JP2021069613A

JP2021069613A - 生体情報測定装置、及び生体情報測定プログラム

Info

Publication number: JP2021069613A
Application number: JP2019197591A
Authority: JP
Inventors: 眞一安藤; Shinichi Ando; 逆井　一宏; Kazuhiro Sakai; 一宏逆井; 赤松　学; Manabu Akamatsu; 学赤松; 秀明小澤; Hideaki Ozawa; 英之梅川; Hideyuki Umekawa; 浩平湯川; Kohei Yukawa
Original assignee: Kyushu University NUC; Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Kyushu University NUC; Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2021-05-06

Abstract

【課題】温度が変化することによって生じる、被測定者における酸素循環時間の測定のばらつきを抑制する。【解決手段】生体情報測定装置１０は、被測定者の末端部位における温度が調節された状態で、被測定者の末端部位に含まれた測定部位における血中の酸素飽和度の変化を測定し、測定した血中の酸素飽和度の変化に基づいて、被測定者の酸素循環時間を推定する。【選択図】図７

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。

特許文献１には、呼吸の気流の時間変化を示す気流信号、及び、酸素飽和度の時間変化を示す酸素飽和度信号を取得する信号取得部と、前記気流信号における第一時刻と、前記第一時刻での呼吸再開に対応した酸素飽和度の上昇を示す前記酸素飽和度信号における第二時刻との時間差に基づいて血液の酸素循環時間を測定する循環時間算出部とを有する循環時間測定装置が開示されている。

再表２０１５−１９０４１３号

被測定者の酸素循環時間を測定し、例えば拍出量のように酸素循環時間と相関がある被測定者の生体情報を推定することがある。しかしながら、従来の測定では同じ被測定者であっても測定毎に酸素循環時間がばらつくことがあり、結果として酸素循環時間と相関がある被測定者の生体情報の推定値にもばらつきが生じることがあった。

これに対して、今回、酸素循環時間を測定する部位の温度変化が酸素循環時間のばらつきの一因になるとの知見が得られた。

本発明は、温度が変化することによって生じる、被測定者における酸素循環時間の測定のばらつきを抑制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。

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、プロセッサを備え、前記プロセッサは、被測定者の血中酸素濃度を表す値を測定する測定部位を含んだ前記被測定者の胴体よりも末端側の末端部位における温度が調節された状態で、前記測定部位における前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の変化を測定し、測定した前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の変化に基づき、酸素が前記被測定者の体内に取り込まれてから血液を介して前記測定部位に到達するまでの時間を示す酸素循環時間を推定する。

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、前記プロセッサは、前記測定部位の温度を取得し、前記測定部位の温度が目的とする温度に達した場合に、前記測定部位における前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の変化を測定する。

第３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、前記プロセッサは、前記末端部位に前記末端部位の温度を変化させる物体が装着されてからの経過時間を測定し、前記経過時間が、前記末端部位の温度が前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の測定開始時の温度から変化するのに要する予め定めた待機時間以上となった場合に、前記測定部位における前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の変化を測定する。

第４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、目的とする温度が、前記末端部位の温度を変化させる物体で強制的に前記被測定者の前記測定部位における温度を上昇させる前の前記測定部位の温度より高い温度に設定される。

第５態様に係る生体情報測定装置は、第４態様に係る生体情報測定装置において、前記物体が熱を発生する加熱装置の場合、前記プロセッサは、前記末端部位の少なくとも一部分を加熱する前記加熱装置を制御して、前記測定部位の温度を調節する。

第６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、前記物体が熱を発生する加熱装置の場合、前記プロセッサは、前記末端部位の少なくとも一部分を加熱する前記加熱装置を制御して、前記測定部位の温度を調節すると共に、前記加熱装置の加熱量に応じて前記待機時間を調節する。

第７態様に係る生体情報測定装置は、第５態様または第６態様に係る生体情報測定装置において、前記プロセッサは、前記末端部位のうち、前記測定部位に血液を送り出す動脈が通っている箇所を加熱する前記加熱装置を制御して、前記測定部位の温度を調節する。

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、前記測定部位が指先の場合、前記プロセッサは、前記加熱装置によって前記被測定者の前記測定部位となる指先が含まれる方の腕の手首、または手を加熱して、前記被測定者の指先の温度を調節する。

第９態様に係る生体情報測定装置は、第５態様または第６態様に係る生体情報測定装置において、前記プロセッサは、前記測定部位を加熱する前記加熱装置を制御して、前記測定部位の温度を調節する。

第１０態様に係る生体情報測定装置は、第５態様〜第９態様の何れかの態様に係る生体情報測定装置において、前記プロセッサは、前記測定部位の温度が目的とする温度を含む予め定めた温度範囲内に留まるように、前記加熱装置を制御する。

第１１態様に係る生体情報測定装置は、第３態様または第４態様に係る生体情報測定装置において、前記物体が、前記末端部位の少なくとも一部分を覆って前記末端部位を保温する被覆材である。

第１２態様に係る生体情報測定装置は、第１１態様に係る生体情報測定装置において、前記測定部位が指先の場合、前記被覆材として手袋が用いられる。

第１３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、目的とする前記測定部位の温度が、前回前記測定部位で前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の変化を測定した場合の温度に設定される。

第１４態様に係る生体情報測定装置は、第１態様〜第１３態様の何れかの態様に係る生体情報測定装置において、前記プロセッサは、推定した酸素循環時間を用いて、前記被測定者の拍出量を出力する。

第１５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、前記末端部位の温度を検出する温度センサと、前記被測定者の生体に関する情報を表示する表示装置を備え、前記プロセッサは、前記温度センサから前記被測定者における前記末端部位の温度を取得すると共に、推定した酸素循環時間から得られる前記被測定者の拍出量を前記表示装置に表示させる。

第１６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、前記被測定者の生体に関する情報を表示する表示装置を備え、前記プロセッサは、前記経過時間及び推定した酸素循環時間から得られる前記被測定者の拍出量を前記表示装置に表示させる。

第１７態様に係る生体情報測定プログラムは、コンピュータに、被測定者の胴体よりも末端側の末端部位に設けられた、前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の測定対象となる測定部位の温度を取得し、前記測定部位の温度が目的とする温度に達した場合に、前記測定部位における前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の変化を測定し、測定した前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の変化に基づき、酸素が前記被測定者の体内に取り込まれてから血液を介して前記測定部位に到達するまでの時間を示す酸素循環時間を推定する処理を実行させるためのプログラムである。

第１態様及び第１７態様によれば、温度が変化することによって生じる、被測定者における酸素循環時間の測定のばらつきを抑制することができる、という効果を有する。

第２態様によれば、測定部位の温度の変化から、血中酸素濃度を表す値の変化の測定時期を判定することができる、という効果を有する。

第３態様によれば、末端部位の温度を変化させる物体を装着してからの経過時間から、血中酸素濃度を表す値の変化の測定時期を判定することができる、という効果を有する。

第４態様によれば、測定部位の温度を平時の温度より低下させる場合と比較して、酸素循環時間のばらつきを抑制しやすい、という効果を有する。

第５態様によれば、測定部位を加熱しなくても酸素循環時間の測定のばらつきを抑制することができる、という効果を有する。

第６態様によれば、待機時間を固定値とする場合と比較して、測定毎の測定部位の温度のばらつきを抑制することができる、という効果を有する。

第７態様によれば、測定部位に血液を送り出す動脈が通っていない箇所を加熱する場合と比較して、効率的に測定部位の温度を上昇させることができる、という効果を有する。

第８態様によれば、上腕部を加熱する場合と比較して、効率的に指先の温度を上昇させることができる、という効果を有する。

第９態様によれば、測定部位の温度を目的とする温度まで上昇させることができる、という効果を有する。

第１０態様によれば、測定部位の温度を特定の温度範囲内に維持することができる、という効果を有する。

第１１態様によれば、熱源を用いて測定部位の温度を上昇させる場合と比較して、酸素循環時間の測定に伴う消費電力を抑制することができる、という効果を有する。

第１２態様によれば、酸素循環時間の測定専用の被覆材を使用することなく、測定部位の温度を上昇させることができる、という効果を有する。

第１３態様によれば、測定部位の温度に関して、毎回同じ条件の下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。

第１４態様によれば、測定部位の温度を調節しない場合と比較して、拍出量のばらつきを抑制することができる、という効果を有する。

第１５態様によれば、温度センサ及び表示装置を別途用意することなく、生体情報測定装置のみで拍出量の測定を行うことができる、という効果を有する。

第１６態様によれば、表示装置を別途用意することなく、生体情報測定装置のみで拍出量の測定を行うことができる、という効果を有する。

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。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。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。拍出量と酸素循環時間の関係性を説明する模式図である。ＬＦＣＴの測定原理を説明する模式図である。ＬＦＣＴと測定部位の温度との関係の一例を示すグラフである。生体情報測定装置の外観例を示す図である。生体情報測定装置における回路構成の概要の一例を示す回路ブロック図である。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。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に対する他の例を示す図である。受光素子における出力電圧のサンプリングタイミングの一例を示すグラフである。生体情報測定装置の機能構成例を示すブロック図である。生体情報測定処理の流れの一例を示すフローチャートである。生体情報測定装置の他の外観例を示す図である。

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。なお、同じ構成要素及び同じ処理には全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明を省略する。

生体情報測定装置１０は生体８に関する情報（生体情報）のうち、特に循環器系に関する生体情報を測定する装置である。循環器系とは、例えば血液のような体液を体内で循環させながら輸送するための器官群を総称するものである。

循環器系に関する生体情報には複数の指標が存在するが、血液を血管に送り出す心臓の状態を示す指標の１つとして、例えば心臓から拍出される血液量を表す心拍出量(ＣＯ:Cardiac Output)が挙げられる。

心拍出量が基準値より低下すると、例えば左室駆出率が低下するタイプの心不全や脱水など血液量が低下した状態であることが示唆されるなど、心拍出量は様々な心臓疾患の検査、又は投薬効果の確認に利用されている。

心拍出量の測定方法には、例えば心拍出量の測定対象者である被測定者の肺動脈に、先端にバルーンが付いたカテーテルを挿入して測定する方法がある。

しかしながら、カテーテルを用いた心拍出量の測定方法では、被測定者の血管にカテーテルを挿入する必要があるため、他の測定方法に比べて被測定者における侵襲性が高くなる。

したがって、カテーテルを用いた心拍出量の測定方法よりも被測定者の負担が少なくなるように、被測定者の脈波から得られる血中の酸素飽和度を用いて心拍出量を測定する方法が研究されている。ここで血中の酸素飽和度とは、血中酸素濃度を表す値の一例であり、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値であり、血中の酸素飽和度が低下するにつれて、例えば貧血等の症状が発生しやすくなることを示すものである。以降では、血中の酸素飽和度を単に「酸素飽和度」ということにする。脈波とは、心臓による血液の送り出しに伴う血管の拍動変化を示す値である。

まず、図１を参照して、生体情報のうち、酸素飽和度の測定方法について説明する。

図１に示すように、酸素飽和度は、被測定者の体(「生体８」という)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、被測定者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等で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。

図２は、例えば生体８に吸収される光量の変化量を示す概念図である。吸光量グラフ９２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。

生体８における吸光量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２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している。

図２において、時刻ｔ_aにおける受光量をＩ_a、時刻ｔ_bにおける受光量をＩ_b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。

（数１）

ΔＡ＝ｌｎ(Ｉ_b／Ｉ_a)・・・（１）

これに対して、図３は、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）及び酸素と結合していないヘモグロビン（還元ヘモグロビン）の各波長に対する光の吸光量の一例を示す図である。図３において、吸光量グラフ９６が酸化ヘモグロビンにおける光の吸光量を表し、吸光量グラフ９７が還元ヘモグロビンにおける光の吸光量を表す。

図３に示すように、酸化ヘモグロビンは還元ヘモグロビンと比較して、約８５０ｎｍ近辺の波長を有する赤外線(infrared:ＩＲ)領域９９の光を吸収しやすく、還元ヘモグロビンは酸化ヘモグロビンと比較して、特に約６６０ｎｍ近辺の波長を有する赤色領域９８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。

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ΔＡ_IRと、赤色光を生体８に照射した場合の吸光量の変化量ΔＡ_Red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Ｓｐが算出される。なお、（２）式においてｋは比例定数である。

（数２）

Ｓｐ＝ｋ(ΔＡ_Red／ΔＡ_IR)・・・（２）

すなわち、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を生体８に照射する。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を生体８に用いる。この場合、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との発光期間は重複してもよいが、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。

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。

（数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。

（数４）

ΔＡ＝ｌｎ(Ｉ_b／Ｉ_a)＝ｌｎ(１＋(Ｉ_b-Ｉ_a)／Ｉ_a) ・・・（４）

通常、（Ｉ_b-Ｉ_a）≪Ｉ_aであることから、ｌｎ(Ｉ_b／Ｉ_a)≒(Ｉ_b-Ｉ_a)／Ｉ_a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。

（数５）

ΔＡ≒(Ｉ_b-Ｉ_a)／Ｉ_a ・・・（５）

以降では、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とを区別する場合、ＩＲ光を照射する発光素子１を「発光素子１Ａ」といい、赤色光を照射する発光素子１を「発光素子１Ｂ」ということにする。

こうした測定方法によれば、発光素子１及び受光素子３を被測定者の体表に近づけることで酸素飽和度が測定されるため、血管にカテーテルを挿入して酸素飽和度を測定するよりも被測定者の負担が少なくなる。

なお、酸素飽和度は、被測定者の胴体よりも末端側の末端部位、例えば頭、腕、及び足で測定される。こうした末端部位のうち、発光素子１からＩＲ光及び赤色光が照射され、酸素飽和度の測定対象となる部位を、特に「測定部位」という。

次に、図４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について説明する。

酸素循環時間とは、被測定者が呼吸をすることで、酸素が被測定者の体内に取り込まれてから血液を介して酸素飽和度の測定部位に到達するまでの時間のことをいう。また、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。

酸素循環時間のうち、酸素が被測定者の肺から指先に到達するまでに要する時間を、特にＬＦＣＴ(Lung to Finger Circulation Time)という。ＬＦＣＴを測定するためには、被測定者の指先を酸素飽和度の測定部位とする。

酸素循環時間を測定する測定部位は、被測定者の末端部位であればどこでもよいが、以降では、被測定者の指先における酸素飽和度から酸素循環時間の一例であるＬＦＣＴを測定する例について説明することにする。

また、図４に示すように拍出量と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。

（数６）

ＣＯ＝（ａ_０×Ｓ）／ＬＦＣＴ・・・（６）

ここで、ａ_０は予め定めた定数、Ｓは被測定者の体表面積（ｍ²）であり、ＬＦＣＴの単位は秒である。このように拍出量と相関のあるＬＦＣＴは、上述した酸素飽和度の変化から測定される。

図５は、ＬＦＣＴの測定原理を示した図である。なお、図５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。図５に示すように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。呼吸を再開した時点とは、呼吸を再開した時刻を含む予め定めた期間内の時刻のことであり、呼吸を再開した時点は時間的な幅を持つ。

このようにして測定されるＬＦＣＴは、同じ被測定者であっても測定毎にＬＦＣＴがばらつくことがあるためその原因を検討したところ、発明者は、例えば呼吸の停止期間のばらつきによるもの以外に、酸素飽和度の測定部位の温度変化によってもＬＦＣＴが変化するという知見を得た。

図６は、ＬＦＣＴとＬＦＣＴの測定部位である指先の温度（「指尖温度」ともいう）との関係を示したグラフである。図６には、４名の被測定者Ａ〜被測定者Ｄのそれぞれの指先の温度を変化させた場合におけるＬＦＣＴの変化の状況を示すグラフ２４Ａ〜２４Ｄが示されている。グラフ２４Ａ〜２４Ｄは、被測定者の指先が平時の温度にある場合にＬＦＣＴを測定した後、被測定者の前腕部を加熱して再度ＬＦＣＴを測定し、その時の被測定者の指先の温度とＬＦＣＴとを関連付けて記録する作業を繰り返すことで得られたものであり、グラフ２４Ａが被測定者Ａ、グラフ２４Ｂが被測定者Ｂ、グラフ２４Ｃが被測定者Ｃ、及びグラフ２４Ｄが被測定者ＤのそれぞれのＬＦＣＴと指先の温度との関係を示している。平時の温度とは、末端部位を強制的に加熱または冷却しない状態における測定部位の温度のことである。

図６から被測定者Ａ〜被測定者Ｄの各々について、指先の温度、すなわち、酸素飽和度の測定部位の温度が高くなるにしたがって、ＬＦＣＴが短くなる傾向があることがわかる。これは、被測定者の末端部位の温度が低下している状態では、末端部位における末梢血管が収縮し、血液が末梢血管を流れにくくなる一方、被測定者の末端部位の温度が高くなるにしたがって、末端部位における末梢血管が拡大し、血液が末梢血管を流れやすくなるためであると推定される。したがって、被測定者の末端部位の温度が高くなるにしたがって、被測定者の肺から測定部位まで酸素が到達するのに要する時間、すなわちＬＦＣＴが短くなる傾向を示す。

なお、この結果は、酸素循環時間から例えば拍出量のような被測定者の心機能を表す値を推定する場合には、被測定者の末端部位の血管の状態を考慮して酸素循環時間を測定する必要があることを示唆している。

また、図６は、ＬＦＣＴの測定を開始した時点の温度（「測定開始温度」という）が低いほど、温度上昇に対するＬＦＣＴの変化量が大きくなり、ＬＦＣＴがばらつきやすくなる傾向があることを示している。例えばグラフ２４Ｄに比べてＬＦＣＴの測定開始温度が低いグラフ２４Ａ、グラフ２４Ｂ、及びグラフ２４Ｃの方が、温度上昇に対するＬＦＣＴの変化量が大きくなっている。

温度上昇に対するＬＦＣＴの変化量について詳細に検討したところ、指先の温度が特定の温度（「基準温度ｄ₀」という）以上になってからＬＦＣＴの測定を開始すれば、ＬＦＣＴの測定を基準温度ｄ₀未満から開始する場合に比べて、その後の指先の加熱によって発生するＬＦＣＴの変化量が低減しやすいという知見が得られた。これは、測定部位の温度が基準温度ｄ₀になれば、それ以上測定部位の温度が上昇しても、末端部位における末梢血管がそれ以上拡張しにくくなるため、ＬＦＣＴの変化量が一定であるとみなせる予め定めた範囲（「許容範囲」という）に収まりやすくなる。

このことは、測定部位の温度を基準温度ｄ₀以上に上昇させてから、測定部位における酸素循環時間を測定することで、測定部位の温度変化に起因する酸素循環時間のばらつきを抑制できることを示唆していると共に、例えば酸素循環時間から推定される被測定者の心機能を表す値のばらつきも抑制できることを示唆している。

図７は、指先を酸素飽和度の測定部位とした生体情報測定装置１０の外観例を示す図である。生体情報測定装置１０は、例えば被測定者の手全体を覆う手袋状の形をしており、手の甲に相当する位置に本体部２が取り付けられ、指先に相当する位置にセンサ部９が取り付けられている。また、被測定者の末端部位（この場合、被測定者の手）を覆う被覆部には、加熱装置の一例である電熱線等の加熱素子１５が配置されており、本体部２が加熱素子１５を制御することで、指先の酸素飽和度を検出するセンサ部９における被測定者の温度が調節される。本体部２とセンサ部９は有線、または無線で接続され、各々の間でデータ通信が行われる。

なお、加熱素子１５を被測定者の手を覆う生体情報測定装置１０の被覆部全体に配置する必要はなく、加熱素子１５を被覆部の一部に配置することで、本体部２は被測定者の手の少なくとも一部分を加熱するよう制御してもよい。また、センサ部９は生体情報測定装置１０の被覆部から取り外し可能であっても、被覆部と一体化したものであってもよい。図７では被測定者の人差し指にセンサ部９が取り付けられているが、センサ部９の取り付け位置は人差し指に限られず、他の指であってもよい。

加熱素子１５で酸素飽和度の測定部位である指先、すなわち、センサ部９が取り付けられている部分を加熱してもよいが、指先を直接加熱せずに、指先に血液を送り出す動脈が通っている箇所を加熱してもよい。この場合、加熱素子１５によって温められた血液が指先に到達することで、指先の温度が上昇することになる。

図８は、生体情報測定装置１０における回路構成の概要の一例を示す回路ブロック図である。

図８に示すように、生体情報測定装置１０は発光素子１Ａ、発光素子１Ｂ、受光素子３、発光制御部１２、駆動回路１４、加熱素子１５、増幅回路１６、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換回路１８、温度センサ１９、制御部２０、及び表示ユニット２２を含む。

このうち、発光素子１Ａ、発光素子１Ｂ、受光素子３、増幅回路１６、及び温度センサ１９がセンサ部９に含まれ、発光制御部１２、駆動回路１４、Ａ／Ｄ変換回路１８、制御部２０、及び表示ユニット２２が本体部２に含まれる。また、既に説明したように、加熱素子１５は生体情報測定装置１０の被覆部に配置される。センサ部９と本体部２にそれぞれ含まれる回路ブロックの分け方は一例であり、例えば増幅回路１６を本体部２に含めてもよい。また、センサ部９と本体部２を一体化させてもよい。

発光制御部１２は、発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂ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１Ａ及び発光素子１Ｂ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。

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１Ａ及び発光素子１Ｂに駆動電力を供給し、発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂを駆動する。

受光素子３は、発光素子１Ａから受光したＩＲ光に対応する受光信号と、発光素子１Ｂから受光した赤色光に対応する受光信号を出力する。

増幅回路１６は、受光素子３が出力した各々の光の強さに応じた受光信号を、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。

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。

制御部２０は、生体情報測定装置１０に係る各機能を担うプロセッサの一例であるＣＰＵ(Central Processing Unit)２０Ａ、コンピュータを生体情報測定装置１０として機能させる生体情報測定プログラムを記憶するＲＯＭ(Read Only Memory)２０Ｂ、及びＣＰＵ２０Ａの一時的な作業領域として使用されるＲＡＭ(Random Access Memory)２０Ｃを備える。

表示ユニット２２は、ＣＰＵ２０Ａによって処理された情報、具体的には被測定者の酸素飽和度の変化、ＬＦＣＴ、及び拍出量等の被測定者の生体情報を表示する表示装置の一例である。表示ユニット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。

なお、本体部２にはボタン等の入力デバイスが配置されており、ＣＰＵ２０Ａは、ボタンの押下状況からユーザの指示を把握し、ユーザの指示に基づいて生体情報測定装置１０の制御を行う。

図９は、センサ部９における発光素子１Ａ、発光素子１Ｂ、受光素子３、及び温度センサ１９の配置例を示す図である。

図９に示すように、発光素子１Ａ、発光素子１Ｂ、受光素子３、及び温度センサ１９は、生体８（この場合、被測定者の指先）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、毛細血管６で反射された発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂの光を受光する。

なお、発光素子１Ａ、発光素子１Ｂ、及び受光素子３の配置は、図９の配置例に限定されない。例えば図１０に示すように、発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂと、受光素子３とを、生体８を挟んで対向する位置に配置してもよい。この場合、受光素子３は、生体８を透過した発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂの光を受光する。

発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂには面発光レーザ素子が用いられるが、端面発光レーザ素子を用いてもよい。また、発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂの各々から照射される光はレーザ光でなくてもよい。例えば発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂに、発光ダイオード(Light-Emitting Diode: LED)または有機発光ダイオード(Organic Light-Emitting Diode: OLED)を用いてもよい。

図１１は、受光素子３が出力した出力電圧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１１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。なお、図１１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。

図１１に示すように、受光素子３が発光素子１Ａから受光した光に対応する出力電圧を、ＩＲ₁、ＩＲ₂、・・・、ＩＲ_nとした場合に、時系列データとしてＩＲ（ｔ）＝ＩＲ₁、ＩＲ₂、・・・、ＩＲ_nが得られる。同様に、受光素子３が発光素子１Ｂから受光した光に対応する出力電圧を、Ｒｅｄ₁、Ｒｅｄ₂、・・・、Ｒｅｄ_nとした場合に、時系列データとしてＲｅｄ（ｔ）＝Ｒｅｄ₁、Ｒｅｄ₂、・・・、Ｒｅｄ_nが得られる。このとき、両方の発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂに対して、発光しない期間を設け、暗状態での出力Ｄａｒｋ₁、Ｄａｒｋ₂、・・・、Ｄａｒｋ_nを得るようにしてもよい。この場合、ＩＲ（ｔ）は、ＩＲ₁−Ｄａｒｋ₁、ＩＲ₂−Ｄａｒｋ₂、・・・、ＩＲ_n−Ｄａｒｋ_nとしてもよい。同様に、Ｒｅｄ（ｔ）は、Ｒｅｄ₁−Ｄａｒｋ₁、Ｒｅｄ₂−Ｄａｒｋ₂、・・・、Ｒｅｄ_n−Ｄａｒｋ_n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。

図１２は、生体情報測定装置１０の機能構成例を示すブロック図である。図１２に示すように、生体情報測定装置１０は脈波処理部３０、酸素飽和度測定部３２、酸素循環時間測定部３４、心拍出量測定部３６、及び出力部３８を含む。

脈波処理部３０は、センサ部９から受け付けたＩＲ光及び赤色光のそれぞれの受光量を用いて、ＩＲ光から得られた被測定者の脈波を表す脈波信号と、赤外光から得られた被測定者の脈波を表す脈波信号をそれぞれ生成する。

酸素飽和度測定部３２は、脈波処理部３０から脈波信号を受け付けると、受け付けた脈波信号から被測定者の酸素飽和度を測定する。具体的には、酸素飽和度測定部３２は脈波信号を用いて、動脈４の厚みの変化によるＩＲ光の吸光量の変化量ΔＡ_IRと、赤色光の吸光量の変化量ΔＡ_Redとをそれぞれ（１）式に従って算出する。そして、酸素飽和度測定部３２は、算出した変化量ΔＡ_IRと変化量ΔＡ_Redを用いて、例えば（２）式から被測定者の酸素飽和度を測定し、測定した酸素飽和度を酸素循環時間測定部３４に通知する。

以降では一例として、酸素飽和度測定部３２が被測定者の酸素飽和度を測定する例について説明するが、酸素飽和度測定部３２は、被測定者の酸素飽和度の時間変化を示す値であればどのような値を測定してもよい。例えば、酸素飽和度測定部３２は、酸素飽和度の逆数、又は変化量ΔＡ_Redと変化量ΔＡ_IRの比率といった、酸素飽和度の時間変化と相関関係を有する値を測定してもよい。

酸素循環時間測定部３４は、例えば本体部２に取り付けられているボタンの押下等によって、ＬＦＣＴを測定するために呼吸を止めた被測定者から呼吸を再開したことを通知する再開通知を受け付けると、呼吸の再開を受け付けた時刻を時刻ｔ₁として記憶する。そして、酸素循環時間測定部３４は、酸素飽和度測定部３２で測定される酸素飽和度の変化を監視して、酸素飽和度の変曲点を検出する。酸素循環時間測定部３４は、酸素飽和度の変曲点を検出した時刻を時刻ｔ₂として記憶し、時刻ｔ₁と時刻ｔ₂の差分で表される時間をＬＦＣＴとして測定する。なお、「変曲点を検出」するとは、酸素循環時間の測定に実質的に影響がない範囲で、変曲点から多少ずれた位置を検出する場合を含む。

そして、酸素循環時間測定部３４は、測定した酸素循環時間を心拍出量測定部３６に通知する。

心拍出量測定部３６は酸素循環時間測定部３４から受け付けたＬＦＣＴを用いて、被測定者の心拍出量を測定する。心拍出量は、上述した（６）式によって算出される。なお、心拍出量測定部３６は心拍出量の他に、例えば心係数及び１回拍出量といったＬＦＣＴから得られる心機能を表す値を測定してもよい。

次に、図１３を用いて生体情報測定装置１０の動作について説明する。

図１３は、被測定者が図７に示した手袋状の生体情報測定装置１０を手に装着し、被測定者の指先にセンサ部９が取り付けられた状態で、生体情報測定装置１０の操作者から心拍出量の測定指示を受け付けた場合に、ＣＰＵ２０Ａによって実行される生体情報測定処理の流れの一例を示すフローチャートである。

生体情報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、生体情報測定処理を実行する。

ステップＳ１０において、ＣＰＵ２０Ａはセンサ部９を制御して、被測定者の指先における酸素飽和度の測定を開始する。

ステップＳ２０において、ＣＰＵ２０Ａは加熱素子１５を制御して、測定部位を含む末端部位（この場合、被測定者の手）の加熱を開始し、末端部位の温度を調整する。

ステップＳ３０において、ＣＰＵ２０Ａは、温度センサ１９が出力する被測定者の指先の温度を取得する。温度センサ１９には、例えばサーミスタ、熱電対、測温抵抗体(Resistance Temperature Detector:ＲＴＤ)、またはＩＣ温度センサ等が用いられる。

ステップＳ４０において、ＣＰＵ２０Ａは、ステップＳ３０で取得した被測定者の指先の温度が、予め定めた基準温度ｄ₀に到達したか否かを判定する。被測定者の指先の温度が基準温度ｄ₀に到達するとは、被測定者の指先の温度が基準温度ｄ₀以上になることをいう。被測定者の指先の温度がまだ基準温度ｄ₀に到達していない場合、ステップＳ３０に移行し、ＣＰＵ２０Ａは、被測定者の指先の温度が基準温度ｄ₀に到達するまで被測定者の指先の温度を監視する。

なお、すべての被測定者に対して共通の基準温度ｄ₀を用いてもよいが、被測定者毎に異なる基準温度ｄ₀を用いてもよい。基準温度ｄ₀は、例えば被測定者の指先における平時の温度より高い温度で、かつ、指先の温度を上昇してもＬＦＣＴの変化量が許容範囲に収まるような温度範囲のうち、下限の温度が用いられる。各々の被測定者に対して一度設定した基準温度ｄ₀は、生体情報測定処理の実行毎に変更しないことが好ましい。

加熱素子１５による被測定者の手の加熱に伴い、被測定者の指先の温度が基準温度ｄ₀に到達した場合には、ステップＳ５０に移行する。なお、加熱前における被測定者の指先の温度が既に基準温度ｄ₀に到達しているような場合には、ステップＳ４０における最初の判定でステップＳ５０に移行することになる。

なお、加熱素子１５で加熱を行っても、指先の温度が基準温度ｄ₀以上にならない被測定者もいることから、ステップＳ４０の判定処理における判定回数に上限を設け、判定回数が上限に達した場合には、図１３に示す生体情報測定処理を終了してもよく、また、これ以上の温度の取得を中止し、ステップＳ５０に移行するようにしてもよい。

被測定者の指先の温度が基準温度ｄ₀に到達したことから、以降も被測定者の手を加熱し続けて指先の温度が上昇したとしても、温度変化に伴うＬＦＣＴの変化量は許容範囲に収まる。しかしながら、温度変化に伴うＬＦＣＴの変化量をより小さくするためには、被測定者の指先の温度を基準温度ｄ₀以上の何れかの温度に固定することが好ましい。したがって、ステップＳ５０において、ＣＰＵ２０Ａは、被測定者の指先の温度が基準温度ｄ₀であるとみなせるような基準温度ｄ₀を含む予め定めた温度範囲内（例えば基準温度ｄ₀±１％）に留まるように、加熱素子１５での加熱量を制御する温度維持制御を実行する。これにより、以降の処理では、被測定者の指先の温度が基準温度ｄ₀に維持された状態での酸素飽和度が測定されることになる。なお、被測定者の指先の温度を基準温度ｄ₀に維持する例は、温度維持制御による温度維持の一例であり、基準温度ｄ₀を超えた温度で被測定者の指先の温度を維持するようにしてもよい。

ステップＳ６０において、ＣＰＵ２０Ａは被測定者のＬＦＣＴを測定するため、例えば表示ユニット２２を通じて被測定者に呼吸を停止するように指示する。被測定者への呼吸の停止の指示は文字や画像による視覚を通じた指示ではなく、例えば音声や振動で指示してもよい。また、ＣＰＵ２０Ａは、被測定者が呼吸を停止してからの経過時間を計測するため、タイマを起動する。タイマは、例えばＣＰＵ２０Ａに内蔵されたタイマ機能が用いられる。

一方、生体情報測定装置１０には、被測定者が必要以上に呼吸を停止したり、酸素飽和度が低下し始めないうちに呼吸を再開したりしないように、ＬＦＣＴを測定するのに最適な呼吸の停止時間を示す規定時間が予め設定されている。したがって、ステップＳ７０において、ＣＰＵ２０ＡはステップＳ６０で被測定者が呼吸を停止してからの経過時間が規定時間に達したか否かを判定する。ＣＰＵ２０Ａは、被測定者が呼吸を停止してからの経過時間が規定時間に達するまでステップＳ７０の判定処理を繰り返し実行し、被測定者における呼吸の停止期間を監視する。

一方、被測定者が呼吸を停止してからの経過時間が規定時間に達した場合には、ステップＳ８０に移行する。

ステップＳ８０において、ＣＰＵ２０Ａは、例えば表示ユニット２２を通じて被測定者に呼吸を再開するように指示する。被測定者への呼吸の再開の指示は呼吸の停止の指示と同様に、文字や画像による視覚を通じた指示ではなく、例えば音声や振動で指示してもよい。また、ＣＰＵ２０Ａは、被測定者が呼吸を再開してからの経過時間を計測するためにステップＳ６０で起動したタイマを停止した後、タイマを再起動する。

被測定者が呼吸を再開した場合、図５を用いて説明したように、センサ部９で測定している被測定者の酸素飽和度が減少から上昇に転じる変曲点が現れるため、ステップＳ９０において、ＣＰＵ２０Ａは酸素飽和度の変化を測定し、変曲点を検出する。

ステップＳ１００において、ＣＰＵ２０Ａは、変曲点を検出した時点における経過時間をタイマから取得する。取得した経過時間は、被測定者が呼吸を再開してから酸素飽和度の変曲点が現れるまでの経過時間であることから、ＬＦＣＴを表している。これにより、被測定者のＬＦＣＴの推定が終了したことから、ＣＰＵ２０Ａはタイマを停止する。

ステップＳ１１０において、ＣＰＵ２０Ａは、ステップＳ１００で推定したＬＦＣＴを例えば（６）式に示した心拍出量の算出式に代入して、被測定者の心拍出量を推定する。

ステップＳ１２０において、ＣＰＵ２０Ａは、ステップＳ１１０で推定した被測定者の心拍出量を出力する。ここでは一例として、ＣＰＵ２０Ａは表示ユニット２２に心拍出量を表示することで心拍出量の出力を行うが、心拍出量の出力形態に制約はなく、例えば、心拍出量を音声で通知してもよく、また、図示しない画像形成ユニットで心拍出量を用紙に印字してもよい。更に、ＣＰＵ２０Ａが、図示しない通信回線を通じて図示しない外部装置のメモリに心拍出量を出力する形態も、心拍出量の出力形態に含まれる。

以上により、図１３に示した生体情報測定処理を終了する。

図１３に示した生体情報測定処理では、ステップＳ４０で、被測定者の指先の温度が基準温度ｄ₀に到達したか否かを判定し、指先の温度が基準温度ｄ₀に到達した場合にＬＦＣＴの測定を開始する例について説明した。しかしながら、加熱素子１５により被測定者の手が加熱されれば、時間の経過と共に被測定者の指先の温度が基準温度ｄ₀に到達するようになる。

したがって、ＣＰＵ２０Ａは、被測定者の手に生体情報測定装置１０が装着されてからの経過時間、より好ましくはステップＳ２０で被測定者の手を加熱し始めてからの経過時間（「加熱時間」ともいう）を測定し、測定した経過時間が、被測定者の指先の温度が基準温度ｄ₀に到達するのに要する時間として予め定めた待機時間以上となった場合に、ＬＦＣＴの測定を開始してもよい。

すなわち、ＣＰＵ２０Ａは、被測定者の手に生体情報測定装置１０が装着されてからの経過時間によって、被測定者の指先の温度が基準温度ｄ₀に到達したか否かを判定してもよい。この場合、生体情報測定装置１０の温度センサ１９は不要となる。

なお、加熱素子１５の加熱量によって被測定者の指先の温度が基準温度ｄ₀に到達するまでに要する時間が変化することから、ＣＰＵ２０Ａは、加熱素子１５の加熱量によって待機時間を調節することが好ましい。

被測定者の手に生体情報測定装置１０が装着されてからの経過時間は、例えば生体情報測定装置１０が図１３のステップＳ１０で酸素飽和度の測定を開始してからの経過時間、またはステップＳ２０で加熱を開始してからの経過時間によって表される。

なお、ここでは手袋状の生体情報測定装置１０に取り付けられた加熱素子１５によって被測定者の手を温め、被測定者の指先の温度が基準温度ｄ₀に達した場合における被測定者の酸素飽和度の変化から推定したＬＦＣＴを用いて、被測定者の心拍出量を出力する例を説明したが、生体情報測定装置１０の形状は、必ずしも手袋状である必要はない。

例えば、図１４に示すように、生体情報測定装置１０は被測定者の手のひらや手の甲を被覆部で覆う代わりに、手首を覆うリストバンド状の形状であってもよい。リストバンド状の被覆部には加熱素子１５が配置されており、手首を通る動脈の血液を温めることで、酸素飽和度の測定部位となる手の指先の温度が基準温度ｄ₀まで上昇することになる。この場合、被測定者の指先に取り付けられたセンサ部９と本体部２は、有線または無線で接続される。

更に言えば、被測定者の肩から肘までの上腕を加熱素子１５が配置された被覆部で覆う生体情報測定装置１０や、被測定者の肘から手首までの前腕を加熱素子１５が配置された被覆部で覆う生体情報測定装置１０であってもよい。

また、酸素飽和度を測定する測定部位は手に限らず、被測定者の末端部位であればどこでもよい。例えば、指先にセンサ部９が取り付けられた靴下状の生体情報測定装置１０を被測定者に履いてもらって、被覆部に配置された加熱素子１５で足を加熱し、被測定者における足の指先の温度が基準温度ｄ₀に達した場合に、足の指先で酸素飽和度を測定してもよい。

なお、靴下状の生体情報測定装置１０で被測定者の足全体を加熱するのではなく、足首、大腿部、または下腿部を覆う被覆部に加熱素子１５が配置された生体情報測定装置１０で被覆部に覆われた部位を加熱しながら、足の指先に取り付けたセンサ部９で被測定者の酸素飽和度を測定してもよい。

また、足や手を覆う被覆部に加熱素子１５が配置されていない生体情報測定装置１０であっても、被覆部によって足や手が覆われることにより保温が行われるため、被測定者自身の体温によって測定部位の温度が上昇することになる。したがって、生体情報測定装置１０は必ずしも加熱素子１５を必要としない。加熱素子１５が配置されていない生体情報測定装置１０の被覆部は、末端部位の少なくとも一部分を覆って末端部位を保温する被覆材の一例となる。

この場合、図１３のステップＳ２０及びＳ５０の処理は不要となる。また、保温による測定部位の温度の上昇速度は、加熱による測定部位の温度の上昇速度よりも遅い。したがって、ＣＰＵ２０Ａは、例えば図１３のステップＳ３０及びＳ４０で、測定部位の温度が基準温度ｄ₀に到達したか否かを判定する代わりに、被測定者が測定部位に生体情報測定装置１０を装着してからの経過時間、すなわち、ステップＳ１０で酸素飽和度の測定を開始してからの経過時間をタイマで計測し、タイマが予め定めた保温時間に達した場合にステップＳ６０に移行して、被測定者に呼吸の停止を指示してもよい。

加熱素子１５を用いずに被覆材で末端部位の少なくとも一部を覆って末端部位を保温すれば、被覆材の装着前後で末端部位の温度が変化することから、末端部位における温度の調節の一例となる。

上記では、温度変化に伴うＬＦＣＴのばらつきを抑制するため、測定部位の温度を平時の温度よりも高い温度まで上昇した上で、測定部位の温度変化が予め定めた温度範囲内に収まるようにしてＬＦＣＴを測定した。しかしながら、ＬＦＣＴの測定時における測定部位の温度が測定毎に毎回変化しないようにすれば、温度変化に伴うＬＦＣＴのばらつきは抑制されることから、測定部位の温度を平時の温度よりも低い温度まで低下した上で、測定部位の温度変化が予め定めた温度範囲内に収まるようにしてＬＦＣＴを測定してもよい。

この場合、加熱素子１５の代わりにペルチェ素子のような冷却素子を生体情報測定装置１０の被覆部に配置し、ＣＰＵ２０Ａは、温度センサ１９で測定部位の温度を測定しながら、測定部位の温度が目的とする温度まで低下するように冷却素子の温度を制御すればよい。

睡眠中に一時的に呼吸が止まる睡眠時無呼吸症候群の患者に、本実施の形態に係る生体情報測定装置１０を装着して寝てもらえば、呼吸を再開したタイミングで睡眠中のＬＦＣＴが測定され、酸素飽和度や測定したＬＦＣＴを時刻情報と共にＲＯＭ２０Ｂに記憶することで、後から睡眠中の患者における酸素飽和度の変化や心拍出量といった生体情報が得られることになる。

この場合、被測定者における呼吸の停止及び再開のタイミングは、例えば被測定者の口や鼻の近傍に設けたエアフローセンサで、気流や温度の変化を検出することで特定される。

このように本実施の形態に係る生体情報測定装置１０によれば、被測定者の末端部位に設けた測定部位にセンサ部９を取り付け、例えば加熱素子１５、保温材、または冷却素子によって被測定部の温度を変化させながら測定部位における温度を取得する。測定部位の温度が目的とする温度に達した場合に、血中酸素濃度を表す値の変化を測定し、被測定者の酸素循環時間を推定すれば、測定部位の温度が異なる状況で血中酸素濃度を表す値の変化を測定する場合と比較して、酸素循環時間のばらつきが抑制される。

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または改良を加えることができ、当該変更また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。具体的には、図１３において、ステップＳ１０とステップＳ２０の処理を入れ替えて、末端部位の少なくとも一部の加熱を開始してから酸素飽和度の測定を行うようにしてもよい。

実施の形態では、一例として生体情報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１３に示したフローチャートと同等の処理を、例えばＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)、またはＰＬＤ(Programmable Logic Device)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、生体情報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。

このように、ＣＰＵ２０Ａを例えばＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＰＬＤ、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、及びＦＰＵ(Floating Point Unit)といった特定の処理に特化した専用のプロセッサに置き換えてもよい。

実施の形態におけるＣＰＵ２０Ａの動作は、１つのＣＰＵ２０Ａによって実現される形態の他、複数のＣＰＵ２０Ａによって実現されてもよい。更に、実施の形態におけるＣＰＵ２０Ａの動作は、物理的に離れた位置に存在するコンピュータにおけるＣＰＵ２０Ａの協働によって実現されるものであってもよい。

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について説明したが、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、生体情報測定プログラムを、ＣＤ(Compact Disc)−ＲＯＭ、または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)メモリやメモリカード等の可搬型の半導体メモリに記録した形態で提供してもよい。

更に、生体情報測定装置１０は、図示しない通信回線に接続される図示しない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。

１（１Ａ、１Ｂ）発光素子、２本体部、３受光素子、４動脈、５静脈、６毛細血管、８生体、９センサ部、１０生体情報測定装置、１２発光制御部、１４駆動回路、１５加熱素子、１６増幅回路、１８Ａ／Ｄ変換回路、１９温度センサ、２０制御部、２０ＡＣＰＵ、２０ＢＲＯＭ、２０ＣＲＡＭ、２２表示ユニット、２４Ａ（２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ）グラフ、３０脈波処理部、３２酸素飽和度測定部、３４酸素循環時間測定部、３６心拍出量測定部、３８出力部、９２（９６、９７）吸光量グラフ、９４矢印、９８赤色領域、９９赤外線領域

Claims

プロセッサを備え、
前記プロセッサは、
被測定者の血中酸素濃度を表す値を測定する測定部位を含んだ前記被測定者の胴体よりも末端側の末端部位における温度が調節された状態で、前記測定部位における前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の変化を測定し、
測定した前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の変化に基づき、酸素が前記被測定者の体内に取り込まれてから血液を介して前記測定部位に到達するまでの時間を示す酸素循環時間を推定する
生体情報測定装置。
前記プロセッサは、前記測定部位の温度を取得し、
前記測定部位の温度が目的とする温度に達した場合に、前記測定部位における前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の変化を測定する
請求項１記載の生体情報測定装置。
前記プロセッサは、前記末端部位に前記末端部位の温度を変化させる物体が装着されてからの経過時間を測定し、
前記経過時間が、前記末端部位の温度が前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の測定開始時の温度から変化するのに要する予め定めた待機時間以上となった場合に、前記測定部位における前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の変化を測定する
請求項１記載の生体情報測定装置。
目的とする温度が、前記末端部位の温度を変化させる物体で強制的に前記被測定者の前記測定部位における温度を上昇させる前の前記測定部位の温度より高い温度に設定された
請求項２記載の生体情報測定装置。
前記物体が熱を発生する加熱装置の場合、
前記プロセッサは、前記末端部位の少なくとも一部分を加熱する前記加熱装置を制御して、前記測定部位の温度を調節する
請求項４記載の生体情報測定装置。
前記物体が熱を発生する加熱装置の場合、
前記プロセッサは、前記末端部位の少なくとも一部分を加熱する前記加熱装置を制御して、前記測定部位の温度を調節すると共に、前記加熱装置の加熱量に応じて前記待機時間を調節する
請求項３記載の生体情報測定装置。
前記プロセッサは、前記末端部位のうち、前記測定部位に血液を送り出す動脈が通っている箇所を加熱する前記加熱装置を制御して、前記測定部位の温度を調節する
請求項５または請求項６記載の生体情報測定装置。
前記測定部位が指先の場合、
前記プロセッサは、前記加熱装置によって前記被測定者の前記測定部位となる指先が含まれる方の腕の手首、または手を加熱して、前記被測定者の指先の温度を調節する
請求項７記載の生体情報測定装置。
前記プロセッサは、前記測定部位を加熱する前記加熱装置を制御して、前記測定部位の温度を調節する
請求項５または請求項６記載の生体情報測定装置。
前記プロセッサは、前記測定部位の温度が目的とする温度を含む予め定めた温度範囲内に留まるように、前記加熱装置を制御する
請求項５〜請求項９の何れか１項に記載の生体情報測定装置。
前記物体が、前記末端部位の少なくとも一部分を覆って前記末端部位を保温する被覆材である
請求項３または請求項４記載の生体情報測定装置。
前記測定部位が指先の場合、前記被覆材として手袋が用いられる
請求項１１記載の生体情報測定装置。
目的とする前記測定部位の温度が、前回前記測定部位で前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の変化を測定した場合の温度に設定された
請求項２記載の生体情報測定装置。
前記プロセッサは、推定した酸素循環時間を用いて、前記被測定者の拍出量を出力する
請求項１〜請求項１３の何れか１項に記載の生体情報測定装置。
前記末端部位の温度を検出する温度センサと、前記被測定者の生体に関する情報を表示する表示装置を備え、
前記プロセッサは、前記温度センサから前記被測定者における前記末端部位の温度を取得すると共に、推定した酸素循環時間から得られる前記被測定者の拍出量を前記表示装置に表示させる
請求項２記載の生体情報測定装置。
前記被測定者の生体に関する情報を表示する表示装置を備え、
前記プロセッサは、前記経過時間及び推定した酸素循環時間から得られる前記被測定者の拍出量を前記表示装置に表示させる
請求項３記載の生体情報測定装置。
コンピュータに、
被測定者の胴体よりも末端側の末端部位に設けられた、前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の測定対象となる測定部位の温度を取得し、前記測定部位の温度が目的とする温度に達した場合に、前記測定部位における前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の変化を測定し、
測定した前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の変化に基づき、酸素が前記被測定者の体内に取り込まれてから血液を介して前記測定部位に到達するまでの時間を示す酸素循環時間を推定する処理を実行させるための生体情報測定プログラム。