JP2020146261A - Biological information measurement device and biological information measurement program - Google Patents

Biological information measurement device and biological information measurement program Download PDF

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秀明 小澤
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Abstract

To accurately measure biological information correlated with an output of blood.SOLUTION: A biological information measurement device 10 measures variation in blood oxygen concentration with the stop of breathing of a measured person by using an IR light signal expressing variation in a received light amount of IR light and an infrared light signal expressing variation in a received light amount of infrared light with which the measured person is irradiated, and gives information to the measured person to restart breathing when the blood oxygen concentration is lowered than that before the stop of breathing.SELECTED DRAWING: Figure 17

Description

本発明は、生体情報測定装置、及び生体情報測定プログラムに関する。 The present invention relates to a biometric information measuring device and a biometric information measuring program.

特許文献1には、センサを用いて生体から抽出した動脈血の吸光度信号に基づいて酸素飽和度の変化を算出する酸素運搬の循環時間測定方法が記載されている。この酸素運搬の循環時間測定方法は、生体への吸気酸素量を変化させると共にその変化させた時点を基準点とし、その基準点から動脈血の酸素飽和度が変化するまでの時間を測定する。 Patent Document 1 describes a method for measuring the circulation time of oxygen transport, which calculates a change in oxygen saturation based on an absorbance signal of arterial blood extracted from a living body using a sensor. In this method of measuring the circulation time of oxygen transport, the amount of oxygen taken into the living body is changed and the time point at which the change is made is used as a reference point, and the time from the reference point until the oxygen saturation of arterial blood changes is measured.

特開2006−231012号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-23102

血液の拍出量と相関がある生体情報を、血中の酸素濃度の変化によって測定することがある。したがって、これまでは被測定者に呼吸を停止させ、生体情報の測定に必要な血中の酸素濃度の変化が現れる長さとして予め定められた規定時間の経過後に呼吸を再開させることで、血中の酸素濃度に変化を生じさせ、生体情報を測定している。 Biological information that correlates with blood output may be measured by changes in blood oxygen concentration. Therefore, until now, the person to be measured has stopped breathing and resumed breathing after a predetermined time has elapsed as the length at which the change in oxygen concentration in blood required for measuring biological information appears. Biological information is measured by changing the oxygen concentration inside.

しかしながら、生体情報の測定に必要な血中の酸素濃度の変化が現れるまでの長さには個人差がある。したがって、他の被測定者に比べて生体情報の測定に必要な血中の酸素濃度の変化が早く現れる被測定者の場合、必要以上に呼吸を停止しなければならず、場合によっては息苦しくなることがある。また、他の被測定者に比べて生体情報の測定に必要な血中の酸素濃度の変化が遅く現れる被測定者の場合、規定時間が経過しても生体情報の測定に必要な血中の酸素濃度の変化が現れないこともあり、このような場合、生体情報の測定精度の低下につながる。 However, there are individual differences in the length of time until a change in blood oxygen concentration required for measurement of biological information appears. Therefore, in the case of a subject whose blood oxygen concentration, which is necessary for measuring biological information, changes earlier than other subjects, it is necessary to stop breathing more than necessary, and in some cases, it becomes stuffy. Sometimes. In addition, in the case of a subject whose blood oxygen concentration required for measurement of biological information appears later than that of other subjects, the blood required for measurement of biological information even after a specified time has passed. The change in oxygen concentration may not appear, and in such a case, the measurement accuracy of biological information is lowered.

本発明は、呼吸を止めてから規定時間の経過に伴って呼吸を再開する場合と比較して、血液の拍出量と相関がある生体情報を精度よく測定することができる生体情報測定装置、及び生体情報測定プログラムを提供することを目的とする。 The present invention is a biometric information measuring device capable of accurately measuring biometric information that correlates with the amount of blood pumped, as compared with the case where breathing is resumed with the passage of a predetermined time after stopping breathing. And to provide a biometric information measurement program.

上記目的を達成するために、第1態様に係る生体情報測定装置は、被測定者に照射された第1の波長を有する光の受光量の変化を表す第1の信号と、前記被測定者に照射された第2の波長を有する光の受光量の変化を表す第2の信号を用いて、呼吸の停止及び再開に伴う血中酸素濃度の変化と相関関係のある生体情報を測定する測定部と、前記測定部で前記生体情報が呼吸を停止する前より低下したと測定された場合に呼吸を再開するように報知する報知部と、を備える。 In order to achieve the above object, the biometric information measuring device according to the first aspect includes a first signal representing a change in the amount of received light having a first wavelength irradiated to the person to be measured, and the person to be measured. A measurement that measures biological information that correlates with changes in blood oxygen concentration associated with respiratory arrest and resumption using a second signal that represents a change in the amount of light received with a second wavelength that is radiated to the subject. It is provided with a unit and a notification unit that notifies the measurement unit to resume breathing when it is measured that the biometric information is lower than that before stopping breathing.

第2態様に係る生体情報測定装置は、第1態様に係る生体情報測定装置において、前記測定部が、前記生体情報の変化が前記生体情報の低下を表す予め定めた低下条件を満たした場合に、前記生体情報が呼吸を停止する前より低下したと測定する。 The biometric information measuring device according to the second aspect is the biometric information measuring device according to the first aspect, when the measuring unit satisfies a predetermined reduction condition indicating a deterioration of the biometric information. , It is measured that the biometric information is lower than that before stopping breathing.

第3態様に係る生体情報測定装置は、第2態様に係る生体情報測定装置において、前記低下条件が、前記生体情報が予め定めた基準閾値よりも低下するという条件に設定される。 The biometric information measuring device according to the third aspect is set in the biometric information measuring device according to the second aspect under the condition that the lowering condition is lower than the predetermined reference threshold value.

第4態様に係る生体情報測定装置は、第3態様に係る生体情報測定装置において、前記低下条件が、前記生体情報が前記基準閾値よりも低下した後の予め定めた期間における前記生体情報の統計量が、前記基準閾値よりも低下するという条件に設定される。 The biometric information measuring device according to the fourth aspect is the statistic of the biometric information in a predetermined period after the lowering condition is lower than the reference threshold value in the biometric information measuring device according to the third aspect. The condition is set that the amount is lower than the reference threshold.

第5態様に係る生体情報測定装置は、第3態様に係る生体情報測定装置において、前記低下条件が、前記生体情報が前記基準閾値よりも低下した後の予め定めた期間における前記生体情報の低下の度合いが、予め定めた基準の低下度合いを超えるという条件に設定される。 The biometric information measuring device according to the fifth aspect is the biometric information measuring device according to the third aspect, wherein the decrease condition is a decrease in the biological information in a predetermined period after the biological information is lower than the reference threshold value. Is set on the condition that the degree of the above exceeds the degree of decrease of the predetermined standard.

第6態様に係る生体情報測定装置は、第3態様〜第5態様の何れかの態様に係る生体情報測定装置において、前記第1の波長を有する光、及び前記第2の波長を有する光が照射される前記被測定者の部位によって、前記基準閾値が異なる。 The biometric information measuring device according to the sixth aspect is the biometric information measuring device according to any one of the third to fifth aspects, wherein the light having the first wavelength and the light having the second wavelength are The reference threshold value differs depending on the part of the subject to be irradiated.

第7態様に係る生体情報測定装置は、第2態様に係る生体情報測定装置において、前記低下条件が、前記生体情報の低下の度合いが予め定めた基準の低下度合いを超えるという条件に設定される。 The biometric information measuring device according to the seventh aspect is set in the biometric information measuring device according to the second aspect under the condition that the degree of reduction of the biometric information exceeds the degree of reduction of a predetermined standard. ..

第8態様に係る生体情報測定装置は、第7態様に係る生体情報測定装置において、前記生体情報の低下の度合いが前記生体情報の変化を表すグラフの傾きによって表される。 In the biometric information measuring device according to the eighth aspect, in the biometric information measuring device according to the seventh aspect, the degree of deterioration of the biometric information is represented by the slope of a graph showing a change in the biometric information.

第9態様に係る生体情報測定装置は、第1態様〜第8態様の何れかの態様に係る生体情報測定装置において、前記測定部が、前記生体情報の低下に伴う前記報知部の報知によって再開された前記被測定者の呼吸の再開時間から前記生体情報の変曲点が現れるまでの時間を、呼吸の再開によって体内に取り込まれた酸素が前記第1の波長を有する光、及び前記第2の波長を有する光が照射される部位に達するまでの時間を表す酸素循環時間として測定する。 The biometric information measuring device according to the ninth aspect is the biometric information measuring device according to any one of the first to eighth aspects, and the measuring unit is restarted by the notification of the notifying unit due to the decrease of the biometric information. The time from the resumption time of respiration of the subject to the appearance of the inflection point of the biological information is the light in which oxygen taken into the body by resumption of respiration has the first wavelength and the second. It is measured as the oxygen cycle time, which represents the time required to reach the site to be irradiated with light having the wavelength of.

第10態様に係る生体情報測定装置は、第9態様に係る生体情報測定装置において、前記第1の信号または前記第2の信号から前記被測定者の呼吸波形を抽出する呼吸波形抽出部を備え、前記測定部は、前記呼吸波形抽出部で抽出された前記被測定者の呼吸波形から得られる呼吸の再開時間を前記被測定者の呼吸の再開時間とする。 The biological information measuring device according to the tenth aspect includes a respiratory waveform extraction unit that extracts the respiratory waveform of the person to be measured from the first signal or the second signal in the biological information measuring device according to the ninth aspect. The measurement unit uses the resumption time of respiration obtained from the respiration waveform of the subject extracted by the respiration waveform extraction unit as the resumption time of respiration of the subject.

第11態様に係る生体情報測定装置は、第9態様に係る生体情報測定装置において、前記測定部が、前記報知部が呼吸の再開を報知した時間を前記被測定者の呼吸の再開時間とする。 In the biological information measuring device according to the eleventh aspect, in the biological information measuring device according to the ninth aspect, the time when the measuring unit notifies the resumption of respiration by the notification unit is defined as the resumption time of respiration of the person to be measured. ..

第12態様に係る生体情報測定装置は、第9態様に係る生体情報測定装置において、前記測定部が、前記報知部が呼吸の再開を報知した後、前記被測定者が呼吸を再開したことを通知する再開通知を受け付けた時間を前記被測定者の呼吸の再開時間とする。 The biometric information measuring device according to the twelfth aspect is the biometric information measuring device according to the ninth aspect, in which the measuring unit notifies the resumption of respiration by the notification unit, and then the person to be measured resumes respiration. The time when the notification of resumption of notification is received is defined as the time for resuming breathing of the subject.

第13態様に係る生体情報測定装置は、第9態様〜第12態様の何れかの態様に係る生体情報測定装置において、前記測定部が、前記酸素循環時間の測定を開始する前と後で、前記被測定者の異なる部位の前記生体情報を測定する。 The biometric information measuring device according to the thirteenth aspect is the biometric information measuring device according to any one of the ninth to twelfth aspects, before and after the measuring unit starts measuring the oxygen cycle time. The biological information of different parts of the person to be measured is measured.

第14態様に係る生体情報測定装置は、第13態様に係る生体情報測定装置において、前記測定部が、前記酸素循環時間の測定を開始する前は、前記生体情報を測定している他の部位に比べて前記生体情報が早く低下する部位の前記生体情報を測定し、前記酸素循環時間の測定を開始した後は、前記生体情報を測定している他の部位に比べて、前記被測定者の呼吸の変化に対して前記生体情報が変化するまでに時間を要する部位の前記生体情報を測定する。 The biometric information measuring device according to the fourteenth aspect is the biometric information measuring device according to the thirteenth aspect, in which the other part measuring the biometric information before the measuring unit starts measuring the oxygen circulation time. After measuring the biometric information at the site where the biometric information decreases faster than the above and starting the measurement of the oxygen circulation time, the person to be measured is compared with other sites for which the biometric information is being measured. The biometric information of a site where it takes time for the biometric information to change in response to a change in breathing is measured.

第15態様に係る生体情報測定装置は、第14態様に係る生体情報測定装置において、前記測定部が、前記酸素循環時間の測定を開始するまでは前記被測定者の耳たぶの前記生体情報を測定し、前記酸素循環時間の測定を開始した後は、前記被測定者の指先の前記生体情報を測定する。 The biometric information measuring device according to the fifteenth aspect measures the biometric information of the ear canal of the person to be measured until the measuring unit starts measuring the oxygen cycle time in the biometric information measuring device according to the fourteenth aspect. Then, after the measurement of the oxygen cycle time is started, the biological information of the fingertip of the person to be measured is measured.

第16態様に係る生体情報測定装置は、第1態様〜第15態様の何れかの態様に係る生体情報測定装置において、前記被測定者の動脈血液量の変化に伴う、前記第1の信号の変化量と前記第2の信号の変化量との差が小さくなるように、前記第1の信号及び前記第2の信号の少なくとも一方を補正する補正部を備え、前記測定部は、前記補正部により少なくとも一方が補正された第1の信号の値及び第2の信号の値との差分を用いて前記生体情報の変化を測定する。 The biometric information measuring device according to the 16th aspect is the biological information measuring device according to any one of the first to fifteenth aspects, wherein the first signal is associated with a change in the arterial blood volume of the person to be measured. A correction unit for correcting at least one of the first signal and the second signal is provided so that the difference between the amount of change and the amount of change in the second signal becomes small, and the measurement unit is the correction unit. The change in the biometric information is measured using the difference between the value of the first signal and the value of the second signal corrected by at least one of them.

第17態様に係る生体情報測定装置は、第1態様〜第15態様の何れかの態様に係る生体情報測定装置において、前記測定部が、前記第1の信号の変化量と前記第2の信号の変化量の比率を用いて前記生体情報の変化を測定する。 The biometric information measuring device according to the seventeenth aspect is the biometric information measuring device according to any one of the first to fifteenth aspects, wherein the measuring unit has a change amount of the first signal and the second signal. The change in the biological information is measured using the ratio of the amount of change in.

第18態様に係る生体情報測定プログラムは、コンピュータを、第1態様〜第17態様の何れかの態様に係る生体情報測定装置の各部として機能させるためのプログラムである。 The biometric information measurement program according to the eighteenth aspect is a program for causing the computer to function as each part of the biometric information measurement device according to any one of the first to seventeenth aspects.

第1態様及び第18態様によれば、呼吸を止めてから規定時間の経過に伴って呼吸を再開する場合と比較して、血液の拍出量と相関がある生体情報を精度よく測定することができる、という効果を有する。 According to the first aspect and the eighteenth aspect, the biological information that correlates with the cardiac output is accurately measured as compared with the case where the breathing is stopped and the breathing is resumed with the passage of a predetermined time. It has the effect of being able to.

第2態様によれば、生体情報の低下が低下したことを表す共通の低下条件を設定しない場合と比較して、生体情報が低下したか定量的に判定することができる、という効果を有する。 According to the second aspect, there is an effect that it is possible to quantitatively determine whether or not the decrease in biological information has decreased, as compared with the case where a common decrease condition indicating that the decrease in biological information has decreased is not set.

第3態様によれば、これまでに測定した測定データを用いることなく、最新の測定データだけで生体情報が低下したか判定することができる、という効果を有する。 According to the third aspect, there is an effect that it is possible to determine whether or not the biological information has deteriorated only by the latest measurement data without using the measurement data measured so far.

第4態様によれば、生体情報が基準閾値よりも低下した後の予め定めた期間で再び基準閾値以上となるような変動を示す場合であっても、生体情報が低下したか判定することができる、という効果を有する。 According to the fourth aspect, it is possible to determine whether or not the biological information has decreased even when the biological information shows a fluctuation that becomes equal to or higher than the reference threshold again in a predetermined period after the biological information has decreased from the reference threshold. It has the effect of being able to do it.

第5態様によれば、生体情報が基準閾値よりも低下した後の予め定めた期間で再び基準閾値以上となるような変動を示す場合であっても、生体情報が低下したか判定することができる、という効果を有する。 According to the fifth aspect, it is possible to determine whether or not the biological information has decreased even when the biological information shows a fluctuation that becomes equal to or higher than the reference threshold again in a predetermined period after the biological information has decreased from the reference threshold. It has the effect of being able to do it.

第6態様によれば、生体情報を測定する部位と関係なく、基準閾値を同じ値に設定する場合と比較して、生体情報が低下したことを精度よく判定することができる、という効果を有する。 According to the sixth aspect, there is an effect that it can be accurately determined that the biological information has decreased as compared with the case where the reference threshold value is set to the same value regardless of the site where the biological information is measured. ..

第7態様によれば、予め基準閾値を設定することなく、生体情報が低下したか判定することができる、という効果を有する。 According to the seventh aspect, there is an effect that it is possible to determine whether or not the biometric information has decreased without setting a reference threshold value in advance.

第8態様によれば、生体情報の低下の度合いを視覚的に表すことができる、という効果を有する。 According to the eighth aspect, there is an effect that the degree of deterioration of biological information can be visually expressed.

第9態様によれば、波長の異なる2つの光を被測定者に照射することで、酸素循環時間を測定することができる、という効果を有する。 According to the ninth aspect, there is an effect that the oxygen cycle time can be measured by irradiating the person to be measured with two lights having different wavelengths.

第10態様によれば、酸素循環時間の測定に伴って得られる呼吸波形から、呼吸の再開時間を取得することができる、という効果を有する。 According to the tenth aspect, there is an effect that the resumption time of respiration can be obtained from the respiration waveform obtained by measuring the oxygen cycle time.

第11態様によれば、呼吸の再開時間を呼吸波形から取得する場合と比較して、容易に取得することができる、という効果を有する。 According to the eleventh aspect, there is an effect that the resumption time of respiration can be easily obtained as compared with the case where the resumption time of respiration is obtained from the respiration waveform.

第12態様によれば、報知部が呼吸の再開を報知した時間を呼吸の再開時間とする場合と比較して、呼吸の再開時間を精度よく取得することができる、という効果を有する。 According to the twelfth aspect, there is an effect that the resumption time of respiration can be accurately obtained as compared with the case where the time when the notification unit notifies the resumption of respiration is set as the resumption time of respiration.

第13態様によれば、酸素循環時間の測定が終了するまで同じ部位の生体情報を測定し続ける場合と比較して、酸素循環時間を精度よく測定することができる、という効果を有する。 According to the thirteenth aspect, there is an effect that the oxygen cycle time can be measured accurately as compared with the case where the biological information of the same site is continuously measured until the measurement of the oxygen cycle time is completed.

第14態様によれば、酸素循環時間の測定が終了するまで同じ部位の生体情報を測定し続ける場合と比較して、酸素循環時間の測定に伴い被測定者に生じる負担を軽減することができる、という効果を有する。 According to the fourteenth aspect, it is possible to reduce the burden on the person to be measured due to the measurement of the oxygen cycle time, as compared with the case where the biological information of the same site is continuously measured until the measurement of the oxygen cycle time is completed. It has the effect of.

第15態様によれば、酸素循環時間の測定を開始するまでは被測定者の指先の生体情報を測定する場合と比較して、生体情報が低下したか早く判定することができる、という効果を有する。 According to the fifteenth aspect, until the measurement of the oxygen cycle time is started, it can be determined earlier whether the biological information has decreased or not, as compared with the case where the biological information of the fingertip of the person to be measured is measured. Have.

第16態様によれば、第1の信号の変化量と第2の信号の変化量の比率を用いて生体情報の変化を測定する場合と比較して、生体情報の変化を精度よく測定することができる、という効果を有する。 According to the 16th aspect, the change in the biological information is measured more accurately than the case where the change in the biological information is measured by using the ratio of the change amount of the first signal and the change amount of the second signal. It has the effect of being able to.

第17態様によれば、少なくとも一方が補正された第1の信号の値及び第2の信号の値との差分を用いて生体情報の変化を測定する場合と比較して、生体情報の測定に要する時間を短縮することができる、という効果を有する。 According to the seventeenth aspect, in the measurement of biometric information, as compared with the case where the change in biometric information is measured by using the difference between the value of the first signal and the value of the second signal corrected by at least one of them. It has the effect that the required time can be shortened.

血流情報及び血中の酸素飽和度の測定例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the measurement example of the blood flow information and the oxygen saturation in blood. 生体からの反射光による受光量の変化の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the change of the received light amount by the reflected light from a living body. 血管にレーザ光を照射した場合に生じるドップラーシフトの説明に供する模式図である。It is a schematic diagram which provides the explanation of the Doppler shift which occurs when a blood vessel is irradiated with a laser beam. 血管にレーザ光を照射した場合に生じるスペックルの説明に供する模式図である。It is a schematic diagram provided for the explanation of the speckle generated when a blood vessel is irradiated with a laser beam. 単位時間における周波数毎のスペクトル分布の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the spectrum distribution for each frequency in a unit time. 単位時間あたりの血流量の変化の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the change of the blood flow rate per unit time. 生体に吸収される光の吸光量の変化の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the change of the absorbance of the light absorbed by a living body. ヘモグロビンによる吸光度特性の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the absorbance characteristic by hemoglobin. 呼吸波形の測定原理の説明に供する模式図である。It is a schematic diagram which provides the explanation of the measurement principle of a respiratory waveform. 拍出量の測定原理の説明に供する模式図である。It is a schematic diagram which provides the explanation of the measurement principle of a pumping amount. LFCTの測定方法の一例を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating an example of the measuring method of LFCT. 生体情報測定装置の電気的な構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the electric structure of the biological information measuring apparatus. 生体情報測定装置における発光素子及び受光素子の配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of arrangement of a light emitting element and a light receiving element in a biological information measuring apparatus. 生体情報測定装置における発光素子及び受光素子の配置の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of arrangement of a light emitting element and a light receiving element in a biological information measuring apparatus. 受光素子におけるデータのサンプリングタイミングの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the sampling timing of data in a light receiving element. 生体情報測定装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the functional structure of the biological information measuring apparatus. 生体情報測定装置における測定処理の流れの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the flow of the measurement process in a biological information measuring apparatus. IR光信号の振幅及び赤色光信号の振幅の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the amplitude of an IR light signal and the amplitude of a red light signal. 係数と脈波差との関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between a coefficient and a pulse wave difference. IR光信号の時系列データ及び赤色光信号の時系列データの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the time series data of an IR optical signal, and the time series data of a red light signal. 補正後のIR光信号の時系列データ及び赤色光信号の時系列データの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the time series data of the IR optical signal and the time series data of a red light signal after correction. 脈波差から特定されたLFCTの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of LFCT specified from the pulse wave difference. 振幅比から特定されたLFCTを示すグラフである。It is a graph which shows the LFCT specified from the amplitude ratio.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の一例について詳細に説明する。 Hereinafter, an example of a mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、図1を参照して、生体情報のうち、特に血液に関する生体情報の一例である血流情報及び血中の酸素飽和度の測定方法について説明する。 First, with reference to FIG. 1, a method for measuring blood flow information and oxygen saturation in blood, which are examples of biological information related to blood in particular, will be described.

図1は、本実施形態に係る血流情報及び血中の酸素飽和度の測定例を示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a measurement example of blood flow information and oxygen saturation in blood according to the present embodiment.

図1に示すように、血流情報及び血中の酸素飽和度とは、被測定者の体(生体8)に向けて発光素子1から光を照射し、受光素子3で受光した、生体8の体内に張り巡らされている動脈4、静脈5、及び毛細血管6等の反射又は透過した光の強さ、すなわち、反射光又は透過光の受光量を用いて測定される。 As shown in FIG. 1, the blood flow information and the oxygen saturation in the blood are the living body 8 obtained by irradiating the body (living body 8) of the subject with light from the light emitting element 1 and receiving the light by the light receiving element 3. It is measured using the intensity of reflected or transmitted light of arteries 4, veins 5, capillaries, etc., that is, the amount of reflected light or transmitted light received.

(血流情報の測定)
図2は、本実施形態に係る生体8からの反射光による受光量の変化の一例を示すグラフである。
(Measurement of blood flow information)
FIG. 2 is a graph showing an example of a change in the amount of received light due to the reflected light from the living body 8 according to the present embodiment.

なお、図2において、グラフ80の横軸は時間の経過を表し、縦軸は受光素子3の受光量を表す。 In FIG. 2, the horizontal axis of the graph 80 represents the passage of time, and the vertical axis represents the amount of light received by the light receiving element 3.

図2に示すように、受光素子3の受光量は時間の経過に伴って変化するが、これは血管を含む生体8への光の照射に対して現われる3つの光学現象の影響を受けるためであると考えられる。 As shown in FIG. 2, the amount of light received by the light receiving element 3 changes with the passage of time because it is affected by three optical phenomena that appear when the living body 8 including blood vessels is irradiated with light. It is believed that there is.

1つ目の光学現象として、脈動によって、測定している血管内に存在する血液量が変化することによる光の吸収の変化が考えられる。血液には、例えば赤血球等の血球細胞が含まれ、毛細血管6等の血管内を移動するため、血液量が変化することによって血管内を移動する血球細胞の数も変化し、受光素子3での受光量に影響を与えることがある。 As the first optical phenomenon, a change in light absorption due to a change in the amount of blood existing in the blood vessel being measured due to pulsation can be considered. Since blood contains blood cell cells such as red blood cells and moves in blood vessels such as capillaries 6, the number of blood cell cells moving in blood vessels also changes as the blood volume changes, and the light receiving element 3 May affect the amount of light received.

2つ目の光学現象として、ドップラーシフトによる影響が考えられる。 As the second optical phenomenon, the influence of Doppler shift can be considered.

図3は、本実施形態に係る血管にレーザ光を照射した場合に生じるドップラーシフトの説明に供する模式図である。 FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the Doppler shift that occurs when the blood vessel according to the present embodiment is irradiated with a laser beam.

図3に示すように、例えばレーザ光のような周波数ω0のコヒーレント光40を発光素子1から血管の一例である毛細血管6を含む領域に照射した場合、毛細血管6を移動する血球細胞で散乱した散乱光42は、血球細胞の移動速度により決まる差周波Δω0を有するドップラーシフトを生じることになる。一方、血球細胞等の移動体を含まない皮膚等の組織(静止組織)で散乱した散乱光42の周波数は、照射したレーザ光の周波数と同じ周波数ω0を維持する。したがって、毛細血管6等の血管で散乱したレーザ光の周波数ω0+Δω0と、静止組織で散乱したレーザ光の周波数ω0とが互いに干渉し、差周波Δω0を有するビート信号が受光素子3で観測され、受光素子3の受光量が時間の経過に伴って変化する。なお、受光素子3で観測されるビート信号の差周波Δω0は血球細胞の移動速度に依存するが、約数十kHzを上限とした範囲に含まれる。 As shown in FIG. 3, when a coherent light 40 having a frequency of ω 0 , such as a laser beam, is irradiated from the light emitting element 1 to a region including a capillary 6 which is an example of a blood vessel, blood cells moving in the capillary 6 are used. The scattered scattered light 42 causes a Doppler shift having a difference frequency Δω 0 determined by the moving speed of blood cells. On the other hand, the frequency of the scattered light 42 scattered by a tissue (stationary tissue) such as skin that does not contain a moving body such as a blood cell cell maintains the same frequency ω 0 as the frequency of the irradiated laser light. Therefore, the frequency ω 0 + Δω 0 of the laser light scattered by the blood vessels 6 such capillaries, the frequency omega 0 of the laser light scattered by stationary tissue will interfere with each other, the beat signal receiving element 3 having a difference frequency [Delta] [omega 0 The amount of light received by the light receiving element 3 changes with the passage of time. The difference frequency Δω 0 of the beat signal observed by the light receiving element 3 depends on the moving speed of the blood cell cells, but is included in the range up to about several tens of kHz.

また、3つ目の光学現象として、スペックルによる影響が考えられる。 Further, as a third optical phenomenon, the influence of speckle can be considered.

図4は、本実施形態に係る血管にレーザ光を照射した場合に生じるスペックルの説明に供する模式図である。 FIG. 4 is a schematic diagram provided for explaining a speckle generated when a blood vessel according to the present embodiment is irradiated with a laser beam.

図4に示すように、レーザ光のようなコヒーレント光40を、発光素子1から血管中を矢印44の方向に移動する赤血球等の血球細胞7に照射した場合、血球細胞7にぶつかったレーザ光は様々な方向に散乱する。散乱光は位相が異なるためにランダムに干渉し合う。これによりランダムな斑点模様の光強度分布を生じる。このようにして形成される光強度の分布パターンは「スペックルパターン」と呼ばれる。 As shown in FIG. 4, when a coherent light 40 such as a laser beam is irradiated from a light emitting element 1 to a blood cell 7 such as a red blood cell moving in a blood vessel in the direction of arrow 44, the laser light colliding with the blood cell 7 Scatters in various directions. Scattered light interferes randomly because they are out of phase. This produces a random speckled light intensity distribution. The light intensity distribution pattern formed in this way is called a "speckle pattern".

既に説明したように、血球細胞7は血管中を移動するため、血球細胞7における光の散乱状態が変化し、スペックルパターンが時間の経過と共に変動する。したがって、受光素子3の受光量が時間の経過に伴って変化する。 As described above, since the blood cell 7 moves in the blood vessel, the light scattering state in the blood cell 7 changes, and the speckle pattern changes with the passage of time. Therefore, the amount of light received by the light receiving element 3 changes with the passage of time.

次に、血流情報の求め方の一例について説明する。図2に示す時間経過に伴う受光素子3の受光量が得られた場合、予め定めた単位時間T0の範囲に含まれるデータを切り出し、当該データに対して、例えば高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform: FFT)を実行することで、周波数ω毎のスペクトル分布が得られる。 Next, an example of how to obtain blood flow information will be described. When the amount of light received by the light receiving element 3 with the passage of time shown in FIG. 2 is obtained, the data included in the predetermined unit time T 0 range is cut out, and the data is subjected to, for example, a Fast Fourier Transform. By executing: FFT), the spectral distribution for each frequency ω can be obtained.

図5は、本実施形態に係る単位時間T0における周波数ω毎のスペクトル分布の一例を示すグラフである。 FIG. 5 is a graph showing an example of the spectral distribution for each frequency ω at the unit time T 0 according to the present embodiment.

なお、図5において、グラフ82の横軸は周波数ωを表し、縦軸はスペクトル強度を表す。 In FIG. 5, the horizontal axis of the graph 82 represents the frequency ω, and the vertical axis represents the spectral intensity.

ここで、血液量はグラフ82の横軸と縦軸とで囲まれた斜線領域84で表されるパワースペクトルの面積を全光量で規格化した値に比例する。また、血流速度はグラフ82で表されるパワースペクトルの周波数平均値に比例するため、周波数ωと周波数ωにおけるパワースペクトルの積を周波数ωについて積分した値を斜線領域84の面積で除算した値に比例する。 Here, the blood volume is proportional to the value obtained by normalizing the area of the power spectrum represented by the shaded area 84 surrounded by the horizontal axis and the vertical axis of the graph 82 by the total amount of light. Further, since the blood flow velocity is proportional to the frequency average value of the power spectrum represented by the graph 82, the value obtained by integrating the product of the power spectrum at the frequency ω and the frequency ω with respect to the frequency ω is divided by the area of the shaded area 84. Is proportional to.

なお、血流量は血液量と血流速度の積で表わされるため、上記血液量と血流速度の算出式より求めることが可能である。血流量、血流速度、血液量は血流情報の一例であり、血流情報はこれに限定されない。 Since the blood flow rate is represented by the product of the blood volume and the blood flow velocity, it can be calculated from the above formula for calculating the blood volume and the blood flow velocity. Blood flow rate, blood flow velocity, and blood volume are examples of blood flow information, and blood flow information is not limited thereto.

図6は、本実施形態に係る単位時間T0あたりの血流量の変化の一例を示すグラフである。 FIG. 6 is a graph showing an example of a change in blood flow rate per unit time T 0 according to the present embodiment.

なお、図6において、グラフ86の横軸は時間を表し、縦軸は血流量を表す。 In FIG. 6, the horizontal axis of the graph 86 represents time, and the vertical axis represents blood flow rate.

図6に示すように、血流量は時間と共に変動するが、その変動の傾向は2つの種類に分類される。例えば図6の区間Tにおける血流量の変動幅88に比べて、区間Tにおける血流量の変動幅90は大きい。これは、区間Tにおける血流量の変化が、主に脈の動きに伴う血流量の変化であるのに対して、区間Tにおける血流量の変化は、例えばうっ血や神経活動等の原因に伴う血流量の変化を示しているためであると考えられる。 As shown in FIG. 6, blood flow fluctuates with time, and the tendency of the fluctuation is classified into two types. For example, the fluctuation range 90 of the blood flow rate in the section T 2 is larger than the fluctuation range 88 of the blood flow rate in the section T 1 of FIG. This change in blood flow rate in the interval T 1 is mainly whereas the change in blood flow caused by the motion of the pulse, the change in blood flow in the interval T 2 are, for example, the cause of such congestion and neural activity This is thought to be due to the accompanying change in blood flow.

(酸素飽和度の測定)
次に、血中の酸素飽和度の測定について説明する。血中の酸素飽和度とは、血中酸素濃度の一例であり、血液中のヘモグロビンがどの程度酸素と結合しているかを示す指標であり、血中の酸素飽和度が低下するにつれ、貧血等の症状が発生しやすくなる。
(Measurement of oxygen saturation)
Next, the measurement of oxygen saturation in blood will be described. The oxygen saturation in blood is an example of the oxygen concentration in blood, and is an index showing how much hemoglobin in blood is bound to oxygen. As the oxygen saturation in blood decreases, anemia, etc. Symptoms are more likely to occur.

図7は、本実施形態に係る生体8に吸収される光の吸光量の変化の一例を示すグラフである。 FIG. 7 is a graph showing an example of a change in the amount of light absorbed by the living body 8 according to the present embodiment.

なお、図7において、グラフ92の横軸は時間を表し、縦軸は吸光量を表す。 In FIG. 7, the horizontal axis of the graph 92 represents time, and the vertical axis represents the amount of absorbance.

図7に示すように、生体8における吸光量は、時間の経過と共に変動する傾向が見られる。 As shown in FIG. 7, the absorbance in the living body 8 tends to fluctuate with the passage of time.

更に、生体8における吸光の変動に関する内訳について見てみると、主に動脈4によって吸光量が変動し、静脈5及び静止組織を含むその他の組織では、動脈4に比べて吸光量が変動しないとみなせる程度の変動量であることが知られている。これは、心臓から拍出された動脈血は脈波を伴って血管内を移動するため、動脈4が動脈4の断面方向に沿って経時的に伸縮し、動脈4の厚みが変化するためである。なお、図7において、矢印94で示される範囲が、動脈4の厚みの変化に対応した吸光量の変動量を示す。 Furthermore, looking at the breakdown of the fluctuation of the absorbance in the living body 8, the absorbance mainly fluctuates depending on the artery 4, and the absorbance does not fluctuate in the other tissues including the vein 5 and the quiescent tissue as compared with the artery 4. It is known that the amount of fluctuation is such that it can be regarded. This is because the arterial blood pumped from the heart moves in the blood vessel with a pulse wave, so that the artery 4 expands and contracts with time along the cross-sectional direction of the artery 4, and the thickness of the artery 4 changes. .. In FIG. 7, the range indicated by the arrow 94 indicates the amount of variation in the amount of absorbance corresponding to the change in the thickness of the artery 4.

図7において、時刻taにおける受光量をIa、時刻tbにおける受光量をIbとすれば、動脈4の厚みの変化による光の吸光量の変化量ΔAは、(1)式で表される。 In FIG. 7, if the amount of light received at time t a is I a and the amount of light received at time t b is I b , the amount of change ΔA in the amount of light absorption due to the change in the thickness of the artery 4 is expressed by Eq. (1). Will be done.

(数1)
ΔA=ln(Ib/Ia)・・・(1)
(Number 1)
ΔA = ln (I b / I a ) ・ ・ ・ (1)

図8は、本実施形態に係るヘモグロビンによる吸光度特性の一例を示すグラフである。 FIG. 8 is a graph showing an example of the absorbance characteristics of hemoglobin according to the present embodiment.

なお、図8において、縦軸は吸光度を表し、横軸は波長を表す。 In FIG. 8, the vertical axis represents the absorbance and the horizontal axis represents the wavelength.

図8に示すように、動脈4を流れる酸素と結合したヘモグロビン(酸化ヘモグロビン)は、特に約880nm近辺の波長を有する赤外線(infrared: IR)領域の光を吸収しやすく、酸素と結合していないヘモグロビン(還元ヘモグロビン)は、特に約665nm近辺の波長を有する赤色領域の光を吸収しやすいことが知られている。更に、酸素飽和度は、異なる波長における吸光量の変化量ΔAの比率と比例関係があることが知られている。 As shown in FIG. 8, hemoglobin (hemoglobin oxide) bound to oxygen flowing through the artery 4 easily absorbs light in the infrared (IR) region having a wavelength of about 880 nm and is not bound to oxygen. Hemoglobin (reduced hemoglobin) is known to easily absorb light in the red region having a wavelength in the vicinity of about 665 nm. Further, it is known that the oxygen saturation is proportional to the ratio of the amount of change ΔA in the amount of absorption at different wavelengths.

したがって、他の波長の組み合わせに比べて、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとで吸光量の差が現われやすい赤外光(IR光)と赤色光を用いて、IR光を生体8に照射した場合の吸光量の変化量ΔAIRと、赤色光を生体8に照射した場合の吸光量の変化量ΔARedとの比率をそれぞれ算出することで、(2)式によって酸素飽和度Sが算出される。なお、(2)式においてkは比例定数である。 Therefore, the absorbance when the living body 8 is irradiated with IR light using infrared light (IR light) and red light, which are more likely to show a difference in absorbance between oxidized hemoglobin and reduced hemoglobin than in other wavelength combinations. the amount of variation .DELTA.A IR, red light by calculating each ratio between the change amount .DELTA.A red of light absorption when irradiated to the living body 8, the oxygen saturation S is calculated by the equation (2). In equation (2), k is a constant of proportionality.

(数2)
S=k(ΔARed/ΔAIR)・・・(2)
(Number 2)
S = k (ΔA Red / ΔA IR ) ・ ・ ・ (2)

すなわち、血中の酸素飽和度を算出する場合、それぞれ異なる波長の光を照射する複数の発光素子1、具体的には、IR光を照射する発光素子1と赤色光を照射する発光素子1とを一部の発光期間が重複してもよいが、望ましくは発光期間が重複しないよう発光させる。そして、各々の発光素子1による反射光又は透過光を受光素子3で受光して、各受光時点における受光量から(1)式及び(2)式、又は、これらの式を変形して得られる公知の式を算出することで、酸素飽和度が測定される。 That is, when calculating the oxygen saturation in blood, a plurality of light emitting elements 1 that irradiate light having different wavelengths, specifically, a light emitting element 1 that irradiates IR light and a light emitting element 1 that irradiates red light. Although some of the light emitting periods may overlap, it is desirable that the light is emitted so that the light emitting periods do not overlap. Then, the reflected light or transmitted light from each light emitting element 1 is received by the light receiving element 3, and the equations (1) and (2) or these equations are modified from the amount of light received at each light receiving time. Oxygen saturation is measured by calculating a known formula.

上記(1)式を変形して得られる公知の式として、例えば(1)式を展開して、光の吸光量の変化量ΔAを(3)式のように表してもよい。 As a known formula obtained by modifying the above formula (1), for example, the formula (1) may be developed and the amount of change ΔA in the amount of light absorption may be expressed as the formula (3).

(数3)
ΔA=lnIb−lnIa・・・(3)
(Number 3)
ΔA = lnI b −lnI a ··· (3)

また、(1)式は(4)式のように変形することができる。 Further, the equation (1) can be modified as the equation (4).

(数4)
ΔA=ln(Ib/Ia)=ln(1+(Ib-Ia)/Ia) ・・・(4)
(Number 4)
ΔA = ln (I b / I a ) = ln (1 + (I b -I a ) / I a ) ... (4)

通常、(Ib-Ia)≪Iaであることから、ln(Ib/Ia)≒(Ib-Ia)/Iaが成り立つため、(1)式の代わりに、光の吸光量の変化量ΔAとして(5)式を用いてもよい。 Usually, because it is (I b -I a) «I a , ln order to (I b / I a) ≒ (I b -I a) / I a is satisfied, instead of equation (1), light Equation (5) may be used as the amount of change in the amount of absorption ΔA.

(数5)
ΔA≒(Ib-Ia)/Ia ・・・(5)
(Number 5)
ΔA ≒ (I b -I a ) / I a ... (5)

なお、IR光を照射する発光素子1と赤色光を照射する発光素子1とを区別して説明する必要がある場合、以降では、IR光を照射する発光素子1を「発光素子LD1」といい、赤色光を照射する発光素子1を「発光素子LD2」というようにする。また、一例として、発光素子LD1を血流量の算出で使用する発光素子1とし、発光素子LD1及び発光素子LD2を、血中の酸素飽和度の算出で利用する発光素子1とする。 When it is necessary to distinguish between the light emitting element 1 that irradiates IR light and the light emitting element 1 that irradiates red light, the light emitting element 1 that irradiates IR light is hereinafter referred to as "light emitting element LD1". The light emitting element 1 that irradiates red light is referred to as "light emitting element LD2". Further, as an example, the light emitting element LD1 is used as the light emitting element 1 used for calculating the blood flow rate, and the light emitting element LD1 and the light emitting element LD2 are used as the light emitting element 1 used for calculating the oxygen saturation in blood.

また、血中の酸素飽和度を測定する場合、受光量の測定周波数は約30Hzから1000Hz程度で十分であることが知られているため、発光素子LD2の1秒あたりの点滅回数を表す発光周波数も約30Hzから1000Hz程度で十分である。したがって、発光素子LD2における消費電力等の観点からは、発光素子LD2の発光周波数を発光素子LD1の発光周波数より低くすることが好ましいが、発光素子LD2の発光周波数を発光素子LD1の発光周波数に合わせ、発光素子LD1と発光素子LD2を交互に発光させるようにしてもよい。 Further, when measuring the oxygen saturation in blood, it is known that the measurement frequency of the amount of received light is about 30 Hz to 1000 Hz, so that the light emitting frequency representing the number of blinks per second of the light emitting element LD2. About 30 Hz to 1000 Hz is sufficient. Therefore, from the viewpoint of power consumption in the light emitting element LD2, it is preferable that the light emitting frequency of the light emitting element LD2 is lower than the light emitting frequency of the light emitting element LD1, but the light emitting frequency of the light emitting element LD2 is matched with the light emitting frequency of the light emitting element LD1. , The light emitting element LD1 and the light emitting element LD2 may be made to emit light alternately.

次に、図9を参照して、生体8の末梢部位から得られる脈波信号から呼吸波形を測定する原理について説明する。ここでいう末梢部位の一例としては、手の指先や、足の指先、耳たぶ等が挙げられる。なお、末梢部位には、肘よりも先の部位や、膝よりも先の部位等も含まれる。また、呼吸波形とは、生体8の呼吸状態を示す信号の波形であり、呼気及び吸気の時間変化を表す時系列信号の波形とされる。 Next, with reference to FIG. 9, the principle of measuring the respiratory waveform from the pulse wave signal obtained from the peripheral part of the living body 8 will be described. Examples of peripheral parts referred to here include fingertips of hands, toes, ear lobes, and the like. The peripheral part includes a part before the elbow, a part before the knee, and the like. The respiratory waveform is a waveform of a signal indicating the respiratory state of the living body 8, and is a waveform of a time-series signal indicating a time change of exhalation and inspiration.

図9は、本実施形態に係る呼吸波形の測定原理の説明に供する模式図である。 FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the measurement principle of the respiratory waveform according to the present embodiment.

図9に示すように、吸気時には以下に示すステップにより脈波信号の振幅が減少する。
(S1)胸腔内圧が低下して陰圧となり、肺が拡張する。
(S2)静脈還流量が増加する。
(S3)右心房に流入する血液量が増加する。
(S4)肺の血管床が拡がり、肺が貯留する血液量が増加する。
(S5)肺から左心房に戻る血液量が減少する。
(S6)左心室の1回拍出量が減少する。
(S7)脈波信号の振幅が減少する。
As shown in FIG. 9, the amplitude of the pulse wave signal is reduced by the following steps during inspiration.
(S1) The intrathoracic pressure decreases to negative pressure, and the lungs expand.
(S2) The amount of venous return increases.
(S3) The amount of blood flowing into the right atrium increases.
(S4) The vascular bed of the lung expands, and the amount of blood stored in the lung increases.
(S5) The amount of blood returning from the lungs to the left atrium decreases.
(S6) The stroke volume of the left ventricle decreases.
(S7) The amplitude of the pulse wave signal decreases.

一方、呼気時には以下に示すステップにより脈波信号の振幅が増加する。
(S8)肺から絞り出た血液が左心室に流入する。
(S9)脈波信号の振幅が増加する。
On the other hand, at the time of exhalation, the amplitude of the pulse wave signal is increased by the following steps.
(S8) Blood squeezed from the lungs flows into the left ventricle.
(S9) The amplitude of the pulse wave signal increases.

つまり、「心臓のポンプ動作」により生じる脈動に、呼吸により生じる「肺のポンプ動作」の影響が重畳されるため、生体8の末梢部位から得られる脈波信号から呼吸波形を測定することが可能となる。 That is, since the influence of the "lung pumping motion" caused by respiration is superimposed on the pulsation generated by the "heart pumping motion", it is possible to measure the respiratory waveform from the pulse wave signal obtained from the peripheral part of the living body 8. It becomes.

次に、図10を参照して、心臓からの血液の拍出量と相関がある指標の一例である酸素循環時間(Lung to Finger Circulation Time:LFCT)を測定する原理について説明する。ここでいう拍出量には、上述の心拍出量に限らず、1回拍出量、心係数等も含まれる。なお、心拍出量とは、心臓の単位時間(例えば1分)当たりの収縮によって動脈へ拍出される血液量と定義される。1回拍出量とは、心臓の1回の収縮によって動脈へ拍出される血液量と定義される。心係数とは、心拍出量を被測定者の体表面積で除して得られる係数と定義される。また、LFCTとは、呼吸で取り込まれた酸素が肺及び心臓を通り指先に到達するまでの時間と定義される。 Next, with reference to FIG. 10, the principle of measuring the oxygen circulation time (LFCT), which is an example of an index having a correlation with the stroke amount of blood from the heart, will be described. The stroke amount referred to here includes not only the above-mentioned cardiac output but also a single stroke amount, a cardiac index and the like. The cardiac output is defined as the amount of blood pumped into an artery by contraction of the heart per unit time (for example, 1 minute). A single stroke is defined as the volume of blood pumped into an artery by a single contraction of the heart. Cardiac index is defined as a coefficient obtained by dividing cardiac output by the body surface area of the subject. In addition, LFCT is defined as the time required for oxygen taken in by breathing to reach the fingertips through the lungs and heart.

図10は、本実施形態に係る拍出量の測定原理の説明に供する模式図である。 FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the measurement principle of the pumping amount according to the present embodiment.

図10に示すように、上記拍出量とLFCTとは相関がある。例えば拍出量の一例である心拍出量をCOとした場合、心拍出量COは、以下に示す(6)式により算出される。 As shown in FIG. 10, there is a correlation between the above-mentioned pumping amount and LFCT. For example, assuming that the cardiac output, which is an example of the cardiac output, is CO, the cardiac output CO is calculated by the following equation (6).

(数6)
CO=(a×S)/LFCT・・・(6)
(Equation 6)
CO = (a 0 x S) / LFCT ... (6)

ここで、aは定数であり、例えばa=50が用いられる。また、Sは被測定者の体表面積(m2)であり、LFCTの単位は秒である。 Here, a 0 is a constant, and for example, a 0 = 50 is used. Further, S is the body surface area (m 2 ) of the subject, and the unit of LFCT is seconds.

図11は、本実施形態に係るLFCTの測定方法の一例を説明するためのグラフである。 FIG. 11 is a graph for explaining an example of the LFCT measurement method according to the present embodiment.

なお、図11において、縦軸は酸素飽和度の逆数を表し、横軸は時間を表す。 In FIG. 11, the vertical axis represents the reciprocal of oxygen saturation, and the horizontal axis represents time.

図11に示すように、本実施形態に係るLFCTは、上述した酸素飽和度の変化から測定される。すなわち、LFCTは、一定期間呼吸を停止した後に呼吸を再開した時点から、酸素飽和度が回復し始めたことを示す変曲点までの時間を測定することで得られる。 As shown in FIG. 11, the LFCT according to the present embodiment is measured from the above-mentioned change in oxygen saturation. That is, the LFCT is obtained by measuring the time from the time when the breathing is stopped for a certain period of time and then the breathing is resumed to the inflection point indicating that the oxygen saturation has begun to recover.

なお、上記LFCTの測定では、血中酸素濃度の変化の検出に、一例として、IR光信号の変化量と赤色光信号の変化量との比率、つまり、波長が異なる2つの脈波信号(ここではIR光信号及び赤色光信号)の振幅比が用いられる。この振幅比を用いる場合、例えば心房細動を持つ生体や、環境温度や精神状態等の影響により血流量が低下している生体等に対して、血中酸素濃度を精度よく測定することが難しい場合がある。したがって、後ほど説明するように、IR光信号の変化量及び赤色光信号の変化量との差分を用いて血中酸素濃度を測定してもよい。 In the above LFCT measurement, for detecting the change in blood oxygen concentration, as an example, the ratio of the amount of change in the IR optical signal and the amount of change in the red light signal, that is, two pulse wave signals having different wavelengths (here). In, the amplitude ratio of IR optical signal and red optical signal) is used. When this amplitude ratio is used, it is difficult to accurately measure the blood oxygen concentration in, for example, a living body having atrial fibrillation or a living body in which blood flow is reduced due to the influence of environmental temperature or mental state. In some cases. Therefore, as will be described later, the blood oxygen concentration may be measured using the difference between the amount of change in the IR optical signal and the amount of change in the red light signal.

図12は、本実施形態に係る生体情報測定装置10の電気的な構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 12 is a block diagram showing an example of the electrical configuration of the biological information measuring device 10 according to the present embodiment.

図12に示すように、本実施形態に係る生体情報測定装置10は、発光制御部12、駆動回路14、増幅回路16、A/D(Analog/Digital)変換回路18、制御部20、表示部22、発光素子LD1、発光素子LD2、及び受光素子3を備えている。なお、発光素子LD1、発光素子LD2、受光素子3、及び増幅回路16は、センサ部を構成している。また、発光制御部12、駆動回路14、増幅回路16、A/D変換回路18、制御部20、及び表示部22は、本体部を構成している。本実施形態では、これらのセンサ部と本体部とは別体で構成され、有線又は無線を介して通信可能とされている。なお、センサ部と本体部とが一体的に構成されていてもよい。また、センサ部は、外部光が入力しないように生体8に密着するように取り付けられる。本実施形態に係るセンサ部は、一例として、生体8の指先に取り付けられるが、耳たぶ等の他の末梢部位にも取り付け可能とされている。 As shown in FIG. 12, the biological information measuring device 10 according to the present embodiment includes a light emission control unit 12, a drive circuit 14, an amplifier circuit 16, an A / D (Analog / Digital) conversion circuit 18, a control unit 20, and a display unit. 22, a light emitting element LD1, a light emitting element LD2, and a light receiving element 3 are provided. The light emitting element LD1, the light emitting element LD2, the light receiving element 3, and the amplifier circuit 16 constitute a sensor unit. Further, the light emission control unit 12, the drive circuit 14, the amplifier circuit 16, the A / D conversion circuit 18, the control unit 20, and the display unit 22 constitute a main body unit. In the present embodiment, these sensor units and the main body unit are configured as separate bodies, and communication is possible via wired or wireless communication. The sensor unit and the main body unit may be integrally configured. Further, the sensor unit is attached so as to be in close contact with the living body 8 so that external light is not input. The sensor unit according to the present embodiment is attached to the fingertip of the living body 8 as an example, but can also be attached to other peripheral parts such as an earlobe.

発光制御部12は、発光素子LD1及び発光素子LD2に駆動電力を供給する電力供給回路を含む駆動回路14に、発光素子LD1及び発光素子LD2の発光周期及び発光期間を制御する制御信号を出力する。なお、発光制御部12は、制御部20の一部として実現してもよい。 The light emission control unit 12 outputs a control signal for controlling the light emission cycle and the light emission period of the light emitting element LD1 and the light emitting element LD2 to the drive circuit 14 including the power supply circuit for supplying the drive power to the light emitting element LD1 and the light emitting element LD2. .. The light emission control unit 12 may be realized as a part of the control unit 20.

駆動回路14は、発光制御部12からの制御信号を受け付けると、制御信号で指示された発光周期及び発光期間に従って、発光素子LD1及び発光素子LD2に駆動電力を供給し、発光素子LD1及び発光素子LD2を駆動する。 When the drive circuit 14 receives the control signal from the light emission control unit 12, it supplies drive power to the light emitting element LD1 and the light emitting element LD2 according to the light emitting cycle and the light emitting period instructed by the control signal, and the light emitting element LD1 and the light emitting element Drive LD2.

受光素子3は、受光部の一例であり、発光素子LD1から第1の波長の光を受光し、受光した第1の波長の光に対応する第1の受光信号と、発光素子LD2から第2の波長の光を受光し、受光した第2の波長の光に対応する第2の受光信号と、を出力する。なお、本実施形態では、第1の波長として赤外領域に対応する波長の範囲が適用され、第2の波長として赤色領域に対応する波長の範囲が適用される。また、第1の受光信号にはIR光信号が適用され、第2の受光信号には赤色光信号が適用される。 The light receiving element 3 is an example of a light receiving unit, and receives light of a first wavelength from the light emitting element LD1 and receives a first light receiving signal corresponding to the received light of the first wavelength, and a light emitting element LD2 to a second light receiving element 3. It receives light of the wavelength of, and outputs a second light receiving signal corresponding to the received light of the second wavelength. In the present embodiment, the wavelength range corresponding to the infrared region is applied as the first wavelength, and the wavelength range corresponding to the red region is applied as the second wavelength. An IR optical signal is applied to the first light receiving signal, and a red light signal is applied to the second light receiving signal.

増幅回路16は、受光素子3で発生する光の強さに応じた電流を電圧に変換し、A/D変換回路18の入力電圧範囲として規定される電圧レベルまで増幅する。 The amplifier circuit 16 converts a current corresponding to the intensity of light generated by the light receiving element 3 into a voltage, and amplifies the current to a voltage level defined as an input voltage range of the A / D conversion circuit 18.

A/D変換回路18は、増幅回路16で増幅した電圧を入力として、当該電圧の大きさで表される受光素子3の受光量を数値化して出力する。 The A / D conversion circuit 18 takes the voltage amplified by the amplifier circuit 16 as an input, and quantifies and outputs the amount of light received by the light receiving element 3 represented by the magnitude of the voltage.

制御部20は、CPU(Central Processing Unit)20A、ROM(Read Only Memory)20B、及びRAM(Random Access Memory)20Cを備えている。ROM20Bには、生体情報測定プログラムが記憶される。 The control unit 20 includes a CPU (Central Processing Unit) 20A, a ROM (Read Only Memory) 20B, and a RAM (Random Access Memory) 20C. The biological information measurement program is stored in the ROM 20B.

表示部22は、生体情報の測定結果を通知する。表示部22には、例えば液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等が用いられる。表示部22は、タッチパネルを一体的に有している。 The display unit 22 notifies the measurement result of the biological information. For the display unit 22, for example, a liquid crystal display (LCD), an organic EL (Electro Luminescence) display, or the like is used. The display unit 22 integrally has a touch panel.

図13は、本実施形態に係る生体情報測定装置10における発光素子LD1、発光素子LD2、及び受光素子3の配置の一例を示す図である。また、図14は、本実施形態に係る生体情報測定装置10における発光素子LD1、発光素子LD2、及び受光素子3の配置の別の例を示す図である。 FIG. 13 is a diagram showing an example of arrangement of the light emitting element LD1, the light emitting element LD2, and the light receiving element 3 in the biological information measuring device 10 according to the present embodiment. Further, FIG. 14 is a diagram showing another example of arrangement of the light emitting element LD1, the light emitting element LD2, and the light receiving element 3 in the biological information measuring device 10 according to the present embodiment.

図13に示すように、発光素子LD1、発光素子LD2、及び受光素子3は、生体8の一方の面に向かって並べて配置される。この場合、受光素子3は、生体8の表面近傍を透過した発光素子LD1及び発光素子LD2の光を受光する。 As shown in FIG. 13, the light emitting element LD1, the light emitting element LD2, and the light receiving element 3 are arranged side by side toward one surface of the living body 8. In this case, the light receiving element 3 receives the light of the light emitting element LD1 and the light emitting element LD2 transmitted near the surface of the living body 8.

なお、発光素子LD1、発光素子LD2、及び受光素子3の配置は、図13の配置例に限定されない。例えば図14に示すように、発光素子LD1及び発光素子LD2と、受光素子3とを、生体8を挟んで対向する位置に配置するようにしてもよい。この場合、受光素子3は、生体8を透過した発光素子LD1及び発光素子LD2の光を受光する。 The arrangement of the light emitting element LD1, the light emitting element LD2, and the light receiving element 3 is not limited to the arrangement example of FIG. For example, as shown in FIG. 14, the light emitting element LD1 and the light emitting element LD2 and the light receiving element 3 may be arranged at positions facing each other with the living body 8 interposed therebetween. In this case, the light receiving element 3 receives the light of the light emitting element LD1 and the light emitting element LD2 that have passed through the living body 8.

なお、ここでは一例として、発光素子LD1及び発光素子LD2は、共に面発光レーザ素子であるものとして説明するが、これに限らず、端面発光レーザ素子であってもよい。また、発光素子LD1及び発光素子LD2の各々から照射される光はレーザ光でなくてもよい。この場合、発光素子LD1及び発光素子LD2の各々には、発光ダイオード(Light-Emitting Diode: LED)又は有機発光ダイオード(Organic Light-Emitting Diode: OLED)を用いてもよい。 Here, as an example, both the light emitting element LD1 and the light emitting element LD2 will be described as being surface emitting laser elements, but the present invention is not limited to this, and end surface emitting laser elements may be used. Further, the light emitted from each of the light emitting element LD1 and the light emitting element LD2 does not have to be laser light. In this case, a light-emitting diode (LED) or an organic light-emitting diode (OLED) may be used for each of the light-emitting element LD1 and the light-emitting element LD2.

図15は、本実施形態に係る受光素子3におけるデータのサンプリングタイミングの一例を示すグラフである。図15において、丸印の位置がサンプリングタイミングを示している。 FIG. 15 is a graph showing an example of data sampling timing in the light receiving element 3 according to the present embodiment. In FIG. 15, the positions of the circles indicate the sampling timing.

なお、図15において、縦軸は受光素子3の出力電圧を表し、横軸は時間を表す。 In FIG. 15, the vertical axis represents the output voltage of the light receiving element 3, and the horizontal axis represents time.

図15に示すように、受光素子3が発光素子LD1から受光した光に対応する出力電圧を、IR、IR、・・・、IRとした場合に、時系列データとしてIR(t)=IR、IR、・・・、IRが得られる。同様に、受光素子3が発光素子LD2から受光した光に対応する出力電圧を、Red、Red、・・・、Redとした場合に、時系列データとしてRed(t)=Red、Red、・・・、Redが得られる。このとき、両方の発光素子LD1及び発光素子LD2に対して、発光しない期間を設け、暗状態での出力Dark、Dark、・・・、Darkを得るようにしてもよい。この場合、IR(t)は、IR−Dark、IR−Dark、・・・、IR−Darkとしてもよい。同様に、Red(t)は、Red−Dark、Red−Dark、・・・、Red−Darkとしてもよい。これらのデータのサンプリングは、発光期間の終了近くで出力が安定している状態で行うことが望ましい。 As shown in FIG. 15, when the output voltage corresponding to the light received from the light emitting element LD1 by the light receiving element 3 is IR 1 , IR 2 , ..., IR n , IR (t) is used as time series data. = IR 1 , IR 2 , ..., IR n can be obtained. Similarly, when the output voltage corresponding to the light received by the light receiving element 3 from the light emitting element LD2 is Red 1 , Red 2 , ..., Red n , the time series data is Red (t) = Red 1 , Red 2 , ..., Red n are obtained. At this time, both the light emitting element LD1 and the light emitting element LD2 may be provided with a period during which no light is emitted to obtain outputs Dark 1 , Dark 2 , ..., Dark n in a dark state. In this case, IR (t) may be IR 1- Dark 1 , IR 2- Dark 2 , ..., IR n- Dark n . Similarly, Red (t) may be Red 1- Dark 1 , Red 2- Dark 2 , ..., Red n- Dark n . It is desirable to sample these data in a state where the output is stable near the end of the light emission period.

図16は、生体情報測定装置10の機能的な構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 16 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the biological information measuring device 10.

図16に示すように、本実施形態に係る生体情報測定装置10は除去部30、補正部31、測定部32、検出部33、特定部34、推定部35、及び報知部36の各機能部を含む。更に、特定部34には抽出部37が含まれる。除去部30は、生体情報測定装置10に必須の構成要素ではなく、必要に応じて設けるようにすればよい。 As shown in FIG. 16, the biological information measuring device 10 according to the present embodiment is a functional unit of a removing unit 30, a correction unit 31, a measuring unit 32, a detecting unit 33, a specific unit 34, an estimating unit 35, and a notification unit 36. including. Further, the specific unit 34 includes an extraction unit 37. The removing unit 30 is not an essential component of the biological information measuring device 10, but may be provided as needed.

CPU20Aは、ROM20Bに記憶されている生体情報測定プログラムを実行することにより、図16に示す各機能部として機能する。 The CPU 20A functions as each functional unit shown in FIG. 16 by executing the biometric information measurement program stored in the ROM 20B.

まず、除去部30を設けない場合の各部の構成について説明する。 First, the configuration of each part when the removing part 30 is not provided will be described.

本実施形態に係る補正部31は、受光素子3から出力されたIR光信号及び赤色光信号の各々を受け付け、生体8の動脈血液量の変化に伴う、IR光信号の変化量(以下、ΔIRという。)と赤色光信号の変化量(以下、ΔRedという。)との差が小さくなるように、IR光信号を補正する。この動脈血液量の変化は、心拍に伴う脈動の振幅を表している。IR光信号は第1の信号の一例であり、赤色光信号は第2の信号の一例である。 The correction unit 31 according to the present embodiment receives each of the IR light signal and the red light signal output from the light receiving element 3, and changes the IR light signal with the change in the arterial blood volume of the living body 8 (hereinafter, ΔIR). The IR light signal is corrected so that the difference between the amount of change in the red light signal (hereinafter referred to as ΔRed) becomes small. This change in arterial blood volume represents the amplitude of the pulsation associated with the heartbeat. The IR optical signal is an example of the first signal, and the red light signal is an example of the second signal.

上記補正は、ΔIRとΔRedとを同一にする補正であることが望ましい。ここで、ΔIRは、IR光信号の振幅として表され、ΔRedは、赤色光信号の振幅として表される。この場合、上記補正は、ΔIRとΔRedとの振幅比(ΔRed/ΔIR)で表される係数αを、IR光信号の値(IR(t))に乗じることで行われる。つまり、IR(t)の補正後の出力は、α×IR(t)となる。 It is desirable that the above correction is a correction that makes ΔIR and ΔRed the same. Here, ΔIR is expressed as the amplitude of the IR optical signal, and ΔRed is expressed as the amplitude of the red light signal. In this case, the above correction is performed by multiplying the value of the IR optical signal (IR (t)) by the coefficient α represented by the amplitude ratio (ΔRed / ΔIR) of ΔIR and ΔRed. That is, the corrected output of IR (t) is α × IR (t).

本実施形態に係る測定部32は、補正部31により補正されたIR光信号及び赤色光信号に基づいて、生体8における血中酸素濃度、具体的には酸素飽和度を測定する。そして、測定部32は、LFCTを測定するために呼吸を停止した被測定者の血中酸素濃度が呼吸を停止する前より低下したことを測定した場合、報知部36に通知する。なお、酸素飽和度は血中酸素濃度の一例であることから、以降では、血中酸素濃度の変化と相関関係のある生体情報を総称して「血中酸素濃度」ということにする。 The measuring unit 32 according to the present embodiment measures the blood oxygen concentration in the living body 8, specifically, the oxygen saturation, based on the IR light signal and the red light signal corrected by the correction unit 31. Then, when the measuring unit 32 measures that the blood oxygen concentration of the person to be measured who has stopped breathing to measure the LFCT is lower than that before the breathing is stopped, the measuring unit 32 notifies the notification unit 36. Since oxygen saturation is an example of blood oxygen concentration, the biological information that correlates with the change in blood oxygen concentration will be collectively referred to as "blood oxygen concentration" hereafter.

報知部36は、測定部32から被測定者の血中酸素濃度が低下したことを通知された場合、被測定者に対して呼吸を再開するように報知する。 When the measuring unit 32 notifies that the blood oxygen concentration of the person to be measured has decreased, the notification unit 36 notifies the person to be measured to resume breathing.

また、測定部32は被測定者が呼吸を再開した後、LFCTを測定するため、一例として補正部31により補正されたIR光信号及び赤色光信号との差(以下、この差を「脈波差」という。)を測定する。例えば脈波差をβ(t)とした場合、β(t)は、以下に示す(7)式により求められる。 Further, since the measuring unit 32 measures the LFCT after the subject resumes breathing, as an example, the difference between the IR light signal and the red light signal corrected by the correction unit 31 (hereinafter, this difference is referred to as “pulse wave”). "Difference") is measured. For example, when the pulse wave difference is β (t), β (t) can be obtained by the following equation (7).

(数7)
β(t)=α×IR(t)−Red(t)・・・(7)
(Number 7)
β (t) = α × IR (t) -Red (t) ... (7)

本実施形態に係る検出部33は、測定部32により測定された脈波差β(t)に基づいて、生体8の吸気酸素量の変化に伴う血中酸素濃度の変曲点を検出する。なお、吸気酸素量を変化させる方法としては、一例として、息止めによる方法等が挙げられる。また、ここでいう吸気酸素量の変化とは、少なくとも数秒間に渡り血中酸素濃度に変化を及ぼす変化であって、通常の呼吸状態(例えば平均的な呼吸回数及び深さでの呼吸)による僅かな変化は含まないものとする。つまり、通常の呼吸状態では、吸気酸素量に変化はなく、呼吸を停止する、呼吸を弱める、酸素濃度の高い気体を吸い込む等により通常の呼吸状態から変化させた場合に、吸気酸素量が変化したと判断される。 The detection unit 33 according to the present embodiment detects an inflection point of the blood oxygen concentration accompanying a change in the intake oxygen amount of the living body 8 based on the pulse wave difference β (t) measured by the measurement unit 32. As an example of the method of changing the amount of inspired oxygen, a method of holding a breath or the like can be mentioned. Further, the change in the amount of inspired oxygen referred to here is a change that affects the blood oxygen concentration for at least several seconds, and depends on a normal respiratory state (for example, breathing at an average respiratory rate and depth). It does not include slight changes. In other words, in the normal respiratory state, there is no change in the inspiratory oxygen amount, and when the inspiratory oxygen amount is changed from the normal respiratory state by stopping breathing, weakening the breathing, inhaling a gas having a high oxygen concentration, etc., the inspiratory oxygen amount changes. It is judged that it was done.

本実施形態に係る特定部34は、生体8の吸気酸素量が変化した時点から、検出部33により検出された血中酸素濃度の変曲点までの時間を特定する。なお、吸気酸素量が変化した時点とは、例えば呼吸停止の状態から呼吸を再開した時点等である。 The specific unit 34 according to the present embodiment specifies the time from the time when the intake oxygen amount of the living body 8 changes to the inflection point of the blood oxygen concentration detected by the detection unit 33. The time when the inspiratory oxygen amount changes is, for example, the time when respiration is resumed from the state of respiratory arrest.

特定部34は、IR光信号または赤色光信号によって表される脈波信号から被測定者の呼吸波形を抽出する抽出部37を含む。したがって、特定部34は、抽出部37で抽出された呼吸波形から、被測定者が呼吸を再開した時点を特定すればよい。本実施形態では、特定部34により特定された時間をLFCTとする。 The specific unit 34 includes an extraction unit 37 that extracts the respiratory waveform of the subject from the pulse wave signal represented by the IR optical signal or the red light signal. Therefore, the specific unit 34 may specify the time point when the subject resumes respiration from the respiratory waveform extracted by the extraction unit 37. In the present embodiment, the time specified by the specific unit 34 is defined as LFCT.

なお、本実施形態に係る呼吸波形抽出部の一例である抽出部37は、生体情報測定装置10に必須の構成要素ではなく、特定部34が被測定者の呼吸の再開を呼吸波形からではなく他の方法で特定する場合には不要となる。 The extraction unit 37, which is an example of the respiratory waveform extraction unit according to the present embodiment, is not an essential component of the biological information measuring device 10, and the specific unit 34 does not restart the respiration of the subject from the respiratory waveform. It is not necessary when specifying by other methods.

本実施形態に係る推定部35は、特定部34により特定されたLFCTから拍出量を推定する。例えば上記(6)式を用いて、拍出量の一例である心拍出量を推定する。 The estimation unit 35 according to the present embodiment estimates the output amount from the LFCT specified by the specific unit 34. For example, the cardiac output, which is an example of the stroke volume, is estimated using the above equation (6).

ここで、IR光信号及び赤色光信号の各々には、脈動や神経活動などによる血液量の変化を表す成分と、吸気酸素量の変化による酸素濃度の変化を表す成分と、が含まれている。そして、上記脈波差β(t)によれば、係数α(=ΔRed/ΔIR)をIR(t)に乗じ、α×IR(t)とRed(t)との差を採用することで、動脈血の血液量の変化を表す成分が相殺され、酸素濃度の変化を表す成分のみが抽出される。 Here, each of the IR light signal and the red light signal contains a component representing a change in blood volume due to pulsation, nerve activity, etc., and a component representing a change in oxygen concentration due to a change in inspiratory oxygen amount. .. Then, according to the pulse wave difference β (t), the coefficient α (= ΔRed / ΔIR) is multiplied by IR (t), and the difference between α × IR (t) and Red (t) is adopted. The components representing changes in arterial blood volume are offset, and only the components representing changes in oxygen concentration are extracted.

なお、上記では、IR光信号を補正するために、係数αを(ΔRed/ΔIR)としたが、赤色光信号を補正するために、係数αを(ΔIR/ΔRed)としてもよい。この場合、脈波差β(t)は、以下に示す(8)式により求められる。 In the above, the coefficient α is set to (ΔRed / ΔIR) in order to correct the IR optical signal, but the coefficient α may be set to (ΔIR / ΔRed) in order to correct the red light signal. In this case, the pulse wave difference β (t) is obtained by the following equation (8).

(数8)
β(t)=IR(t)−α×Red(t)・・・(8)
(Equation 8)
β (t) = IR (t) -α × Red (t) ... (8)

また、上記では、2つの脈波信号の一例であるIR光信号及び赤色光信号のいずれか一方を補正する場合について説明したが、IR光信号及び赤色光信号の両方を補正するようにしてもよい。また、上記では、IR光信号から赤色光信号を減じたが、赤色光信号からIR光信号を減じても構わない。その場合、β(t)にあらわれる変曲点の向きが異なる。 Further, in the above, the case of correcting either the IR optical signal or the red light signal, which is an example of the two pulse wave signals, has been described, but even if both the IR optical signal and the red light signal are corrected. Good. Further, in the above, the red light signal is subtracted from the IR light signal, but the IR light signal may be reduced from the red light signal. In that case, the direction of the inflection point appearing in β (t) is different.

なお、係数αを求めるときの脈波信号と、求めた係数αを適用する脈波信号とは時間的にずれている。つまり、上記補正は、吸気酸素量を変化させる前におけるΔIRとΔRedとの振幅比で表される係数αを、吸気酸素量を変化させた後におけるIR(t)又はRed(t)に乗じることで行われる。例えば係数αを求めるときの脈波信号は、呼吸停止前の安静時における脈波信号を用いることが望ましい。 The pulse wave signal when the coefficient α is obtained and the pulse wave signal to which the obtained coefficient α is applied are temporally different from each other. That is, in the above correction, the coefficient α represented by the amplitude ratio of ΔIR and ΔRed before changing the intake oxygen amount is multiplied by IR (t) or Red (t) after changing the intake oxygen amount. It is done in. For example, it is desirable to use the pulse wave signal at rest before respiratory arrest as the pulse wave signal when obtaining the coefficient α.

次に、除去部30を設けた場合の各部の構成について説明する。 Next, the configuration of each part when the removing part 30 is provided will be described.

本実施形態に係る除去部30は、受光素子3から出力されたIR光信号及び赤色光信号の各々から直流成分を除去し、直流成分を除去した後のIR光信号及び赤色光信号の各々を補正部31に出力する。除去部30には、一例として、ハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタが適用される。なお、この場合、除去部30により直流成分が除去されたIR光信号が第1の信号とされ、除去部30により直流成分が除去された赤色光信号が第2の信号とされる。 The removing unit 30 according to the present embodiment removes a DC component from each of the IR light signal and the red light signal output from the light receiving element 3, and removes each of the IR light signal and the red light signal after removing the DC component. Output to the correction unit 31. As an example, a high-pass filter or a band-pass filter is applied to the removing unit 30. In this case, the IR optical signal from which the DC component has been removed by the removing unit 30 is used as the first signal, and the red light signal from which the DC component has been removed by the removing unit 30 is used as the second signal.

補正部31は、除去部30により直流成分が除去されたIR光信号及び赤色光信号を受け付け、受け付けたIR光信号の振幅と赤色光信号の振幅との振幅比で表される係数αを導出する。その後、補正部31は、受光素子3から除去部30を介さずに受け付けたIR光信号の値であるIR(t)又は赤色光信号の値であるRed(t)に対して、上記導出した係数αを乗じることで、補正を行う。なお、測定部32、検出部33、特定部34、推定部35、報知部36、及び抽出部37の動作は同じであるため説明を省略する。 The correction unit 31 receives the IR light signal and the red light signal from which the DC component has been removed by the removal unit 30, and derives a coefficient α represented by the amplitude ratio of the amplitude of the received IR light signal and the amplitude of the red light signal. To do. After that, the correction unit 31 derives the above with respect to IR (t), which is the value of the IR optical signal received from the light receiving element 3 without going through the removal unit 30, or Red (t), which is the value of the red light signal. Correction is performed by multiplying by the coefficient α. Since the operations of the measurement unit 32, the detection unit 33, the specific unit 34, the estimation unit 35, the notification unit 36, and the extraction unit 37 are the same, the description thereof will be omitted.

次に、生体情報測定装置10の動作について説明する。図17は、被測定者又は測定担当者の操作により生体情報測定装置10が起動した場合に、生体情報測定装置10のCPU20Aによって実行される測定処理の流れの一例を示すフローチャートである。 Next, the operation of the biological information measuring device 10 will be described. FIG. 17 is a flowchart showing an example of a flow of measurement processing executed by the CPU 20A of the biometric information measuring device 10 when the biometric information measuring device 10 is activated by the operation of the person to be measured or the person in charge of measurement.

測定処理を規定する生体情報測定プログラムは、例えば生体情報測定装置10のROM20Bに予め記憶されている。生体情報測定装置10のCPU20Aは、ROM20Bに記憶される生体情報測定プログラムを読み込み、測定処理を実行する。 The biometric information measurement program that defines the measurement process is stored in advance in, for example, the ROM 20B of the biometric information measuring device 10. The CPU 20A of the biometric information measuring device 10 reads the biometric information measuring program stored in the ROM 20B and executes the measurement process.

ステップ100において、CPU20Aは、受光素子3から得られるIR光信号の振幅(ΔIR)を取得し、受光素子3から得られる赤色光信号の振幅(ΔRed)を取得する。このステップ100では、まず、被測定者が安静状態を保った状態で、脈波振幅として、ΔIR及びΔRedの各々を取得する。 In step 100, the CPU 20A acquires the amplitude (ΔIR) of the IR light signal obtained from the light receiving element 3, and acquires the amplitude (ΔRed) of the red light signal obtained from the light receiving element 3. In this step 100, first, each of ΔIR and ΔRed is acquired as the pulse wave amplitude while the subject is in a resting state.

図18は、本実施形態に係るIR光信号の振幅及び赤色光信号の振幅の一例を示すグラフである。 FIG. 18 is a graph showing an example of the amplitude of the IR optical signal and the amplitude of the red light signal according to the present embodiment.

なお、図18において、縦軸は受光素子3の出力電圧を表し、横軸は時間を表す。 In FIG. 18, the vertical axis represents the output voltage of the light receiving element 3, and the horizontal axis represents time.

図18に示すように、補正部31は、IR光信号の値の時系列データであるIR(t)からΔIRを取得し、赤色光信号の値の時系列データであるRed(t)からΔRedを取得する。 As shown in FIG. 18, the correction unit 31 acquires ΔIR from IR (t), which is time-series data of IR optical signal values, and ΔRed from Red (t), which is time-series data of red light signal values. To get.

ステップ102において、CPU20Aは、ステップ100で取得したΔIR及びΔRedに基づいて、ΔIRとΔRedとの振幅比で表される係数αを導出する。係数αは、一例として、以下に示す方法で導出される。
(a)任意のタイミングで得られた振幅比を採用する。なお、この場合、LFCTの測定開始後でもよい。
(b)一定期間で得られた複数の振幅比の平均値を採用する。この方法の場合、一点のみの振幅比を採用して係数αを導出する場合と比較し、測定に適した係数αが求められる。
(c)測定終了後に、一例として、図19に示すように、係数αを0〜1の間で変化させ、脈波差β(t)に現れる脈動の周波数成分が最も小さい値を採用する。但し、係数αを(ΔRed/ΔIR)とした場合、ΔIR>ΔRedの条件を満たすものとする。この方法の場合、測定中に係数αを導出する必要がないため、例えば測定時間が短縮される。
In step 102, the CPU 20A derives a coefficient α represented by an amplitude ratio of ΔIR and ΔRed based on the ΔIR and ΔRed acquired in step 100. As an example, the coefficient α is derived by the method shown below.
(A) The amplitude ratio obtained at an arbitrary timing is adopted. In this case, it may be after the start of LFCT measurement.
(B) The average value of a plurality of amplitude ratios obtained in a certain period is adopted. In the case of this method, a coefficient α suitable for measurement can be obtained as compared with the case where the coefficient α is derived by adopting the amplitude ratio of only one point.
(C) After the measurement is completed, as an example, as shown in FIG. 19, the coefficient α is changed between 0 and 1, and the value having the smallest pulsation frequency component appearing in the pulse wave difference β (t) is adopted. However, when the coefficient α is (ΔRed / ΔIR), the condition of ΔIR> ΔRed is satisfied. In the case of this method, it is not necessary to derive the coefficient α during the measurement, so that the measurement time is shortened, for example.

図19は、本実施形態に係る係数αと脈波差β(t)との関係の一例を示すグラフである。 FIG. 19 is a graph showing an example of the relationship between the coefficient α and the pulse wave difference β (t) according to the present embodiment.

なお、図19において、縦軸は脈波差β(t)を表す。また、この例では、α=ΔRed/ΔIR、β(t)=α×IR(t)−Red(t)、である。 In FIG. 19, the vertical axis represents the pulse wave difference β (t). Further, in this example, α = ΔRed / ΔIR, β (t) = α × IR (t) -Red (t).

図19の上図は、係数α=0.2の場合における脈波差β(t)の全体波形及び拡大波形を示す。左図が全体波形であり、右図が拡大波形である。 The upper figure of FIG. 19 shows the overall waveform and the enlarged waveform of the pulse wave difference β (t) when the coefficient α = 0.2. The left figure is the overall waveform, and the right figure is the enlarged waveform.

図19の中図は、係数α=0.3583の場合における脈波差β(t)の全体波形及び拡大波形を示す。左図が全体波形であり、右図が拡大波形である。 The middle figure of FIG. 19 shows the overall waveform and the enlarged waveform of the pulse wave difference β (t) when the coefficient α = 0.3583. The left figure is the overall waveform, and the right figure is the enlarged waveform.

図19の下図は、係数α=0.6の場合における脈波差β(t)の全体波形及び拡大波形を示す。左図が全体波形であり、右図が拡大波形である。 The lower figure of FIG. 19 shows the overall waveform and the enlarged waveform of the pulse wave difference β (t) when the coefficient α = 0.6. The left figure is the overall waveform, and the right figure is the enlarged waveform.

上記より、係数α=0.3583の場合に、脈波差β(t)に現れる脈動の周波数成分が最も小さくなることが分かる。従って、上記(c)の方法によれば、係数α=0.3583が採用、酸素濃度の変曲点が正しい位置にある脈波差β(t)が得られる。 From the above, it can be seen that when the coefficient α = 0.3583, the frequency component of the pulsation appearing in the pulse wave difference β (t) becomes the smallest. Therefore, according to the method (c) above, the coefficient α = 0.3583 is adopted, and the pulse wave difference β (t) in which the inflection point of the oxygen concentration is at the correct position can be obtained.

ステップ104において、CPU20Aは、被測定者が安静状態を保った状態で、LFCTの測定開始の指示を受け付ける。この測定開始の指示は、一例として、被測定者又は測定担当者が表示部22のタッチパネル等を介して測定開始を指示することで行われる。 In step 104, the CPU 20A receives an instruction to start the measurement of the LFCT while the person to be measured keeps a resting state. As an example, the measurement start instruction is given by the person to be measured or the person in charge of measurement instructing the measurement start via the touch panel of the display unit 22 or the like.

ステップ106において、CPU20Aは、被測定者に対して、息止め開始の指示を行う。具体的には、例えば表示部22に「息を止めて下さい。」等のメッセージを表示させることで行ってもよいし、音声や振動による指示でもよい。 In step 106, the CPU 20A instructs the person to be measured to start holding a breath. Specifically, for example, it may be performed by displaying a message such as "Please hold your breath" on the display unit 22, or it may be an instruction by voice or vibration.

既に説明したように、LFCTは、血中酸素濃度が低下するように呼吸を停止し、その後に呼吸を再開してから血中酸素濃度が回復し始めるまでの時間である。したがって、LFCTを測定するためには、血中酸素濃度が低下するように、例えば20秒程度呼吸を止める必要がある。しかしながら、呼吸を停止してから血中酸素濃度が低下するまでの時間には個人差があり、一律に長い時間呼吸を停止させることは被測定者によっては負担になる。したがって、血中酸素濃度が低下し始めたら被測定者の呼吸を再開させることが望ましい。 As described above, LFCT is the time from when breathing is stopped so that the blood oxygen concentration decreases, and then after the respiration is resumed until the blood oxygen concentration begins to recover. Therefore, in order to measure LFCT, it is necessary to hold breathing for, for example, about 20 seconds so that the blood oxygen concentration decreases. However, there are individual differences in the time from when breathing is stopped until the blood oxygen concentration decreases, and it is a burden for some subjects to stop breathing for a uniform long time. Therefore, it is desirable to resume breathing of the subject when the blood oxygen concentration begins to decrease.

そこで、被測定者の血中酸素濃度が呼吸を停止する前より低下したことを表す予め定めた低下条件を設定しておき、CPU20Aは、血中酸素濃度の変化が低下条件を満たした場合に、被測定者の血中酸素濃度が呼吸を停止する前より低下したと判定して、被測定者に呼吸の再開を指示し、LFCTの測定を開始する。 Therefore, a predetermined lowering condition indicating that the blood oxygen concentration of the person to be measured is lower than before stopping breathing is set, and the CPU 20A determines when the change in the blood oxygen concentration satisfies the lowering condition. , It is determined that the blood oxygen concentration of the subject is lower than that before the stop of breathing, the subject is instructed to resume breathing, and the measurement of LFCT is started.

予め設定する血中酸素濃度の低下条件は、被測定者の血中酸素濃度が低下したことが定量的に判定可能な条件であればどのような条件であってもよい。 The preset conditions for lowering the blood oxygen concentration may be any condition as long as it can be quantitatively determined that the blood oxygen concentration of the subject has decreased.

例えば血中酸素濃度が予め定めた基準閾値よりも低下することを血中酸素濃度の低下条件に設定する。基準閾値には各被測定者に共通した値を用いてもよいが、被測定者が呼吸を停止する前の血中酸素濃度、すなわち平常時の血中酸素濃度には個人差があるため、被測定者毎に、各々の平常時の血中酸素濃度にあわせて設定した基準閾値を用いてもよい。基準閾値は、例えばROM20Bに予め記憶されるが、測定担当者によって変更可能な値である。 For example, it is set as a condition for lowering the blood oxygen concentration that the blood oxygen concentration falls below a predetermined reference threshold value. A value common to each subject may be used as the reference threshold, but since there are individual differences in the blood oxygen concentration before the subject stops breathing, that is, the blood oxygen concentration in normal times. A reference threshold set according to the blood oxygen concentration in normal times may be used for each person to be measured. The reference threshold value is stored in the ROM 20B in advance, for example, but is a value that can be changed by the person in charge of measurement.

しかしながら、被測定者が呼吸を停止させたからといって、測定される血中酸素濃度は測定誤差などから単調減少するわけではなく、実際には微小な増減を伴いながら、全体の傾向として見た場合に低下していく。 However, even if the subject stops breathing, the measured blood oxygen concentration does not decrease monotonically due to measurement error, etc., and it is actually seen as an overall tendency with a slight increase or decrease. It will decrease in some cases.

したがって、被測定者の血中酸素濃度が基準閾値よりも低下した後に、再び血中酸素濃度が基準閾値以上の値になってしまった場合、どの時点で被測定者に呼吸の再開を指示してLFCTの測定を開始すればよいのか判断に迷ってしまうことになる。 Therefore, if the blood oxygen concentration of the subject falls below the reference threshold and then the blood oxygen concentration falls above the reference threshold again, at what point the subject is instructed to resume breathing. It is difficult to decide whether to start the LFCT measurement.

そこで、血中酸素濃度が基準閾値よりも低下し、かつ、血中酸素濃度が基準閾値よりも低下した直後に設けた規定期間における血中酸素濃度の統計量が、基準閾値よりも低下することを血中酸素濃度の低下条件に設定してもよい。本実施形態に係る予め定めた期間の一例である規定期間は、例えばROM20Bに予め記憶され、測定担当者によって変更可能な値である。 Therefore, the blood oxygen concentration is lower than the reference threshold value, and the statistic of the blood oxygen concentration in the specified period provided immediately after the blood oxygen concentration is lower than the reference threshold value is lower than the reference threshold value. May be set as a condition for lowering the blood oxygen concentration. The specified period, which is an example of the predetermined period according to the present embodiment, is a value stored in the ROM 20B in advance and can be changed by the person in charge of measurement.

規定期間における血中酸素濃度の統計量とは、例えば規定期間に測定した血中酸素濃度の平均値、最低値、及び中央値等、規定期間における血中酸素濃度の代表値のことである。 The statistic of blood oxygen concentration in a specified period is a representative value of blood oxygen concentration in a specified period, such as an average value, a minimum value, and a median value of blood oxygen concentration measured in a specified period.

なお、血中酸素濃度が基準閾値よりも低下した直後は、血中酸素濃度が再び基準閾値以上の値になる傾向が見られることから、規定期間の後半に測定された血中酸素濃度ほど統計量に与える影響が大きくなるように重み付けを行った血中酸素濃度の加重平均を用いてもよい。 Immediately after the blood oxygen concentration drops below the reference threshold, the blood oxygen concentration tends to be higher than the reference threshold again. Therefore, the blood oxygen concentration measured in the latter half of the specified period is more statistical. A weighted average of blood oxygen concentrations weighted so as to have a large effect on the amount may be used.

また、血中酸素濃度の微小な増減に左右されずに血中酸素濃度の全体的な変化の傾向を把握するため、CPU20Aは、規定期間における血中酸素濃度の低下の度合いを算出し、算出した血中酸素濃度の低下の度合いによって、被測定者の血中酸素濃度が呼吸を停止する前より低下したか判定してもよい。 Further, in order to grasp the tendency of the overall change of the blood oxygen concentration without being influenced by a slight increase or decrease of the blood oxygen concentration, the CPU 20A calculates and calculates the degree of decrease of the blood oxygen concentration in the specified period. Depending on the degree of decrease in blood oxygen concentration, it may be determined whether the blood oxygen concentration of the subject is lower than that before stopping breathing.

具体的には、CPU20Aは、測定した血中酸素濃度に対して最小二乗法を適用して、血中酸素濃度の全体的な変化の傾向を示す回帰直線を算出する。回帰直線は縦軸を血中酸素濃度、横軸を時間とするグラフで表されることから、算出した回帰直線の傾きが血中酸素濃度の低下の度合いを表す。したがって、回帰直線の傾きが、本実施形態に係る予め定めた基準の低下度合いの一例である基準低下度を超えることを血中酸素濃度の低下条件に設定する。 Specifically, the CPU 20A applies the least squares method to the measured blood oxygen concentration to calculate a regression line showing the tendency of the overall change in the blood oxygen concentration. Since the regression line is represented by a graph with the vertical axis representing the blood oxygen concentration and the horizontal axis representing the time, the slope of the calculated regression line represents the degree of decrease in the blood oxygen concentration. Therefore, it is set as the condition for lowering the blood oxygen concentration that the slope of the regression line exceeds the standard lowering degree, which is an example of the lowering degree of the predetermined standard according to the present embodiment.

基準低下度は、血中酸素濃度が低下し始めた場合に測定される回帰直線の傾きのことである。したがって、回帰直線の傾きが基準低下度を超えた場合に、血中酸素濃度が低下し始めたことを表す。基準低下度は、例えば複数の被測定者から得られた血中酸素濃度の測定データや、コンピュータシミュレーションの結果により予め決定され、ROM20Bに予め記憶される。基準低下度として各被測定者に共通した値を用いてもよいが、基準閾値と同じく、呼吸を停止した場合における血中酸素濃度の低下の度合いにも個人差があるため、被測定者毎に異なる基準低下度を用いるようにしてもよい。 The reference decrease degree is the slope of the regression line measured when the blood oxygen concentration begins to decrease. Therefore, when the slope of the regression line exceeds the reference decrease degree, it indicates that the blood oxygen concentration has started to decrease. The reference reduction degree is determined in advance based on, for example, measurement data of blood oxygen concentration obtained from a plurality of subjects and the result of computer simulation, and is stored in ROM 20B in advance. A value common to each subject may be used as the reference reduction degree, but as with the reference threshold value, the degree of decrease in blood oxygen concentration when breathing is stopped also varies from person to person, so that for each person to be measured. You may use different reference reduction degrees for.

更に言えば、上述したように、血中酸素濃度を測定するセンサ部の取り付け部位は必ずしも被測定者の指先である必要はないため、例えば被測定者の耳たぶにセンサ部を取り付けて血中酸素濃度を測定してもよい。この場合、血中酸素濃度を測定する部位の違いによって体表から血管までの距離や体の脂肪量等が異なるため、平常時の血中酸素濃度に相関を持つ生体情報にも違いが生じることがある。したがって、血中酸素濃度を測定する部位によって、異なる基準閾値を用いるようにすることが好ましい。 Furthermore, as described above, since the attachment site of the sensor unit for measuring the blood oxygen concentration does not necessarily have to be the fingertip of the person to be measured, for example, the sensor unit is attached to the earlobe of the person to be measured to obtain blood oxygen. The concentration may be measured. In this case, the distance from the body surface to the blood vessels, the amount of fat in the body, etc. differ depending on the site where the blood oxygen concentration is measured, so that the biological information that correlates with the blood oxygen concentration in normal times also differs. There is. Therefore, it is preferable to use different reference threshold values depending on the site where the blood oxygen concentration is measured.

上記に示した血中酸素濃度の低下条件は、血中酸素濃度が基準閾値よりも低下することを前提とした条件であったが、基準閾値の設定が困難な場合には、血中酸素濃度を基準閾値と比較することなく、基準低下度と比較するものであってもよい。具体的には、血中酸素濃度の低下の度合いが基準低下度を超えることを血中酸素濃度の低下条件に設定する。 The conditions for lowering the blood oxygen concentration shown above were based on the premise that the blood oxygen concentration was lower than the reference threshold, but when it is difficult to set the reference threshold, the blood oxygen concentration May be compared with the degree of reference reduction without comparing with the reference threshold. Specifically, it is set as a condition for lowering the blood oxygen concentration that the degree of decrease in the blood oxygen concentration exceeds the reference lowering degree.

CPU20Aは、被測定者が呼吸を停止させた後の期間を予め定めた長さの期間(「分割期間」という)に分割し、分割期間毎に血中酸素濃度の変化を示す回帰直線を算出して基準低下度と比較することで、被測定者の血中酸素濃度が呼吸を停止する前より低下したか判定する。 The CPU 20A divides the period after the subject stops breathing into a period of a predetermined length (referred to as a "division period"), and calculates a regression line showing a change in blood oxygen concentration for each division period. By comparing with the reference degree of decrease, it is determined whether the blood oxygen concentration of the subject is lower than that before stopping breathing.

ステップ108において、CPU20Aは、測定した血中酸素濃度が血中酸素濃度の低下条件を満たしたか否かによって、被測定者の呼吸の停止に伴って血中酸素濃度が低下したか否かを判定する。被測定者の血中酸素濃度が低下していない場合には、血中酸素濃度が低下条件を満たしているかの判定を繰り返し実行する。一方、被測定者の血中酸素濃度が低下した場合にはステップ110に移行する。 In step 108, the CPU 20A determines whether or not the blood oxygen concentration has decreased due to the respiratory arrest of the subject, depending on whether or not the measured blood oxygen concentration satisfies the condition for reducing the blood oxygen concentration. To do. If the blood oxygen concentration of the subject is not decreased, the determination of whether the blood oxygen concentration satisfies the decrease condition is repeatedly executed. On the other hand, when the blood oxygen concentration of the person to be measured decreases, the process proceeds to step 110.

なお、被測定者によっては、体調の状態により血中酸素濃度が低下するまで時間を要し、血中酸素濃度が低下したと判定されるまで息が続かないようなことがある。このような場合、被測定者に過度な負担を強いることになる。したがって、ステップ106で被測定者に対して息止め開始の指示を行ってから予め定めた待機時間が経過しても、被測定者の血中酸素濃度が低下しないような場合には、待機時間経過後に呼吸の再開を指示し、被測定者にしばらく休憩してもらってから、再度ステップ100から測定処理をやり直すようにしてもよい。 Depending on the person to be measured, it may take some time for the blood oxygen concentration to decrease depending on the physical condition, and breathing may not continue until it is determined that the blood oxygen concentration has decreased. In such a case, the person to be measured is forced to bear an excessive burden. Therefore, if the blood oxygen concentration of the subject does not decrease even after the predetermined waiting time elapses after instructing the subject to start breath holding in step 106, the waiting time After that, the person to be measured may be instructed to resume breathing for a while, and then the measurement process may be restarted from step 100.

被測定者の血中酸素濃度が低下したことにより、ステップ110において、CPU20Aは被測定者に対して呼吸再開の指示を行う。具体的には、例えば表示部22に呼吸を再開するように指示したメッセージを表示させることで行ってもよいし、音声や振動による指示でもよい。CPU20Aは、呼吸の再開時間からLFCTの測定を開始する。 In step 110, the CPU 20A instructs the subject to resume breathing due to the decrease in the blood oxygen concentration of the subject. Specifically, for example, it may be performed by displaying a message instructing the display unit 22 to resume breathing, or may be an instruction by voice or vibration. The CPU 20A starts the measurement of LFCT from the resumption time of respiration.

被測定者の呼吸の再開時間は、例えば被測定者に対して呼吸の再開を指示した時間とすればよいが、被測定者に呼吸の再開を指示しても、被測定者が実際に呼吸を再開するまでには時間差が生じることがある。したがって、CPU20Aは、呼吸の再開を指示するタイミングに向けてカウントダウン等を行い、被測定者に呼吸を再開するタイミングを事前に知らせるようにしてもよい。 The resumption time of breathing of the subject may be, for example, the time when the subject is instructed to resume breathing, but even if the subject is instructed to resume breathing, the subject actually breathes. There may be a time lag before resuming. Therefore, the CPU 20A may perform a countdown or the like toward the timing of instructing the resumption of respiration to notify the person to be measured in advance of the timing of resuming respiration.

また、例えば押下することでCPU20Aに再開通知を通知するボタンを被測定者に持たせ、生体情報測定装置10からの呼吸再開の指示の後、被測定者が呼吸を再開したタイミングで被測定者自身にボタンを押下させるようにしてもよい。この場合、CPU20Aは、再開通知を受け付けた時間を被測定者の呼吸の再開時間とする。 Further, for example, the person to be measured is provided with a button for notifying the CPU 20A of the resumption notification by pressing the button, and the person to be measured is instructed to resume respiration from the biological information measuring device 10 and then the person to be measured resumes respiration. You may let yourself press the button. In this case, the CPU 20A sets the time when the resumption notification is received as the resumption time of the person to be measured.

また、CPU20Aは、公知の手法を用いて、脈波から被測定者の呼吸波形を抽出し、抽出した呼吸波形から呼吸の再開時間を特定するようにしてもよい。 Further, the CPU 20A may use a known method to extract the respiratory waveform of the subject from the pulse wave and specify the respiration restart time from the extracted respiratory waveform.

具体的には、CPU20Aは、脈波の変化を示すグラフからピーク変曲点及びボトム変曲点を抽出し、ピーク変曲点間、及びボトム変曲点間をそれぞれスプライン補間等の公知の補間手法で補間して生成したピーク波形とボトム波形を生成する。「ピーク変曲点」とは、脈波の値が上昇から下降に転じる点であり、「ボトム変曲点」とは、脈波の値が下降から上昇に転じる点である。 Specifically, the CPU 20A extracts peak inflection points and bottom inflection points from a graph showing changes in pulse waves, and known interpolation such as spline interpolation between peak inflection points and bottom inflection points, respectively. The peak waveform and bottom waveform generated by interpolation by the method are generated. The "peak inflection point" is the point where the pulse wave value changes from rising to falling, and the "bottom inflection point" is the point where the pulse wave value changes from falling to rising.

そして、CPU20Aは、ピーク波形とボトム波形の差分波形を生成し、生成した差分波形に対して高速フーリエ変換を実施して、差分波形に含まれる周波数成分を算出する。更に、CPU20Aは、算出した周波数成分から最大周波数成分を求め、求めた最大周波数成分と隣り合う前後の成分の周波数をそれぞれ遮断周波数に設定した後、例えばバンドパスフィルタを用いてそれぞれの遮断周波数の間に含まれる周波数成分だけを残し、それ以外の周波数成分を除去することで呼吸波形を抽出する。 Then, the CPU 20A generates a difference waveform between the peak waveform and the bottom waveform, performs a fast Fourier transform on the generated difference waveform, and calculates a frequency component included in the difference waveform. Further, the CPU 20A obtains the maximum frequency component from the calculated frequency component, sets the frequencies of the components adjacent to the obtained maximum frequency component to the cutoff frequency, and then uses, for example, a bandpass filter to set the respective cutoff frequencies. The respiratory waveform is extracted by leaving only the frequency components included in the interval and removing the other frequency components.

ステップ112において、CPU20Aは、呼吸再開後、所定時間経過したか否かを判定する。この所定時間は、経過観察のための時間として予め設定されており、一例として、60秒間等である。なお、測定部位によって酸素の到達時間が異なるため、測定部位に適した経過観察のための時間を予め設定しておくとよい。所定時間が経過した場合にはステップ114に移行し、所定時間が経過していないと判定した場合には、所定時間が経過するまでステップ112の判定処理を繰り返し実行して、所定時間が経過するまで待機する。なお、CPU20Aは所定時間が経過するまで待機している間、IR(t)及びRed(t)を測定し続ける。 In step 112, the CPU 20A determines whether or not a predetermined time has elapsed after resuming respiration. This predetermined time is preset as a time for follow-up observation, and is, for example, 60 seconds or the like. Since the arrival time of oxygen differs depending on the measurement site, it is advisable to set a time for follow-up observation suitable for the measurement site in advance. When the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step 114, and when it is determined that the predetermined time has not elapsed, the determination process of step 112 is repeatedly executed until the predetermined time elapses, and the predetermined time elapses. Wait until. The CPU 20A continues to measure IR (t) and Red (t) while waiting until a predetermined time elapses.

ステップ114において、CPU20Aは、上記ステップ102で導出した係数αを、上記の測定により得られたIR(t)又はRed(t)に乗じることで補正を行う。なお、本実施形態では、係数α(ΔRed/ΔIR)をIR(t)に乗じて補正しているが、Red(t)を補正する場合、係数αを、ΔIR/ΔRed、とすればよい。 In step 114, the CPU 20A corrects by multiplying the coefficient α derived in step 102 by the IR (t) or Red (t) obtained by the above measurement. In the present embodiment, the coefficient α (ΔRed / ΔIR) is corrected by multiplying the IR (t), but when the Red (t) is corrected, the coefficient α may be ΔIR / ΔRed.

図20は、本実施形態に係るIR光信号の時系列データ及び赤色光信号の時系列データの一例を示すグラフである。 FIG. 20 is a graph showing an example of the time series data of the IR optical signal and the time series data of the red light signal according to the present embodiment.

なお、図20において、縦軸は受光素子3の出力電圧を表し、横軸は時間を表す。 In FIG. 20, the vertical axis represents the output voltage of the light receiving element 3, and the horizontal axis represents time.

図20に示すように、グラフg1は、IR光信号の時系列データであるIR(t)を表す。また、グラフg2は、赤色光信号の時系列データであるRed(t)を表す。 As shown in FIG. 20, graph g1 represents IR (t), which is time-series data of IR optical signals. Further, the graph g2 represents Red (t) which is time series data of the red light signal.

図21は、本実施形態に係る補正後のIR光信号の時系列データ及び赤色光信号の時系列データの一例を示すグラフである。 FIG. 21 is a graph showing an example of time-series data of the corrected IR optical signal and time-series data of the red light signal according to the present embodiment.

なお、図21において、縦軸は受光素子3の出力電圧を表し、横軸は時間を表す。 In FIG. 21, the vertical axis represents the output voltage of the light receiving element 3, and the horizontal axis represents time.

図21に示すように、グラフg3は、IR(t)に係数αを乗じてオフセットを調整したα×IR(t)を表す。また、グラフg4は、赤色光信号の時系列データであるRed(t)を表す。 As shown in FIG. 21, graph g3 represents α × IR (t) in which IR (t) is multiplied by a coefficient α to adjust the offset. Further, the graph g4 represents Red (t) which is time series data of the red light signal.

次に、ステップ116において、CPU20Aは、ステップ114で補正して得られたα×IR(t)、及び、Red(t)から、上記(7)式を用いて脈波差β(t)を測定する。なお、Red(t)を補正した場合には、上記(8)式を用いて脈波差β(t)を算出すればよい。 Next, in step 116, the CPU 20A uses the above equation (7) to obtain a pulse wave difference β (t) from α × IR (t) obtained by correction in step 114 and Red (t). Measure. When Red (t) is corrected, the pulse wave difference β (t) may be calculated using the above equation (8).

ステップ118において、CPU20Aは、ステップ116で算出した脈波差β(t)に基づいて、被測定者の吸気酸素量の変化に伴う血中酸素濃度の変曲点を検出する。 In step 118, the CPU 20A detects an inflection point of the blood oxygen concentration accompanying a change in the intake oxygen amount of the subject based on the pulse wave difference β (t) calculated in step 116.

ステップ120において、CPU20Aは、被測定者の吸気酸素量が変化した時点から、ステップ118で検出した変曲点までの時間を、LFCTとして特定し、本生体情報測定プログラムによる一連の処理を終了する。なお、本実施形態では、LFCTの特定までの処理について説明したが、特定したLFCTを用いて拍出量を算出するようにしてもよい。具体的には、例えば特定したLFCTを上記(6)式に適用して心拍出量を算出してもよい。 In step 120, the CPU 20A specifies the time from the time when the intake oxygen amount of the person to be measured changes to the inflection point detected in step 118 as LFCT, and ends a series of processes by the biometric information measurement program. .. In the present embodiment, the process up to the specification of the LFCT has been described, but the pumping amount may be calculated using the specified LFCT. Specifically, for example, the specified LFCT may be applied to the above equation (6) to calculate the cardiac output.

図22は、本実施形態に係る脈波差β(t)から特定されたLFCTの一例を示すグラフである。図22では、縦軸は脈波差β(t)を表し、横軸は時間を表す。また、図23は、比較例に係る振幅比から特定されたLFCTを示すグラフである。図23では、縦軸はΔIRとΔRedの振幅比を表し、横軸は時間を表す。 FIG. 22 is a graph showing an example of LFCT identified from the pulse wave difference β (t) according to the present embodiment. In FIG. 22, the vertical axis represents the pulse wave difference β (t), and the horizontal axis represents time. Further, FIG. 23 is a graph showing the LFCT specified from the amplitude ratio according to the comparative example. In FIG. 23, the vertical axis represents the amplitude ratio of ΔIR and ΔRed, and the horizontal axis represents time.

図22に示すように、呼吸を再開した時点から、脈波差β(t)(=α×IR(t)−Red(t))の最大値により示される変曲点までの時間をLFCTとする。 As shown in FIG. 22, the time from the time when respiration is resumed to the inflection point indicated by the maximum value of the pulse wave difference β (t) (= α × IR (t) -Red (t)) is defined as LFCT. To do.

なお、図22において、グラフg5は、脈波差β(t)を片幅nデータ(この例ではn=64)の移動平均として表したものである。また、グラフg6は、係数α=0.3583とした場合の脈波差β(t)を表す。このように、脈波差β(t)を片幅nデータの移動平均とすることで、血中酸素濃度の違いによる残留脈波成分が除去されるため、より精度の高いLFCTが得られる。 In FIG. 22, graph g5 represents the pulse wave difference β (t) as a moving average of one-sided width n data (n = 64 in this example). Further, the graph g6 represents the pulse wave difference β (t) when the coefficient α = 0.3583. By setting the pulse wave difference β (t) as the moving average of the one-sided width n data in this way, the residual pulse wave component due to the difference in blood oxygen concentration is removed, so that more accurate LFCT can be obtained.

また、図22に示すグラフg5及びグラフg6によれば、息止め期間が終了し呼吸を再開した直後から、脈波差β(t)の値が上昇し、1つのピークを迎えた後に値が下降していることが分かる。脈波差β(t)は、血中酸素濃度が低下すると上昇するため、ピークの時点が最も血中酸素濃度が低い状態であり、下降を始める変曲点が呼吸再開により血液中に酸素が取り込まれ始めたことを表している。従って、呼吸を再開しピークを迎えるまでの時間がLFCTとして特定される。 Further, according to the graphs g5 and g6 shown in FIG. 22, the value of the pulse wave difference β (t) rises immediately after the breath-holding period ends and the respiration is resumed, and the value increases after reaching one peak. You can see that it is descending. Since the pulse wave difference β (t) increases when the blood oxygen concentration decreases, the blood oxygen concentration is the lowest at the peak time, and the inflection point where the decrease begins is the oxygen in the blood due to the resumption of respiration. It indicates that it has begun to be taken in. Therefore, the time from resumption of breathing to the peak is specified as LFCT.

一方、図23に示す比較例では、振幅比(ΔRed/ΔIR)からLFCTを特定している。このため、例えば脈波振幅の小さい被測定者等の場合に、本来のピーク位置とは異なるピーク位置を検出してしまい、LFCTを精度よく特定できない場合がある。 On the other hand, in the comparative example shown in FIG. 23, the LFCT is specified from the amplitude ratio (ΔRed / ΔIR). Therefore, for example, in the case of a subject having a small pulse wave amplitude, a peak position different from the original peak position may be detected, and the LFCT may not be accurately specified.

なお、上述したように、血中酸素濃度を測定するセンサ部の取り付け部位が必ずしも被測定者の指先である必要はないことを説明したが、例えばセンサ部を耳たぶに取り付けた場合、耳たぶは指先よりも心臓に近いため、血中酸素濃度を指先で測定するよりも血中酸素濃度の低下現象が早く測定される。したがって、LFCTの測定にあたり、できるだけ被測定者が呼吸を停止する期間を短くして、被測定者の負担を軽減するためには、血中酸素濃度を耳たぶで測定することが好ましい。 As described above, it has been explained that the attachment site of the sensor unit for measuring the blood oxygen concentration does not necessarily have to be the fingertip of the person to be measured. However, for example, when the sensor unit is attached to the earlobe, the earlobe is the fingertip. Since it is closer to the heart than the heart, the phenomenon of decrease in blood oxygen concentration is measured earlier than the measurement of blood oxygen concentration with a fingertip. Therefore, in measuring LFCT, it is preferable to measure the blood oxygen concentration with the earlobe in order to shorten the period during which the subject stops breathing as much as possible and reduce the burden on the subject.

一方、耳たぶで血中酸素濃度を測定した場合、心臓からの近さゆえに、指先で血中酸素濃度を測定する場合よりも血中酸素濃度の変化が観測されるまでの時間が短くなるため、呼吸再開時のタイミングずれの影響が相対的に大きくなり、LFCTの測定精度が低下することになる。 On the other hand, when the blood oxygen concentration is measured with the ear flap, it takes less time to observe the change in the blood oxygen concentration than when the blood oxygen concentration is measured with the fingertip because of the proximity to the heart. The effect of timing shift when resuming respiration becomes relatively large, and the measurement accuracy of LFCT decreases.

したがって、被測定者の指先と耳たぶにそれぞれセンサ部を取り付けておき、CPU20Aは、耳たぶで測定された血中酸素濃度を用いてステップ108の判定処理を実行し、呼吸の再開を指示するようにする。このようにすることで、指先で測定された血中酸素濃度を用いてステップ108の判定処理を行う場合と比較して、被測定者が息を止める時間が短縮されることになる。そして、被測定者に呼吸の再開を指示した後は、指先で測定された血中酸素濃度を用いてLFCTの測定を開始することが好ましい。 Therefore, the sensor unit is attached to the fingertip and the earlobe of the person to be measured, respectively, and the CPU 20A executes the determination process of step 108 using the blood oxygen concentration measured by the earlobe to instruct the resumption of respiration. To do. By doing so, the time for the person to be measured to hold his / her breath is shortened as compared with the case where the determination process of step 108 is performed using the blood oxygen concentration measured with the fingertip. Then, after instructing the subject to resume breathing, it is preferable to start the measurement of LFCT using the blood oxygen concentration measured with the fingertip.

なお、センサ部の取り付け部位は一例であり、指先及び耳たぶの組み合わせと異なる他の部位の組み合わせであってもよい。すなわち、CPU20Aは、LFCTの測定を開始する前と後で、それぞれ被測定者の異なる部位で血中酸素濃度を測定し、図17に示した測定処理を実行することがある。 The attachment portion of the sensor unit is an example, and may be a combination of other portions different from the combination of the fingertip and the earlobe. That is, the CPU 20A may measure the blood oxygen concentration at different sites of the person to be measured and execute the measurement process shown in FIG. 17 before and after starting the measurement of LFCT.

LFCTのように血液の拍出量と相関がある生体情報の測定は、血中酸素濃度の測定中にリアルタイムに測定してもよいが、測定した血中酸素濃度を例えば不揮発性の記憶媒体に記憶しておき、血中酸素濃度の測定が終了した後に、記憶した血中酸素濃度の変化を解析することで測定してもよい。不揮発性の記憶媒体として、例えば半導体メモリ、HDD(Hard Disk Drive)、光ディスク等が用いられる。 The measurement of biological information that correlates with the amount of blood pumped, such as LFCT, may be measured in real time during the measurement of blood oxygen concentration, but the measured blood oxygen concentration is used, for example, in a non-volatile storage medium. It may be memorized and measured by analyzing the change in the memorized blood oxygen concentration after the measurement of the blood oxygen concentration is completed. As the non-volatile storage medium, for example, a semiconductor memory, an HDD (Hard Disk Drive), an optical disk, or the like is used.

このように、本実施形態に係る生体情報測定装置10によれば、呼吸の停止に伴う血中酸素濃度の変化を測定するために被測定者に呼吸を停止させ、被測定者の血中酸素濃度が低下し始めたことを検出した場合に呼吸の再開を指示することで、LFCTの測定を行う。 As described above, according to the biological information measuring device 10 according to the present embodiment, the person to be measured is stopped to breathe in order to measure the change in the blood oxygen concentration accompanying the stop of breathing, and the blood oxygen of the person to be measured is measured. The LFCT is measured by instructing the resumption of respiration when it is detected that the concentration has begun to decrease.

以上、実施の形態を用いて本発明について説明したが、本発明は実施の形態に記載の範囲には限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で実施の形態に多様な変更又は改良を加えることができ、当該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、本発明の要旨を逸脱しない範囲で処理の順序を変更してもよい。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the present invention is not limited to the scope described in the embodiments. Various changes or improvements can be made to the embodiments without departing from the gist of the present invention, and the modified or improved forms are also included in the technical scope of the present invention. For example, the order of processing may be changed without departing from the gist of the present invention.

本実施の形態では、一例として図17に示した測定処理をソフトウェアで実現する形態について説明したが、図17に示した測定処理の各フローチャートと同等の処理を、例えばASIC(Application Specific Integrated Circuit)に実装し、ハードウェアで処理させるようにしてもよい。この場合、測定処理をソフトウェアで実現した場合と比較して、処理の高速化が図られる。 In this embodiment, a mode in which the measurement process shown in FIG. 17 is realized by software has been described as an example, but a process equivalent to each flowchart of the measurement process shown in FIG. 17 can be performed by, for example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). It may be implemented in the hardware and processed by hardware. In this case, the processing speed can be increased as compared with the case where the measurement processing is realized by software.

また、上述した実施の形態では、生体情報測定プログラムがROM20Bにインストールされている形態を説明したが、これに限定されるものではない。本発明に係る生体情報測定プログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録された形態で提供することも可能である。例えば、本発明に係る生体情報測定プログラムを、CD(Compact Disc)−ROM、又はDVD(Digital Versatile Disc)−ROM等の光ディスクに記録した形態で提供してもよい。また、本発明に係る生体情報測定プログラムを、USB(Universal Serial Bus)メモリ及びフラッシュメモリ等の半導体メモリに記録した形態で提供してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the embodiment in which the biometric information measurement program is installed in the ROM 20B has been described, but the present invention is not limited to this. The biometric information measurement program according to the present invention can also be provided in a form recorded on a computer-readable storage medium. For example, the biometric information measurement program according to the present invention may be provided in the form of being recorded on an optical disk such as a CD (Compact Disc) -ROM or a DVD (Digital Versatile Disc) -ROM. Further, the biometric information measurement program according to the present invention may be provided in the form of being recorded in a semiconductor memory such as a USB (Universal Serial Bus) memory and a flash memory.

更に、生体情報測定装置10は通信回線を通じて、通信回線と接続される外部装置から本発明に係る生体情報測定プログラムを取得するようにしてもよい。 Further, the biometric information measuring device 10 may acquire the biometric information measuring program according to the present invention from an external device connected to the communication line through the communication line.

1 発光素子
3 受光素子
4 動脈
5 静脈
6 毛細血管
7 血球細胞
8 生体
10 生体情報測定装置
12 発光制御部
14 駆動回路
16 増幅回路
18 A/D変換回路
20 制御部
20A CPU
20B ROM
20C RAM
22 表示部
30 除去部
31 補正部
32 測定部
33 検出部
34 特定部
35 推定部
36 報知部
37 推定部
40 コヒーレント光
42 散乱光
44 矢印
1 Light emitting element 3 Light receiving element 4 Artery 5 Vein 6 Capillaries 7 Blood cells 8 Living body 10 Biological information measuring device 12 Light emitting control unit 14 Drive circuit 16 Amplifier circuit 18 A / D conversion circuit 20 Control unit 20A CPU
20B ROM
20C RAM
22 Display unit 30 Removal unit 31 Correction unit 32 Measuring unit 33 Detection unit 34 Specific unit 35 Estimating unit 36 Notification unit 37 Estimating unit 40 Coherent light 42 Scattered light 44 Arrow

Claims (18)

被測定者に照射された第1の波長を有する光の受光量の変化を表す第1の信号と、前記被測定者に照射された第2の波長を有する光の受光量の変化を表す第2の信号を用いて、呼吸の停止及び再開に伴う血中酸素濃度の変化と相関関係のある生体情報を測定する測定部と、
前記測定部で前記生体情報が呼吸を停止する前より低下したと測定された場合に呼吸を再開するように報知する報知部と、
を備えた生体情報測定装置。
A first signal representing a change in the amount of received light having a first wavelength irradiated to the person to be measured and a second signal representing a change in the amount of light received having a second wavelength irradiated to the person being measured. Using the signal of No. 2, a measuring unit that measures biological information that correlates with changes in blood oxygen concentration associated with respiratory arrest and resumption, and a measuring unit.
When the measuring unit measures that the biological information is lower than that before stopping breathing, a notification unit that notifies to resume breathing, and a notification unit.
Biological information measuring device equipped with.
前記測定部は、前記生体情報の変化が前記生体情報の低下を表す予め定めた低下条件を満たした場合に、前記生体情報が呼吸を停止する前より低下したと測定する
請求項1記載の生体情報測定装置。
The living body according to claim 1, wherein the measuring unit measures that the biological information is lower than before the breathing is stopped when the change of the biological information satisfies a predetermined lowering condition indicating the deterioration of the biological information. Information measuring device.
前記低下条件が、前記生体情報が予め定めた基準閾値よりも低下するという条件に設定された
請求項2記載の生体情報測定装置。
The biometric information measuring device according to claim 2, wherein the reduction condition is set to a condition that the biometric information is lower than a predetermined reference threshold value.
前記低下条件が、前記生体情報が前記基準閾値よりも低下した後の予め定めた期間における前記生体情報の統計量が、前記基準閾値よりも低下するという条件に設定された
請求項3記載の生体情報測定装置。
The living body according to claim 3, wherein the lowering condition is set to a condition that the statistic of the biological information in a predetermined period after the biological information is lower than the reference threshold is lower than the reference threshold. Information measuring device.
前記低下条件が、前記生体情報が前記基準閾値よりも低下した後の予め定めた期間における前記生体情報の低下の度合いが、予め定めた基準の低下度合いを超えるという条件に設定された
請求項3記載の生体情報測定装置。
Claim 3 in which the reduction condition is set to a condition that the degree of reduction of the biometric information in a predetermined period after the biometric information is lower than the reference threshold value exceeds the degree of reduction of the predetermined standard. The biometric information measuring device described.
前記第1の波長を有する光、及び前記第2の波長を有する光が照射される前記被測定者の部位によって、前記基準閾値が異なる
請求項3〜請求項5の何れか1項に記載の生体情報測定装置。
The method according to any one of claims 3 to 5, wherein the reference threshold value differs depending on the portion of the person to be measured to be irradiated with the light having the first wavelength and the light having the second wavelength. Biometric information measuring device.
前記低下条件が、前記生体情報の低下の度合いが予め定めた基準の低下度合いを超えるという条件に設定された
請求項2記載の生体情報測定装置。
The biometric information measuring device according to claim 2, wherein the reduction condition is set to a condition that the degree of reduction of the biological information exceeds the degree of reduction of a predetermined standard.
前記生体情報の低下の度合いが前記生体情報の変化を表すグラフの傾きによって表される
請求項7記載の生体情報測定装置。
The biometric information measuring device according to claim 7, wherein the degree of deterioration of the biometric information is represented by the slope of a graph showing the change in the biometric information.
前記測定部は、前記生体情報の低下に伴う前記報知部の報知によって再開された前記被測定者の呼吸の再開時間から前記生体情報の変曲点が現れるまでの時間を、呼吸の再開によって体内に取り込まれた酸素が前記第1の波長を有する光、及び前記第2の波長を有する光が照射される部位に達するまでの時間を表す酸素循環時間として測定する
請求項1〜請求項8の何れか1項に記載の生体情報測定装置。
The measuring unit sets the time from the resumption time of the breathing of the person to be measured resumed by the notification of the notification unit due to the decrease of the biological information to the appearance of the distorted point of the biological information in the body by resuming the respiration. 1 to 8 of claims 1 to 8, which are measured as an oxygen cycle time representing the time until the oxygen taken into the body reaches the portion irradiated with the light having the first wavelength and the light having the second wavelength. The biometric information measuring device according to any one item.
前記第1の信号または前記第2の信号から前記被測定者の呼吸波形を抽出する呼吸波形抽出部を備え、
前記測定部は、前記呼吸波形抽出部で抽出された前記被測定者の呼吸波形から得られる呼吸の再開時間を前記被測定者の呼吸の再開時間とする
請求項9記載の生体情報測定装置。
A respiratory waveform extraction unit for extracting a respiratory waveform of the subject from the first signal or the second signal is provided.
The biometric information measuring device according to claim 9, wherein the measuring unit uses the respiration restart time obtained from the respiration waveform of the person to be measured extracted by the respiration waveform extraction unit as the respiration resumption time of the person to be measured.
前記測定部は、前記報知部が呼吸の再開を報知した時間を前記被測定者の呼吸の再開時間とする
請求項9記載の生体情報測定装置。
The biometric information measuring device according to claim 9, wherein the measuring unit uses the time when the notification unit notifies the resumption of respiration as the resumption time of respiration of the person to be measured.
前記測定部は、前記報知部が呼吸の再開を報知した後、前記被測定者が呼吸を再開したことを通知する再開通知を受け付けた時間を前記被測定者の呼吸の再開時間とする
請求項9記載の生体情報測定装置。
The measuring unit claims that after the notification unit notifies the resumption of respiration, the time when the resumption notification for notifying that the person to be measured has resumed respiration is received as the resumption time of respiration of the person to be measured. 9. The biological information measuring device according to 9.
前記測定部は、前記酸素循環時間の測定を開始する前と後で、前記被測定者の異なる部位の前記生体情報を測定する
請求項9〜請求項12の何れか1項に記載の生体情報測定装置。
The biometric information according to any one of claims 9 to 12, wherein the measuring unit measures the biometric information of different parts of the subject before and after starting the measurement of the oxygen cycle time. measuring device.
前記測定部は、前記酸素循環時間の測定を開始する前は、前記生体情報を測定している他の部位に比べて前記生体情報が早く低下する部位の前記生体情報を測定し、前記酸素循環時間の測定を開始した後は、前記生体情報を測定している他の部位に比べて、前記被測定者の呼吸の変化に対して前記生体情報が変化するまでに時間を要する部位の前記生体情報を測定する
請求項13記載の生体情報測定装置。
Before starting the measurement of the oxygen circulation time, the measuring unit measures the biological information of the portion where the biological information decreases faster than that of the other portion measuring the biological information, and the oxygen circulation. After starting the time measurement, the living body of the part where it takes time for the biometric information to change with respect to the change in the respiration of the person to be measured as compared with other parts for which the biometric information is measured. The biometric information measuring device according to claim 13, wherein the information is measured.
前記測定部は、前記酸素循環時間の測定を開始するまでは前記被測定者の耳たぶの前記生体情報を測定し、前記酸素循環時間の測定を開始した後は、前記被測定者の指先の前記生体情報を測定する
請求項14記載の生体情報測定装置。
The measuring unit measures the biological information of the ear canal of the person to be measured until the measurement of the oxygen cycle time is started, and after the measurement of the oxygen cycle time is started, the measurement unit is the fingertip of the person to be measured. The biometric information measuring device according to claim 14, which measures biometric information.
前記被測定者の動脈血液量の変化に伴う、前記第1の信号の変化量と前記第2の信号の変化量との差が小さくなるように、前記第1の信号及び前記第2の信号の少なくとも一方を補正する補正部を備え、
前記測定部は、前記補正部により少なくとも一方が補正された第1の信号の値及び第2の信号の値との差分を用いて前記生体情報の変化を測定する
請求項1〜請求項15の何れか1項に記載の生体情報測定装置。
The first signal and the second signal so that the difference between the change amount of the first signal and the change amount of the second signal due to the change of the arterial blood volume of the subject is small. Equipped with a correction unit that corrects at least one of
The measurement unit measures the change in the biological information by using the difference between the value of the first signal and the value of the second signal corrected by at least one of the correction units. The biological information measuring device according to any one item.
前記測定部は、前記第1の信号の変化量と前記第2の信号の変化量の比率を用いて前記生体情報の変化を測定する
請求項1〜請求項15の何れか1項に記載の生体情報測定装置。
The one according to any one of claims 1 to 15, wherein the measuring unit measures the change of the biological information by using the ratio of the change amount of the first signal and the change amount of the second signal. Biometric information measuring device.
コンピュータを、請求項1〜請求項17の何れか1項に記載の生体情報測定装置の各部として機能させるための生体情報測定プログラム。 A biometric information measurement program for causing a computer to function as each part of the biometric information measuring device according to any one of claims 1 to 17.
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