JP2020151234A - 生体情報計測装置及び生体情報計測システム - Google Patents
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Abstract
【課題】計測する生体から発する磁界信号の信号強度を強くする。【解決手段】 生体を計測する生体情報計測装置は、前記生体から発する磁界信号を計測した第１計測結果を示す第１生体信号を取得する第１生体信号取得部と、前記生体の神経又は筋肉の活動電位を計測した第２計測結果を示す第２生体信号を取得する第２生体信号取得部と、前記生体に対して電気的な刺激を与える刺激部と、前記刺激を変化させて、前記第２計測結果に基づいて、前記生体の神経が発火したと判断する判断部と、前記判断部によって前記生体の神経が発火したと判断した場合に、トリガを発するトリガ部と、前記トリガに基づいて、前記第１生体信号を取得する、又は、前記第１生体信号に基づく出力を行う制御部とを備える。【選択図】 図１
Description
本発明は、生体情報計測装置及び生体情報計測システムに関する。
生体が発する生体情報を信号として取得する方法が知られている。
そして、生体が病気等であるか否かを判断するのに、神経活動等を評価する場合がある。そのため、生体磁気計測装置等が神経磁界を計測する。このような計測において、脳磁場データ及び脳波データのような複数の生体情報信号を並列に表示し、かつ、指定した箇所を強調させる方法等が知られている（例えば、特許文献１等を参照）。
生体情報のうち、生体から発する磁界信号は、信号強度が弱い場合が多い。そのため、生体から発する磁界信号は、できるだけ信号強度が強くなるようにして計測されるのが望ましい。
本発明はかかる事情のもとになされたものであり、その目的は、計測する生体から発する磁界信号の信号強度を強くすることである。
上記技術的課題を解決するため、本発明の一形態の生体情報計測装置は、生体を計測する生体情報計測装置であって、
前記生体から発する磁界信号を計測した第１計測結果を示す第１生体信号を取得する第１生体信号取得部と、
前記生体の神経又は筋肉の活動電位を計測した第２計測結果を示す第２生体信号を取得する第２生体信号取得部と、
前記生体に対して電気的な刺激を与える刺激部と、
前記刺激を変化させて、前記第２計測結果に基づいて、前記生体の神経が発火したと判断する判断部と、
前記判断部によって前記生体の神経が発火したと判断した場合に、トリガを発するトリガ部と、
前記トリガに基づいて、前記第１生体信号を取得する、又は、前記第１生体信号に基づく出力を行う制御部と
を備える。
前記生体から発する磁界信号を計測した第１計測結果を示す第１生体信号を取得する第１生体信号取得部と、
前記生体の神経又は筋肉の活動電位を計測した第２計測結果を示す第２生体信号を取得する第２生体信号取得部と、
前記生体に対して電気的な刺激を与える刺激部と、
前記刺激を変化させて、前記第２計測結果に基づいて、前記生体の神経が発火したと判断する判断部と、
前記判断部によって前記生体の神経が発火したと判断した場合に、トリガを発するトリガ部と、
前記トリガに基づいて、前記第１生体信号を取得する、又は、前記第１生体信号に基づく出力を行う制御部と
を備える。
計測する生体から発する磁界信号の信号強度を強くできる。
以下、図面を参照して実施の形態の説明を行う。なお、各図面において、同一の構成には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
＜生体情報計測装置の構成例＞
図１は、生体情報計測装置の構成例を示すブロック図である。例えば、生体情報計測装置１０は、図示するように、情報処理装置Ｍ１、第１生体情報取得装置Ｍ２、第２生体情報取得装置Ｍ３及び電気刺激装置Ｍ４等を有する構成である。
図１は、生体情報計測装置の構成例を示すブロック図である。例えば、生体情報計測装置１０は、図示するように、情報処理装置Ｍ１、第１生体情報取得装置Ｍ２、第２生体情報取得装置Ｍ３及び電気刺激装置Ｍ４等を有する構成である。
情報処理装置Ｍ１は、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等である。具体的には、情報処理装置Ｍ１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、以下「ＣＰＵＭ１１」という。）、記憶装置Ｍ１２、出力装置Ｍ１３及び入力装置Ｍ１４等を有するハードウェア構成である。
ＣＰＵＭ１１は、演算装置及び制御装置の例である。
記憶装置Ｍ１２は、例えば、メモリ等の主記憶装置及びハードディスク等の補助記憶装置である。例えば、記憶装置Ｍ１２は、第１生体情報取得装置Ｍ２又は第２生体情報取得装置Ｍ３による計測結果等を示すデータを記憶する。なお、記憶装置Ｍ１２は、計測結果が取得されている間はデータを記憶していく構成でもよいし、指定された時点のデータを記憶する構成でもよい。
出力装置Ｍ１３は、例えば、ディスプレイ等である。したがって、出力装置Ｍ１３は、第１生体情報取得装置Ｍ２又は第２生体情報取得装置Ｍ３等が取得した信号をグラフ等にして出力する。
入力装置Ｍ１４は、例えば、キーボード又はマウス等のインタフェースである。
＜刺激について＞
刺激は、神経に刺激を与えられるものであればよい。以下、電気的な刺激を用いる場合を例に説明する。ただし、刺激は、磁気的な刺激等でもよい。
刺激は、神経に刺激を与えられるものであればよい。以下、電気的な刺激を用いる場合を例に説明する。ただし、刺激は、磁気的な刺激等でもよい。
＜生体から発する磁界信号について＞
生体から発する磁界信号は、例えば、神経磁界の計測結果を示す信号（以下「神経磁界信号」という。）等である。以下、神経磁界信号を例に説明する。ただし、生体から発する磁界信号は、神経磁界信号に限られない。例えば、生体から発する磁界信号は、筋肉のような神経以外の生体部位から発生する磁界の計測結果を示す信号等でもよい。
生体から発する磁界信号は、例えば、神経磁界の計測結果を示す信号（以下「神経磁界信号」という。）等である。以下、神経磁界信号を例に説明する。ただし、生体から発する磁界信号は、神経磁界信号に限られない。例えば、生体から発する磁界信号は、筋肉のような神経以外の生体部位から発生する磁界の計測結果を示す信号等でもよい。
＜第１生体情報取得装置の例＞
例えば、第１生体情報取得装置Ｍ２は、以下のような装置である。
例えば、第１生体情報取得装置Ｍ２は、以下のような装置である。
図２は、被験者の膝関節部に神経刺激装置の電極を装着した様子を例示する模式図である。また、図２は、第１生体情報計測装置の例を示す図である。図示する例は、被験者ＭＮの膝関節部に神経刺激装置３０の電極３１０（図では、電極３１１、３１２、３１３及び３１４である。）を装着した様子の例である。電極３１０は、例えば、被験者ＭＮの皮膚に接して配置される。刺激陰極となる電極３１１及び刺激陽極となる電極３１２は、電流供給部３２０より電流が供給されることにより腓骨神経を電気刺激し、神経活動を誘発することを意図して配置される。検出陰極となる電極３１３及び検出陽極となる電極３１４は、腓骨神経が支配する筋肉の活動電位を検出することを意図して配置される。このように、この例では、誘発対象である腓骨神経が支配する筋肉の活動電位を計測することで、電気刺激により神経活動が適切に誘発されたか否かを把握することができる。
トリガ信号発生部３３０は電流供給部３２０における電流供給タイミングに応じてトリガ信号を発生する機構である。トリガ信号発生部３３０で発生したトリガ信号は、信号線６３を介して信号処理部に送信され、信号処理部及び演算装置で処理される。
筋電計３４０は、電極３１３と電極３１４との間の活動電位を測定する装置である。筋電計３４０は、制御部３５０に対して計測信号を送信するとともに、信号線６４を介して信号処理部に対して計測信号を送信する。そして、筋電計３４０より得られる計測信号は信号処理部及び演算装置で処理される。
制御部３５０は、電流供給部３２０、筋電計３４０との間で命令やデータを送受信する情報処理装置である。例えば、制御部３５０は、電流供給部３２０、筋電計３４０及びトリガ信号発生部３３０の動作を制御する。制御部３５０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、メインメモリ等を含む構成とすることができる。
この場合、制御部３５０の各種機能は、ＲＯＭ等に記録されたプログラムがメインメモリに読み出されてＣＰＵにより実行されることによって実現できる。制御部３５０のＣＰＵは、必要に応じてＲＡＭからデータを読み出したり、格納したりできる。但し、制御部３５０の一部又は全部は、ハードウェアのみにより実現されてもよい。又、制御部３５０は、物理的に複数の装置等により構成されてもよい。又、制御部３５０は、ハードディスク装置や光ディスク装置等を備えてもよい。
以下、図示するような第１生体情報計測装置が計測した計測結果を第１計測結果の例として説明する。
＜第２生体情報計測装置及び電気刺激装置の例＞
例えば、第２生体情報取得装置Ｍ３は、以下のような装置である。
例えば、第２生体情報取得装置Ｍ３は、以下のような装置である。
図３は、第２生体情報計測装置及び電気刺激装置の例を示す図である。例えば、第２生体情報計測装置は、記録電極ＥＰ１等である。また、電気刺激装置は、例えば、刺激電極ＥＰ２等である。
記録電極ＥＰ１は、例えば、図示するような位置で、被験者ＭＮの神経又は筋肉の活動電位を計測する。具体的には、図３（Ａ）は、筋肉の活動電位を計測する例である。一方で、図３（Ｂ）は、神経の活動電位を計測する例である。以下、図３（Ａ）に示す例において、記録電極ＥＰ１が計測した計測結果を第２計測結果の例として説明する。
刺激電極ＥＰ２は、例えば、図示するような位置で、被験者ＭＮに対して電気的な刺激を与える。
なお、生体情報を取得する生体の部位は、上記の例のように、手及び腕に限られない。すなわち、生体情報が取得できれば、計測の対象となる部位は、他の部位でもよい。
図示する例は、刺激電極ＥＰ２が、いわゆる肘部において正中神経を刺激する例である。また、図示する例は、記録電極ＥＰ１が、短母指外転筋の活動電位を計測する例である。
例えば、手首で正中神経を刺激する場合がある。頚髄の電気活動を計測する場合、信号強度を強くするには、より頸椎に近い箇所で刺激するのが望ましい。したがって、図示するように、肘等で正中神経を刺激すると、手首等の場合より、信号強度を強くできる。また、肘等は、刺激がしやすい箇所である。
＜生体の神経が発火しているか否かの判断例＞
活動電位は、膜電位の差が刺激により逆転する場合等である。
活動電位は、膜電位の差が刺激により逆転する場合等である。
発火は、細胞膜に生じる電位が活動電位に達する現象である。
まず、生体情報計測装置は、図３に示す第２生体情報計測装置及び電気刺激装置等で生体の神経を発火させた状態にし、生体の神経が発火した状態となったのを判断して通知する。
図４は、生体の神経が発火しているか否かの判断例を示す図である。以下、刺激電極が被験者に流す電気の電流値を刺激の指標とし、図では、横軸で示す。一方で、横軸に示す電流値において、記録電極が計測する計測結果（以下「刺激に対する計測結果」という場合がある。）を図では、縦軸とする。
なお、変化させる電気特性は、電流値でなくともよい。以下、電気特性が電流値である場合を例に説明する。ただし、電気特性は、例えば、刺激を流す時間又は刺激の頻度（刺激が電気的な刺激である場合には、頻度は、周波数（Ｈｚ）等である。）等でもよい。
例えば、生体情報計測装置は、図示するように、電流値を電流値Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７及びＡ８のように変化させて、生体に与える刺激を変化させる。
そして、それぞれの電流値で計測される刺激に対する計測結果が、例えば、振幅Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６及びＢ７等のようになるとする。
図示するように、刺激が強くなるように変化させても、刺激に対する反応、すなわち、刺激に対する計測結果は、飽和していく。具体的には、例えば、電流値Ａ１からＡ２に変化させた場合には、刺激に対する変化は、振幅Ｂ１とＢ２の差のように、大きな変化がある。一方で、電流値Ａ６からＡ７に変化させた場合には、刺激に対する変化は、振幅Ｂ６とＢ７の差であり、ほとんど変化がない。
このように、刺激を変化させても、計測結果が変化しにくい状態になった状態は、刺激が、いわゆる最大刺激になった状態である。そして、最大刺激の刺激強度を２割程度増した刺激を「最大上刺激」（ｓｕｐｒａｍａｘｉｍａｌ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ）という。最大上刺激の場合には、神経がすべて発火した状態である可能性が高い。図示する例では、最大刺激ＭＸで示す値が、最大刺激と推定される。
最大刺激は、刺激により、すべての神経線維が興奮し、反応が一定となる状態の刺激である。
このように、刺激が最大刺激ＭＸに達すると、それ以上、刺激を変化させても、反応の変化が少ない場合が多い。そこで、生体情報計測装置は、刺激が最大刺激ＭＸであると判断できるのが望ましい。
この例では、計測結果が飽和した電流値Ａ７以降の電流値による刺激があると、生体情報計測装置は、生体の神経がすべて発火していると判断する。したがって、生体情報計測装置は、電流値Ａ７で刺激が最大刺激となったと判断する。
具体的には、生体情報計測装置は、刺激の電流値の変化量に対する第２計測結果の変化量があらかじめ設定する閾値以下となると、生体の神経がすべて発火していると判断する。すなわち、生体情報計測装置は、図示するグラフにおいて、傾き（微分値等でもよい。）が閾値以下となると、生体の神経が発火していると判断する。
なお、刺激は、上記のように、生体の神経が発火していると判断された電流値に対して所定倍率を乗じた電流値等が望ましい。所定倍率は、例えば、「１．２倍」等である。すなわち、生体情報計測装置は、最大刺激に対して所定倍率を乗じて最大上刺激を生成し、最大上刺激を生体に与えるのが望ましい。生体の状態は、体調及び外部環境等といった条件の影響を受ける。そのため、生体の神経が発火する十分な刺激は、生体の状態によって変化する場合がある。そこで、上記のように判断された値に対して、神経が十分に発火するようにマージンとなる、所定倍率を乗じるのが望ましい。一方で、あまりマージンを取り過ぎて、刺激を大きくし過ぎると、生体が痛みを感じたり、又は、生体に大きな電流値の電気が流れたりしてしまうおそれがある。そのため、所定倍率は、「１．２倍」程度、すなわち、「２０パーセント」程度上乗せするのが望ましい。
また、第２計測結果は、例えば、以下のように、指定時間における活動電位の高電位値と低電位値の差であるのが望ましい。
図５は、第２計測結果の例を示す図である。第２計測結果、すなわち、図４における振幅（縦軸となる値である。）は、指定時間ＴＳにおける高電位値ＥＭＸと低電位値ＥＭＮの差ＤＦである。
指定時間ＴＳは、例えば、あらかじめ設定される。図示するように、指定時間ＴＳは、例えば、活動電位の潜時等である。
高電位値ＥＭＸは、指定時間ＴＳに計測された活動電位のうち、基線となる電位より高い電位の値である。
低電位値ＥＭＮは、指定時間ＴＳに計測された活動電位のうち、基線となる電位より低い電位の値である。
そして、差ＤＦは、高電位値ＥＭＸと低電位値ＥＭＮの差分を計算する等によって計算される。
なお、振幅の計算方法は、図示する以外の方法等でもよい。
このように、指定時間ＴＳにおける高電位値ＥＭＸと低電位値ＥＭＮの差ＤＦ等の第２計測結果が自動的に計算されると、最大刺激等を容易に見つけることができる。
上記のように、生体の神経が発火していると判断すると、生体情報計測装置は、生体の神経が発火している状態であることを知らせるトリガ（以下単に「トリガＴＲＧ」という場合がある。）を発する。例えば、トリガは、トリガ信号等である。そして、トリガを検知すると、生体情報計測装置は、例えば、図１のように、第１生体情報を計測する。したがって、生体情報計測装置は、例えば、以下のように、計測結果を出力する。
図６は、トリガに基づいて第１生体信号を取得する例を示す図である。まず、例えば、図６（Ａ）のように、第２生体情報取得装置が第２生体信号ＳＩＧ２を取得する。このように、第２生体信号ＳＩＧ２ができると、生体情報計測装置は、図５等のように計算して第２計測結果を求めることができる。このように第２計測結果が求まる状態において、生体情報計測装置は、刺激を変化させる。このように、刺激を変化させると、例えば、図４のように生体情報計測装置は、生体の神経が発火しているか否かが判断できる。
次に、生体情報計測装置は、生体の神経が発火していると判断すると、トリガＴＲＧを発して生体の神経が発火している状態であることを知らせる。このようなトリガＴＲＧがあった時点で、生体情報計測装置は、第１生体信号ＳＩＧ１を取得する。
第１生体信号ＳＩＧ１は、信号強度が弱い、すなわち、Ｓ／Ｎ比が低い場合が多い信号である。一方で、生体の神経が発火している状態であると、第１生体信号ＳＩＧ１の信号強度を強くできる。
また、生体の神経が発火している状態であると、同じような条件下の第１生体信号ＳＩＧ１といえる。そのため、上記のように、トリガＴＲＧによって知らされる時点であると、生体の神経が発火している状態であり、ほぼ同じような条件下で第１生体信号ＳＩＧ１が安定して取得できる。
＜機能構成例＞
図７は、生体情報計測装置の機能構成例を示す機能ブロック図である。例えば、生体情報計測装置１０は、第１生体信号取得部ＦＮ１、第２生体信号取得部ＦＮ２、刺激部ＦＮ３、判断部ＦＮ４、トリガ部ＦＮ５及び制御部ＦＮ６等を備える機能構成である。以下、図示する機能構成を例に説明する。
図７は、生体情報計測装置の機能構成例を示す機能ブロック図である。例えば、生体情報計測装置１０は、第１生体信号取得部ＦＮ１、第２生体信号取得部ＦＮ２、刺激部ＦＮ３、判断部ＦＮ４、トリガ部ＦＮ５及び制御部ＦＮ６等を備える機能構成である。以下、図示する機能構成を例に説明する。
第１生体信号取得部ＦＮ１は、生体の例である被験者ＭＮの神経磁界を計測した第１計測結果を示す第１生体信号を取得する第１生体信号取得手順を行う。例えば、第１生体信号取得部ＦＮ１は、図２等に示す装置等で実現する。
第２生体信号取得部ＦＮ２は、被験者ＭＮの神経又は筋肉の活動電位を計測した第２計測結果を示す第２生体信号を取得する第２生体信号取得手順を行う。例えば、第２生体信号取得部ＦＮ２は、記録電極ＥＰ１等で実現する。
刺激部ＦＮ３は、被験者ＭＮに対して電気的な刺激を与える刺激手順を行う。例えば、刺激部ＦＮ３は、刺激電極ＥＰ２等で実現する。
判断部ＦＮ４は、刺激部ＦＮ３が被験者ＭＮに与える刺激を変化させて、第２計測結果に基づいて、被験者ＭＮの神経が発火したと判断する判断手順を行う。例えば、判断部ＦＮ４は、ＣＰＵＭ１１等で実現する。
トリガ部ＦＮ５は、判断部ＦＮ４が被験者ＭＮの神経が発火したと判断する場合に、トリガＴＲＧを発するトリガ手順を行う。例えば、トリガ部ＦＮ５は、ＣＰＵＭ１１等で実現する。
制御部ＦＮ６は、トリガＴＲＧに基づいて、第１生体情報信号を取得する、又は、第１生体情報信号に基づく出力を行う制御手順を行う。例えば、制御部ＦＮ６は、ＣＰＵＭ１１等で実現する。
例えば、以上のような機能構成で、生体情報計測装置１０は、以下のような処理を行う。
＜処理例＞
ステップＳ１では、刺激部は、生体に対して刺激を与える。以下、刺激が与えられている状態の下で以降の処理が実行される。
ステップＳ１では、刺激部は、生体に対して刺激を与える。以下、刺激が与えられている状態の下で以降の処理が実行される。
ステップＳ２では、第２生体情報信号取得部は、第２生体信号を取得する。そして、生体情報計測装置は、第２生体信号に基づいて、例えば、図４に示すように、刺激に対する第２計測結果を得ることができる。したがって、生体情報計測装置は、生体の神経が発火しているか否かを判断できるようになる。
ステップＳ３では、判断部は、生体の神経が発火したか否かを判断する。具体的には、例えば、図４における振幅等のように、刺激と第２計測結果との関係等から、生体の神経が発火したか否かは判断される。
次に、生体の神経が発火したと判断すると（ステップＳ３でＹＥＳ）、生体情報計測装置は、ステップＳ５に進む。一方で、生体の神経が発火していないと判断すると（ステップＳ３でＮＯ）、生体情報計測装置は、ステップＳ４に進む。
ステップＳ４では、刺激部は、刺激を変化させる。例えば、ステップＳ４では、図４に示すように、電流値等を変化させる。
したがって、ステップＳ２乃至ステップＳ４を繰り返すと、例えば、図４に示すように、複数の刺激に対するそれぞれの第２計測結果が得られる。このようにすると、刺激の変化量に対する第２計測結果の変化量等が計算できる。
ステップＳ５では、トリガ部は、生体の神経が発火したことを知らせるために、トリガを発する。例えば、トリガは、信号等であり、第１生体信号取得装置又は情報処理装置等に通知される。
ステップＳ６では、制御部は、第１生体情報信号を取得する、又は、第１生体情報信号に基づく出力を行う。すなわち、例えば、図６（Ｂ）に示すように、トリガが知らせる生体の神経が発火した状態において、第１生体信号を取得する。
図６（Ｂ）に示すように、トリガが示す時点で取得された第１生体情報信号は、時間（図では、横軸となる。）に対して信号強度（図では、縦軸となる。）がプロットされた時系列データ等の形式で出力されるのが望ましい。つまり、第１生体情報信号が、例えば、図６（Ｂ）に示すように、オシロスコープのような計測機器等で計測かつ計測結果が表示される場合には、トリガが発せられた時点の表示画面がキャプチャされる等の出力形式でもよい。
なお、トリガが示す時点で第１生体情報が計測されるに限られない。第１生体情報信号は、トリガが示す時点から所定時間以内に取得されてもよい。生体の神経が発火は、生体の姿勢等が一定であれば、所定時間以内であれば、維持されることが多い。すなわち、生体の神経が発火したと判断された時点から、所定時間程度ならば時間が経過しても、トリガが示す時点と同様の条件下で、第１生体情報を取得できる場合が多い。
例えば、所定時間は、１０ 分程度である。ただし、所定時間は、例えば、生体の姿勢の変化、生体の個人差、外部環境条件又は発汗等の生体の生理現象等によって異なる。
又は、トリガが発せられてから、第１生体情報信号は、計測が開始されてもよい。すなわち、装置等によっては、第１生体情報信号及び第２生体情報信号は、並行して計測ができないような場合もある。そこで、まず、第２生体情報信号のみを取得し、生体の神経が発火したと判断された時点から、その後に、速やかに第１生体情報信号の取得を開始する等の順序でもよい。
一方で、第１生体情報信号は、トリガが示す時点以外の時点の信号が取得及び保存等されてもよい。すなわち、複数の時点において、第１生体情報信号が取得されてもよい。そして、トリガが発せられた時点、すなわち、神経が発火している時点と判断された時点で取得された第１生体情報信号がどれであるか目印等が付けられるような出力でもよい。
以上のような構成であると、生体情報計測装置は、第２生体情報に基づいて、生体の神経が発火している状態か否かが判断できる。そして、生体の神経が発火している状態で、第１生体情報を計測して第１計測結果を取得する。第１計測結果を示す第１生体情報信号、すなわち、神経磁界信号は、信号強度が小さい場合が多い。しかし、生体の神経がすべて発火している状態であれば、神経磁界信号の信号強度が強くなる。したがって、生体の神経がすべて発火している状態を狙って神経磁界信号を取得することで、計測する神経磁界信号の信号強度を強くできる。
＜その他の実施形態＞
各装置は、１つの装置でなくともよい。すなわち、各装置は、複数の装置の組み合わせであってもよい。なお、図示する以外の装置が更に含まれる構成であってもよい。
各装置は、１つの装置でなくともよい。すなわち、各装置は、複数の装置の組み合わせであってもよい。なお、図示する以外の装置が更に含まれる構成であってもよい。
なお、情報処理装置は、例えば、医療機器、サーバ、ノートＰＣ、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、ウェアラブルＰＣ又はデスクトップＰＣ等であってもよい。
また、生体情報計測装置又は生体情報計測システムは、ＡＩ（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）等を利用してもよい。すなわち、生体情報計測装置又は生体情報計測システムは、判断等の処理に機械学習等を用いてもよい。例えば、どういった場合が、神経が発火している場合か等は、過去のデータ等から学習してもよい。
なお、本発明に係る各処理の全部又は一部は、低水準言語又は高水準言語で記述され、コンピュータに生体情報計測方法を実行させるためのプログラムによって実現されてもよい。すなわち、プログラムは、生体情報計測装置又は生体情報計測システム等のコンピュータに各処理を実行させるためのコンピュータプログラムである。
したがって、プログラムに基づいて生体情報計測方法が実行されると、コンピュータが有する演算装置及び制御装置は、各処理を実行するため、プログラムに基づいて演算及び制御を行う。また、コンピュータが有する記憶装置は、各処理を実行するため、プログラムに基づいて、処理に用いられるデータを記憶する。
また、プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されて頒布することができる。なお、記録媒体は、磁気テープ、フラッシュメモリ、光ディスク、光磁気ディスク又は磁気ディスク等のメディアである。さらに、プログラムは、電気通信回線を通じて頒布することができる。
なお、本発明に係る実施形態は、複数の情報処理装置を有する生体情報計測システムによって実現されてもよい。また、生体情報計測システムは、各処理及びデータの記憶を冗長、分散、並列、仮想化又はこれらを組み合わせて実行してもよい。
以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
１０ 生体情報計測装置
２０１ 突起部
３１１ 電極
３１２ 電極
３１３ 電極
３１４ 電極
３１５ 電極
３１６ 電極
Ａ１ 電流値
Ａ２ 電流値
Ａ３ 電流値
Ａ４ 電流値
Ａ５ 電流値
Ａ６ 電流値
Ａ７ 電流値
Ａ８ 電流値
Ｂ１ 振幅
Ｂ２ 振幅
Ｂ３ 振幅
Ｂ４ 振幅
Ｂ５ 振幅
Ｂ６ 振幅
Ｂ７ 振幅
ＤＦ 差
ＥＭＮ 低電位値
ＥＭＸ 高電位値
ＥＰ１ 記録電極
ＥＰ２ 刺激電極
ＦＮ１ 第１生体信号取得部
ＦＮ２ 第２生体信号取得部
ＦＮ３ 刺激部
ＦＮ４ 判断部
ＦＮ５ トリガ部
ＦＮ６ 制御部
Ｍ１ 情報処理装置
Ｍ２ 第１生体情報取得装置
Ｍ３ 第２生体情報取得装置
Ｍ４ 電気刺激装置
Ｍ１２ 記憶装置
Ｍ１３ 出力装置
Ｍ１４ 入力装置
ＭＮ 被験者
ＭＸ 最大刺激
ＳＩＧ１ 第１生体信号
ＳＩＧ２ 第２生体信号
ＴＲＧ トリガ
ＴＳ 指定時間
２０１ 突起部
３１１ 電極
３１２ 電極
３１３ 電極
３１４ 電極
３１５ 電極
３１６ 電極
Ａ１ 電流値
Ａ２ 電流値
Ａ３ 電流値
Ａ４ 電流値
Ａ５ 電流値
Ａ６ 電流値
Ａ７ 電流値
Ａ８ 電流値
Ｂ１ 振幅
Ｂ２ 振幅
Ｂ３ 振幅
Ｂ４ 振幅
Ｂ５ 振幅
Ｂ６ 振幅
Ｂ７ 振幅
ＤＦ 差
ＥＭＮ 低電位値
ＥＭＸ 高電位値
ＥＰ１ 記録電極
ＥＰ２ 刺激電極
ＦＮ１ 第１生体信号取得部
ＦＮ２ 第２生体信号取得部
ＦＮ３ 刺激部
ＦＮ４ 判断部
ＦＮ５ トリガ部
ＦＮ６ 制御部
Ｍ１ 情報処理装置
Ｍ２ 第１生体情報取得装置
Ｍ３ 第２生体情報取得装置
Ｍ４ 電気刺激装置
Ｍ１２ 記憶装置
Ｍ１３ 出力装置
Ｍ１４ 入力装置
ＭＮ 被験者
ＭＸ 最大刺激
ＳＩＧ１ 第１生体信号
ＳＩＧ２ 第２生体信号
ＴＲＧ トリガ
ＴＳ 指定時間
Claims (9)
- 生体を計測する生体情報計測装置であって、
前記生体から発する磁界信号を計測した第１計測結果を示す第１生体信号を取得する第１生体信号取得部と、
前記生体の神経又は筋肉の活動電位を計測した第２計測結果を示す第２生体信号を取得する第２生体信号取得部と、
前記生体に対して刺激を与える刺激部と、
前記刺激を変化させて、前記第２計測結果に基づいて、前記生体の神経が発火したと判断する判断部と、
前記判断部によって前記生体の神経が発火したと判断した場合に、トリガを発するトリガ部と、
前記トリガに基づいて、前記第１生体信号を取得する、又は、前記第１生体信号に基づく出力を行う制御部と
を備える生体情報計測装置。 - 前記判断部は、
前記刺激が最大刺激であると判断すると、前記生体の神経が発火したと判断する
請求項１に記載の生体情報計測装置。 - 前記刺激の電気特性の変化量に対する前記第２計測結果の変化量に基づいて、
前記判断部は、
前記刺激が最大刺激であると判断すると、前記生体の神経が発火したと判断する
請求項１又は２に記載の生体情報計測装置。 - 前記第２計測結果は、
指定時間における前記活動電位の高電位値と低電位値の差である
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の生体情報計測装置。 - 前記制御部は、
前記トリガが示す時点、又は、前記時点から所定時間以内に取得された前記第１生体信号の信号強度を時間に対してプロットした時系列データにして出力する
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の生体情報計測装置。 - 前記磁界信号は、神経磁界を示す
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の生体情報計測装置。 - 前記刺激部は、電気的な刺激を与える
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の生体情報計測装置。 - 前記刺激部は、最大刺激に基づいて最大上刺激を生成し、前記最大上刺激を前記刺激として与える
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の生体情報計測装置。 - 生体を計測する生体情報計測システムであって、
前記生体から発する磁界信号を計測した第１計測結果を示す第１生体信号を取得する第１生体信号取得部と、
前記生体の神経又は筋肉の活動電位を計測した第２計測結果を示す第２生体信号を取得する第２生体信号取得部と、
前記生体に対して電気的な刺激を与える刺激部と、
前記刺激を変化させて、前記第２計測結果に基づいて、前記生体の神経が発火したと判断する判断部と、
前記判断部によって前記生体の神経が発火したと判断した場合に、トリガを発するトリガ部と、
前記トリガに基づいて、前記第１生体信号を取得する、又は、前記第１生体信号に基づく出力を行う制御部と
を備える生体情報計測システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019053107A JP7259448B2 (ja) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | 生体情報計測装置及び生体情報計測システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019053107A JP7259448B2 (ja) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | 生体情報計測装置及び生体情報計測システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020151234A true JP2020151234A (ja) | 2020-09-24 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019053107A Active JP7259448B2 (ja) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | 生体情報計測装置及び生体情報計測システム |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7259448B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11666759B2 (en) | 2019-10-16 | 2023-06-06 | Ricoh Company, Ltd | Nerve stimulating apparatus, biometric information measuring system, and method of setting stimulus generating timings of biometric information measuring system |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016101479A (ja) * | 2014-11-12 | 2016-06-02 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 閾値推定装置、閾値推定方法、ならびに、プログラム |
| JP2016106735A (ja) * | 2014-12-03 | 2016-06-20 | 国立大学法人山口大学 | Ｖｅｐパッド及び視機能モニタリング装置 |
| JP2017099450A (ja) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | 株式会社リコー | 神経刺激装置、生体磁界計測システム |
-
2019
- 2019-03-20 JP JP2019053107A patent/JP7259448B2/ja active Active
Patent Citations (3)
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| JP2016106735A (ja) * | 2014-12-03 | 2016-06-20 | 国立大学法人山口大学 | Ｖｅｐパッド及び視機能モニタリング装置 |
| JP2017099450A (ja) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | 株式会社リコー | 神経刺激装置、生体磁界計測システム |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11666759B2 (en) | 2019-10-16 | 2023-06-06 | Ricoh Company, Ltd | Nerve stimulating apparatus, biometric information measuring system, and method of setting stimulus generating timings of biometric information measuring system |
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| JP7259448B2 (ja) | 2023-04-18 |
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