JP2023038657A - 生体情報測定装置、及び生体情報測定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】酸素循環時間を複数回測定するのに要する時間を短縮する。【解決手段】生体情報測定装置１０は、予め定めた複数回の酸素循環時間の測定を行う場合、直前の測定回における経過観察時間Ｔ３が終了する前に、酸素循環時間の被測定者に対して、次の測定回で酸素循環時間の測定を行うための準備行動である呼吸の停止を行うように通知し、直前の酸素循環時間の測定回と次の酸素循環時間の測定回が重複するように酸素循環時間の測定に関する制御を行う。【選択図】図１１

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、呼吸の停止期間を規定する規定時間に達した場合、呼吸停止中の被測定者に呼吸を再開するよう再開通知を通知する通知手段と、前記被測定者の呼吸の再開によって前記被測定者の体内に取り込まれた酸素が予め定められた部位に達するまでの時間を表す酸素循環時間を測定する測定手段と、を備えた生体情報測定装置が開示されている。

特開２０１９－１６６１４７号公報

これまで生体情報測定装置を用いて酸素循環時間を複数回測定する場合、予め定めた測定時間が終了するまで血中の酸素飽和度の変化を測定してから、次の測定を行っていた。したがって、酸素循環時間を３回測定するためには、［１回の酸素循環時間の測定に要する時間×３］の時間が必要であった。

本開示の技術は、酸素循環時間を複数回測定する場合において、予め定めた酸素循環時間の測定時間が終了してから、次の酸素循環時間の測定を開始する場合と比較して、酸素循環時間を複数回測定するのに要する時間を短縮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。

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、予め定めた複数回の酸素循環時間の測定を行う場合、直前の測定回における予め定めた酸素循環時間の測定期間が終了する前に、酸素循環時間の被測定者に対して、次の測定回で酸素循環時間の測定を行うための準備行動である呼吸の停止を行うように通知する。

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、呼吸を停止していた前記被測定者に呼吸の再開を指示してから、次の測定回で酸素循環時間の測定を行うために呼吸を再度停止するよう指示するまでの期間である呼吸調整時間を、前記被測定者における酸素循環時間の測定状況に応じて変動させる。

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、前記プロセッサは、前記被測定者における酸素循環時間の測定回が最終の測定回に近づくほど、前記呼吸調整時間が長くなるように前記呼吸調整時間を制御する。

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、前記プロセッサは、呼吸を停止していた前記被測定者に呼吸の再開を指示してから、前記被測定者の呼吸の再開に伴い、前記被測定者の血中の酸素飽和度が減少から増加に転じる変曲点が検出されるまでの期間を前記呼吸調整時間とする制御を行う。

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、前記プロセッサは、前記被測定者に対する最終の酸素循環時間の測定回では、前記変曲点が検出されるまで酸素循環時間の測定を終了しないように制御する。

第６態様に係る生体情報測定装置は、第１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、前記プロセッサは、前記被測定者における酸素循環時間の測定回が最終の測定回に近づくほど、前記被測定者に呼吸を停止するように指示してから呼吸の再開を指示するまでの期間である呼吸停止時間を短くするように前記呼吸停止時間を制御する。

第７態様に係る生体情報測定装置は、第１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、前記プロセッサは、前記被測定者の血中の酸素飽和度の最低値と、酸素循環時間の測定に必要となる酸素飽和度の最低値を規定した予め定めた酸素飽和度の基準値と、の差分に応じて、前記被測定者に呼吸を停止するように指示してから呼吸の再開を指示するまでの期間である呼吸停止時間を変動させる。

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、前記プロセッサは、前記最低値が前記基準値以下である場合、前記差分が大きくなるほど前記呼吸停止時間を短くし、前記最低値が前記基準値を超える場合、前記差分が大きくなるほど前記呼吸停止時間を長くする。

第９態様に係る生体情報測定プログラムは、コンピュータに、予め定めた複数回の酸素循環時間の測定を行う場合、直前の測定回における予め定めた酸素循環時間の測定期間が終了する前に、酸素循環時間の被測定者に対して、次の測定回で酸素循環時間の測定を行うための準備行動である呼吸の停止を行うように通知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９態様によれば、酸素循環時間を複数回測定する場合において、予め定めた酸素循環時間の測定時間が終了してから、次の酸素循環時間の測定を開始する場合と比較して、酸素循環時間を複数回測定するの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。

第２態様によれば、各々の測定回において共通の呼吸調整時間を用いる場合と比較して、酸素循環時間を複数回測定するの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。

第３態様によれば、酸素循環時間の測定に係る被測定者の負担を軽減することができる、という効果を有する。

第４態様によれば、被測定者の酸素飽和度の変化状態とは無関係に設定された呼吸調整時間を用いて酸素循環時間を測定する場合と比較して、被測定者の酸素飽和度の変化特性に応じた呼吸調整時間を被測定者毎に設定することができる、という効果を有する。

第５態様によれば、予め定められた酸素飽和度の経過観察時間の終了に伴い酸素飽和度の測定を終了する場合と比較して、最終の酸素循環時間の測定回における測定精度を高めることができる、という効果を有する。

第６態様によれば、各々の測定回において共通の呼吸停止時間を用いる場合と比較して、酸素循環時間の測定に係る被測定者の負担を軽減することができる、という効果を有する。

第７態様によれば、呼吸停止時間を変動させられる、という効果を有する。

第８態様によれば、呼吸停止時間を予め設定しておく場合と比較して、被測定者の負担を軽減させながら酸素循環時間の測定精度を高めることができる、という効果を有する。

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例を示すグラフである。 酸化ヘモグロビン及び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。 生体情報測定装置の構成例を示す図である。 発光素子及び受光素子の配置例を示す図である。 発光素子及び受光素子の他の配置例を示す図である。 血中の酸素飽和度の変化例を示す図である。 生体情報測定装置における電気系統の要部構成例を示す図である。 第１実施形態及び第２実施形態に係る生体情報測定処理の流れの一例を示す前半のフローチャートである。 第１実施形態に係る生体情報測定処理の流れの一例を示す後半のフローチャートである。 第１実施形態に係る生体情報測定処理を実行した場合における、被測定者の酸素飽和度の時間変化例を表すグラフである。 １回目のＬＦＣＴの測定と、２回目のＬＦＣＴの測定を重複して行わない場合における、被測定者の酸素飽和度の時間変化例を表すグラフである。 第２実施形態に係る生体情報測定処理の流れの一例を示す後半のフローチャートである。 最終のＬＦＣＴの測定回において、被測定者の酸素飽和度の変曲点が経過観察時間の経過前に検出された場合における被測定者の酸素飽和度の時間変化例を表すグラフである。 最終のＬＦＣＴの測定回において、被測定者の酸素飽和度の変曲点が経過観察時間の経過後に検出された場合における被測定者の酸素飽和度の時間変化例を表すグラフである。 酸素飽和度の変曲点と、酸素飽和度の基準値との関係例を表す図である。

以下、本実施形態について図面を参照しながら説明する。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号を付与し、重複する説明を省略する。

＜第１実施形態＞
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心不全の疑いがあり、心拍出量が基準値より増加すると例えば右心不全の疑いがあることが知られているなど、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、バルーンを膨張及び収縮させながら血中の酸素飽和度を測定し、測定した酸素飽和度から心拍出量を算出する方法が用いられる。ここで血中の酸素飽和度とは、血中の酸素濃度を示す指標の一例であり、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。血中の酸素飽和度も心拍出量と同じく生体情報の一例であり、被測定者が酸素を体内に取り込む力を示す指標として用いられる。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。

カテーテルを用いた酸素飽和度及び心拍出量の測定では、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外科的処置が必要となり、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酸素飽和度及び心拍出量を測定する方法が用いられる。なお、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指標である。

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)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。図２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。

更に、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す。

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、吸光量曲線９６が酸化ヘモグロビンにおける光の吸光量を表し、吸光量曲線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Ｓが算出される。なお、（２）においてｋは比例定数である。

（数２）

Ｓ＝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とを区別して説明する必要がある場合、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。

被測定者の心拍出量は、測定された酸素飽和度を用いて算出されるが、算出方法の詳細については後ほど説明する。

図４は、生体情報測定装置１０の構成例を示す図である。図４に示すように、生体情報測定装置１０は、光電センサ１１、脈波処理部１２、酸素飽和度測定部１３、酸素循環時間測定部１４、心拍出量測定部１５、タイマ部１６、及び通知部１７を含む。

光電センサ１１は、約８５０ｎｍの波長を中心波長とするＩＲ光を照射する発光素子１Ａ、約６６０ｎｍの波長を中心波長とする赤色光を照射する発光素子１Ｂ、及びＩＲ光及び赤色光を受光する受光素子３を備える。

図５に光電センサ１１における発光素子１Ａ、発光素子１Ｂ、及び受光素子３の配置例を示す。図５に示すように、発光素子１Ａ、発光素子１Ｂ、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の毛細血管６等で反射されたＩＲ光及び赤色光を受光する。

しかしながら、発光素子１Ａ、発光素子１Ｂ、及び受光素子３の配置は、図５の配置例に限定されない。例えば、図６に示すように、発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂと、受光素子３とをそれぞれ生体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ＩＲ光及び赤色光を受光する。

ここでは一例として、発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂは、例えばＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）のような面発光レーザ素子として説明するが、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１Ａ及び発光素子１ＢはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であってもよい。

光電センサ１１には、被測定者の体の部位に光電センサ１１を取り付けるための図示しないクリップが備えられており、ＩＲ光及び赤色光が光電センサ１１から外部に漏れないように、光電センサ１１は図示しないクリップによって被測定者の体表に接触するように取り付けられる。被測定者の生体８で反射又は透過したＩＲ光及び赤色光を受光素子３によってできるだけ正確に受光するためには、光電センサ１１を被測定者の体表に接触するように配置することが好ましいが、被測定者の生体８で反射したＩＲ光及び赤色光、又は被測定者の生体８を透過したＩＲ光及び赤色光が受光素子３で受光される範囲内で、光電センサ１１を体表から離した位置に取り付けてもよい。

光電センサ１１は、受光素子３で受光したＩＲ光及び赤色光のそれぞれの受光量を例えば電圧値に変換して脈波処理部１２に通知する。

発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂからは予め定めた光量が照射されているため、光電センサ１１で受光したＩＲ光及び赤色光のそれぞれの受光量から、生体８におけるＩＲ光及び赤色光の吸光量が得られる。

したがって、脈波処理部１２は、光電センサ１１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。脈波処理部１２は、受け付けたＩＲ光及び赤色光のそれぞれの受光量に対応する電圧値が、脈波信号の生成に適した予め定めた範囲に含まれるように電圧値を増幅する。そして、脈波処理部１２は、公知のフィルタ等を用いてノイズ成分を除去したそれぞれの脈波信号を生成する。脈波処理部１２は生成したそれぞれの脈波信号を、酸素飽和度測定部１３に通知する。

酸素飽和度測定部１３は、脈波処理部１２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１３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。その上で、酸素飽和度測定部１３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１４に通知する。

以降では一例として、酸素飽和度測定部１３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１３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１３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１４は、酸素飽和度測定部１３で測定される被測定者の酸素飽和度を参照することによって酸素飽和度の変曲点を検出し、酸素循環時間を測定する。

図７は、被測定者の特定の部位における酸素飽和度の変化例を示すグラフであり、横軸は時間を表し、縦軸は酸素飽和度を表している。

被測定者が時刻ｔ₁で呼吸を停止すると、被測定者における酸素飽和度が低下し始める。被測定者が呼吸を停止する呼吸停止期間の終了後（時刻ｔ₂）に被測定者が呼吸を再開しても、呼吸の再開により血中に取り込まれた酸素が肺から特定の部位まで到達するのには時間がかかるため、時刻ｔ₂の後も被測定者における酸素飽和度は低下する。そのうち、呼吸の再開により血中に取り込まれた酸素が肺から特定の部位まで到達するため、被測定者における酸素飽和度は増加に転じる。酸素飽和度が減少から増加に転じる箇所を「変曲点」といい、変曲点が現れた時刻を時刻ｔ₆₀とすれば、酸素循環時間は時刻ｔ₂と時刻ｔ₆₀の差分によって表される。

すなわち、酸素循環時間とは、肺から特定の部位まで酸素が運搬されるのに要する時間を表し、「酸素運搬時間」とも呼ばれる。

酸素飽和度の変化から測定される酸素循環時間は、呼吸停止期間のばらつきによって測定精度もばらつく傾向があるため、生体情報測定装置１０では、呼吸停止期間の長さを規定する呼吸停止時間Ｔ１が予め設定されている。

具体的には、被測定者の酸素飽和度が低下している途中で呼吸が再開されると、酸素飽和度が酸素循環時間の測定に必要な最低値まで下がり切らずに増加し始めてしまうことがある。酸素循環時間の測定に必要な最低値まで低下しなかった酸素飽和度の変化から酸素循環時間を測定した場合、酸素循環時間の測定に必要な最低値まで低下した酸素飽和度の変化から測定した酸素循環時間に比べて、酸素循環時間の測定精度が低下する。

したがって、呼吸停止時間Ｔ１は、できるだけ多くの被測定者において、被測定者が呼吸を停止することによって得られる酸素飽和度の最低値が、酸素循環時間の測定に必要となる酸素飽和度の最低値を下回るように設定される。

そのため、呼吸停止時間Ｔ１は、生体情報測定装置１０を用いた実機による実験等により予め規定される。

以降では、酸素循環時間の測定に必要となる酸素飽和度の最低値を「酸素飽和度の基準値Ｈ」という。酸素飽和度の基準値Ｈについても、生体情報測定装置１０を用いた実機による実験等により予め規定される。

なお、酸素飽和度の最低値が酸素飽和度の基準値Ｈを下回るとは、酸素飽和度の最低値が酸素飽和度の基準値Ｈ以下となることをいう。

酸素循環時間測定部１４は、酸素飽和度の変曲点を検出した時刻を時刻ｔ₆₀として記憶し、時刻ｔ₂と時刻ｔ₆₀の差分で表される時間を酸素循環時間として測定する。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な影響がない範囲で、酸素飽和度の変曲点から時間軸に沿って前後にずれた範囲に含まれる位置を検出する場合を含む。

酸素循環時間測定部１４は、測定した酸素循環時間を通知部１７及び心拍出量測定部１５に通知する。

なお、酸素循環時間の測定部位は、被測定者における光電センサ１１の取り付け位置によって決定されるが、本実施形態では一例として、光電センサ１１を被測定者の末梢部位に装着する。より具体的には指先に装着し、肺から指先まで酸素が運搬される場合の酸素循環時間を測定する。これは、他の部位に比べて肺からの距離が長くとれることにより酸素循環時間が長くなることから、他の部位に光電センサ１１を取り付けた場合と比較して、精度の高い酸素循環時間が得られるためである。なお、「末梢部位」とは、被測定者の体の首、肩、股関節よりも末梢側にある部位をいう。

したがって、肺から指先までの酸素循環時間を、特にＬＦＣＴ（Ｌｕｎｇ ｔｏ Ｆｉｎｇｅｒ Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ）ということがある。本実施の形態においても、光電センサ１１を被測定者の指先に取り付け、酸素循環時間測定部１４でＬＦＣＴを測定する例について説明するが、光電センサ１１の取り付け部位は指先に限られない。得られる酸素循環時間の測定誤差が予め定めた範囲内に含まれるような部位であれば、被測定者の何れの部位に光電センサ１１を取り付けてもよい。なお、「指先」とは被測定者の手の指先を指すが、足の指先に光電センサ１１を取り付けてもよい。

心拍出量測定部１５は酸素循環時間測定部１４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、例えばＬＦＣＴと心拍出量の関係を表す予め求められた演算式によって算出される。

なお、心拍出量測定部１５は心拍出量の他に、心拍出量に関する情報を測定してもよい。「心拍出量に関する情報」とは、心拍出量と相関関係が認められる情報であり、例えば心係数及び１回拍出量等が含まれる。

「心係数」とは、被測定者の体格差による心拍出量の違いを補正するため、被測定者の心拍出量を被測定者の体表面積で割った値である。また、「１回拍出量」とは、心臓が１回の収縮によって動脈４へ拍出する血液の量を示す値であり、心拍出量を被測定者の１分間の心拍数で割ることで求められる。

心拍出量測定部１５は、測定した心拍出量を通知部１７に通知する。なお、図４に示した生体情報測定装置１０は、心拍出量を測定するために心拍出量測定部１５を有しているが、生体情報測定装置１０にとって、心拍出量の測定は必須ではない。したがって、生体情報測定装置１０は心拍出量測定部１５を含まなくてもよい。

通知部１７は、呼吸の停止を開始するように被測定者に通知すると共に、タイマ部１６と連携して呼吸停止時間Ｔ１を計測し、呼吸停止時間Ｔ１の経過後、呼吸を再開するように被測定者に通知する。なお、タイマ部１６は、時間を計測するタイマを備え、始期及び終期が指定された区間の時間を計測する。

また、通知部１７は、同じ被測定者に対して酸素循環時間を複数回測定する場合、被測定者に呼吸の再開を通知してから、次の測定回で酸素循環時間の測定を行うために呼吸の停止を再度開始するように被測定者に通知する。

呼吸を停止していた被測定者に呼吸の再開を指示してから、次の測定回で酸素循環時間の測定を行うために呼吸を再度停止するよう指示するまでの期間は、次の酸素循環時間の測定に向けて被測定者が呼吸を整える期間となる。したがって、以降では、当該期間の長さを「呼吸調整時間Ｔ２」ということにする。

更に、通知部１７は、酸素循環時間測定部１４が測定した酸素循環時間、及び心拍出量測定部１５が測定した心拍出量を、被測定者及び被測定者を担当する医療従事者の少なくとも一方に通知する。

本実施形態に係る「通知」とは、生体情報測定装置１０による指示や生体情報測定装置１０によって得られた情報を、被測定者及び被測定者を担当する医療従事者の少なくとも一方に対して認識可能な状態にすることをいう。したがって、生体情報測定装置１０で被測定者に呼吸の再開や停止といった指示を通知する形態には、指示をディスプレイに表示するといった視覚を用いた通知、指示を音声で発するといった聴覚を用いた通知、及び指示を振動で伝達するといった被測定者への接触を用いた通知が含まれる。また、生体情報測定装置１０で測定した酸素循環時間及び心拍出量といった生体情報を通知する形態には、測定した生体情報をディスプレイに表示するといった視覚を用いた通知、測定した生体情報を音声で発するといった聴覚を用いた通知、測定した生体情報を被測定者及び被測定者を担当する医療従事者の少なくとも一方に読み取り権限が与えられている記憶装置に記憶するといった記憶装置を用いた通知、測定された生体情報を画像形成装置で用紙等の記録媒体に形成するといった記録媒体を用いた通知、及び測定された生体情報を通信回線経由で外部装置に送信するといった通信回線を用いた通知が含まれる。

上述した生体情報測定装置１０は、例えばコンピュータを用いて構成される。図８は、コンピュータ２０を用いて構成された生体情報測定装置１０における電気系統の要部構成例を示す図である。

コンピュータ２０は、本実施形態に係る脈波処理部１２、酸素飽和度測定部１３、酸素循環時間測定部１４、心拍出量測定部１５、タイマ部１６、及び通知部１７の各処理を担うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２３、不揮発性メモリ２４、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）２５を備える。そして、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、不揮発性メモリ２４、及びＩ／Ｏ２５がバス２６を介して各々接続されている。なお、コンピュータ２０で用いられるオペレーションシステムに制限はない。

不揮発性メモリ２４は、不揮発性メモリ２４に供給される電力が遮断されても記憶した情報を維持する記憶装置の一例であり、例えば半導体メモリが用いられるがハードディスクであってもよい。

Ｉ／Ｏ２５には、例えば光電センサ１１、入力ユニット２７、表示ユニット２８、及び通信ユニット２９が接続される。

光電センサ１１はＩ／Ｏ２５と有線又は無線によって接続される。なお、生体情報測定装置１０と光電センサ１１とが分離されるように、それぞれを別体として構成してもよく、生体情報測定装置１０と光電センサ１１とが一体化されるように、それぞれを同じ筺体に収容する構成としてもよい。

入力ユニット２７は、例えば生体情報測定装置１０のユーザの指示を受け付けてＣＰＵ２１に通知する入力装置である。入力ユニット２７には、例えばボタン、タッチパネル、キーボード、及びマウス等が含まれる。生体情報測定装置１０のユーザとは、例えば被測定者及び被測定者を担当する医療従事者が含まれる。

表示ユニット２８は、例えばＣＰＵ２１で処理された情報を生体情報測定装置１０のユーザに表示する表示装置である。表示ユニット２８には、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、及びプロジェクタ等の表示装置が用いられる。

なお、表示ユニット２８は必ずしも生体情報測定装置１０に必須のユニットではなく、ユーザへの指示及び生体情報の通知形態に応じたユニットがＩ／Ｏ２５に接続される。

例えば、生体情報測定装置１０からの指示及び測定した生体情報を生体情報測定装置１０のユーザに音声で通知する場合、スピーカーユニットをＩ／Ｏ２５に接続してもよい。また、生体情報測定装置１０からの指示を生体情報測定装置１０のユーザに体感を通じて通知する場合、振動ユニットをＩ／Ｏ２５に接続してもよい。

通信ユニット２９は、例えばインターネット等の通信回線と生体情報測定装置１０を接続する通信プロトコルを備え、通信回線に接続される他の外部装置と生体情報測定装置１０との間でデータ通信を行う。通信ユニット２９における通信回線への接続形態は有線であっても無線であってもよい。生体情報測定装置１０が通信回線に接続される他の外部装置とデータ通信を行う必要がなければ、Ｉ／Ｏ２５に通信ユニット２９を接続しなくてもよい。

なお、Ｉ／Ｏ２５に接続されるユニットは上述した例に限られず、例えば測定した生体情報を記録媒体に印字する印字ユニット等、他のユニットをＩ／Ｏ２５に接続してもよい。

次に、図９及び図１０を用いて、生体情報測定装置１０の動作について説明する。以降では、生体情報測定装置１０が入力ユニット２７を通じてユーザから測定開始の指示を受け付けた場合、酸素循環時間の一例であるＬＦＣＴを複数回に亘って測定する例について説明する。ＬＦＣＴの測定回数は生体情報測定装置１０の不揮発性メモリ２４に予め記憶されている。不揮発性メモリ２４に記憶されるＬＦＣＴの測定回数は、ユーザによって変更可能である。１回の測定開始の指示に対して生体情報測定装置１０が測定するＬＦＣＴの測定回数は２回以上であればよく、測定回数に制約はない。なお、ＬＦＣＴの測定回数は、ユーザが測定開始の指示を行う際に指定してもよい。

説明の便宜上、生体情報測定装置１０の不揮発性メモリ２４には、ＬＦＣＴの測定回数として“２回”が設定されているものとする。すなわち、生体情報測定装置１０は、１回の測定開始の指示に対してＬＦＣＴの測定を２回連続して行う。

また、図７を用いて説明したように、呼吸を停止していた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時間は、被測定者毎に異なる。したがって、生体情報測定装置１０では、被測定者が呼吸を再開してからいつまで酸素飽和度を測定し続けるのかを規定するための基準時間が設定されている。この基準時間を「経過観察時間Ｔ３」という。

経過観察時間Ｔ３は、他の被測定者に比べて酸素飽和度の変曲点が遅れて現れるような被測定者であってもＬＦＣＴの測定が行われるように、例えば平均的なＬＦＣＴよりも長く設定される。具体的には、経過観察時間Ｔ３は、生体情報測定装置１０を用いた実機による実験等により予め規定される。経過観察時間Ｔ３は、本実施形態に係る「酸素循環時間の測定期間」の一例である。

生体情報測定装置１０の不揮発性メモリ２４には、経過観察時間Ｔ３の他、それぞれ予め定められた呼吸停止時間Ｔ１及び呼吸調整時間Ｔ２が記憶される。

一例として呼吸停止時間Ｔ１、呼吸調整時間Ｔ２、及び経過観察時間Ｔ３の間には次のような関係が存在する。

関係１：呼吸調整時間Ｔ２＜経過観察時間Ｔ３
関係２：（呼吸停止時間Ｔ１＋呼吸調整時間Ｔ２）＞経過観察時間Ｔ３

図９及び図１０は、被測定者の指先に光電センサ１１が取り付けられた状態で、ユーザから入力ユニット２７を通じて測定開始の指示を受け付けた場合に、ＣＰＵ２１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ＲＯＭ２２に予め記憶されている。生体情報測定装置１０のＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２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。

生体情報測定装置１０は測定開始の指示を受け付けると酸素飽和度の測定を開始し、測定した酸素飽和度を、例えばＲＡＭ２３に記憶する。

なお、図１１は、生体情報測定処理によって得られる被測定者の酸素飽和度の時間変化例を表すグラフである。以降では、図１１のグラフを参照しながら、生体情報測定処理の流れについて説明する。図１１のグラフでは、生体情報測定装置１０は、時刻ｔ₀にユーザから入力ユニット２７を通じて測定開始の指示を受け付けている。

まず、図９のステップＳ１０において、ＣＰＵ２１は、１回目のＬＦＣＴの測定を行うための準備行動として、被測定者に対して呼吸を停止するように通知する。図１１のグラフでは、時刻ｔ₁にＣＰＵ２１が被測定者に対して呼吸を停止するように通知している。すなわち、時刻ｔ₁に１回目のＬＦＣＴの測定が開始される。

被測定者に呼吸を停止するように通知したことから、ステップＳ２０において、ＣＰＵ２１は、タイマＴＭ１を起動する。タイマＴＭ１は、呼吸停止時間Ｔ１を計測するためのタイマである。ＣＰＵ２１は、例えばＣＰＵ２１に内蔵されるタイマ機能を用いてタイマＴＭ１を起動する。ＣＰＵ２１にタイマ機能が内蔵されていない場合、ＣＰＵ２１は、例えばＩ／Ｏ２５に接続されたタイマユニット（図示省略）を用いてタイマＴＭ１の起動を行えばよい。

ステップＳ３０において、ＣＰＵ２１は、タイマＴＭ１が呼吸停止時間Ｔ１に達したか否かを判定する。タイマＴＭ１が呼吸停止時間Ｔ１に達していない場合、ＣＰＵ２１は、タイマＴＭ１が呼吸停止時間Ｔ１に達するまでステップＳ３０の判定処理を繰り返し実行する。被測定者は、タイマＴＭ１が呼吸停止時間Ｔ１に達するまで呼吸を停止しているため、図１１のグラフに示すように時刻ｔ₁以降、被測定者の酸素飽和度が低下する。
なお、肺から指先までは距離があるため、指先に装着した光電センサ１１によって、被測定者が呼吸を停止したことによる酸素飽和度の低下を検出するまでは時間がかかる。したがって、時刻ｔ₁後も呼吸停止前と同じ酸素飽和度を示すが、その後、時刻ｔ₂にかけて酸素飽和度が低下していく。

図９のステップＳ３０の判定処理で、タイマＴＭ１が呼吸停止時間Ｔ１に達したと判定された場合にはステップＳ４０に移行する。

ステップＳ４０において、ＣＰＵ２１は、タイマＴＭ１を停止する。タイマＴＭ１を「停止する」とは、タイマＴＭ１による時間の計測を中止し、タイマＴＭ１の値を“０”に設定することをいう。換言すれば、タイマＴＭ１を停止するとは、タイマＴＭ１をリセットすることと同値である。

ステップＳ５０において、ＣＰＵ２１は、被測定者に対して呼吸を再開するように通知する。図１１のグラフでは、時刻ｔ₁から呼吸停止時間Ｔ１が経過した時刻ｔ₂に、ＣＰＵ２１が被測定者に対して呼吸を再開するように通知している。これにより、被測定者は停止していた呼吸を再開する。すなわち、被測定者は、呼吸停止時間Ｔ１に亘って呼吸を停止することになる。

既に説明したように、肺から指先までは距離があるため、被測定者が時刻ｔ₂に呼吸を再開したとしても、指先に装着した光電センサ１１によって、被測定者が呼吸を再開したことによる酸素飽和度の増加を検出するまでは時間がかかる。したがって、時刻ｔ₂経過後も酸素飽和度が低下する。

被測定者が呼吸を再開したことにより、ステップＳ６０において、ＣＰＵ２１は、１回目の酸素飽和度の経過観察を開始する。「酸素飽和度の経過観察を開始する」とは、ＣＰＵ２１が被測定者の呼吸の再開時刻（この場合、時刻ｔ₂）と被測定者が呼吸の再開した時刻ｔ₂において測定された酸素飽和度を対応付けた上で、ＬＦＣＴの測定に用いられる酸素飽和度の変化を検出する状態をいう。

そのため、ステップＳ７０において、ＣＰＵ２１は、タイマＴＭ２及びタイマＴＭ３を起動する。タイマＴＭ２は、呼吸調整時間Ｔ２を計測するためのタイマである。タイマＴＭ３は、経過観察時間Ｔ３を計測するためのタイマである。すなわち、時刻ｔ₂から経過観察時間Ｔ３が経過するまでの間、ＣＰＵ２１は、酸素飽和度の測定を継続する。

一方で、呼吸を再開した被測定者は、２回目のＬＦＣＴの測定に向けて呼吸を整えることになる。

ステップＳ８０において、ＣＰＵ２１は、ステップＳ７０で起動したタイマＴＭ２が呼吸調整時間Ｔ２に達したか否かを判定する。タイマＴＭ２が呼吸調整時間Ｔ２に達していない場合、ＣＰＵ２１は、タイマＴＭ２が呼吸調整時間Ｔ２に達するまでステップＳ８０の判定処理を繰り返し実行する。

ステップＳ８０の判定処理で、タイマＴＭ２が呼吸調整時間Ｔ２に達したと判定された場合にはステップＳ９０に移行し、ステップＳ９０において、ＣＰＵ２１は、タイマＴＭ２を停止する。

ステップＳ１００において、ＣＰＵ２１は、２回目のＬＦＣＴの測定を行うための準備行動として、被測定者に対して呼吸を停止するように通知する。図１１のグラフでは、時刻ｔ₃にＣＰＵ２１が被測定者に対して呼吸を停止するように通知している。すなわち、時刻ｔ₃に２回目のＬＦＣＴの測定が開始される。

被測定者に呼吸を停止するように通知したことから、ステップＳ１１０において、ＣＰＵ２１は、タイマＴＭ１を起動する。

既に説明したように、「呼吸調整時間Ｔ２＜経過観察時間Ｔ３」の関係があるため、時刻ｔ₃以降も１回目のＬＦＣＴの測定は継続状態にある。すなわち、ＣＰＵ２１は、２回目のＬＦＣＴの測定を行うために被測定者が呼吸を停止した時刻ｔ₃以後も、１回目のＬＦＣＴの測定を重複して実行する。したがって、２回目のＬＦＣＴの測定を開始したとしても、酸素飽和度の変曲点が呼吸調整時間Ｔ２経過後に現れるような被測定者のＬＦＣＴを測定することができる。

ステップＳ１２０において、ＣＰＵ２１は、ステップＳ７０で起動したタイマＴＭ３が経過観察時間Ｔ３に達したか否かを判定する。タイマＴＭ３が経過観察時間Ｔ３に達していない場合、１回目のＬＦＣＴの測定を継続するためステップＳ１６０に移行する。

ステップＳ１６０において、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１１０で起動したタイマＴＭ１が呼吸停止時間Ｔ１に達したか否かを判定する。タイマＴＭ１が呼吸停止時間Ｔ１に達していない場合には、ステップＳ１２０に移行する。すなわち、ＣＰＵ２１は、タイマＴＭ３が経過観察時間Ｔ３に達するまで、ステップＳ１２０の判定処理とステップＳ１６０の判定処理を交互に実行する。

ステップＳ１２０の判定処理で、タイマＴＭ３が経過観察時間Ｔ３に達したと判定された場合にはステップＳ１３０に移行する。図１１のグラフでは、時刻ｔ₄にタイマＴＭ３が経過観察時間Ｔ３に達している。

時刻ｔ₄に１回目の酸素飽和度の経過観察が終了したことにより、１回目のＬＦＣＴの測定も終了する。したがって、ステップＳ１３０において、ＣＰＵ２１は、タイマＴＭ３を停止する。

ステップＳ１４０において、ＣＰＵ２１は、経過観察時間Ｔ３に亘って測定した酸素飽和度を時系列に沿ってＲＡＭ２３から取得し、酸素飽和度の変曲点を検出する。その上で、ＣＰＵ２１は、被測定者が呼吸を再開した時刻ｔ₂から酸素飽和度の変曲点が表された時刻までの時間を測定して、１回目のＬＦＣＴの測定結果とする。

ステップＳ１５０において、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１４０で測定した１回目のＬＦＣＴの測定結果を、例えば表示ユニット２８に表示してユーザに通知する。その後、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１６０に移行して、タイマＴＭ１が呼吸停止時間Ｔ１に達したか否かを判定する。

ステップＳ１６０の判定処理で、タイマＴＭ１が呼吸停止時間Ｔ１に達したと判定された場合には図１０のステップＳ１７０に移行する。

呼吸停止時間Ｔ１の計測が終了したことから、ステップＳ１７０において、ＣＰＵ２１は、タイマＴＭ１を停止する。

ステップＳ１８０において、ＣＰＵ２１は、被測定者に対して呼吸を再開するように通知する。図１１のグラフでは、時刻ｔ₃から呼吸停止時間Ｔ１が経過した時刻ｔ₅に、ＣＰＵ２１が被測定者に対して呼吸を再開するように通知している。これにより、被測定者は停止していた呼吸を再開する。

被測定者が呼吸を再開したことにより、ステップＳ１９０において、ＣＰＵ２１は、２回目の酸素飽和度の経過観察を開始する。そのため、ステップＳ２００において、ＣＰＵ２１は、タイマＴＭ３を起動する。なお、１回目の酸素飽和度の経過観察では、図９のステップＳ７０において、ＣＰＵ２１は、タイマＴＭ３に加えてタイマＴＭ２も起動した。しかしながら、２回目の酸素飽和度の経過観察は、これが最終の酸素飽和度の経過観察となるため、被測定者が次のＬＦＣＴの測定に備えて呼吸を整える必要がない。したがって、ＣＰＵ２１は、タイマＴＭ２を起動しなくてよい。

ステップＳ２１０において、ＣＰＵ２１は、ステップＳ２００で起動したタイマＴＭ３が経過観察時間Ｔ３に達したか否かを判定する。タイマＴＭ３が経過観察時間Ｔ３に達していない場合、ステップＳ２１０の判定処理を繰り返し実行する。

一方、ステップＳ２１０の判定処理で、タイマＴＭ３が経過観察時間Ｔ３に達したと判定された場合にはステップＳ２２０に移行する。図１１のグラフでは、時刻ｔ₆にタイマＴＭ３が経過観察時間Ｔ３に達している。

時刻ｔ₆に２回目の酸素飽和度の経過観察が終了したことにより、２回目のＬＦＣＴの測定も終了する。したがって、ステップＳ２２０において、ＣＰＵ２１は、タイマＴＭ３を停止する。

ステップＳ２３０において、ＣＰＵ２１は、時刻ｔ₅から時刻ｔ₆までの経過観察時間Ｔ３に亘って測定した酸素飽和度を時系列に沿ってＲＡＭ２３から取得し、酸素飽和度の変曲点を検出する。その上で、ＣＰＵ２１は、被測定者が呼吸を再開した時刻ｔ₅から酸素飽和度の変曲点が現れた時刻までの時間を測定して、２回目のＬＦＣＴの測定結果とする。

ステップＳ２４０において、ＣＰＵ２１は、ステップＳ２３０で測定した２回目のＬＦＣＴの測定結果を、例えば表示ユニット２８に表示してユーザに通知する。

ステップＳ２５０において、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１４０で取得した１回目のＬＦＣＴ、及びステップＳ２３０で測定した２回目のＬＦＣＴを、例えばＬＦＣＴと心拍出量の関係を表す予め求められた演算式に代入して、各々の測定回における心拍出量を測定する。

なお、ＣＰＵ２１は、被測定者のＬＦＣＴを測定したとしても、被測定者の心拍出量も一緒に測定する必要はない。したがって、ＣＰＵ２１は、ステップＳ２５０の処理を実行しなくてもよい。

以上により、ＣＰＵ２１は、図９及び図１０に示した生体情報測定処理を終了する。

このように、生体情報測定装置１０は、１回の測定開始の指示に対して、被測定者のＬＦＣＴの測定を複数回行う場合、直前の測定回における酸素飽和度の経過観察時間Ｔ３が終了する前に、次のＬＦＣＴの測定の準備を行うため、被測定者に対して呼吸の停止を行うように通知する。

一方、図１２は、１回目のＬＦＣＴの測定における酸素飽和度の経過観察時間Ｔ３が終了した後に、２回目のＬＦＣＴの測定の準備を行うため、被測定者に対して呼吸の停止を行うように通知した場合における被測定者の酸素飽和度の時間変化例を表すグラフである。

図１２に示すグラフでは、時刻ｔ₂から時刻ｔ₃までの１回目の経過観察時間Ｔ３と、時刻ｔ₃から時刻ｔ₅までの２回目の呼吸停止時間Ｔ１とが重複しない。したがって、図１２に示した２回目のＬＦＣＴの測定終了に対応する時刻ｔ₆は、図１１に示した２回目のＬＦＣＴの測定終了に対応する時刻ｔ₆よりも、図１１の（ｔ₄－ｔ₃）の時間だけ長くなる。すなわち、本実施形態に係る生体情報測定装置１０は、直前のＬＦＣＴの測定が終了してから次のＬＦＣＴの測定を開始する場合と比較して、ＬＦＣＴを複数回測定するのに要する時間を短縮することができる。また、ＬＦＣＴの測定に要する時間の短縮に伴い、心拍出量といったＬＦＣＴから算出される生体情報の測定に要する時間も短縮されることになる。

なお、図９及び図１０に示した生体情報測定処理では、ＬＦＣＴの測定回毎にＬＦＣＴを通知する例について説明したが、規定された回数のＬＦＣＴの測定が終了してから、各々の測定回において測定したＬＦＣＴをまとめて通知してもよい。具体的には、図９のステップＳ１５０で１回目の測定に対するＬＦＣＴを通知するのではなく、図１０のステップＳ２４０で１回目の測定に対するＬＦＣＴと２回目の測定に対するＬＦＣＴをまとめて通知してもよい。

また、生体情報測定装置１０は、ＬＦＣＴの測定回毎にＬＦＣＴを測定しなくてもよい。具体的には、生体情報測定装置１０は、図９及び図１０に示した生体情報測定処理のステップＳ１４０、Ｓ１５０、Ｓ２３０、Ｓ２４０、及びＳ２５０の各処理を実行することなく、時系列に沿った酸素飽和度の変化のみを不揮発性メモリ２４に記憶する。その上で、生体情報測定装置１０は、生体情報測定処理が終了した後、ユーザからの指示に応じて不揮発性メモリ２４から酸素飽和度を取得し、各々の測定回におけるＬＦＣＴを測定すればよい。測定開始後の酸素飽和度を時系列に沿って不揮発性メモリ２４に記憶することで、生体情報測定装置１０は、後からいつでも測定した酸素飽和度を取得することができるため、ユーザが指示したタイミングで各々の測定回におけるＬＦＣＴを測定することができる。こうしたＬＦＣＴの測定方法は、例えば被測定者が自宅で酸素飽和度を測定し、医療従事者が後から病院で被測定者の酸素飽和度及びＬＦＣＴを確認するような使い方に適用される。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、経過観察時間Ｔ３を固定値とした。しかしながら、被測定者のＬＦＣＴを測定するためには、被測定者が呼吸を再開してから酸素飽和度の変曲点が検出されるまで酸素飽和度の測定を行えばよい。

したがって、第２実施形態では、最終のＬＦＣＴの測定回における酸素飽和度の変曲点の検出状況に応じて経過観察時間Ｔ３を可変する制御を行う生体情報測定装置１０について説明する。

図１３は、図９に示した第１実施形態に係る生体情報測定処理に引き続いて、ＣＰＵ２１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。

生体情報測定装置１０は測定開始の指示を受け付けると酸素飽和度の測定を開始し、測定した酸素飽和度を、例えばＲＡＭ２３に記憶する。

なお、第２実施形態に係る生体情報測定装置１０も第１実施形態に係る生体情報測定装置１０と同じく、１回の測定開始の指示に対してＬＦＣＴの測定を２回連続して行うものとする。

図９に示した生体情報測定処理のステップＳ１６０において、被測定者の２回目の呼吸の停止と共に起動したタイマＴＭ１が呼吸停止時間Ｔ１に達したと判定された場合には図１３のステップＳ３００に移行する。

２回目の呼吸停止時間Ｔ１の計測が終了したことから、ステップＳ３００において、ＣＰＵ２１は、タイマＴＭ１を停止する。

ステップＳ３１０において、ＣＰＵ２１は、被測定者に対して呼吸を再開するように通知する。これにより、被測定者は停止していた呼吸を再開する。

被測定者が呼吸を再開したことにより、ステップＳ３２０において、ＣＰＵ２１は、２回目、すなわち、最終のＬＦＣＴの測定回における酸素飽和度の経過観察を開始する。

ステップＳ３３０において、ＣＰＵ２１は、経過観察中における酸素飽和度の変化を取得し、被測定者における酸素飽和度の変曲点を検出したか否かを判定する。酸素飽和度の変曲点が検出されていない場合には、酸素飽和度の変曲点を検出するまでステップＳ３３０の判定処理を繰り返し実行する。一方、酸素飽和度の変曲点を検出した場合にはステップＳ３４０に移行する。

ステップＳ３４０において、ＣＰＵ２１は、被測定者が呼吸を再開した時刻ｔ₅から酸素飽和度の変曲点が現れた時刻ｔ₆₀までの時間を測定して、２回目のＬＦＣＴの測定結果とする。

ステップＳ３５０において、ＣＰＵ２１は、ステップＳ３４０で測定した２回目のＬＦＣＴの測定結果を、例えば表示ユニット２８に表示してユーザに通知する。

ステップＳ３６０において、ＣＰＵ２１は、図９のステップＳ１４０で取得した１回目のＬＦＣＴ、及びステップＳ３４０で測定した２回目のＬＦＣＴを、例えばＬＦＣＴと心拍出量の関係を表す予め求められた演算式に代入して、各々の測定回における心拍出量を測定する。

以上により、ＣＰＵ２１は、図９及び図１３に示した第２実施形態に係る生体情報測定処理を終了する。

すなわち、第２実施形態に係る生体情報測定装置１０のＣＰＵ２１は、最終のＬＦＣＴの測定回において、被測定者が呼吸を再開してから酸素飽和度の変曲点が検出されるまでの期間を経過観察時間Ｔ３とする制御を行う。

図１４は、最終のＬＦＣＴの測定において、被測定者の酸素飽和度の変曲点が、被測定者が呼吸を再開した時刻ｔ₅から予め定められた経過観察時間Ｔ３、すなわち、変更前の経過観察時間Ｔ３が経過する前までに検出された場合における被測定者の酸素飽和度の時間変化例を表すグラフである。

図１４に示すように、酸素飽和度の変曲点が現れた時刻ｔ₆₀が、時刻ｔ₅から変更前の経過観察時間Ｔ３が経過した時刻ｔ₆より前である場合、経過観察時間Ｔ３は時刻ｔ₅から時刻ｔ₆₀までの期間に短縮される。図１４に示す例では、短縮後の経過観察時間Ｔ３をハッチングで表している。

すなわち、第２実施形態に係る生体情報測定装置１０は、変更前の予め定めた経過観察時間Ｔ３が経過してから２回目のＬＦＣＴの測定を終了する場合に比べて、ユーザから測定開始の指示を受け付けてから最終のＬＦＣＴの測定回が終了するまでに要する時間を短縮することができる。

一方、図１５は、２回目のＬＦＣＴの測定において、被測定者の酸素飽和度の変曲点が、被測定者が呼吸を再開した時刻ｔ₅から変更前の経過観察時間Ｔ３が経過した後に検出された場合における被測定者の酸素飽和度の時間変化例を表すグラフである。

図１５に示すように、酸素飽和度の変曲点が現れた時刻ｔ₆₀が、時刻ｔ₅から変更前の経過観察時間Ｔ３が経過した時刻ｔ₆より後ろである場合、経過観察時間Ｔ３は時刻ｔ₅から時刻ｔ₆₀までの期間に延長される。図１５に示す例では、延長後の経過観察時間Ｔ３をハッチングで表している。

呼吸を繰り返し停止すると、前半のＬＦＣＴの測定回よりも後半のＬＦＣＴの測定回の方が酸素飽和度の変曲点が遅れて現れることがある。

すなわち、第２実施形態に係る生体情報測定装置１０は、最終のＬＦＣＴの測定において、酸素飽和度の変曲点が、変更前の経過観察時間Ｔ３の経過後に現れたとしても、ＬＦＣＴの測定を途中で打ち切らなくても済む。したがって、経過観察時間Ｔ３の長さを調整しない場合に比べて、被測定者のＬＦＣＴを精度よく測定することができる。

なお、第２実施形態では、最終のＬＦＣＴの測定回に、被測定者が呼吸を再開してから酸素飽和度の変曲点を検出するまでの期間を経過観察時間Ｔ３とする制御例について説明した。生体情報測定装置１０のＣＰＵ２１は、このように経過観察時間Ｔ３を酸素飽和度の変曲点の検出にあわせて可変する制御を、最終のＬＦＣＴの測定回とは異なる他のＬＦＣＴの測定回にも適用してもよい。この場合、ユーザは酸素飽和度の変曲点の検出にあわせて経過観察時間Ｔ３を可変する測定回を設定してもよい。

＜変形例＞
第１実施形態及び第２実施形態に対する各種変形例について説明する。

生体情報測定装置１０のＣＰＵ２１は、呼吸調整時間Ｔ２を固定値とするのではなく、被測定者におけるＬＦＣＴの測定状況に応じて呼吸調整時間Ｔ２を変動させてもよい。

例えば、被測定者が呼吸を繰り返し停止した場合、各々の呼吸停止の時間が同じであったとしても、後になるほど呼吸を停止するのが苦しくなる傾向が見られる。したがって、ＣＰＵ２１は、同じ被測定者に対するＬＦＣＴの測定回が最終の測定回に近づくほど、呼吸調整時間Ｔ２が長くなるように調整する制御を行ってもよい。

被測定者における呼吸の苦しさが増すほど、固定された呼吸調整時間Ｔ２の終了時の酸素飽和度、すなわち、呼吸停止前の酸素飽和度が低下することがある。したがって、ＣＰＵ２１は、ＬＦＣＴの測定回毎に、直前のＬＦＣＴの測定回における呼吸停止前の酸素飽和度の低下率を用いて、呼吸調整時間Ｔ２の延長率を設定してもよい。例えばＣＰＵ２１は、直前のＬＦＣＴの測定回における呼吸停止前の酸素飽和度の低下率を、次のＬＦＣＴの測定回における呼吸調整時間Ｔ２の延長率としてもよい。

なお、ＣＰＵ２１は、ＬＦＣＴの各測定回における呼吸調整時間Ｔ２を直前のＬＦＣＴの測定回における呼吸調整時間Ｔ２よりも長くする必要はない。例えば、予め定めた途中のＬＦＣＴの測定回（「途中測定回」という）に達するまでの各測定回における呼吸調整時間Ｔ２は同じにして、途中測定回を超えた後のＬＦＣＴの各測定回における呼吸調整時間Ｔ２を、途中測定回以前のＬＦＣＴの各測定回における呼吸調整時間Ｔ２よりも長くするようにしてもよい。

また、ＣＰＵ２１は、呼吸停止時間Ｔ１を固定値とするのではなく、被測定者におけるＬＦＣＴの測定状況に応じて呼吸停止時間Ｔ１を変動させてもよい。

既に説明したように、被測定者は、最終のＬＦＣＴの測定回に近づくほど呼吸を停止するのが苦しくなる傾向が見られる。これに対して、上記の例では呼吸調整時間Ｔ２の長さを調整したが、ＣＰＵ２１は、同じ被測定者に対するＬＦＣＴの測定回が最終の測定回に近づくほど、呼吸停止時間Ｔ１を短くするように調整する制御を行ってもよい。

この場合、ＣＰＵ２１は、ＬＦＣＴの測定回毎に、直前のＬＦＣＴの測定回における平時の酸素飽和度の低下率を用いて、呼吸停止時間Ｔ１の短縮率を設定してもよい。例えばＣＰＵ２１は、直前のＬＦＣＴの測定回における呼吸停止前の酸素飽和度の低下率を、次のＬＦＣＴの測定回における呼吸停止時間Ｔ１の短縮率としてもよい。

なお、呼吸を停止していた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時間に個人差があることを既に説明したが、変曲点における酸素飽和度の値にも個人差があり、ばらつきが生じる。したがって、呼吸停止時間Ｔ１は、できるだけ多くの被測定者において、酸素飽和度の変曲点における値が酸素飽和度の基準値Ｈを下回るような長さに設定されている。

しかしながら、被測定者の中には、例えば体調の変化により、酸素飽和度の変曲点における値が酸素飽和度の基準値Ｈを下回らないような被測定者も存在する。こうした被測定者に対して測定したＬＦＣＴの精度は、酸素飽和度の変曲点における値が酸素飽和度の基準値Ｈを下回った状態で測定したＬＦＣＴの精度よりも低下することがある。

一方、被測定者の中には、酸素飽和度の変曲点における値が酸素飽和度の基準値Ｈを必要以上に下回るような被測定者も存在する。こうした被測定者に対して測定したＬＦＣＴの精度は、酸素飽和度の変曲点における値が酸素飽和度の基準値Ｈと同じになった状態で測定したＬＦＣＴの精度と変わらないことがある。

こうした、酸素飽和度の変曲点における値は、呼吸の停止時間の長さによって変動する。したがって、ＣＰＵ２１は、被測定者の酸素飽和度の最低値、すなわち、酸素飽和度の変曲点における値と、酸素飽和度の基準値Ｈとの差分に応じて、呼吸停止時間Ｔ１を変動させる制御を行ってもよい。

図１６は、酸素飽和度の変曲点における値と、酸素飽和度の基準値Ｈとの差分の一例を示す図である。図１６における酸素飽和度曲線３０は、酸素飽和度の変曲点における値が酸素飽和度の基準値Ｈを下回っていない例を示しており、酸素飽和度曲線３２は、酸素飽和度の変曲点における値が酸素飽和度の基準値Ｈを下回っている例を示している。また、差分ｅ１は、酸素飽和度曲線３０における変曲点と、酸素飽和度の基準値Ｈとの差分を表し、差分ｅ２は、酸素飽和度曲線３２における変曲点と、酸素飽和度の基準値Ｈとの差分を表している。

ＣＰＵ２１は、酸素飽和度曲線３０のように、酸素飽和度の変曲点における値が酸素飽和度の基準値Ｈを下回らない被測定者に対しては、酸素飽和度の変曲点における値と、酸素飽和度の基準値Ｈとの差分が大きくなるほど、酸素飽和度の変曲点が酸素飽和度の基準値Ｈを下回るように、呼吸停止時間Ｔ１を予め設定されていた呼吸停止時間Ｔ１より長くする。呼吸停止時間Ｔ１を予め設定されていた呼吸停止時間Ｔ１より長くすることで、呼吸停止時間Ｔ１の延長前に比べてＬＦＣＴの測定精度が向上する。

また、ＣＰＵ２１は、酸素飽和度曲線３２のように、酸素飽和度の変曲点における値が酸素飽和度の基準値Ｈを必要以上に下回る被測定者に対しては、酸素飽和度の変曲点における値と、酸素飽和度の基準値Ｈとの差分が大きくなるほど、酸素飽和度の変曲点が酸素飽和度の基準値Ｈを下回り、かつ、酸素飽和度の変曲点が酸素飽和度の基準値Ｈに近づくように、呼吸停止時間Ｔ１を、予め設定されていた呼吸停止時間Ｔ１より短くする。呼吸停止時間Ｔ１を予め設定されていた呼吸停止時間Ｔ１より短くすることで、ＬＦＣＴの測定精度を維持したまま、呼吸停止時間Ｔ１の短縮前に比べてＬＦＣＴの測定に要する時間が短縮されることになる。

以上、実施形態を用いて生体情報測定装置１０の一態様について説明したが、開示した生体情報測定装置１０の形態は一例であり、生体情報測定装置１０の形態は実施形態に記載の範囲に限定されない。本開示の要旨を逸脱しない範囲で実施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開示の技術的範囲に含まれる。例えば、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、第１実施形態及び第２実施形態に示した生体情報測定処理の順序を変更してもよい。

また、上記の実施形態では、一例として生体情報測定処理をソフトウエアで実現する形態について説明した。しかしながら、図９及び図１０、並びに、図９及び図１３に示した生体情報測定処理と同等の処理をハードウエ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エアで実現した場合と比較して処理の高速化が図られる。

上記の実施形態において、プロセッサとは広義的なプロセッサを指し、汎用的なプロセッサ（例えばＣＰＵ２１）や、専用のプロセッサ（例えば ＧＰＵ：Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ、プログラマブル論理デバイス、等）を含むものである。

また、上記の実施形態におけるプロセッサの動作は、１つのプロセッサによって成すのみでなく、物理的に離れた位置に存在する複数のプロセッサが協働して成すものであってもよい。また、プロセッサの各動作の順序は上記の実施形態において記載した順序のみに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。

上記の実施形態では、ＲＯＭ２２に生体情報測定プログラムが記憶されている例について説明したが、生体情報測定プログラムの記憶先はＲＯＭ２２に限定されない。本開示の生体情報測定プログラムは、コンピュータ２０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－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）のような光ディスクに記録した形態で提供してもよい。また、生体情報測定プログラムを、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ及びメモリカードのような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。

ＲＯＭ２２、不揮発性メモリ２４、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢ、及びメモリカードは非一時的（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）記憶媒体の一例である。

更に、生体情報測定装置１０は、通信ユニット２９と通信回線で接続された外部装置から生体情報測定プログラムをダウンロードし、ダウンロードした生体情報測定プログラムを非一時的記憶媒体に記憶してもよい。この場合、生体情報測定装置１０のＣＰＵ２１は、外部装置からダウンロードした生体情報測定プログラムを非一時的記憶媒体から読み込んで生体情報測定処理を実行する。

１、１Ａ、１Ｂ 発光素子
３ 受光素子
４ 動脈
５ 静脈
６ 毛細血管
８ 生体
１０ 生体情報測定装置
１１ 光電センサ
１２ 脈波処理部
１３ 酸素飽和度測定部
１４ 酸素循環時間測定部
１５ 心拍出量測定部
１６ タイマ部
１７ 通知部
２０ コンピュータ
２１ ＣＰＵ
２２ ＲＯＭ
２３ ＲＡＭ
２４ 不揮発性メモリ
２５ Ｉ／Ｏ
２６ バス
２７ 入力ユニット
２８ 表示ユニット
２９ 通信ユニット
３０、３２ 酸素飽和度曲線
９４ 矢印
９６、９７ 吸光量曲線
９８ 赤色領域
９９ 赤外線領域
Ｈ 基準値
Ｓ 酸素飽和度
Ｔ１ 呼吸停止時間
Ｔ２ 呼吸調整時間
Ｔ３ 経過観察時間
ＴＭ１、ＴＭ２、ＴＭ３ タイマ
ｅ１、ｅ２ 差分

Claims (9)

1. プロセッサを備え、
   前記プロセッサは、
   予め定めた複数回の酸素循環時間の測定を行う場合、直前の測定回における予め定めた酸素循環時間の測定期間が終了する前に、酸素循環時間の被測定者に対して、次の測定回で酸素循環時間の測定を行うための準備行動である呼吸の停止を行うように通知する
   生体情報測定装置。
2. 前記プロセッサは、呼吸を停止していた前記被測定者に呼吸の再開を指示してから、次の測定回で酸素循環時間の測定を行うために呼吸を再度停止するよう指示するまでの期間である呼吸調整時間を、前記被測定者における酸素循環時間の測定状況に応じて変動させる
   請求項１に記載の生体情報測定装置。
3. 前記プロセッサは、前記被測定者における酸素循環時間の測定回が最終の測定回に近づくほど、前記呼吸調整時間が長くなるように前記呼吸調整時間を制御する
   請求項２に記載の生体情報測定装置。
4. 前記プロセッサは、呼吸を停止していた前記被測定者に呼吸の再開を指示してから、前記被測定者の呼吸の再開に伴い、前記被測定者の血中の酸素飽和度が減少から増加に転じる変曲点が検出されるまでの期間を前記呼吸調整時間とする制御を行う
   請求項２に記載の生体情報測定装置。
5. 前記プロセッサは、前記被測定者に対する最終の酸素循環時間の測定回では、前記変曲点が検出されるまで酸素循環時間の測定を終了しないように制御する
   請求項４に記載の生体情報測定装置。
6. 前記プロセッサは、前記被測定者における酸素循環時間の測定回が最終の測定回に近づくほど、前記被測定者に呼吸を停止するように指示してから呼吸の再開を指示するまでの期間である呼吸停止時間を短くするように前記呼吸停止時間を制御する
   請求項１～請求項５の何れか１項に記載の生体情報測定装置。
7. 前記プロセッサは、前記被測定者の血中の酸素飽和度の最低値と、酸素循環時間の測定に必要となる酸素飽和度の最低値を規定した予め定めた酸素飽和度の基準値と、の差分に応じて、前記被測定者に呼吸を停止するように指示してから呼吸の再開を指示するまでの期間である呼吸停止時間を変動させる
   請求項１～請求項５の何れか１項に記載の生体情報測定装置。
8. 前記プロセッサは、前記最低値が前記基準値以下である場合、前記差分が大きくなるほど前記呼吸停止時間を短くし、前記最低値が前記基準値を超える場合、前記差分が大きくなるほど前記呼吸停止時間を長くする
   請求項７に記載の生体情報測定装置。
9. コンピュータに、
   予め定めた複数回の酸素循環時間の測定を行う場合、直前の測定回における予め定めた酸素循環時間の測定期間が終了する前に、酸素循環時間の被測定者に対して、次の測定回で酸素循環時間の測定を行うための準備行動である呼吸の停止を行うように通知する処理を実行させるための
   生体情報測定プログラム。

Images