JP2022130179A

JP2022130179A - 生体情報算出装置及び生体情報算出方法

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Publication number: JP2022130179A
Application number: JP2021029206A
Authority: JP
Inventors: 直樹野呂; Naoki Noro; 洋平高良; Yohei Takara; 泉西舘; Izumi Nishidate
Original assignee: EBA JAPAN CO Ltd; Tokyo University of Agriculture and Technology NUC
Current assignee: EBA JAPAN CO Ltd; Tokyo University of Agriculture and Technology NUC
Priority date: 2021-02-25
Filing date: 2021-02-25
Publication date: 2022-09-06
Anticipated expiration: 2041-02-25
Also published as: JP7152727B2

Abstract

【課題】スマートフォンなどの一般的なカメラ機能に用いられる機器を流用し汎用的な構成で生体情報を算出する生体情報算出装置を提供する。【解決手段】生体である被測定対象の画像情報から被測定対象の１又は複数の生体情報を算出する生体情報算出装置であって、画像情報をＲＧＢ形式で取得する取得部と、取得した画像情報の表色をＲＧＢ形式からＸＹＺ形式又はＬａｂ形式へと変換式を用いて変換する表色系変換部と、ＸＹＺ形式又はＬａｂ形式の表色から酸素化血液色素濃度及び脱酸素化血液色素濃度を、推定式を用いて推定する色素濃度推定部と、酸素化血液色素濃度及び脱酸素化血液色素濃度の少なくとも１つのパワースペクトル密度を算出する高速フーリエ変換部と、パワースペクトル密度のピークから１又は複数の生体情報を抽出する、又は／及び、酸素化血液色素濃度と酸素化血液色素濃度及び脱酸素化血液色素濃度の和との比から生体情報を抽出する、生体情報抽出部と、を備える生体情報算出装置を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、生体情報算出装置及び生体情報算出方法に関する。

例えば特許文献１に開示された装置では、カメラと、２つの列状ＬＥＤ照明装置（以下、これを照明システムと呼んでもよい）と、制御部と、処理部と、を備え、哺乳類の経皮的動脈血酸素飽和度ＳｐＯ_２を対象となる哺乳類に装置を接触させずに測定する。

ＵＳ２０１７／０１２７９８８Ａ１号公報

しかしながら特許文献１に記載されたような従来の手法においては、生体情報の測定には撮影環境を整えるために専用の照明システムが必要であるという課題がある。

本発明の実施の形態の一態様は、スマートフォンなどの一般的なカメラ機能に用いられる機器を流用し汎用的な構成で生体情報を算出する生体情報算出装置を提供することを目的とする。

生体である被測定対象の画像情報から被測定対象の１又は複数の生体情報を算出する生体情報算出装置であって、画像情報をＲＧＢ形式で取得する取得部と、取得した画像情報の表色をＲＧＢ形式からＸＹＺ形式又はＬａｂ形式へと変換する表色系変換部と、ＸＹＺ形式又はＬａｂ形式の表色から酸素化血液色素濃度及び脱酸素化血液色素濃度を推定する色素濃度推定部と、酸素化血液色素濃度及び脱酸素化血液色素濃度の少なくとも１つのパワースペクトル密度を算出する高速フーリエ変換部と、パワースペクトル密度のピークから１又は複数の生体情報を抽出する、又は／及び、酸素化血液色素濃度と酸素化血液色素濃度及び脱酸素化血液色素濃度の和との比から生体情報を抽出する、生体情報抽出部と、を備える生体情報算出装置を提供することを目的とする。

生体である被測定対象の画像情報から前記被測定対象の１又は複数の生体情報を算出する生体情報算出装置が行う生体情報算出方法であって、画像情報をＲＧＢ形式で取得する第１のステップと、取得した画像情報の表色をＲＧＢ形式からＸＹＺ形式又はＬａｂ形式へと変換する第２のステップと、ＸＹＺ形式又はＬａｂ形式の表色から酸素化血液色素濃度及び脱酸素化血液色素濃度を推定する第３のステップと、酸素化血液色素濃度及び脱酸素化血液色素濃度の少なくとも１つのパワースペクトル密度を算出する第４のステップと、パワースペクトル密度のピークから１又は複数の生体情報を抽出する、又は／及び、酸素化血液色素濃度と酸素化血液色素濃度及び脱酸素化血液色素濃度の和との比から生体情報を抽出する、第５のステップと、を備える生体情報算出方法を提供することを目的とする。

本発明の実施の形態の一態様によれば、スマートフォンなどの一般的なカメラ機能に用いられる機器を流用し汎用的な構成で生体情報を算出する生体情報算出装置を実現できる。

図１は、本実施の形態による生体情報算出装置の構成を示すブロック図である。図２は、本実施の形態による補助記憶装置に記憶されている情報を示す図である。図３は、本実施の形態による一定時間における酸素化血液色素濃度を示すグラフである。図４は、図３のグラフに対して高速フーリエ変換を行うことで得られるグラフである。図５は、本実施の形態による一定時間における脱酸素化血液色素濃度を示すグラフである。図６は、図５のグラフに対して高速フーリエ変換を行うことで得られるグラフである。図７は、本実施の形態による生体情報算出処理の処理手順を示すフローチャートである。

以下図面を用いて、本発明の実施の形態の一態様を詳述する。

（本実施の形態）
まず図１を用いて利用段階における生体情報算出装置１について説明する。図１は、本実施の形態による生体情報算出装置１の構成を示すブロック図である。生体情報算出装置１は、生体である被測定対象の画像情報から測定対象の１又は複数の生体情報を算出する。

生体情報算出装置１は、中央演算装置２、主記憶装置３及び補助記憶装置４を備える。例えばスマートフォンは、生体情報算出装置１及び撮像装置１０を備える。中央演算装置２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であって、主記憶装置３に記憶されたプログラムを呼び出すことで処理を実行する。主記憶装置３は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）であって、後述の取得部５、表色系変換部６、色素濃度推定部７、高速フーリエ変換部８及び生体情報抽出部９といったプログラムを記憶する。

補助記憶装置４は、例えばＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）であって、変換係数テーブルＴＢ１や推定式係数テーブルＴＢ２や関数係数テーブルＴＢ３といったテーブルを記憶する。

取得部５は、カメラなどの撮像装置１０から例えば１０秒間人の顔が撮像された複数の時系列的に連続する画像情報をＲＧＢ形式で取得する。表色系変換部６は、画像情報の表色をＲＧＢ形式からＸＹＺ形式又はＬａｂ形式へと変換式を用いて変換する。

色素濃度推定部７は、ＸＹＺ形式又はＬａｂ形式の表色から酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＯ及び脱酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＲを、推定式を用いて推定する。高速フーリエ変換部８は、酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＯ及び脱酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＲの少なくとも１つのパワースペクトル密度を高速フーリエ変換により算出する。

生体情報抽出部９は、パワースペクトル密度のピークＰＳＤ_ＨｂＯ，ＰＳＤ_ＨｂＲから１又は複数の生体情報をする、又は／及び、酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＯと酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＯ及び脱酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＲの和との比から生体情報を抽出する。ここでピークとは、パワースペクトル密度が極大かつ最大となることを指す。

例えば、生体情報は、経皮的動脈血酸素飽和度ＳｐＯ_２を含み、経皮的動脈血酸素飽和度ＳｐＯ_２は、酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＯのパワースペクトル密度における心拍由来の振動成分のピークＰＳＤ_ＨｂＯと、脱酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＲのパワースペクトル密度における心拍由来の振動成分のピークＰＳＤ_ＨｂＲと、の比を所定の関数に入力することで出力として得られる。

また例えば、生体情報は、脈拍数ＨＲを含み、脈拍数ＨＲは、酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＯ又は脱酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＲのパワースペクトル密度における心拍由来の振動成分がピークＰＳＤ_ＨｂＯ，ＰＳＤ_ＨｂＲとなった際の周波数ｆ_ｐＨｂＯ，ｆ_ｐＨｂＲから算出される。

また例えば、生体情報は、組織酸素飽和度ＳｔＯ_２を含み、組織酸素飽和度ＳｔＯ_２は、酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＯを酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＯ及び脱酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＲの和で除することで算出される。

また例えば、生体情報は、呼吸数ＢＲを含み、呼吸数ＢＲは、酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＯ又は脱酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＲのパワースペクトル密度における呼吸由来の振動成分がピークとなった際の周波数ｆ_ｂＨｂＯ，ｆ_ｂＨｂＲから算出される。

次に図２を用いて表色系変換部６が変換の際に使用する変換式、色素濃度推定部７が推定の際に使用する推定式及び生体情報抽出部９が経皮的動脈血酸素飽和度ＳｐＯ_２を算出する際に使用する所定の関数の詳細について説明する。

図２は、本実施の形態による補助記憶装置４に記憶されている情報を示す。補助記憶装置４には、変換式、推定式及び所定の関数の係数を保持する変換係数テーブルＴＢ１、推定式係数テーブルＴＢ２及び関数係数テーブルＴＢ３が情報として記憶されている。

表色系変換部６は、下記（１）式に示す変換式を用いてＲＧＢ形式からＸＹＺ形式へと表色を変換する。なおＲＧＢ形式からＬａｂ形式への変換は国際照明委員会が定義するＸＹＺ形式からＬａｂ形式への変換式を用いて行う。ＲＧＢ形式からＬａｂ形式への変換に必要なパラメータは変換係数テーブルＴＢ１に記憶されていてもよいものとする。

………（１）
パラメータＴ_１１，Ｔ_１２，Ｔ_１３，Ｔ_２１，Ｔ_２２，Ｔ_２３，Ｔ_３１，Ｔ_３２，Ｔ_３３は、変換係数テーブルＴＢ１に記憶されており、例えば国際照明委員会が定義する数値とする。

色素濃度推定部７は、下記（２）式に示す推定式を用いて酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＯ及び脱酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＲをＸＹＺ形式の表色から推定する。

………（２）

なお色素濃度推定部７は、下記（３）式に示す推定式を用いて酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＯ及び脱酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＲをＬａｂ形式の表色から推定してもよい。

………（３）
なおメラニン色素濃度Ｃ_ｍは、酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＯ及び脱酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＲをＸＹＺ形式又はＬａｂ形式の表色から推定する際に算出される。

パラメータＬ_１１，Ｌ_１２，Ｌ_１３，Ｌ_１０，Ｌ_２１，Ｌ_２２，Ｌ_２３，Ｌ_２０，Ｌ_３１，Ｌ_３２，Ｌ_３３，Ｌ_３０，Ｌ_４１，Ｌ_４２，Ｌ_４０，Ｌ_５１，Ｌ_５２，Ｌ_５０，Ｌ_６１，Ｌ_６２，Ｌ_６０は、光伝搬モンテカルロシミュレーションを利用して求められる。

具体的には例えば、説明変数（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及び目的変数（Ｃ_ｍ，Ｃ_ＨｂＯ，Ｃ_ＨｂＲ）の組み合わせを３００組用意し、式（２）で示す重回帰式を用いて重回帰分析を行うことでパラメータＬ_１１，Ｌ_１２，Ｌ_１３，Ｌ_１０，Ｌ_２１，Ｌ_２２，Ｌ_２３，Ｌ_２０，Ｌ_３１，Ｌ_３２，Ｌ_３３，Ｌ_３０は、算出される。

また具体的には例えば、説明変数（ａ，ｂ）及び目的変数（Ｃ_ｍ，Ｃ_ＨｂＯ，Ｃ_ＨｂＲ）の組み合わせを３００組用意し、式（３）で示す重回帰式を用いて重回帰分析を行うことでパラメータＬ_４１，Ｌ_４２，Ｌ_４０，Ｌ_５１，Ｌ_５２，Ｌ_５０，Ｌ_６１，Ｌ_６２，Ｌ_６０は、算出される。

生体情報抽出部９は、下記（４）式に示す所定の関数を用いて、経皮的動脈血酸素飽和度ＳｐＯ_２を算出する。なお％はｖｏｌ．％と同意義とする。

………（４）
パラメータＡ，Ｂ，Ｃは、予め測定したＳｐＯ_２とＰＳＤ_ＨｂＯ／ＰＳＤ_ＨｂＲとの組み合わせから決定されるものとする。なお（４）式で示したように、所定の関数は、適切な曲線で２つの値を関係づけるようなフィッテイング関数であって、例えば指数関数とする。

生体情報抽出部９は、下記（５）式を用いて組織酸素飽和度ＳｔＯ_２を算出する。

………（５）

次に図４～図６を用いて、高速フーリエ変換部８が行う高速フーリエ変換、及び生体情報抽出部９が行う生体情報抽出の詳細について説明する。図３は、本実施の形態による一定時間における酸素化血液色素濃度を示すグラフ１５である。図４は、図３のグラフ１５に対して高速フーリエ変換を行うことで得られるグラフ２０である。

図５は、本実施の形態による一定時間における脱酸素化血液色素濃度を示すグラフ２５である。図６は、図５のグラフ２５に対して高速フーリエ変換を行うことで得られるグラフ３０である。

図３及び図５に示すように、酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＯ及び脱酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＲは、時系列的に連続する画像における一定範囲内のＸＹＺ形式又はＬａｂ形式の表色の例えば平均値から、（２）式又は（３）式を用いて推定される。

画像における一定範囲とは、例えば人の顔における額部分とする。額部分を対象としているため、本実施の形態においては、色素濃度推定部７は、脳における酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＯ及び脱酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＲを推定する。

また図４及び図６に示すように、パワースペクトル密度の振動成分は、呼吸由来成分と心拍由来成分とに分けることができる。パワースペクトル密度において周波数が５Ｈｚ未満の帯域を呼吸由来帯域とし、呼吸由来帯域における振動成分を呼吸由来成分と呼ぶ。

図４や図６に示すようなパワースペクトル密度において周波数が０．７～４Ｈｚの帯域を心拍由来帯域とし、心拍由来帯域における振動成分を心拍由来成分と呼ぶ。なお呼吸由来帯域は、雑音の影響を除いた帯域である１Ｈｚ以下の帯域が特に好ましい。

脈拍数ＨＲは、図４、図６に図示した周波数ｆ_ｐＨｂＯ，ｆ_ｐＨｂＲを用いると、以下（６）式又は（７）式のようにあらわすことができる。

………（６）

………（７）

呼吸数ＢＲは、図４、図６に図示した周波数ｆ_ｂＨｂＯ，ｆ_ｂＨｂＲを用いると、以下（８）式又は（９）式のようにあらわすことができる。

………（８）

………（９）

次に図７を用いて、本実施の形態における生体情報算出方法について説明する。図７は、本実施の形態による生体情報算出処理の処理手順を示すフローチャートである。まず取得部５は、画像情報をＲＧＢ形式で取得する（Ｓ１）。

次に表色系変換部６は、取得した画像情報の表色をＲＧＢ形式からＸＹＺ形式又はＬａｂ形式へと変換式を用いて変換する（Ｓ２）。次に色素濃度推定部７は、ＸＹＺ形式又はＬａｂ形式の表色から酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＯ及び脱酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＲを、推定式を用いて推定する（Ｓ３）。

次に高速フーリエ変換部８は、酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＯ及び脱酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＲの少なくとも１つのパワースペクトル密度を算出する（Ｓ４）。次に生体情報抽出部９は、パワースペクトル密度のピークＰＳＤ_ＨｂＯ，ＰＳＤ_ＨｂＲから１又は複数の生体情報を抽出する、又は／及び、酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＯと酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＯ及び脱酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＲの和との比から生体情報を抽出する（Ｓ５）。

以上のように本実施の形態によれば、ＲＧＢ形式からＸＹＺ形式又はＬａｂ形式の表色系へと表色を変換し、ＸＹＺ形式又はＬａｂ形式の表色から色素濃度を推定し、色相濃度に対して高速フーリエ変換を行うことで、スマートフォンなどの一般的なカメラ機能に用いられる機器を流用し汎用的な構成で生体情報を算出することが可能となる。

また本実施の形態では、例えば経皮的動脈血酸素飽和度ＳｐＯ_２や組織酸素飽和度ＳｔＯ_２や呼吸数ＢＲといった複数の生体情報を算出することができる。複数の生体情報を参照することで、生体情報算出装置１の使用者は、病態を鑑別することが可能となる。

例えば具体的な病態として、脳などの臓器に低酸素状態がある場合には、呼吸数ＢＲが増え、経皮的動脈血酸素飽和度ＳｐＯ_２や組織酸素飽和度ＳｔＯ_２が低下する。またコロナウィルスに感染した場合、感染者が若年者の場合は経皮的動脈血酸素飽和度ＳｐＯ_２が低下する前に呼吸数ＢＲが増え、感染者が高齢者の場合は呼吸数が増える前に経皮的動脈血酸素飽和度ＳｐＯ_２が上昇する。

また低血圧性ショックの場合や交感神経活動が急激に上昇するような場合といった、末梢灌流が大きく低下するような場合には、経皮的動脈血酸素飽和度ＳｐＯ_２は測定不能又は不正確となるが、組織酸素飽和度ＳｔＯ_２は正確である。このため、生体情報のいずれかの値が測定不能などになった場合においても生体情報算出装置１の使用者は、病態を鑑別することが可能となる。

また本実施の形態においては、取得部５、表色系変換部６、色素濃度推定部７、高速フーリエ変換部８及び生体情報抽出部９は、プログラムとしたがこれに限らず論理回路でもよい。

また取得部５、表色系変換部６、色素濃度推定部７、高速フーリエ変換部８、生体情報抽出部９、変換係数テーブルＴＢ１、推定式係数テーブルＴＢ２及び関数係数テーブルＴＢ３は１つの装置に実装されておらず、ネットワークで接続された複数の装置に分散して実装されていてもよい。

本実施の形態においては、人の顔が画像として取得されるものとしたが、これに限らず、露出している肌を画像として取得してもよい。人の顔のほかに人の手のひらの画像が取得されてもよいし、同一人物における顔部及び手のひらの２つの画像が取得されてもよい。なお露出している肌の顔や手のひら以外の例として、手の甲や足なども挙げられる。

また対象は人に限らなくてもよいものとする。なお手のひらの画像が取得される場合は、生体情報算出装置１は、末梢組織の経皮的動脈血酸素飽和度ＳｐＯ_２及び組織酸素飽和度ＳｔＯ_２を算出する。

同一人物において複数個所の生体情報が算出される場合、例えば手のひらの画像情報を基に算出された経皮的動脈血酸素飽和度ＳｐＯ_２は通常時と同じ正常値であって、額の画像情報を基に算出された組織酸素飽和度ＳｔＯ_２が通常時と違う異常値であるような場合を鑑別することが可能となる。

同一人物においてある部分の経皮的動脈血酸素飽和度ＳｐＯ_２が正常値で、別の部分の組織酸素飽和度ＳｔＯ_２が異常値であるような場合、別の部分への血液循環の低下を鑑別することが可能となる。血液循環の低下の原因は、血管狭窄や血管閉塞や出血や圧迫障害などが考えられる。

本実施の形態においては、（２）式又は（３）式のように推定式の次数は１としたがこれに限らず、（１０）式又は（１１）式のように推定式は２次以上の多項式としてもよい。なお推定式の次数は３でもよいものとする。

……（１０）

……（１１）

２次以上の多項式とした場合においてもパラメータＮ_１０，Ｎ_１１，Ｎ_１２，Ｎ_１３，Ｎ_１４，Ｎ_１５，Ｎ_１６，Ｎ_１７，Ｎ_１８，Ｎ_１９，Ｎ_２０，Ｎ_２１，Ｎ_２２，Ｎ_２３，Ｎ_２４，Ｎ_２５，Ｎ_２６，Ｎ_２７，Ｎ_２８，Ｎ_２９，Ｎ_３０，Ｎ_３１，Ｎ_３２，Ｎ_３３，Ｎ_３４，Ｎ_３５，Ｎ_３６，Ｎ_３７，Ｎ_３８，Ｎ_３９，Ｎ_４０，Ｎ_４１，Ｎ_４２，Ｎ_４３，Ｎ_４４，Ｎ_４５，Ｎ_５０，Ｎ_５１，Ｎ_５２，Ｎ_５３，Ｎ_５４，Ｎ_５５，Ｎ_６０，Ｎ_６１，Ｎ_６２，Ｎ_６３，Ｎ_６４，Ｎ_６５は、光伝搬モンテカルロシミュレーションを利用して求められる。推定式の次数を高くすることでＸＹＺ形式又はＬａｂ形式の表色から酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＯ及び脱酸素化血液色素濃度Ｃ_ＨｂＲをより正確に推定することが可能となる。

本実施の形態においては、撮像装置１０は、スマートフォンに含まれる場合を例に挙げたが、これに限らず、ウェブカメラなどとしてもよい。なおウェブカメラにはリングＬＥＤなどが装着されていてもよいものとする。

本実施の形態においては、経皮的動脈血酸素飽和度ＳｐＯ_２を算出するフィッテイング関数は、例として（４）式のような指数関数を挙げたが、これに限らず、下記（１２）式のような２次関数であってもよい。

………（１２）
パラメータＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇは、予め測定したＳｐＯ_２とＰＳＤ_ＨｂＯ／ＰＳＤ_ＨｂＲとの組み合わせから決定されるものとする。

１……生体情報算出装置、２……中央演算装置、３……主記憶装置、４……補助記憶装置、５……取得部、６……表色系変換部、７……色素濃度推定部、８……高速フーリエ変換部、９……生体情報抽出部、１０……撮像装置。

生体である被測定対象の画像情報から被測定対象の１又は複数の生体情報を算出する生体情報算出装置であって、画像情報をＲＧＢ形式で取得する取得部と、取得した画像情報の表色をＲＧＢ形式からＸＹＺ形式又はＬａｂ形式へと変換する表色系変換部と、ＸＹＺ形式又はＬａｂ形式の表色から酸素化血液色素濃度及び脱酸素化血液色素濃度を推定する色素濃度推定部と、酸素化血液色素濃度及び脱酸素化血液色素濃度の少なくとも１つのパワースペクトル密度を算出する高速フーリエ変換部と、パワースペクトル密度のピークから１又は複数の生体情報を抽出する生体情報抽出部と、を備える生体情報算出装置を提供することを目的とする。

生体である被測定対象の画像情報から前記被測定対象の１又は複数の生体情報を算出する生体情報算出装置が行う生体情報算出方法であって、画像情報をＲＧＢ形式で取得する第１のステップと、取得した画像情報の表色をＲＧＢ形式からＸＹＺ形式又はＬａｂ形式へと変換する第２のステップと、ＸＹＺ形式又はＬａｂ形式の表色から酸素化血液色素濃度及び脱酸素化血液色素濃度を推定する第３のステップと、酸素化血液色素濃度及び脱酸素化血液色素濃度の少なくとも１つのパワースペクトル密度を算出する第４のステップと、パワースペクトル密度のピークから１又は複数の生体情報を抽出する第５のステップと、を備える生体情報算出方法を提供することを目的とする。

Claims

生体である被測定対象の画像情報から前記被測定対象の１又は複数の生体情報を算出する生体情報算出装置であって、
前記画像情報をＲＧＢ形式で取得する取得部と、
取得した前記画像情報の表色をＲＧＢ形式からＸＹＺ形式又はＬａｂ形式へと変換式を用いて変換する表色系変換部と、
前記ＸＹＺ形式又は前記Ｌａｂ形式の前記表色から酸素化血液色素濃度及び脱酸素化血液色素濃度を、推定式を用いて推定する色素濃度推定部と、
前記酸素化血液色素濃度及び前記脱酸素化血液色素濃度の少なくとも１つのパワースペクトル密度を算出する高速フーリエ変換部と、
前記パワースペクトル密度のピークから前記１又は複数の前記生体情報を抽出する、又は／及び、前記酸素化血液色素濃度と前記酸素化血液色素濃度及び前記脱酸素化血液色素濃度の和との比から前記生体情報を抽出する、生体情報抽出部と、
を備える生体情報算出装置。
前記生体情報は、経皮的動脈血酸素飽和度を含み、
前記経皮的動脈血酸素飽和度は、前記酸素化血液色素濃度の前記パワースペクトル密度における心拍由来の振動成分のピークと、前記脱酸素化血液色素濃度の前記パワースペクトル密度における心拍由来の振動成分のピークと、の比を所定の関数に入力することで出力として得られる、請求項１に記載の生体情報算出装置。
前記生体情報は、さらに脈拍数を含み、
前記脈拍数は、前記酸素化血液色素濃度又は前記脱酸素化血液色素濃度の前記パワースペクトル密度における心拍由来の振動成分がピークとなった際の周波数から算出される、請求項２に記載の生体情報算出装置。
前記生体情報は、さらに組織酸素飽和度を含み、
前記組織酸素飽和度は、前記酸素化血液色素濃度を前記酸素化血液色素濃度及び前記脱酸素化血液色素濃度の和で除することで算出される、請求項３に記載の生体情報算出装置。
前記生体情報は、さらに呼吸数を含み、
前記呼吸数は、前記酸素化血液色素濃度又は前記脱酸素化血液色素濃度の前記パワースペクトル密度における呼吸由来の振動成分がピークとなった際の周波数から算出される、
請求項４に記載の生体情報算出装置。
生体である被測定対象の画像情報から前記被測定対象の１又は複数の生体情報を算出する生体情報算出装置が行う生体情報算出方法であって、
前記画像情報をＲＧＢ形式で取得する第１のステップと、
取得した前記画像情報の表色をＲＧＢ形式からＸＹＺ形式又はＬａｂ形式へと変換式を用いて変換する第２のステップと、
前記ＸＹＺ形式又は前記Ｌａｂ形式の前記表色から酸素化血液色素濃度及び脱酸素化血液色素濃度を、推定式を用いて推定する第３のステップと、
前記酸素化血液色素濃度及び前記脱酸素化血液色素濃度の少なくとも１つのパワースペクトル密度を算出する第４のステップと、
前記パワースペクトル密度のピークから前記１又は複数の前記生体情報を抽出する、又は／及び、前記酸素化血液色素濃度と前記酸素化血液色素濃度及び前記脱酸素化血液色素濃度の和との比から前記生体情報を抽出する、第５のステップと、
を備える生体情報算出方法。