JP2019083860A - 生体情報測定装置、操作対象装置、情報処理装置、生体情報測定方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】正常な測定方法により得られる高精度な計測データを、有効な計測データとして用いることが可能な生体情報測定装置を提供すること。【解決手段】生体情報測定装置は、筐体と、前記筐体に設けられ、生体に向けて測定光を出射する発光部と、前記筐体に設けられ、前記発光部から出射された前記測定光の前記生体内からの反射光を受光し、当該反射光の受光量に応じた電気信号を出力する受光部と、前記受光部から出力された前記電気信号に基づいて、前記生体における脈波情報およびヘモグロビン情報を算出する生体情報算出部と、前記脈波情報によって特定される前記生体の脈波に重複切痕が示されている場合、前記脈波情報および前記ヘモグロビン情報を有効と判定する判定部とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、生体情報測定装置、操作対象装置、情報処理装置、生体情報測定方法、およびプログラムに関する。

従来、生体内に光を照射し、その反射光の強度に基づいて、生体の脈波の測定を行うことが可能な脈波センサが知られている。例えば、下記特許文献１には、マウス型の筐体と、生体の入力操作を受け付ける入力操作部と、生体の手に光を照射する発光部と、生体内を透過して戻ってくる光の強度を検出する受光部とを有し、受光部によって光の強度を検出することにより脈波データを取得する脈波センサが開示されている。

特開２０１４−１６６２１５号公報

ところで、上記したような脈波センサでは、例えば、生体が正しい姿勢（例えば、着座状態、静止状態等）ではないときに、脈波の測定を行った場合、生体の姿勢の変化に伴って、測定データが変動してしまう場合がある。しかしながら、従来の脈波センサでは、生体が正しい姿勢ではないときに測定された測定データであっても、あたかも正しい測定結果として出力されてしまうため、生体の脈波を高精度に測定することができない虞がある。このようなことから、正常な測定方法により得られる高精度な計測データを、有効な計測データとして用いることが可能な生体情報測定装置が求められている。

一実施形態の生体情報測定装置は、筐体と、前記筐体に設けられ、生体に向けて測定光を出射する発光部と、前記筐体に設けられ、前記発光部から出射された前記測定光の前記生体内からの反射光を受光し、当該反射光の受光量に応じた電気信号を出力する受光部と、前記受光部から出力された前記電気信号に基づいて、前記生体における脈波情報およびヘモグロビン情報を算出する生体情報算出部と、前記脈波情報によって特定される前記生体の脈波に重複切痕が示されている場合、前記脈波情報および前記ヘモグロビン情報を有効と判定する判定部とを備える。

一実施形態によれば、正常な測定方法により得られる高精度な計測データを、有効な計測データとして用いることが可能な生体情報測定装置を提供することができる。

第１実施形態に係る生体情報測定装置の外観斜視図である。 第１実施形態に係る生体情報測定装置のマウス装置への装着例を示す図である。 第１実施形態に係る生体情報測定装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る生体情報測定装置が備える制御回路の機能構成を示すブロック図である。 生体における動脈の脈波の波形の構成を模式的に示す図である。 第１実施形態に係る生体情報測定装置が備える制御回路による処理の手順を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る生体情報測定装置が備える制御回路による処理の手順を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る生体情報測定装置による脈波情報およびヘモグロビン情報の測定結果の第１例を示すグラフである。 第１実施形態に係る生体情報測定装置による脈波情報およびヘモグロビン情報の測定結果の第２例を示すグラフである。 第１実施形態に係る生体情報測定装置による脈波情報およびヘモグロビン情報の測定結果の第３例を示すグラフである。 第２実施形態に係る生体情報測定システムのシステム構成を示す図である。 第２実施形態に係る生体情報測定装置およびスマートフォンの装置構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る生体情報測定装置およびスマートフォンの機能構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る生体情報測定装置およびスマートフォンによる処理の手順を示すシーケンス図である。

〔第１実施形態〕
以下、図面を参照して、第１実施形態について説明する。

（生体情報測定装置１００の概要）
図１は、第１実施形態に係る生体情報測定装置１００の外観斜視図である。図１では、便宜上、生体情報測定装置１００の厚さ方向をＺ軸方向と、生体情報測定装置１００の横幅方向をＸ軸方向とし、生体情報測定装置１００の縦幅方向をＹ軸方向としている。

図１に示す生体情報測定装置１００は、その筐体１０１の測定面１０１Ａを、生体の測定位置（例えば、指、掌等）の表面に接触させることにより、生体における脈拍およびヘモグロビンの濃度を測定し、当該測定結果を出力することが可能な装置である。

生体の血管は、心臓の拍動に伴って脈動することにより、脈波容積が変動し、これに伴い、発光光の吸光度が変化することとなる。また、生体の血管においては、生体の姿勢等に応じて、ヘモグロビンの濃度が変化し、これに伴って、発光光の吸光度が変化することとなる。そこで、本実施形態の生体情報測定装置１００は、生体内に発光光を照射し、その反射光の強度に基づいて、脈波情報およびヘモグロビン情報を算出することが可能である。特に、本実施形態の生体情報測定装置１００は、脈波情報およびヘモグロビン情報に基づいて、当該脈波情報およびヘモグロビン情報が有効か無効かを判定することができる。これにより、本実施形態の生体情報測定装置１００は、正常な測定方法により得られる高精度な計測データを、有効な計測データとして用いることが可能である。

（生体情報測定装置１００の構成）
図１に示すように、生体情報測定装置１００は、筐体１０１を備えている。筐体１０１は、概ね直方体形状（但し、これに限らない）を有する箱状の部材である。筐体１０１には、例えば、樹脂等の比較的硬質な素材が用いられる。筐体１０１の内部においては、第１のＬＥＤ（Light Emitting Diode）パッケージ１０２、第２のＬＥＤパッケージ１０３、およびフォトディテクタ１０４が、基板上に実装されている。

第１のＬＥＤパッケージ１０２および第２のＬＥＤパッケージ１０３は、「発光部」の一例である。第１のＬＥＤパッケージ１０２は、第１のＬＥＤ素子１０２ａおよび第２のＬＥＤ素子１０２ｂを有する。第２のＬＥＤパッケージ１０３は、第１のＬＥＤ素子１０３ａおよび第２のＬＥＤ素子１０３ｂを有する。以下、第１のＬＥＤパッケージ１０２が有する第１のＬＥＤ素子１０２ａと、第２のＬＥＤパッケージ１０３が有する第１のＬＥＤ素子１０３ａとを、まとめて第１のＬＥＤ素子１０２ａ，１０３ａと示す。また、第１のＬＥＤパッケージ１０２が有する第２のＬＥＤ素子１０２ｂと、第２のＬＥＤパッケージ１０３が有する第２のＬＥＤ素子１０３ｂとを、まとめて第２のＬＥＤ素子１０２ｂ，１０３ｂと示す。

筐体１０１の測定面１０１Ａは、生体の測定位置（例えば、指、掌等）の表面に接触させる面である。測定面１０１Ａには、上記各ＬＥＤ素子およびフォトディテクタ１０４のそれぞれに対応する位置に、開口が形成されている。また、測定面１０１Ａには、スイッチ１０５が設けられている。

第１のＬＥＤ素子１０２ａ，１０３ａは、第１の波長の発光光（「測定光」の一例）を生体に向けて出射する。第１の波長の発光光は、生体を透過し易く、且つ、オキシヘモグロビン（酸素化ヘモグロビン）に対する一定の吸光度を有する近赤外光である。本実施形態では、第１の波長の発光光として、波長が８５０ｎｍである発光光を用いているが、これに限らない。第１のＬＥＤ素子１０２ａ，１０３ａから出射された第１の波長の発光光は、筐体１０１の測定面１０１Ａに形成された開口内を通過して、生体の表面に照射される。そして、第１の波長の発光光は、生体の表面を透過して、生体内において反射する。このとき、当該発光光の一部は、オキシヘモグロビンによって吸収されるため、第１の波長の発光光の反射光の強度は、オキシヘモグロビンの濃度に応じたものとなる。

第２のＬＥＤ素子１０２ｂ，１０３ｂは、第２の波長の発光光（「測定光」の一例）を生体内に向けて出射する。第２の波長の発光光は、生体を透過し易く、且つ、デオキシヘモグロビン（脱酸素化ヘモグロビン）に対する一定の吸光度を有する近赤外光である。本実施形態では、第２の波長の発光光として、波長が７６０ｎｍである発光光を用いているが、これに限らない。第２のＬＥＤ素子１０２ｂ，１０３ｂから出射された第２の波長の発光光は、筐体１０１の測定面１０１Ａに形成された開口内を通過して、生体の表面に照射される。そして、第２の波長の発光光は、生体の表面を透過して、生体内において反射する。このとき、当該発光光の一部は、デオキシヘモグロビンによって吸収されるため、第２の波長の発光光の反射光の強度は、デオキシヘモグロビンの濃度に応じたものとなる。なお、図１に示す例では、生体情報測定装置１００には、２つの波長の発光光を出射可能なＬＥＤパッケージが設けられているが、これに限らず、生体情報測定装置１００に対し、１つまたは３つ以上の波長の発光光を出射可能なＬＥＤパッケージを設けるようにしてもよい。

フォトディテクタ１０４は、「受光部」の一例である。第１の波長の発光光および第２の波長の発光光の、生体内からの反射光は、筐体１０１の測定面１０１Ａに形成された開口内を通過して、フォトディテクタ１０４に入射される。フォトディテクタ１０４は、生体内からの反射光を受光し、当該反射光の強度に応じた電気信号を出力する。フォトディテクタ１０４から出力された電気信号は、ＡＤＣ１１４（図３参照）を介して、制御回路１０７（図３参照）へ供給され、当該制御回路１０７によって、脈波情報およびヘモグロビン情報を算出するために用いられる。

スイッチ１０５は、生体が指で押下することにより、オフ状態からオン状態に切り替えられる。スイッチ１０５のオン状態およびオフ状態は、制御回路１０７によって検知される。例えば、制御回路１０７は、スイッチ１０５がオン状態に切り替えられたことを検知すると、生体情報の測定処理を開始する。なお、スイッチ１０５は、筐体１０１の測定面１０１Ａに設けられているため、筐体１０１に生体の測定位置（例えば、指、掌等）の表面を接触させれば、生体の表面によってスイッチ１０５が自動的に押下されることとなる。なお、スイッチ１０５は、押下されている間、オン状態に切り替わるものに限らず、一旦オン状態に切り替えられると、当該オン状態を継続的に維持できるものであってよい。

（生体情報測定装置１００の装着例）
図２は、第１実施形態に係る生体情報測定装置１００のマウス装置１０への装着例を示す図である。例えば、本実施形態の生体情報測定装置１００は、生体の手によって把持される操作対象装置に装着される。特に、本実施形態の生体情報測定装置１００は、生体の心臓の高さ位置にて操作され得る操作対象装置に装着される。

例えば、図２に示す例では、マウス装置１０の左側面に、生体情報測定装置１００が装着されている。マウス装置１０は、「操作対象装置」の一例である。マウス装置１０は、生体が着座している状態において、生体の心臓の高さ位置にて操作される装置である。これにより、図２に示すように、生体の右手でマウス装置１０を把持したときに、当該右手の親指の表面を、生体情報測定装置１００の測定面１０１Ａに接触させることができる。

この場合、生体情報測定装置１００は、第１のＬＥＤ素子１０２ａ，１０３ａから出射された第１の波長の発光光、および、第２のＬＥＤ素子１０２ｂ，１０３ｂから出射された第２の波長の発光光を、当該右手の親指内に照射することができる。そして、生体情報測定装置１００は、当該右手の親指内からの反射光を、フォトディテクタ１０４によって受光することができる。さらに、生体情報測定装置１００は、フォトディテクタ１０４によって受光された反射光の強度に応じた電気信号に基づいて、生体（親指内）における脈波情報およびヘモグロビン情報を算出することができる。

なお、生体情報測定装置１００は、マウス装置に限らず、心臓の高さ位置にて操作され得る操作対象装置であれば、例えば、起立した状態において心臓の高さ位置にて操作される歯ブラシ、着座した状態において心臓の高さ位置にて操作されるトイレのリモコン等の、如何なる操作対象装置に装着されてもよい。また、生体情報測定装置１００は、操作対象装置と別体式のものに限らず、操作対象装置と一体化されたものであってもよい。また、生体情報測定装置１００は、腕時計型等、生体に装着可能な装着可能な装置であってもよい。

（生体情報測定装置１００のハードウェア構成）
図３は、第１実施形態に係る生体情報測定装置１００のハードウェア構成を示すブロック図である。

図３に示すように、生体情報測定装置１００は、図１に示した第１のＬＥＤパッケージ１０２、第２のＬＥＤパッケージ１０３、フォトディテクタ１０４、およびスイッチ１０５に加え、筐体１０１の内部に、肌温度センサ１０６、制御回路１０７、および通信Ｉ／Ｆ（Inter face）１０８、ドライバ１１２、ドライバ１１３、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）１１４、およびバッテリ１１５を備えている。

肌温度センサ１０６は、生体情報測定装置１００による測定位置における肌温度を検出し、当該肌温度を示す電気信号を、肌温度検出信号として出力する。肌温度センサ１０６から出力された肌温度検出信号は、制御回路１０７へ供給される。例えば、肌温度検出信号は、制御回路１０７により、生体の肌温度を把握したり、生体の肌温度によって測定結果を補正したりするために利用することが可能である。

制御回路１０７は、生体情報測定装置１００の全体を制御する電子回路である。例えば、制御回路１０７は、第１のＬＥＤパッケージ１０２向けの駆動信号を、ドライバ１１２へ出力することにより、第１のＬＥＤ素子１０２ａおよび第２のＬＥＤ素子１０２ｂの発光を制御する。また、例えば、制御回路１０７は、第２のＬＥＤパッケージ１０３向けの駆動信号を、ドライバ１１３へ出力することにより、第１のＬＥＤ素子１０３ａおよび第２のＬＥＤ素子１０３ｂの発光を制御する。また、例えば、制御回路１０７は、フォトディテクタ１０４から出力された電気信号を、ＡＤＣ１１４を介して取得する。そして、制御回路１０７は、当該電気信号に基づいて、生体内における脈波情報およびヘモグロビン情報を算出し、これらの情報を出力することができる。制御回路１０７としては、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）を用いることができる。なお、制御回路１０７の機能の詳細については、図４を用いて後述する。

通信Ｉ／Ｆ１０８は、外部機器との通信を制御する。通信Ｉ／Ｆ１０８は、例えば、外部機器に対して通信接続を行い、当該外部機器に対して各種データ（例えば、脈波情報およびヘモグロビン情報）の送受信を行う。外部機器としては、例えば、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末等の情報処理装置が用いられる。通信Ｉ／Ｆ１０８には、無線通信方式および有線通信方式の少なくともいずれか一方が用いられる。無線通信方式としては、例えば、Bluetooth（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、赤外線通信等が用いられる。また、有線通信方式としては、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等が用いられる。

ドライバ１１２は、制御回路１０７から出力された駆動信号に応じて、第１のＬＥＤパッケージ１０２を駆動する。ドライバ１１３は、制御回路１０７から出力された駆動信号に応じて、第２のＬＥＤパッケージ１０３を駆動する。ＡＤＣ１１４は、フォトディテクタ１０４から出力された電気信号をアナログ−デジタル変換して、制御回路１０７へ出力する。バッテリ１１５は、生体情報測定装置１００の各部に対して電力を供給する。バッテリとしては、例えば、各種一次電池（例えば、酸化銀電池、マンガン電池、アルカリ電池、リチウム電池等）または各種二次電池（例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池等）を用いることができる。

（制御回路１０７の機能構成）
図４は、第１実施形態に係る生体情報測定装置１００が備える制御回路１０７の機能構成を示すブロック図である。

図４に示すように、制御回路１０７は、その機能として、主制御部１２０、発光制御部１２１、信号受信部１２２、生体情報算出部１２３、推定部１２４、判定部１２５、および出力部１２６を備える。

主制御部１２０は、制御回路１０７による処理全体（例えば、処理の開始、終了、繰り返し等）を制御する。

発光制御部１２１は、第１のＬＥＤ素子１０２ａ，１０３ａおよび第２のＬＥＤ素子１０２ｂ，１０３ｂの発光を制御する。具体的には、発光制御部１２１は、オキシヘモグロビンの濃度を計測するタイミングで、駆動信号をドライバ１１２，１１３へ出力することにより、第１のＬＥＤ素子１０２ａ，１０３ａに、波長が８５０ｎｍである発光光を出射させる。また、発光制御部１２１は、デオキシヘモグロビンの濃度を計測するタイミングで、駆動信号をドライバ１１２，１１３へ出力することにより、第２のＬＥＤ素子１０２ｂ，１０３ｂに、波長が７６０ｎｍである発光光を出射させる。

信号受信部１２２は、フォトディテクタ１０４から出力された電気信号を、ＡＤＣ１１４を介して受信する。フォトディテクタ１０４から出力される電気信号は、波長が８５０ｎｍである発光光および波長が７６０ｎｍである発光光の、生体内からの反射光の強度を示すものである。波長が８５０ｎｍである発光光は、オキシヘモグロビンに対して一定の吸光度を有するものである。したがって、波長が８５０ｎｍである発光光の反射光は、オキシヘモグロビンの濃度を特定可能なものである。波長が７６０ｎｍである発光光は、デオキシヘモグロビンに対して一定の吸光度を有するものである。したがって、波長が７６０ｎｍである発光光の反射光は、デオキシヘモグロビンの濃度を特定可能なものである。

生体情報算出部１２３は、信号受信部１２２によって受信された電気信号に基づいて、生体内における脈波情報およびヘモグロビン情報を算出する。例えば、生体情報算出部１２３は、脈波情報として、脈波（容積脈波）の変化を時系列に示す波形データを算出する。フォトディテクタ１０４による受光量の変化は、血管の容積変化に応じて生じる。このため、生体情報算出部１２３は、フォトディテクタ１０４による受光量の変化に基づいて、脈波（容積脈波）の変化を時系列に示す波形データを算出することができる。また、例えば、生体情報算出部１２３は、ヘモグロビン情報として、オキシヘモグロビンの濃度と、デオキシヘモグロビンの濃度と、ヘモグロビンの総量（オキシヘモグロビンの量とデオキシヘモグロビンの量との合計量）とのそれぞれについて、変化を時系列に示す波形データを算出する。フォトディテクタ１０４による受光量の変化は、血流内のヘモグロビンの濃度変化に応じて生じる。このため、生体情報算出部１２３は、フォトディテクタ１０４による受光量の変化に基づいて、オキシヘモグロビンの濃度、デオキシヘモグロビンの濃度、およびヘモグロビンの総量のそれぞれについて、変化を時系列に示す波形データを算出することができる。

推定部１２４は、生体情報算出部１２３によって算出された脈波情報およびヘモグロビン情報に基づいて、筐体１０１が生体に対する測定に適した高さ位置にあるか否かを推定する。本実施形態では、推定部１２４は、測定に適した高さ位置として、生体の心臓の高さ位置を用いている。

例えば、推定部１２４は、生体情報算出部１２３によって算出された脈波情報によって特定される生体の脈波が正常（所定の正常値の範囲内。例えば、振幅が閾値ｔｈ２以上）であり、且つ、生体情報算出部１２３によって算出されたヘモグロビン情報によって特定される生体のオキシヘモグロビンの濃度と、生体情報算出部１２３によって算出されたヘモグロビン情報によって特定される生体のデオキシヘモグロビンの濃度との差が、所定の閾値ｔｈ１（第１の閾値）よりも小さい場合（すなわち、略等しい場合）、筐体１０１が生体の心臓の高さ位置にあると推定する。

また、例えば、推定部１２４は、生体情報算出部１２３によって算出された脈波情報によって特定される生体の脈波が正常（所定の正常値の範囲内。例えば、振幅が閾値ｔｈ２以上）であり、且つ、生体情報算出部１２３によって算出されたヘモグロビン情報によって特定される生体のオキシヘモグロビンの濃度が、生体情報算出部１２３によって算出されたヘモグロビン情報によって特定される生体のデオキシヘモグロビンの濃度よりも、閾値ｔｈ１以上高い場合、筐体１０１が生体の心臓の高さ位置よりも低い位置にあると推定する。

また、例えば、推定部１２４は、生体情報算出部１２３によって算出された脈波情報によって特定される生体の脈波が異常（所定の正常値の範囲外。例えば、振幅が閾値ｔｈ２未満）であり、且つ、生体情報算出部１２３によって算出されたヘモグロビン情報によって特定される生体のオキシヘモグロビンの濃度が、生体情報算出部１２３によって算出されたヘモグロビン情報によって特定される生体のデオキシヘモグロビンの濃度よりも、閾値ｔｈ１以上低い場合、筐体１０１が生体の心臓の高さ位置よりも高い位置にあると推定する。

このように、筐体１０１の高さ位置を推定する理由は、以下のとおりである。本発明の発明者は、生体の手が心臓の高さ位置にあるとき（すなわち、筐体１０１が心臓の高さ位置にあるとき）に、生体情報（脈波情報およびヘモグロビン情報）の計測を行うことにより、当該生体情報が高精度に得られることを見出した。生体の手が心臓の高さ位置にあることで、生体の手における脈波が安定するからであると考えられる。一方、本発明の発明者は、生体の手が心臓の高さ位置よりも低い位置にあるとき、生体情報（脈波情報およびヘモグロビン情報）の計測を行った場合、オキシヘモグロビンの濃度が、デオキシヘモグロビンの濃度よりも高くなることを見出した。これは、生体の手の血管が、一時的に鬱血状態になるからであると考えられる。また、本発明の発明者は、生体の手が心臓の高さ位置よりも高い位置にあるとき、生体情報（脈波情報およびヘモグロビン情報）の計測を行った場合、脈波の振幅が殆ど無くなり、且つ、オキシヘモグロビンの濃度が、デオキシヘモグロビンの濃度よりも低くなることを見出した。これは、生体の手の血管が、一時的に虚血状態になるからであると考えられる。そこで、本実施形態の生体情報測定装置１００は、上記したように、脈波情報およびヘモグロビン情報に基づいて、筐体１０１の高さ位置を推定するようにしている。これにより、本実施形態の生体情報測定装置１００、筐体１０１の高さ位置を、より高精度に推定することができるようになっている。

判定部１２５は、生体情報算出部１２３によって算出された脈波情報およびヘモグロビン情報を有効とするか無効とするかを判定する。

例えば、判定部１２５は、生体情報算出部１２３によって算出された脈波情報によって特定される生体の脈波の振幅が、所定の閾値ｔｈ２（第２の閾値）よりも小さい場合（すなわち、脈波がない場合、脈波が弱い場合）、生体情報算出部１２３によって算出された脈波情報およびヘモグロビン情報を無効と判定する。上記したように、生体が正規の姿勢のときに計測を行っているのであれば、脈波情報として、一定値以上の振幅を有する脈波が得られるはずだからである。

また、例えば、判定部１２５は、生体情報算出部１２３によって算出された脈波情報によって特定される生体の脈波に重複切痕が示されている場合、生体情報算出部１２３によって算出された脈波情報およびヘモグロビン情報を有効と判定する。図５で後述するように、脈波における重複切痕は、極めて微細な特徴点である。脈波情報から、この極めて微細な特徴点である重複切痕を確認できるということは、その脈波情報は、極めて高精度に測定されたものであるといえる。したがって、本実施形態の生体情報測定装置１００は、生体の脈波に重複切痕が示されている計測データを有効な計測データとすることにより、より高精度な計測データを、有効な計測データとして用いることができる。

また、例えば、判定部１２５は、生体情報算出部１２３によって算出されたヘモグロビン情報によって特定される生体のオキシヘモグロビンの濃度と、生体情報算出部１２３によって算出されたヘモグロビン情報によって特定される生体のデオキシヘモグロビンの濃度との差が、閾値ｔｈ１よりも小さい場合（すなわち、略等しい場合）、生体情報算出部１２３によって算出された脈波情報およびヘモグロビン情報を有効と判定する。本発明の発明者は、生体の手が心臓の高さ位置にあるとき（すなわち、筐体１０１が心臓の高さ位置にあるとき）に、生体情報（脈波情報およびヘモグロビン情報）の計測を行った場合、オキシヘモグロビンの濃度とデオキシヘモグロビンの濃度とが略等しくなることを検出した。一方、本発明の発明者は、生体の手が心臓の高さ位置以外の高さ位置にあるときに、生体情報（脈波情報およびヘモグロビン情報）の計測を行った場合、オキシヘモグロビンの濃度とデオキシヘモグロビンの濃度との差が生じることを検出した。そこで、本実施形態の生体情報測定装置１００は、上記したように、オキシヘモグロビンの濃度とデオキシヘモグロビンの濃度とが略等しいときの生体情報（脈波情報およびヘモグロビン情報）を、有効な生体情報として判定するようにしている。これにより、本実施形態の生体情報測定装置１００、より高精度な計測データを、有効な計測データとして用いることができる。

また、例えば、判定部１２５は、推定部１２４によって筐体１０１が生体の心臓の高さ位置（生体に対する測定に適した高さ位置）にあると推定された場合、生体情報算出部１２３によって算出された脈波情報およびヘモグロビン情報を有効と判定する。本発明の発明者は、生体が正規の姿勢にあるとき（すなわち、筐体１０１が生体の心臓の高さ位置にあるとき）に、生体情報（脈波情報およびヘモグロビン情報）の計測を行うことにより、当該生体情報が高精度に得られることを見出した。一方、本発明の発明者は、生体が非正規の姿勢にあるとき（すなわち、筐体１０１が生体の心臓の高さ以外の位置にあるとき）、生体情報（脈波情報およびヘモグロビン情報）の計測を行った場合、当該生体情報が、生体が正規の姿勢にあるときに計測したものと異なるものとなり、すなわち、当該生体情報の精度が低くなることを見出した。そこで、本実施形態の生体情報測定装置１００は、筐体１０１が生体の心臓の高さ位置にあると推定された場合、脈波情報およびヘモグロビン情報を有効にすることで、より高精度な計測データを、有効な計測データとして用いることができるようにしているのである。

出力部１２６は、判定部１２５によって有効と判断された脈波情報およびヘモグロビン情報を出力する。

例えば、出力部１２６は、判定部１２５によって有効と判断された脈波情報およびヘモグロビン情報を、通信Ｉ／Ｆ１０８を介して、外部機器（例えば、携帯端末、パーソナルコンピュータ、サーバ装置等）に送信するようにしてもよい。

また、例えば、出力部１２６は、判定部１２５によって有効と判断された脈波情報およびヘモグロビン情報を、ディスプレイに表示させるようにしてもよい。この場合、例えば、ディスプレイは、外部機器（例えば、携帯端末、パーソナルコンピュータ等）に設けられたものであってもよく、生体情報測定装置１００に設けられたものであってもよい。

また、例えば、出力部１２６は、判定部１２５によって有効と判断された脈波情報およびヘモグロビン情報を、メモリ１０７Ｂに記録するようにしてもよい。

また、例えば、出力部１２６は、判定部１２５による判定結果を、生体情報測定装置１００に設けられた通知ランプを発光させることにより、光出力するようにしてもよい。この場合、例えば、判定結果を直感的に把握することができるように、判定結果に応じて、発光色または発光パターンを異ならせるようにするとよい。例えば、出力部１２６は、判定部１２５によって脈波情報およびヘモグロビン情報が無効と判定された場合には、通知ランプを赤色に発光させ、判定部１２５によって脈波情報およびヘモグロビン情報が有効と判定された場合には、通知ランプを緑色に発光させるようにしてもよい。

また、例えば、出力部１２６は、判定部１２５による判定結果を、生体情報測定装置１００に設けられたスピーカから、音出力するようにしてもよい。この場合、例えば、判定結果を直感的に把握することができるように、判定結果に応じて、出力音を異ならせるようにするとよい。

なお、出力部１２６は、判定部１２５によって有効と判断された脈波情報およびヘモグロビン情報に加えて、脈波情報およびヘモグロビン情報に基づく、その他の測定値（例えば、脈拍数、血圧値等）を出力するようにしてもよい。

上記した制御回路１０７の各機能は、例えば、制御回路１０７において、メモリ１０７Ｂ（例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等）に記憶されているプログラムを、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０７Ａが実行することによって実現される。

（生体における動脈の脈波の波形の一例）
図５は、生体における動脈の脈波の波形の構成を模式的に示す図である。図５に示すように、生体における動脈の脈波の波形は、大動脈弁の開放とともに急峻に立ち上がり、徐々に下降していく（収縮期）。そして、大動脈弁の閉鎖時に、その際に生じる振動によって重複切痕ができる。その後、生体における動脈の脈波の波形は、緩やかに下降していく（拡張期）。本実施形態では、脈波情報によって特定される脈波に、図５に示すような重複切痕が示されている場合に、脈波情報およびヘモグロビン情報を有効と判定する。脈波情報から、極めて微細な特徴点である重複切痕を確認できるということは、その脈波情報は、極めて高精度に測定されたものであるといえる。したがって、本実施形態の生体情報測定装置１００は、より高精度な計測データを、有効な計測データとして用いることができる。

（制御回路１０７による処理の手順（その１））
図６は、第１実施形態に係る生体情報測定装置１００が備える制御回路１０７による処理の手順を示すフローチャートである。図６に示す処理は、例えば、生体情報測定装置１００が生体の測定位置に接触した状態で、スイッチ１０５がオン状態に切り替えられると、制御回路１０７が備える主制御部１２０の制御によって開始される。

まず、発光制御部１２１が、第１のＬＥＤ素子１０２ａ，１０３ａに、波長が８５０ｎｍである発光光を出射させる（ステップＳ６０１）。次に、信号受信部１２２が、フォトディテクタ１０４から出力された電気信号を受信する（ステップＳ６０２）。ここで受信される電気信号は、ステップＳ６０１で出射された波長が８５０ｎｍの発光光の、生体内からの反射光の強度を示すものである。信号受信部１２２は、ステップＳ６０２で受信された電気信号の値を、制御回路１０７が備えるメモリ１０７Ｂに時系列に記憶させる（ステップＳ６０３）。

次に、発光制御部１２１が、第２のＬＥＤ素子１０２ｂ，１０３ｂに、波長が７６０ｎｍである発光光を出射させる（ステップＳ６０４）。次に、信号受信部１２２が、フォトディテクタ１０４から出力された電気信号を受信する（ステップＳ６０５）。ここで受信される電気信号は、ステップＳ６０３で出射された波長が７６０ｎｍの発光光の、生体内からの反射光の強度を示すものである。信号受信部１２２は、ステップＳ６０５で受信された電気信号の値を、制御回路１０７が備えるメモリ１０７Ｂに時系列に記憶させる（ステップＳ６０６）。

次に、主制御部１２０が、ステップＳ６０１〜ステップＳ６０６により、一定量のデータが取得されたか否かを判断する（ステップＳ６０７）。

ステップＳ６０７において、一定量のデータが取得されていないと判断された場合（ステップＳ６０７：Ｎｏ）、主制御部１２０は、ステップＳ６０１へ処理を戻す。すなわち、制御回路１０７は、一定量のデータが取得されるまで、ステップＳ６０１〜ステップＳ６０６を繰り返し実行することにより、フォトディテクタ１０４から出力された電気信号の値を、順次メモリ１０７Ｂに記憶させてゆく。なお、ステップＳ６０１からステップＳ６０６までの間に行われる、１回の発光サイクルは、例えば、２〜１０ミリ秒程度である。この発光サイクルは、順に、波長が８５０ｎｍである発光光の出射期間、休止期間、波長が７６０ｎｍである発光光の出射期間、休止期間を含むものである。

一方、ステップＳ６０７において、一定量のデータが取得されたと判断された場合（ステップＳ６０７：Ｎｏ）、主制御部１２０は、ステップＳ６０８へ処理を進める。

ステップＳ６０８では、生体情報算出部１２３は、メモリ１０７Ｂに記憶された一定量のデータ（信号受信部１２２によって受信された電気信号）に基づいて、生体における脈波情報を算出する。さらに、生体情報算出部１２３は、メモリ１０７Ｂに記憶された一定量のデータ（信号受信部１２２によって受信された電気信号）に基づいて、生体におけるヘモグロビン情報を算出する（ステップＳ６０９）。その後、主制御部１２０が、図７に示すフローチャートのＡへ処理を進める。

（制御回路１０７による処理の手順（その２））
図７は、第１実施形態に係る生体情報測定装置１００が備える制御回路１０７による処理の手順を示すフローチャートである。図７に示す処理（Ａ以降の処理）は、図６に示すステップＳ６０９の処理に続いて、制御回路１０７によって実行される。

まず、推定部１２４が、図６のステップＳ６０８で算出された脈波情報に、脈波が示されているか否かを判断する（ステップＳ７０１）。具体的には、推定部１２４は、脈波情報に示されている脈波の振幅が閾値ｔｈ２よりも大きい場合、その脈波情報に脈波が示されていると判断する。

ステップＳ７０１において、「脈波情報に脈波が示されている」と判断された場合（ステップＳ７０１：Ｙｅｓ）、推定部１２４は、図６のステップＳ６０８で算出された脈波情報によって特定される脈波に、重複切痕が示されているか否かを判断する（ステップＳ７０２）。ステップＳ７０２において、「脈波に重複切痕が示されている」と判断された場合（ステップＳ７０２：Ｙｅｓ）、推定部１２４は、図６のステップＳ６０９で算出されたヘモグロビン情報において、オキシヘモグロビン（ｏｘｙＨｂ）の濃度と、デオキシヘモグロビン（ｄｅｏｘｙＨｂ）の濃度とが略等しいか否かを判断する（ステップＳ７０３）。具体的には、推定部１２４は、オキシヘモグロビンの濃度と、デオキシヘモグロビンの濃度との差分が、閾値ｔｈ１よりも小さい場合、両者が略等しいと判断する。

ステップＳ７０３において、「オキシヘモグロビンの濃度と、デオキシヘモグロビンの濃度とが略等しい」と判断された場合（ステップＳ７０３：Ｙｅｓ）、推定部１２４は、「筐体１０１が生体の心臓の高さ位置にある」と推定する（ステップＳ７０４）。そして、判定部１２５が、図６のステップＳ６０８で算出された脈波情報、および、図６のステップＳ６０９で算出されたヘモグロビン情報が有効であると判定する（ステップＳ７０５）。さらに、出力部１２６が、ステップＳ７０５で有効であると判定された脈波情報およびヘモグロビン情報を出力する（ステップＳ７０６）。その後、主制御部１２０が、図７に示す一連の処理を終了する。

ステップＳ７０３において、「オキシヘモグロビンの濃度と、デオキシヘモグロビンの濃度とが略等しくない」と判断された場合（ステップＳ７０３：Ｎｏ）、推定部１２４は、オキシヘモグロビンの濃度が、デオキシヘモグロビンの濃度よりも高いか否かを判断する（ステップＳ７０９）。

ステップＳ７０９において、「オキシヘモグロビンの濃度が、デオキシヘモグロビンの濃度よりも高い」と判断された場合（ステップＳ７０９：Ｙｅｓ）、推定部１２４は、「筐体１０１が生体の心臓よりも低い位置にある」と推定する（ステップＳ７１０）。そして、判定部１２５が、図６のステップＳ６０８で算出された脈波情報、および、図６のステップＳ６０９で算出されたヘモグロビン情報が無効であると判定する（ステップＳ７１１）。その後、主制御部１２０が、図７に示す一連の処理を終了する。

ステップＳ７０９において、「オキシヘモグロビンの濃度が、デオキシヘモグロビンの濃度よりも高くない」と判断された場合（ステップＳ７０９：Ｎｏ）、判定部１２５が、図６のステップＳ６０８で算出された脈波情報、および、図６のステップＳ６０９で算出されたヘモグロビン情報が無効であると判定する（ステップＳ７１１）。その後、主制御部１２０が、図７に示す一連の処理を終了する。

ステップＳ７０１において、「脈波情報に脈波が示されていない」と判断された場合（ステップＳ７０１：Ｎｏ）、または、ステップＳ７０２において、「脈波に重複切痕が示されていない」と判断された場合（ステップＳ７０２：Ｎｏ）、推定部１２４は、オキシヘモグロビンの濃度が、デオキシヘモグロビンの濃度よりも低いか否かを判断する（ステップＳ７０７）。

ステップＳ７０７において、「オキシヘモグロビンの濃度が、デオキシヘモグロビンの濃度よりも低い」と判断された場合（ステップＳ７０７：Ｙｅｓ）、推定部１２４は、「筐体１０１が生体の心臓よりも高い位置にある」と推定する（ステップＳ７０８）。そして、判定部１２５が、図６のステップＳ６０８で算出された脈波情報、および、図６のステップＳ６０９で算出されたヘモグロビン情報が無効であると判定する（ステップＳ７１１）。その後、主制御部１２０が、図７に示す一連の処理を終了する。

ステップＳ７０７において、「オキシヘモグロビンの濃度が、デオキシヘモグロビンの濃度よりも低くない」と判断された場合（ステップＳ７０７：Ｎｏ）、判定部１２５が、図６のステップＳ６０８で算出された脈波情報、および、図６のステップＳ６０９で算出されたヘモグロビン情報が無効であると判定する（ステップＳ７１１）。その後、主制御部１２０が、図７に示す一連の処理を終了する。

（脈波情報およびヘモグロビン情報の測定結果の第１例）
図８は、第１実施形態に係る生体情報測定装置１００による脈波情報およびヘモグロビン情報の測定結果の第１例を示すグラフである。

図８（ａ）に示すグラフは、生体における脈波（容積脈波）の変化を時系列に示すものである。図８（ａ）に示すグラフにおいて、縦軸は、脈波（容積脈波）の振幅を示し、横軸は、時間を示す。また、図８（ａ）に示すグラフにおいて、実線によって示される波形データは、生体における脈波（容積脈波）の変化を時系列に示すものである。

図８（ｂ）に示すグラフは、生体におけるヘモグロビン濃度の変化を時系列に示すものである。図８（ｂ）に示すグラフにおいて、縦軸は、ヘモグロビン濃度を示し、横軸は、時間を示す。また、図８（ｂ）に示すグラフにおいて、一点鎖線によって示される波形データは、オキシヘモグロビン（ｏｘｙＨｂ）の濃度の変化を時系列に示すものである。また、図８（ｂ）に示すグラフにおいて、点線によって示される波形データは、デオキシヘモグロビン（ｄｅｏｘｙＨｂ）の濃度の変化を時系列に示すものである。また、図８（ｂ）に示すグラフにおいて、実線によって示される波形データは、ヘモグロビンの総量（ΔＨｂ）を時系列に示すものである。

この第１例では、図８（ａ）に示すように、脈波情報における各脈波の波形が、重複切痕（図中点線丸で囲んだ部分）を有するものとなっている。また、図８（ｂ）に示すように、オキシヘモグロビンの濃度と、デオキシヘモグロビンの濃度とが、略等しくなっている。この場合、生体情報測定装置１００（推定部１２４）は、「筐体１０１が生体の心臓の高さ位置にある」と推定する。そして、生体情報測定装置１００（判定部１２５）は、脈波情報およびヘモグロビン情報が有効であると判定する。

（脈波情報およびヘモグロビン情報の測定結果の第２例）
図９は、第１実施形態に係る生体情報測定装置１００による脈波情報およびヘモグロビン情報の測定結果の第２例を示すグラフである。

この第２例では、図９（ａ）に示すように、脈波情報における各脈波の波形が、重複切痕（図中点線丸で囲んだ部分）を有するものとなっている。一方、図９（ｂ）に示すように、オキシヘモグロビンの濃度が、デオキシヘモグロビンの濃度よりも、閾値ｔｈ１以上大きくなっている。この場合、生体情報測定装置１００（推定部１２４）は、「筐体１０１が生体の心臓よりも低い位置にある」と推定する。そして、生体情報測定装置１００（判定部１２５）は、脈波情報およびヘモグロビン情報が無効であると判定する。

（脈波情報およびヘモグロビン情報の測定結果の第３例）
図１０は、第１実施形態に係る生体情報測定装置１００による脈波情報およびヘモグロビン情報の測定結果の第３例を示すグラフである。

この第３例では、図１０（ａ）に示すように、脈波情報が、脈波が示されていないものとなっている。すなわち、脈波の振幅が、閾値ｔｈ２よりも小さいものとなっている。一方、図１０（ｂ）に示すように、オキシヘモグロビンの濃度が、デオキシヘモグロビンの濃度よりも、閾値ｔｈ１以上小さくなっている。この場合、生体情報測定装置１００（推定部１２４）は、「筐体１０１が生体の心臓よりも高い位置にある」と推定する。そして、生体情報測定装置１００（判定部１２５）は、脈波情報およびヘモグロビン情報が無効であると判定する。

以上説明したように、本実施形態の生体情報測定装置１００によれば、脈波情報によって特定される脈波に、重複切痕が示されている場合に、脈波情報およびヘモグロビン情報を有効と判定することができる。このため、本実施形態の生体情報測定装置１００によれば、微細な特徴点が忠実に示されている脈波情報を、有効な計測データとして判定することができる。したがって、本実施形態の生体情報測定装置１００によれば、より高精度な計測データを、有効な計測データとして用いることができる。

また、本実施形態の生体情報測定装置１００によれば、脈波情報およびヘモグロビン情報に基づいて、筐体１０１が生体に対する測定に適した高さ位置にあると推定された場合、脈波情報およびヘモグロビン情報を有効と判定することができる。このため、本実施形態の生体情報測定装置１００によれば、正常な姿勢で計測が行われているときに得られたより高精度な計測データを、有効な計測データとして用いることができる。

特に、本実施形態の生体情報測定装置１００によれば、計測データ（脈波情報およびヘモグロビン情報）に基づいて、筐体１０１の高さ位置の判定や、計測データの有効または無効の判定を行うようにしているため、他の計測手段（例えば、慣性センサ、ＲＦモーションセンサ、カメラ等）を設けることなく、比較的簡易な構成で、これらの判定を行うことができる。

〔第２実施形態〕
以下、図面を参照して、第２実施形態について説明する。

（生体情報測定システム２０のシステム構成）
図１１は、第２実施形態に係る生体情報測定システム２０のシステム構成を示す図である。図１１に示す生体情報測定システム２０は、生体情報測定装置１００Ａおよびスマートフォン２００を備えて構成されている。生体情報測定装置１００Ａは、生体の測定位置（例えば、指、掌等）に発光光を照射し、その反射光の強度を測定する装置である。スマートフォン２００は、「情報処理装置」の一例である。スマートフォン２００は、生体情報測定装置１００Ａによる測定結果（生体からの反射光の強度）に基づいて、脈波情報およびヘモグロビン情報を算出し、当該脈波情報およびヘモグロビン情報が有効か無効かを判定することが可能な装置である。なお、「情報処理装置」は、スマートフォンに限らず、その他の情報処理装置（例えば、パーソナルコンピュータ、タブレット端末等）であってもよい。

（生体情報測定装置１００Ａおよびスマートフォン２００の装置構成）
図１２は、第２実施形態に係る生体情報測定装置１００Ａおよびスマートフォン２００の装置構成を示すブロック図である。

図１２に示すように、生体情報測定装置１００Ａは、制御回路１０７の代わりに制御回路１０７Ｘを備える点で、第１実施形態の生体情報測定装置１００と異なる。その他の点は、第１実施形態の生体情報測定装置１００と同様であるため、説明を省略する。

制御回路１０７Ｘは、生体情報測定装置１００の全体を制御する電子回路である。例えば、制御回路１０７Ｘは、第１のＬＥＤパッケージ１０２向けの駆動信号を、ドライバ１１２へ出力することにより、第１のＬＥＤパッケージ１０２が備える第１のＬＥＤ素子１０２ａおよび第２のＬＥＤ素子１０２ｂの発光を制御する。また、例えば、制御回路１０７Ｘは、第２のＬＥＤパッケージ１０３向けの駆動信号を、ドライバ１１３へ出力することにより、第２のＬＥＤパッケージ１０３が備える第１のＬＥＤ素子１０３ａおよび第２のＬＥＤ素子１０３ｂの発光を制御する。また、例えば、制御回路１０７Ｘは、フォトディテクタ１０４から出力された電気信号を、ＡＤＣ１１４を介して取得する。そして、制御回路１０７Ｘは、当該電気信号を、通信Ｉ／Ｆ１０８を介して、スマートフォン２００へ送信する。制御回路１０７Ｘとしては、例えば、ＩＣを用いることができる。なお、制御回路１０７Ｘの機能の詳細については、図１３を用いて後述する。

一方、図１２に示すように、スマートフォン２００は、制御回路２１０、タッチパネル２２１、ディスプレイ２２２、スピーカ２２３、通信Ｉ／Ｆ２２４、およびバッテリ２２５を備えて構成されている。

制御回路２１０は、スマートフォン２００の全体を制御する電子回路である。例えば、制御回路２１０は、生体情報測定装置１００Ａから出力された電気信号を、通信Ｉ／Ｆ２２４を介して取得する。そして、制御回路２１０は、当該電気信号に基づいて、生体内における脈波情報およびヘモグロビン情報を算出し、これらの情報に基づいて、当該脈波情報およびヘモグロビン情報が有効か無効かを判定する。制御回路２１０は、ＣＰＵ２１１、メモリ２１２、および補助記憶装置２１３を有する。ＣＰＵ２１１は、メモリ２１２または補助記憶装置２１３に記憶されている各種プログラムを実行する。メモリ２１２は、ＣＰＵ２１１により実行される各種プログラム、ＣＰＵ２１１が各種プログラムを実行するために必要なデータ等を記憶する。また、メモリ２１２は、ＣＰＵ２１１が各種プログラムを実行する際に利用する作業領域として機能する。メモリ２１２としては、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等が用いられる。補助記憶装置２１３は、ＣＰＵ２１１により実行される各種プログラム、ＣＰＵ２１１が各種プログラムを実行するために必要なデータ等を記憶する。補助記憶装置２１３としては、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等が用いられる。なお、制御回路２１０の機能の詳細については、図１３を用いて後述する。

タッチパネル２２１は、操作面を有し、当該操作面に対する接触操作がなされることにより、各種操作入力を受け付ける入力装置である。タッチパネル２２１として、例えば、投影型静電容量方式、表面型静電容量方式、抵抗膜方式、赤外線走査方式、超音波表面弾性波方式等のタッチパネルを用いることができる。

ディスプレイ２２２は、各種情報を表示する表示装置である。例えば、ディスプレイ２２２は、脈波情報およびヘモグロビン情報が有効か無効かの判定結果を表示する。また、例えば、ディスプレイ２２２は、生体における脈波情報およびヘモグロビン情報の算出結果（例えば、図８〜図１０に例示するグラフ）を表示する。

スピーカ２２３は、各種音声を出力する音声出力装置である。例えば、脈波情報およびヘモグロビン情報が有効か無効かの判定結果を音出力する。

通信Ｉ／Ｆ２２４は、生体情報測定装置１００Ａとの通信を制御する。通信Ｉ／Ｆ２２４は、例えば、生体情報測定装置１００Ａに対して通信接続を行い、当該生体情報測定装置１００Ａから、各種データ（例えば、生体からの反射光の強度を示す電気信号）を受信する。通信Ｉ／Ｆ２２４には、無線通信方式および有線通信方式の少なくともいずれか一方が用いられる。無線通信方式としては、例えば、Bluetooth、Ｗｉ−Ｆｉ、赤外線通信等が用いられる。また、有線通信方式としては、例えば、ＵＳＢ等が用いられる。

バッテリ２２５は、スマートフォン２００の各部に対して電力を供給する。バッテリ２２５としては、例えば、各種二次電池（例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池等）を用いることができる。

（制御回路１０７Ｘおよび制御回路２１０の機能構成）
図１３は、第２実施形態に係る生体情報測定装置１００Ａ（制御回路１０７Ｘ）およびスマートフォン２００（制御回路２１０）の機能構成を示すブロック図である。図１３に示すように、生体情報測定装置１００Ａが備える制御回路１０７Ｘは、生体情報算出部１２３、推定部１２４、判定部１２５、および出力部１２６を有しない点、ならびに、信号出力部１２７を備える点で、第１実施形態の生体情報測定装置１００が備える制御回路１０７と異なる。

信号出力部１２７は、信号受信部１２２によって受信された電気信号（すなわち、生体からの反射光の強度を示す電気信号）を、通信Ｉ／Ｆ１０８を介して、スマートフォン２００へ送信する。

一方、スマートフォン２００が備える制御回路２１０は、その機能として、主制御部２３１、信号受信部２３２、生体情報算出部２３３、推定部２３４、判定部２３５、および出力部２３６を備える。

主制御部２３１は、制御回路２１０による処理全体（例えば、処理の開始、終了、繰り返し等）を制御する。

信号受信部２３２は、生体情報測定装置１００Ａから出力された電気信号を、通信Ｉ／Ｆ２２４を介して受信する。生体情報測定装置１００Ａから出力される電気信号は、波長が８５０ｎｍである発光光および波長が７６０ｎｍである発光光の、生体からの反射光の強度を示すものである。波長が８５０ｎｍである発光光は、オキシヘモグロビンに対して一定の吸光度を有するものである。したがって、波長が８５０ｎｍである発光光の反射光は、オキシヘモグロビンの濃度を特定可能なものである。波長が７６０ｎｍである発光光は、デオキシヘモグロビンに対して一定の吸光度を有するものである。したがって、波長が７６０ｎｍである発光光の反射光は、デオキシヘモグロビンの濃度を特定可能なものである。

生体情報算出部２３３は、信号受信部２３２によって受信された電気信号に基づいて、生体内における脈波情報およびヘモグロビン情報を算出する。例えば、生体情報算出部２３３は、脈波情報として、脈波（容積脈波）の変化を時系列に示す波形データを算出する。生体情報測定装置１００Ａから出力される電気信号の値の変化は、血管の容積変化に応じて生じる。このため、生体情報算出部２３３は、生体情報測定装置１００Ａから出力される電気信号の値の変化に基づいて、脈波（容積脈波）の変化を時系列に示す波形データを算出することができる。また、例えば、生体情報算出部２３３は、ヘモグロビン情報として、オキシヘモグロビンの濃度と、デオキシヘモグロビンの濃度と、ヘモグロビンの総量（オキシヘモグロビンの量とデオキシヘモグロビンの量との合計量）とのそれぞれについて、変化を時系列に示す波形データを算出する。生体情報測定装置１００Ａから出力される電気信号の値の変化は、血流内のヘモグロビンの濃度変化に応じて生じる。このため、生体情報算出部２３３は、生体情報測定装置１００Ａから出力される電気信号の値の変化に基づいて、オキシヘモグロビンの濃度、デオキシヘモグロビンの濃度、およびヘモグロビンの総量のそれぞれについて、変化を時系列に示す波形データを算出することができる。

推定部２３４は、生体情報算出部２３３によって算出された脈波情報およびヘモグロビン情報に基づいて、筐体１０１が生体に対する測定に適した高さ位置にあるか否かを推定する。本実施形態では、推定部１２４は、測定に適した高さ位置として、生体の心臓の高さ位置を用いている。

例えば、推定部２３４は、生体情報算出部２３３によって算出された脈波情報によって特定される生体の脈波が正常（所定の正常値の範囲内。例えば、振幅が閾値ｔｈ２以上）であり、且つ、生体情報算出部２３３によって算出されたヘモグロビン情報によって特定される生体のオキシヘモグロビンの濃度と、生体情報算出部２３３によって算出されたヘモグロビン情報によって特定される生体のデオキシヘモグロビンの濃度との差が、所定の閾値ｔｈ１（第１の閾値）よりも小さい場合（すなわち、略等しい場合）、筐体１０１が生体の心臓の高さ位置にあると推定する。

また、例えば、推定部２３４は、生体情報算出部２３３によって算出された脈波情報によって特定される生体の脈波が正常（所定の正常値の範囲内。例えば、振幅が閾値ｔｈ２以上）であり、且つ、生体情報算出部２３３によって算出されたヘモグロビン情報によって特定される生体のオキシヘモグロビンの濃度が、生体情報算出部２３３によって算出されたヘモグロビン情報によって特定される生体のデオキシヘモグロビンの濃度よりも、閾値ｔｈ１以上高い場合、筐体１０１が生体の心臓の高さ位置よりも低い位置にあると推定する。

また、例えば、推定部２３４は、生体情報算出部２３３によって算出された脈波情報によって特定される生体の脈波が異常（所定の正常値の範囲外。例えば、振幅が閾値ｔｈ２未満）であり、且つ、生体情報算出部２３３によって算出されたヘモグロビン情報によって特定される生体のオキシヘモグロビンの濃度が、生体情報算出部２３３によって算出されたヘモグロビン情報によって特定される生体のデオキシヘモグロビンの濃度よりも、閾値ｔｈ１以上低い場合、筐体１０１が生体の心臓の高さ位置よりも高い位置にあると推定する。

判定部２３５は、生体情報算出部２３３によって算出された脈波情報およびヘモグロビン情報を有効とするか無効とするかを判定する。

例えば、判定部２３５は、生体情報算出部２３３によって算出された脈波情報によって特定される生体の脈波の振幅が、所定の閾値ｔｈ２（第２の閾値）よりも小さい場合（すなわち、脈波がない場合、脈波が弱い場合）、生体情報算出部２３３によって算出された脈波情報およびヘモグロビン情報を無効と判定する。

また、例えば、判定部２３５は、生体情報算出部２３３によって算出された脈波情報によって特定される生体の脈波に重複切痕が示されている場合、生体情報算出部２３３によって算出された脈波情報およびヘモグロビン情報を有効と判定する。

また、例えば、判定部２３５は、生体情報算出部２３３によって算出されたヘモグロビン情報によって特定される生体のオキシヘモグロビンの濃度と、生体情報算出部２３３によって算出されたヘモグロビン情報によって特定される生体のデオキシヘモグロビンの濃度との差が、閾値ｔｈ１よりも小さい場合（すなわち、略等しい場合）、生体情報算出部２３３によって算出された脈波情報およびヘモグロビン情報を有効と判定する。

また、例えば、判定部２３５は、推定部２３４によって筐体１０１が生体の心臓の高さ位置（生体に対する測定に適した高さ位置）にあると推定された場合、生体情報算出部２３３によって算出された脈波情報およびヘモグロビン情報を有効と判定する。

出力部２３６は、判定部２３５によって有効と判断された脈波情報およびヘモグロビン情報を出力する。

例えば、出力部２３６は、判定部２３５によって有効と判断された脈波情報およびヘモグロビン情報を、スマートフォン２００が備えるディスプレイ２２２に表示させる。

例えば、出力部２３６は、判定部２３５による判定結果を、ディスプレイ２２２に表示された表示画面上に、テキスト表示するようにしてもよい。例えば、出力部２３６は、脈波情報およびヘモグロビン情報が有効であると判定された場合には、ディスプレイ２２２に表示された表示画面上に「脈波情報およびヘモグロビン情報が有効です」と表示し、脈波情報およびヘモグロビン情報が無効であると判定された場合には、ディスプレイ２２２に表示された表示画面上に「脈波情報およびヘモグロビン情報が無効です」と表示するようにしてもよい。

また、例えば、出力部２３６は、判定部２３５による判定結果を、ディスプレイ２２２に表示された表示画面上に、色画像を表示するようにしてもよい。例えば、出力部２３６は、脈波情報およびヘモグロビン情報が有効であると判定された場合には、ディスプレイ２２２に表示された表示画面上に緑色画像を表示し、脈波情報およびヘモグロビン情報が無効であると判定された場合には、ディスプレイ２２２に表示された表示画面上に赤色画像を表示するようにしてもよい。

また、例えば、出力部２３６は、判定部２３５による判定結果を、スマートフォン２００が備えるスピーカから、音出力するようにしてもよい。この場合、例えば、判定結果を直感的に把握することができるように、判定結果に応じて、出力音を異ならせるようにするとよい。

なお、出力部２３６は、判定部２３５による判定結果に加えて、各種測定値（例えば、脈拍数、血圧値、ヘモグロビンの濃度等）を出力するようにしてもよい。

上記した制御回路２１０の各機能は、例えば、制御回路２１０において、メモリ２１２または補助記憶装置２１３に記憶されているプログラムを、ＣＰＵ２１１（コンピュータ）が実行することによって実現される。このプログラムは、スマートフォン２００に導入された状態で、スマートフォン２００とともに提供されてもよく、スマートフォン２００とは別に外部から提供されて、スマートフォン２００に導入されるようにしてもよい。後者の場合、これらのプログラムは、外部記憶媒体（例えば、ＵＳＢメモリ、メモリカード、ＣＤ−ＲＯＭ等）によって操作対象機器に提供されてもよく、ネットワーク（例えば、インターネット等）上のサーバからダウンロードすることによって、スマートフォン２００に提供されるようにしてもよい。

（生体情報測定装置１００Ａおよびスマートフォン２００による処理の手順）
図１４は、第２実施形態に係る生体情報測定装置１００Ａ（制御回路１０７Ｘ）およびスマートフォン２００（制御回路２１０）による処理の手順を示すシーケンス図である。図１４に示す処理は、例えば、生体情報測定装置１００Ａが生体の測定位置に接触した状態、且つ、生体情報測定装置１００Ａとスマートフォン２００とが通信接続された状態で、生体情報測定装置１００Ａのスイッチ１０５がオン状態に切り替えられると、生体情報測定装置１００Ａ（制御回路１０７Ｘ）が備える主制御部１２０の制御によって開始される。

まず、生体情報測定装置１００Ａにおいて、発光制御部１２１が、第１のＬＥＤ素子１０２ａ，１０３ａに、波長が８５０ｎｍである発光光を出射させる（ステップＳ８０１）。次に、信号受信部１２２が、フォトディテクタ１０４から出力された電気信号を受信する（ステップＳ８０２）。ここで受信される電気信号は、ステップＳ８０１で出射された波長が８５０ｎｍの発光光の、生体内からの反射光の強度を示すものである。

次に、発光制御部１２１が、第２のＬＥＤ素子１０２ｂ，１０３ｂに、波長が７６０ｎｍである発光光を出射させる（ステップＳ８０３）。次に、信号受信部１２２が、フォトディテクタ１０４から出力された電気信号を受信する（ステップＳ８０４）。ここで受信される電気信号は、ステップＳ８０３で出射された波長が７６０ｎｍの発光光の、生体内からの反射光の強度を示すものである。

次に、信号出力部１２７が、ステップＳ８０２，Ｓ８０４で受信された電気信号（すなわち、生体内からの反射光の強度を示す電気信号）を、通信Ｉ／Ｆ１０８を介して、スマートフォン２００へ出力する（ステップＳ８０５）。

次に、スマートフォン２００において、信号受信部２３２が、ステップＳ８０５で生体情報測定装置１００Ａから出力された電気信号を、通信Ｉ／Ｆ２２４を介して受信する（ステップＳ８１１）。

次に、主制御部２３１が、ステップＳ８１１により、一定量のデータが取得されたか否かを判断する（ステップＳ８１２）。

ステップＳ８１２において、一定量のデータが取得されていないと判断された場合（ステップＳ８１２：Ｎｏ）、主制御部２３１は、ステップＳ８１１へ処理を戻す。すなわち、制御回路２１０は、一定量のデータが取得されるまで、ステップＳ８１１を繰り返し実行することにより、生体情報測定装置１００Ａから出力された電気信号の値を、繰り返し受信する。

一方、ステップＳ８１２において、一定量のデータが取得されたと判断された場合（ステップＳ８１２：Ｙｅｓ）、主制御部１２０は、ステップＳ８１３へ処理を進める。

ステップＳ８１３では、生体情報算出部２３３が、生体情報測定装置１００Ａから取得した一定量のデータ（信号受信部２３２によって受信された電気信号）に基づいて、生体内における脈波情報を算出する。さらに、生体情報算出部２３３は、生体情報測定装置１００Ａから取得した一定量のデータ（信号受信部２３２によって受信された電気信号）に基づいて、生体内におけるヘモグロビン情報を算出する（ステップＳ８１４）。

その後、推定部２３４が、筐体１０１が生体に対する測定に適した高さ位置にあるか否かを推定する推定処理を実行する（ステップＳ８１５）。この推定処理は、第１実施形態のフローチャート（図７）で説明した推定処理（ステップＳ７０１〜Ｓ７０４，Ｓ７０７〜Ｓ７１０）と同様である。

さらに、判定部２３５が、生体情報算出部２３３によって算出された脈波情報およびヘモグロビン情報を有効とするか無効とするかを判定する判定処理を実行する（ステップＳ８１６）。この判定処理は、第１実施形態のフローチャート（図７）で説明した判定処理（ステップＳ７０５〜Ｓ７０６，Ｓ７１１）と同様である。

そして、出力部２３６が、ステップＳ８１６において、「測定値（脈波情報およびヘモグロビン情報）が有効である」と判定されたか否かを判断する（ステップＳ８１７）。ステップＳ８１７において、「測定値が有効である」と判定された場合（ステップＳ８１７：Ｙｅｓ）、出力部２３６が、脈波情報およびヘモグロビン情報を出力し（ステップＳ８１８）、主制御部２３１が、図１４に示す一連の処理を終了させる。一方、ステップＳ８１７において、「測定値が無効である」と判定された場合（ステップＳ８１７：Ｎｏ）、主制御部２３１が、図１４に示す一連の処理を終了させる。

以上説明したように、第２実施形態に係る生体情報測定システム２０によれば、生体情報測定装置１００Ａと通信接続されたスマートフォン２００により、生体情報測定装置１００Ａから取得したデータに基づいて、脈波情報およびヘモグロビン情報を算出し、脈波情報によって特定される脈波に、重複切痕が示されている場合に、脈波情報およびヘモグロビン情報を有効と判定することができる。このため、第２実施形態に係る生体情報測定システム２０によれば、スマートフォン２００により、微細な特徴点が忠実に示されている脈波情報を、有効な計測データとして判定することができる。したがって、第２実施形態に係る生体情報測定システム２０によれば、より高精度な計測データを、有効な計測データとして用いることができる。

また、第２実施形態に係る生体情報測定システム２０によれば、スマートフォン２００により、脈波情報およびヘモグロビン情報に基づいて、筐体１０１が生体に対する測定に適した高さ位置にあると推定された場合、脈波情報およびヘモグロビン情報を有効と判定することができる。このため、第２実施形態に係る生体情報測定システム２０によれば、生体情報測定装置１００Ａによって正常な姿勢で計測が行われているときに得られたより高精度な計測データを、有効な計測データとして用いることができる。

特に、第２実施形態に係る生体情報測定システム２０によれば、スマートフォン２００により、生体情報測定装置１００Ａによって計測された計測データ（脈波情報およびヘモグロビン情報）に基づいて、筐体１０１の高さ位置の判定や、計測データの有効または無効の判定を行うようにしているため、他の計測手段（例えば、慣性センサ、ＲＦモーションセンサ、カメラ等）を設けることなく、比較的簡易な構成で、これらの判定を行うことができる。

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、生体情報測定装置１００，１００Ａは、１つの筐体１０１によって構成されているが、これに限らず、生体情報測定装置１００，１００Ａは、複数の筐体によって構成されてもよい。例えば、生体情報測定装置１００，１００Ａを、第１の筐体と第２の筐体とによって構成し、第１の筐体において、生体情報の計測（発光光の出射および反射光の受光）を行い、第２の筐体において、生体情報（脈波情報およびヘモグロビン情報）の算出を行うようにしてもよい。この場合、第１の筐体および第２の筐体は、有線通信によって互いに接続されてもよく、無線通信によって互いに接続されてもよい。

また、例えば、生体情報測定装置１００，１００Ａは、筐体と、情報処理装置（例えば、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末等）との組み合わせによって構成されてもよい。例えば、生体情報測定装置１００，１００Ａを、筐体と情報処理装置とによって構成し、筐体において、生体情報の計測（発光光の出射および反射光の受光）を行い、情報処理装置において、生体情報（脈波情報およびヘモグロビン情報）の算出を行うようにしてもよい。この場合、筐体および情報処理装置は、有線通信によって互いに接続されてもよく、無線通信によって互いに接続されてもよい。

また、例えば、上記実施形態では、生体情報測定装置１００，１００Ａは、筐体１０１の高さ位置を推定し、その推定結果に基づいて、脈波情報およびヘモグロビン情報を有効とするか否かを判定するようにしているが、筐体１０１の高さ位置を推定せずに、脈波情報およびヘモグロビン情報を有効とするか否かを判定するようにしてもよい。例えば、生体情報測定装置１００，１００Ａは、脈波情報によって特定される生体の脈波に重複切痕が示されている場合、脈波情報およびヘモグロビン情報を有効と判定するようにしてもよい。また、例えば、生体情報測定装置１００は、脈波情報によって特定される生体の脈波に重複切痕が示されている場合において、ヘモグロビン情報によって特定される生体のオキシヘモグロビンの濃度と、ヘモグロビン情報によって特定される生体のデオキシヘモグロビンの濃度とが、略等しい場合、脈波情報およびヘモグロビン情報を有効と判定するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、「測定に適した高さ位置」を、生体の心臓の高さ位置としているが、これに限らず、「測定に適した高さ位置」は、生体の心臓の高さ位置以外の所定の高さ位置であってもよい。

１０ マウス装置
２０ 生体情報測定システム
１００，１００Ａ 生体情報測定装置
１０１ 筐体
１０１Ａ 測定面
１０２ 第１のＬＥＤパッケージ（発光部）
１０２ａ 第１のＬＥＤ素子
１０２ｂ 第２のＬＥＤ素子
１０３ 第２のＬＥＤパッケージ（発光部）
１０３ａ 第１のＬＥＤ素子
１０３ｂ 第２のＬＥＤ素子
１０４ フォトディテクタ（受光部）
１０５ スイッチ
１０６ 肌温度センサ
１０７，１０７Ｘ 制御回路
１０８ 通信Ｉ／Ｆ
１１２ ドライバ
１１３ ドライバ
１１４ ＡＤＣ
１１５ バッテリ
１２１ 発光制御部
１２２ 信号受信部
１２３ 生体情報算出部
１２４ 推定部
１２５ 判定部
１２６ 出力部
１２７ 信号出力部
２００ スマートフォン（情報処理装置）
２１０ 制御回路
２１１ ＣＰＵ
２１２ メモリ
２１３ 補助記憶装置
２２１ タッチパネル
２２２ ディスプレイ
２２３ スピーカ
２２４ 通信Ｉ／Ｆ
２２５ バッテリ
２３１ 主制御部
２３２ 信号受信部
２３３ 生体情報算出部
２３４ 推定部
２３５ 判定部
２３６ 出力部

Claims (12)

1. 筐体と、
   前記筐体に設けられ、生体に向けて測定光を出射する発光部と、
   前記筐体に設けられ、前記発光部から出射された前記測定光の前記生体内からの反射光を受光し、当該反射光の受光量に応じた電気信号を出力する受光部と、
   前記受光部から出力された前記電気信号に基づいて、前記生体における脈波情報およびヘモグロビン情報を算出する生体情報算出部と、
   前記脈波情報によって特定される前記生体の脈波に重複切痕が示されている場合、前記脈波情報および前記ヘモグロビン情報を有効と判定する判定部と
   を備えることを特徴とする生体情報測定装置。
2. 前記判定部は、
   前記脈波情報によって特定される前記生体の脈波に重複切痕が示されている場合において、前記ヘモグロビン情報によって特定される前記生体のオキシヘモグロビンの濃度と、前記ヘモグロビン情報によって特定される前記生体のデオキシヘモグロビンの濃度との差が、所定の第１の閾値よりも小さい場合、前記脈波情報および前記ヘモグロビン情報を有効と判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の生体情報測定装置。
3. 前記脈波情報および前記ヘモグロビン情報に基づいて、前記筐体が前記生体に対する測定に適した高さ位置にあるか否かを推定する推定部をさらに備え、
   前記判定部は、
   前記推定部によって前記筐体が前記生体に対する測定に適した高さ位置にあると推定された場合、前記脈波情報および前記ヘモグロビン情報を有効と判定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の生体情報測定装置。
4. 前記測定に適した高さ位置は、前記生体の心臓の高さ位置である
   ことを特徴とする請求項３に記載の生体情報測定装置。
5. 前記推定部は、
   前記脈波情報によって特定される前記生体の脈波が、所定の正常値の範囲内であり、且つ、前記ヘモグロビン情報によって特定される前記生体のオキシヘモグロビンの濃度と、前記ヘモグロビン情報によって特定される前記生体のデオキシヘモグロビンの濃度との差が、前記第１の閾値よりも小さい場合、前記筐体が前記生体の心臓の高さ位置にあると推定する
   ことを特徴とする請求項４に記載の生体情報測定装置。
6. 前記推定部は、
   前記脈波情報によって特定される前記生体の脈波が、所定の正常値の範囲内であり、且つ、前記ヘモグロビン情報によって特定される前記生体のオキシヘモグロビンの濃度が、前記ヘモグロビン情報によって特定される前記生体のデオキシヘモグロビンの濃度よりも、前記第１の閾値以上高い場合、前記筐体が前記生体の心臓の高さ位置よりも低い位置にあると推定する
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の生体情報測定装置。
7. 前記推定部は、
   前記脈波情報によって特定される前記生体の脈波が、所定の正常値の範囲外であり、且つ、前記ヘモグロビン情報によって特定される前記生体のオキシヘモグロビンの濃度が、前記ヘモグロビン情報によって特定される前記生体のデオキシヘモグロビンの濃度よりも、前記第１の閾値以上低い場合、前記筐体が前記生体の心臓の高さ位置よりも高い位置にあると推定する
   ことを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の生体情報測定装置。
8. 前記判定部は、
   前記脈波情報によって特定される前記生体の脈波の振幅が、所定の第２の閾値よりも小さい場合、前記脈波情報および前記ヘモグロビン情報を無効と判定する
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の生体情報測定装置。
9. 前記生体の手によって把持および操作される操作対象装置であって、
   前記手の表面と接触する位置に、請求項１から８のいずれか一項に記載の生体情報測定装置を備えた
   ことを特徴とする操作対象装置。
10. 生体に向けて発光部から測定光を出射し、当該測定光の前記生体内からの反射光を受光部が受光したときに、当該受光部から出力された前記反射光の受光量に応じた電気信号を受信する信号受信部と、
    前記信号受信部によって受信された前記電気信号に基づいて、前記生体における脈波情報およびヘモグロビン情報を算出する生体情報算出部と、
    前記脈波情報によって特定される前記生体の脈波に重複切痕が示されている場合、前記脈波情報および前記ヘモグロビン情報を有効と判定する判定部と
    を備えることを特徴とする情報処理装置。
11. 生体に向けて発光部から測定光を出射し、当該測定光の前記生体内からの反射光を受光部が受光したときに、当該受光部から出力された前記反射光の受光量に応じた電気信号を受信する信号受信工程と、
    前記信号受信工程において受信された前記電気信号に基づいて、前記生体における脈波情報およびヘモグロビン情報を算出する生体情報算出工程と、
    前記生体情報算出工程において算出された前記脈波情報によって特定される前記生体の脈波に重複切痕が示されている場合、前記脈波情報および前記ヘモグロビン情報を有効と判定する判定工程と
    を含むことを特徴とする生体情報測定方法。
12. コンピュータを、
    生体に向けて発光部から測定光を出射し、当該測定光の前記生体内からの反射光を受光部が受光したときに、当該受光部から出力された前記反射光の受光量に応じた電気信号を受信する信号受信部、
    前記信号受信部によって受信された前記電気信号に基づいて、前記生体における脈波情報およびヘモグロビン情報を算出する生体情報算出部、および、
    前記脈波情報によって特定される前記生体の脈波に重複切痕が示されている場合、前記脈波情報および前記ヘモグロビン情報を有効と判定する判定部
    として機能させるためのプログラム。

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