現データPC(t)を順次処理対
象とし、表示時間範囲を1[min]等の単位時間で区切って各時刻tの出現確率の平均
値を算出する。平均値に限らず、単位時間内の最頻値を算出してもよい。続いて、単位時
間毎に各出現データPC(t)の平均値のうちの最大値を選出し、該当する単位時間にお
ける代表値とする。そして、代表値に基づき代表値マークMKを表示する制御を行う。具
体的には、その表示色を当該代表値の出典元のクラスタに応じた表示色とし、その濃淡を
代表値に基づき調整する。
(5) Display control processing If the living body state analysis is performed as described above, the living body information processing apparatus 5 performs control to display the state analysis result. FIG. 41 is a diagram illustrating a display example of a state analysis result.
For example, as shown in FIG. 41, the display of the state analysis result in the display control process as a display control step executed by the arithmetic processing unit 57 of the biological information processing apparatus 5 The representative value mark MK representing the representative value of each appearance data P C (t) is displayed at the position of the scale. In this case, the appearance data P C (t) is sequentially processed, the display time range is divided by unit time such as 1 [min], and the average value of appearance probabilities at each time t is calculated. Not only the average value, but the mode value within the unit time may be calculated. Subsequently, the maximum value among the average values of the appearance data P C (t) is selected for each unit time, and is set as a representative value in the corresponding unit time. Then, control for displaying the representative value mark MK based on the representative value is performed. Specifically, the display color is set to a display color corresponding to the cluster of the representative value source, and the density is adjusted based on the representative value.

なお、図41の表示態様は一例であって、状態分析結果の表示態様は特に限定されない
。例えば、周方向に時間軸をとった文字盤11上に出現データPC(t)の時刻tに関す
る値をレーダーチャートとして表示してもよい。このとき表示させる出現データPC(t
)はユーザーの操作入力に応じて自由に設定できてもよい。
In addition, the display mode of FIG. 41 is an example, and the display mode of the state analysis result is not particularly limited. For example, the value related to the time t of the appearance data P C (t) may be displayed as a radar chart on the dial 11 having the time axis in the circumferential direction. Appearance data P C (t
) May be freely set according to user operation input.

以上のように、表示制御ステップとしての表示制御処理によれば、時系列の出現データ
を、周方向に時間軸をとった文字盤11上に表示制御することによって、時間経過に伴う
生体の状態変化を直感的に把握することができる。
As described above, according to the display control process as the display control step, time-series appearance data is displayed and controlled on the dial 11 having the time axis in the circumferential direction, so that the state of the living body with time elapses. Intuitively grasp changes.

[機能構成]
図42は、生体情報処理装置5の主要な機能構成例を示すブロック図である。図42に
示すように、生体情報処理装置5は、操作入力部51と、表示部53と、通信部55と、
演算処理部57と、記憶部59とを備える。
[Function configuration]
FIG. 42 is a block diagram illustrating a main functional configuration example of the biological information processing apparatus 5. As shown in FIG. 42, the biological information processing apparatus 5 includes an operation input unit 51, a display unit 53, a communication unit 55,
An arithmetic processing unit 57 and a storage unit 59 are provided.

操作入力部51は、ユーザーによる各種操作入力を受け付け、操作入力に応じた操作入
力信号を演算処理部57へ出力する。ボタンスイッチやレバースイッチ、ダイヤルスイッ
チ、タッチパネル等により実現できる。
The operation input unit 51 receives various operation inputs by the user and outputs an operation input signal corresponding to the operation input to the arithmetic processing unit 57. It can be realized by a button switch, lever switch, dial switch, touch panel, or the like.

表示部53は、LCD(Liquid Crystal Display)、OELD(Organic Electrolumin
escence Display)、電子ペーパーディスプレイ等の表示装置によって実現され、演算処
理部57からの表示信号に基づく各種表示を行う。
The display unit 53 includes an LCD (Liquid Crystal Display) and an OELD (Organic Electroluminum).
luminescence display) and a display device such as an electronic paper display, and performs various displays based on a display signal from the arithmetic processing unit 57.

通信部55は、演算処理部57の制御のもと、外部(例えば測定装置100)との間で
データを送受するための通信装置である。この通信部55の通信方式としては、無線通信
を利用して無線接続する形式や、所定の通信規格に準拠したケーブルを介して有線接続す
る形式、クレイドル等と呼ばれる充電器と兼用の中間装置を介して接続する形式等、種々
の方式を適用可能である。
The communication unit 55 is a communication device for transmitting and receiving data to and from the outside (for example, the measurement device 100) under the control of the arithmetic processing unit 57. As a communication method of the communication unit 55, a wireless connection method using wireless communication, a wired connection method using a cable conforming to a predetermined communication standard, an intermediate device that is also used as a charger called a cradle, etc. Various systems such as a connection type via the network can be applied.

演算処理部57は、各機能部との間でデータの入出力制御を行い、所定のプログラムや
データ、操作入力部51からの操作入力信号、通信部55を介して測定装置100から取
得した生体情報Sn(t)等に基づき各種の演算処理を実行する。例えば、CPU(Centr
al Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)等のマイクロプロセッサー
や、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Program
mable Gate Array)、IC(Integrated Circuit)メモリー等の電子部品によって実現さ
れる。
The arithmetic processing unit 57 performs input / output control of data with each function unit, a predetermined program and data, an operation input signal from the operation input unit 51, and a biological body acquired from the measurement apparatus 100 via the communication unit 55. Various arithmetic processes are executed based on the information S n (t) and the like. For example, CPU (Centr
microprocessors such as al Processing Units (GPUs) and Graphics Processing Units (GPUs), Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Field Programs (FPGAs)
mable Gate Array), IC (Integrated Circuit) memory and other electronic components.

この演算処理部57は、生体情報取得部571と、周波数解析部571aと、データ集
約部572と、分類部574と、出現データ生成部575と、表示制御部578とを含む
The arithmetic processing unit 57 includes a biological information acquisition unit 571, a frequency analysis unit 571a, a data aggregation unit 572, a classification unit 574, an appearance data generation unit 575, and a display control unit 578.

生体情報取得部571は、測定装置100とのデータ通信を制御し、通信部55を介し
て測定装置100から生体情報Sn(t)を取得する。
The biological information acquisition unit 571 controls data communication with the measurement device 100 and acquires biological information S n (t) from the measurement device 100 via the communication unit 55.

周波数解析部571aは、生体情報Sn(t)について、それぞれ所定のサンプリング
点数(例えば60点)ごとに高速フーリエ変換を行うことによってパワースペクトルPn
(Hz)を取得する。そして、所定のサンプリング点数(例えば60点)ごとに、取得さ
れたパワースペクトルPn(Hz)について、LF帯域:F2[Hz]〜F1[Hz]と、
HF帯域:F1[Hz]〜F3[Hz]のパワースペクトルPnの強度比を求めることによ
って周波数成分比データRn(t)を取得する。
The frequency analysis unit 571a performs fast Fourier transform on the biological information S n (t) for each predetermined number of sampling points (for example, 60 points) to thereby obtain a power spectrum P n.
(Hz) is acquired. And for every predetermined sampling point number (for example, 60 points), for the acquired power spectrum P n (Hz), LF band: F 2 [Hz] to F 1 [Hz],
The frequency component ratio data R n (t) is obtained by obtaining the intensity ratio of the power spectrum P n in the HF band: F 1 [Hz] to F 3 [Hz].

データ集約部572は、N種類(本実施形態では、活動量、脈拍数、動脈血中酸素飽和
度、皮膚温度、深部温度、および熱流束の6種類)の生体情報Sn(t)および生体情報
n(t)から求められたN種類の周波数成分比データRn(t)を主成分分析し、第1主
成分Y1(t)〜第X主成分YX(t)を求めることでX種類の分類用時系列データに集約
する。このデータ集約部572は、X種類の分類用時系列データからM種類を選択する選
択部573を備える。本実施形態では、第1主成分Y1(t)と第2主成分Y2(t)とを
選択する。
Data aggregation unit 572, (in this embodiment, amount of activity, pulse rate, arterial blood oxygen saturation, skin temperature, six core temperature, and heat flux) N type biometric information S n (t) and the biological information By performing principal component analysis on N types of frequency component ratio data R n (t) obtained from S n (t), the first principal component Y 1 (t) to the Xth principal component Y X (t) are obtained. Aggregated into X types of time-series data for classification. The data aggregation unit 572 includes a selection unit 573 that selects M types from X types of time series data for classification. In the present embodiment, the first principal component Y 1 (t) and the second principal component Y 2 (t) are selected.

分類部574は、第1主成分Y1(t)と第2主成分Y2(t)の集約データを2次元空
間にプロットし、それらの2次元空間内の距離に基づいて各集約データを複数(例えば9
個)のクラスタG1〜G9に分類する。
The classification unit 574 plots the aggregated data of the first principal component Y 1 (t) and the second principal component Y 2 (t) in a two-dimensional space, and sets each aggregated data based on the distance in the two-dimensional space. Multiple (for example, 9
Classified into cluster G 1 ~G 9 of the pieces).

出現データ生成部575は、各クラスタG1〜G9の出現データPC(t)を生成する。
この出現データ生成部575は、クラスタ帰属度算出部576と、出現確率算出部577
とを備える。クラスタ帰属度算出部576は、各集約データの属するクラスタが自クラス
タか否かをクラスタG1〜G9毎に定めた時系列のクラスタ帰属度データBC(t)を生成
する。出現確率算出部577は、クラスタ帰属度データBC(t)を順次処理対象とし、
算出時刻をずらしながら所定時間幅で平均して、算出時刻別に出現確率を算出する。
The appearance data generation unit 575 generates appearance data P C (t) for each of the clusters G 1 to G 9 .
The appearance data generation unit 575 includes a cluster membership degree calculation unit 576 and an appearance probability calculation unit 577.
With. The cluster membership calculation unit 576 generates time-series cluster membership data B C (t) that determines for each of the clusters G 1 to G 9 whether or not the cluster to which each aggregated data belongs is its own cluster. The appearance probability calculation unit 577 sequentially processes the cluster membership data B C (t),
The appearance probability is calculated for each calculation time by averaging over a predetermined time width while shifting the calculation time.

表示制御部578は、出現データ生成部575によって生成された各クラスタG1〜G9
の出現データPC(t)を生体の状態分析結果として表示部53に表示する制御を行う。
The display control unit 578 displays the clusters G 1 to G 9 generated by the appearance data generation unit 575.
The appearance data P C (t) performs control to display on the display unit 53 as the status analysis of the living body.

記憶部59は、ICメモリーやハードディスク、光学ディスク等の記憶媒体により実現
されるものである。この記憶部59には、生体情報処理装置5を動作させ、生体情報処理
装置5が備える種々の機能を実現するためのプログラムや、当該プログラムの実行中に使
用されるデータ等が予め格納され、あるいは処理の都度一時的に格納される。なお、演算
処理部57と記憶部59との接続は、装置内の内部バス回路による接続に限らず、LAN
(Local Area Network)やインターネット等の通信回線で実現してもよい。その場合、記
憶部59は、生体情報処理装置5とは別の外部記憶装置により実現されるとしてもよい。
The storage unit 59 is realized by a storage medium such as an IC memory, a hard disk, or an optical disk. The storage unit 59 stores in advance a program for operating the biological information processing apparatus 5 to realize various functions provided in the biological information processing apparatus 5, data used during execution of the program, and the like. Alternatively, it is temporarily stored for each processing. Note that the connection between the arithmetic processing unit 57 and the storage unit 59 is not limited to the connection by the internal bus circuit in the apparatus, but is connected to the LAN.
(Local Area Network) or a communication line such as the Internet may be used. In that case, the storage unit 59 may be realized by an external storage device different from the biological information processing device 5.

また、記憶部59には、データ処理プログラム591と、分析結果データ593とが格
納される。
The storage unit 59 stores a data processing program 591 and analysis result data 593.

演算処理部57は、データ処理プログラム591を読み出して実行することにより、生
体情報取得部571、周波数解析部571a、データ集約部572、分類部574、出現
データ生成部575、表示制御部578等の機能を実現する。なお、これらの各部は、演
算処理部57がデータ処理プログラム591を読み出して実行することで、ソフトウェア
的に実現されるものとして説明するが、各部専用の電子回路を構成してハードウェア的に
実現することも可能である。
The arithmetic processing unit 57 reads and executes the data processing program 591, so that the biometric information acquisition unit 571, the frequency analysis unit 571 a, the data aggregation unit 572, the classification unit 574, the appearance data generation unit 575, the display control unit 578, and the like. Realize the function. Each of these units will be described as being realized by software by the arithmetic processing unit 57 reading and executing the data processing program 591. However, each unit is realized by hardware by configuring an electronic circuit dedicated to each unit. It is also possible to do.

分析結果データ593は、各クラスタG1〜G9の出現データPC(t)や回帰分析デー
タC(t)を生体の状態分析結果として記憶する。
The analysis result data 593 stores appearance data P C (t) and regression analysis data C (t) of the clusters G 1 to G 9 as biological state analysis results.

[処理の流れ]
次に、本実施形態に係る生体情報処理方法について、図43を参照して説明する。
図43は、生体情報処理装置5が行う処理の流れを示すフローチャートである。ここで
説明する処理は、演算処理部57が記憶部59からデータ処理プログラム591を読み出
して実行し、生体情報処理装置5の各部を動作させることで実現できる。
[Process flow]
Next, the biological information processing method according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 43 is a flowchart showing the flow of processing performed by the biological information processing apparatus 5. The processing described here can be realized by causing the arithmetic processing unit 57 to read out and execute the data processing program 591 from the storage unit 59 and operate each unit of the biological information processing apparatus 5.

本実施形態に係る生体情報処理方法は、先ず、生体情報取得部571が測定装置100
とのデータ通信を制御し、測定装置100が時系列で測定した生体情報Sn(t)を取得
する(ステップT1)。
In the biometric information processing method according to the present embodiment, first, the biometric information acquisition unit 571 is operated by the measurement apparatus 100.
And the biological information S n (t) measured in time series by the measuring apparatus 100 is acquired (step T1).

次に、周波数成分比データを求めるステップとして、周波数解析部571aがステップ
T1で取得した例えば活動量、脈拍数、動脈血中酸素飽和度、皮膚温度、深部温度、およ
び熱流束の6種類の生体情報Sn(t)を周波数解析し、6種類の周波数成分比データRn
(t)を求める(ステップT2)。
Next, as a step of obtaining frequency component ratio data, six types of biological information such as activity amount, pulse rate, arterial oxygen saturation, skin temperature, deep temperature, and heat flux acquired by the frequency analysis unit 571a in step T1. Frequency analysis of S n (t) and six types of frequency component ratio data R n
(T) is obtained (step T2).

次に、データ集約ステップとして、データ集約部572が、ステップT1で取得したう
ちの例えば活動量、脈拍数、動脈血中酸素飽和度、皮膚温度、深部温度、および熱流束の
6種類の生体情報Sn(t)および周波数解析部571aが、ステップT2で取得した6
種類の周波数成分比データRn(t)を主成分分析し、第1主成分Y1(t)〜第X主成分
X(t)を求める(ステップT3)。そして、選択部573が、求めたX種類の主成分
1(t)〜YX(t)からM個、例えば第1主成分Y1(t)および第2主成分Y2(t)
を選択して、M種類の分類用時系列データとする(ステップT5)。
Next, as the data aggregating step, the data aggregating unit 572, for example, six types of biological information S, such as activity amount, pulse rate, arterial oxygen saturation, skin temperature, deep temperature, and heat flux, acquired in step T1. n (t) and the frequency analysis unit 571a 6 acquired in step T2.
The principal component analysis is performed on the types of frequency component ratio data R n (t) to obtain the first principal component Y 1 (t) to the X principal component Y X (t) (step T3). Then, the selection unit 573 generates M, for example, a first principal component Y 1 (t) and a second principal component Y 2 (t) from the obtained X types of principal components Y 1 (t) to Y X (t).
Is selected as M time series data for classification (step T5).

次に、分類ステップとして、分類部574が、ステップT5で選択した第1主成分Y1
(t)と第2主成分Y2(t)とを時刻t毎の組(集約データ)にして2次元空間にプロ
ットする(ステップT7)。そして、プロットした各集約データをクラスタリングして複
数のクラスタG1〜G9に分類する(ステップT9)。
Next, as a classification step, the first principal component Y 1 selected by the classification unit 574 in step T5.
(T) and the second principal component Y 2 (t) are plotted in a two-dimensional space as a set (aggregated data) for each time t (step T7). Then, the plotted aggregated data is clustered to be classified into a plurality of clusters G 1 to G 9 (step T9).

次に、出現データ生成ステップとして、出現データ生成部575においてクラスタ帰属
度算出部576が、クラスタの分類結果に基づいて時系列クラスタデータc(t)を生成
する(ステップT11)。そして、時系列クラスタデータc(t)に基づいて、クラスタ
1〜G9毎に時系列のクラスタ帰属度データBC(t)を生成する(ステップT13)。
その後、出現確率算出部577が、各クラスタ帰属度データBC(t)に基づき各クラス
タG1〜G9について算出時刻別の出現確率を算出することで、各クラスタG1〜G9の出現
データPC(t)を生成する(ステップT15)。
Next, as the appearance data generation step, the cluster attribution degree calculation unit 576 in the appearance data generation unit 575 generates time-series cluster data c (t) based on the cluster classification result (step T11). Then, based on the time-series cluster data c (t), time-series cluster membership data B C (t) is generated for each of the clusters G 1 to G 9 (step T13).
Thereafter, the appearance probability calculation unit 577 calculates the appearance probability for each cluster G 1 to G 9 based on each cluster membership data B C (t), so that each cluster G 1 to G 9 appears. Data P C (t) is generated (step T15).

出現データPC(t)を生成したならば、表示制御部578が、生体の状態分析結果と
して表示部53に表示する制御を行う(ステップT17)。
If the appearance data P C (t) is generated, the display control unit 578 performs control to display the result on the display unit 53 as a living body state analysis result (step T17).

以上説明したように、本実施形態によれば、N種類の生体情報Sn(t)およびN種類
の周波数成分比データRn(t)を複合的に考慮し、各クラスタG1〜G9の出現データPC
(t)が表す生体の状態を分析することができる。
As described above, according to the present embodiment, the N types of biological information S n (t) and the N types of frequency component ratio data R n (t) are considered in combination, and the clusters G 1 to G 9 are combined. Appearance data P C
The state of the living body represented by (t) can be analyzed.

以上のべたように、本実施形態に係る生体情報処理装置5によれば、以下の効果を得る
ことができる。
時系列のN種類(N≧3)の生体情報データから、N種類の周波数成分比データを求める
ことによって、自律神経の状態を反映する情報を取得することができる。そして、N種類
の生体情報データおよびN種類の周波数成分比データを集約することによって、生体の状
態分析に有用なM種類(M≧2かつN>M)の分類用時系列データを取得することができる。
そして、M種類の分類用時系列データを複数のクラスタに分類し、各クラスタの出現デー
タを生成することによって、自律神経の状態を反映した生体の状態と状態の程度を把握す
ることができる。
As described above, according to the biological information processing apparatus 5 according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
Information that reflects the state of the autonomic nerve can be obtained by obtaining N types of frequency component ratio data from N types (N ≧ 3) of biological information data in time series. Then, by collecting N types of biological information data and N types of frequency component ratio data, acquiring time series data for classification of M types (M ≧ 2 and N> M) useful for biological state analysis Can do.
Then, by classifying M types of time-series data for classification into a plurality of clusters and generating appearance data of each cluster, it is possible to grasp the state of the living body and the degree of the state reflecting the state of the autonomic nerve.

<変形例>
以上、本発明を適用した実施形態を説明したが、本発明が適用可能な形態は上述した形
態に限られない。例えば、以下のような変形例が考えられる。
<Modification>
As mentioned above, although embodiment which applied this invention was described, the form which can apply this invention is not restricted to the form mentioned above. For example, the following modifications can be considered.

例えば、集約する対象の生体情報は、本実施形態で例示した活動量、脈拍数、動脈血中
酸素飽和度、皮膚温度、深部温度、および熱流束の6種類に限らず、N種類(N≧3)の
生体情報を適宜選択し、サンプリングデータとしてよい。また、生体情報以外にも、温度
や湿度、気圧等の環境情報をサンプリングデータに含めてもよい。
For example, biological information to be aggregated is not limited to the six types of activity amount, pulse rate, arterial blood oxygen saturation, skin temperature, deep temperature, and heat flux exemplified in the present embodiment, but N types (N ≧ 3). ) Biological information may be selected as appropriate and used as sampling data. In addition to biological information, environmental information such as temperature, humidity, and atmospheric pressure may be included in the sampling data.

ここで、集約する対象の生体情報として、生体の主要なバイタル情報である、活動量、
脈拍数、動脈血中酸素飽和度、皮膚温度、深部温度、熱流束、血流量、血圧のうちいずれ
かを選択すると、集約される分類用時系列データに生体の状態がより正しく反映されるた
め好適である。なお、上記の生体情報は、本実施形態においては測定装置100に内蔵さ
れる熱流センサー21と、光センサー22と、モーションセンサー23により公知の技術
を用いて取得することができる。
Here, as the biological information to be aggregated, the amount of activity, which is the main vital information of the living body,
Selecting any of pulse rate, arterial oxygen saturation, skin temperature, deep temperature, heat flux, blood flow, and blood pressure is preferable because it reflects the state of the living body more accurately in the aggregated time series data It is. In addition, in this embodiment, said biometric information can be acquired using a well-known technique with the heat flow sensor 21, the optical sensor 22, and the motion sensor 23 built in the measuring apparatus 100.

以上のように、本変形例によれば、熱流束、皮膚温度、深部温度、酸素飽和度、血流量
、血圧、活動量、および脈拍数の何れかの生体情報をM種類に集約して用い、分類したク
ラスタ毎の出現データを生成することによって、生体の状態を正しく把握することができ
る。
As described above, according to the present modification, biometric information of any one of heat flux, skin temperature, deep temperature, oxygen saturation, blood flow, blood pressure, activity, and pulse rate is aggregated and used in M types. By generating appearance data for each classified cluster, it is possible to correctly grasp the state of the living body.

また、データ集約処理において、N種類の周波数成分比データRn(t)のすべてを用
いず、いずれか一種類以上を選択して用いてもよい。
In the data aggregation process, not all of the N types of frequency component ratio data R n (t) may be used, and any one or more types may be selected and used.

以上のように、本変形例によれば、N種類の周波数成分比データのうち少なくとも一つ
以上を選択して集約することによって、生体の状態分析に有用なM種類の分類用時系列デ
ータを取得することができる。
As described above, according to this modification, by selecting and aggregating at least one of N types of frequency component ratio data, M types of time series data for classification useful for biological state analysis are obtained. Can be acquired.

また、X種類の主成分(分類用時系列データ)Y1(t)〜YX(t)から選択する主成
分は第1主成分および第2主成分の2種類に限らず、3種類以上(ただしM≧2かつN>
M)を選択する構成でもよい。その際、X種類の主成分Y1(t)〜YX(t)のうち、分
散l1(t)〜lX(t)の大きいものから順にM種類を選択するとしてもよい。
In addition, the number of principal components selected from X types of principal components (classification time series data) Y 1 (t) to Y X (t) is not limited to two types, ie, the first principal component and the second principal component, but three or more types. (However, M ≧ 2 and N>
M) may be selected. At that time, among the X type of principal component Y 1 (t) ~Y X ( t), it may select the M kinds descending order of variance l 1 (t) ~l X ( t).

分類処理において、分類用時系列データの種類が多くなると、生体情報をより多く反映
して生体の状態を分類することができるようになるが、一方で、演算処理部57が分類処
理に要する演算負荷は増大する。このため、生体情報処理の目的によって、分類処理に用
いる分類用時系列データを適切に選択すると好適である。
In the classification process, if the types of time-series data for classification increase, it becomes possible to classify the state of the living body by reflecting more biological information. On the other hand, the arithmetic processing unit 57 performs an operation required for the classification process. The load increases. For this reason, it is preferable that the time series data for classification used in the classification process is appropriately selected depending on the purpose of the biological information processing.

また、選択する主成分の数Mは、予め設定される所定数(上記実施形態では2個)を選
択する構成に限定されない。例えば、M種類の選択は、次式(3)で表される累積寄与率
Pmが閾値Tr以上であることを選択条件とし、選択条件を満たす主成分を選択すること
で行ってもよい。閾値Trは、例えば「0.8」とする等、予め設定しておけばよい。
Further, the number M of principal components to be selected is not limited to a configuration in which a predetermined number (two in the above embodiment) is set in advance. For example, the selection of M types may be performed by selecting a principal component satisfying the selection condition by setting the cumulative contribution rate Pm expressed by the following equation (3) to be equal to or greater than the threshold value Tr. The threshold value Tr may be set in advance, for example, “0.8”.

以上のように、本変形例によれば、N種類の生体情報データおよびN種類の周波数成分比
データをX種類(X≧M)の分類用時系列データに集約し、そのうちM種類を選択することに
よって、分類用時系列データの数を減らすことができる。
As described above, according to this modification, N types of biological information data and N types of frequency component ratio data are aggregated into X types (X ≧ M) of time-series data for classification, and M types are selected. As a result, the number of time-series data for classification can be reduced.

また、N種類の生体情報データを分類用時系列データに集約する手法は、主成分分析に
限定されない。例えば、N種類の生体情報データを因子分析し、求めたX種類の共通因子
1(t)〜ZX(t)の中からM種類を選択する構成でもよい。また、その際、X種類の
共通因子Z1(t)〜ZX(t)のうち、その分散l1(t)〜lX(t)の大きいものから
順にM種類を選択するとしてもよい。
Further, the method for aggregating N types of biological information data into time-series data for classification is not limited to principal component analysis. For example, N types of biological information data may be subjected to factor analysis, and M types may be selected from the obtained X types of common factors Z 1 (t) to Z X (t). At that time, among the X types of common factors Z 1 (t) to Z X (t), M types may be selected in descending order of the variances l 1 (t) to l X (t). .

以上のように、本変形例によれば、N種類の生体情報データおよびN種類の周波数成分比
データを主成分分析または因子分析し、その分散に基づきM種類の分類用時系列データを
取得することによって、生体の状態分析に有用なM種類の分類用時系列データを取得する
ことができる。
As described above, according to the present modification, N types of biological information data and N types of frequency component ratio data are subjected to principal component analysis or factor analysis, and M types of time series data for classification are acquired based on the variances. Thus, it is possible to acquire M types of time series data for classification useful for analyzing the state of a living body.

また、本実施形態では、生体情報処理装置5が別体の測定装置100からユーザーの生
体情報を取得して分析し、分析結果を表示する構成を例示した。これに対し、生体情報処
理装置5の機能を、測定装置100に組み込み、生体情報処理装置5と測定装置100と
を一体の装置として構成してもよい。また、本実施形態の生体情報処理装置5を、インタ
ーネット等の通信網を介したサーバーとして構成し、ユーザーは当該サーバーに通信網を
介してアクセスして利用する形態としてもよい。
Moreover, in this embodiment, the biometric information processing apparatus 5 acquired the user's biometric information from the separate measuring apparatus 100, analyzed, and illustrated the structure which displays an analysis result. On the other hand, the function of the biological information processing apparatus 5 may be incorporated in the measurement apparatus 100, and the biological information processing apparatus 5 and the measurement apparatus 100 may be configured as an integrated apparatus. In addition, the biological information processing apparatus 5 of the present embodiment may be configured as a server via a communication network such as the Internet, and the user may access and use the server via the communication network.

以上のように、本変形例によれば、時系列のN種類(N≧3)の生体情報データから、N
種類の周波数成分比データを求めることによって、自律神経の状態を反映する情報を取得
することができる。そして、N種類の生体情報データおよびN種類の周波数成分比データを
集約することによって、生体の状態分析に有用なM種類(M≧2かつN>M)の分類用時系列
データを取得することができる。そして、M種類の分類用時系列データを複数のクラスタ
に分類し、各クラスタの出現データを生成することによって、自律神経の状態を反映した
生体の状態と状態の程度を把握することができる。
As described above, according to this modification, N types (N ≧ 3) of biological information data in time series are used to calculate N
Information that reflects the state of the autonomic nerve can be acquired by obtaining the frequency component ratio data of the kind. Then, by collecting N types of biological information data and N types of frequency component ratio data, acquiring time series data for classification of M types (M ≧ 2 and N> M) useful for biological state analysis Can do. Then, by classifying M types of time-series data for classification into a plurality of clusters and generating appearance data of each cluster, it is possible to grasp the state of the living body and the degree of the state reflecting the state of the autonomic nerve.

5…生体情報処理装置、51…操作入力部、53…表示部、55…通信部、57…演算
処理部、571…生体情報取得部、571a…周波数解析部、572…データ集約部、5
73…選択部、574…分類部、575…出現データ生成部、576…クラスタ帰属度算
出部、577…出現確率算出部、578…表示制御部、59…記憶部、591…データ処
理プログラム、593…分析結果データ、100…測定装置、21…熱流センサー、22
…光センサー、23…モーションセンサー、24…GPSセンサー、N…通信回線。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Biological information processing apparatus, 51 ... Operation input part, 53 ... Display part, 55 ... Communication part, 57 ... Arithmetic processing part, 571 ... Biological information acquisition part, 571a ... Frequency analysis part, 572 ... Data aggregation part, 5
73 ... Selection unit, 574 ... Classification unit, 575 ... Appearance data generation unit, 576 ... Cluster attribution calculation unit, 777 ... Appearance probability calculation unit, 578 ... Display control unit, 59 ... Storage unit, 591 ... Data processing program, 593 ... analysis result data, 100 ... measuring device, 21 ... heat flow sensor, 22
... light sensor, 23 ... motion sensor, 24 ... GPS sensor, N ... communication line.

Claims (9)

演算処理部が、
時系列のN種類(N≧3)の生体情報データから、所定の周波数よりも低い低周波数成
分と前記所定の周波数よりも高い高周波数成分との比である、N種類の周波数成分比デー
タを求めるステップと、
前記N種類の生体情報データおよび前記N種類の周波数成分比データを集約して、M種
類(M≧2かつN>M)の分類用時系列データを取得するデータ集約ステップと、
前記M種類の分類用時系列データを複数のクラスタに分類する分類ステップと、
前記クラスタ毎に時系列の出現データを生成する出現データ生成ステップと、
を実行することを特徴とする生体情報処理装置。
The arithmetic processing unit
N types of frequency component ratio data, which is a ratio between a low frequency component lower than a predetermined frequency and a high frequency component higher than the predetermined frequency, from N types (N ≧ 3) of biological information data in time series Seeking steps,
A data aggregating step for aggregating the N types of biological information data and the N types of frequency component ratio data to obtain M types (M ≧ 2 and N> M) of time series data for classification;
A classification step of classifying the M types of time-series data for classification into a plurality of clusters;
An appearance data generation step for generating time-series appearance data for each cluster;
The biological information processing apparatus characterized by performing this.
前記データ集約ステップは、
前記N種類の生体情報データおよび前記N種類の周波数成分比データをX種類(X≧M
)の分類用時系列データに集約し、当該X種類の分類用時系列データから前記M種類を選
択することを含むことを特徴とする請求項1に記載の生体情報処理装置。
The data aggregation step includes
The N types of biological information data and the N types of frequency component ratio data are converted into X types (X ≧ M
The biological information processing apparatus according to claim 1, further comprising: selecting the M types from the X types of time series data for classification.
前記データ集約ステップは、前記N種類の生体情報データおよび前記N種類の周波数成
分比データの主成分分析又は因子分析を行って集約を行い、前記分類用時系列データの分
散の大きさに基づいて選択を行うステップであることを特徴とする請求項1又は2に記載
の生体情報処理装置。
The data aggregation step performs aggregation by performing principal component analysis or factor analysis of the N types of biological information data and the N types of frequency component ratio data, and based on the variance of the time series data for classification The biological information processing apparatus according to claim 1, wherein the biological information processing apparatus is a step of performing selection.
前記データ集約ステップは、前記N種類の周波数成分比データのうち少なくとも一つ以
上を選択して集約することを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項
に記載の生体情報処理装置。
The biological data according to any one of claims 1 to 3, wherein the data aggregation step includes selecting and aggregating at least one of the N types of frequency component ratio data. Information processing device.
前記分類ステップは、前記M種類の分類用時系列データをM次元空間にプロットするこ
とと、当該プロットをクラスタリングして前記複数のクラスタに分類することを含むこと
を特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の生体情報処理装置。
The classifying step includes plotting the M types of time series data for classification in an M-dimensional space, and clustering the plot into the plurality of clusters. Item 5. The biological information processing apparatus according to any one of items 4.
前記出現データ生成ステップは、前記クラスタ毎に、当該クラスタに属する前記分類用
時系列データを、算出時刻をずらしながら所定時間幅で平均した算出時刻別の出現確率を
算出することを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の生体
情報処理装置。
The appearance data generation step includes, for each cluster, calculating an appearance probability for each calculation time obtained by averaging the time series data for classification belonging to the cluster with a predetermined time width while shifting the calculation time. The biological information processing apparatus according to any one of claims 1 to 5.
前記演算処理部が、
前記時系列の出現データを周方向に時間軸をとった文字盤上に表示制御する表示制御ス
テップを実行することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の生体情
報処理装置。
The arithmetic processing unit is
The biological information according to any one of claims 1 to 6, wherein a display control step is performed for controlling display of the time series appearance data on a dial having a time axis in a circumferential direction. Processing equipment.
前記生体情報データは、熱流束、皮膚温度、深部温度、酸素飽和度、血流量、血圧、活
動量、および脈拍数の何れかの生体情報を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項7の
いずれか一項に記載の生体情報処理装置。
8. The biological information data includes biological information of any one of heat flux, skin temperature, deep temperature, oxygen saturation, blood flow, blood pressure, activity, and pulse rate. The biological information processing apparatus according to any one of the above.
時系列のN種類(N≧3)の生体情報データおよび前記N種類の周波数成分比データを
集約して、M種類(M≧2かつN>M)の分類用時系列データを取得するデータ集約ステ
ップと、
前記M種類の分類用時系列データを複数のクラスタに分類する分類ステップと、
前記クラスタ毎に時系列の出現データを生成する出現データ生成ステップと、
を含むことを特徴とする生体情報処理方法。
Data aggregation for collecting time-series data for classification of M types (M ≧ 2 and N> M) by collecting time-series N types (N ≧ 3) of biological information data and the N types of frequency component ratio data Steps,
A classification step of classifying the M types of time-series data for classification into a plurality of clusters;
An appearance data generation step for generating time-series appearance data for each cluster;
A biological information processing method comprising:
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