JP3562469B2 - 健康状態管理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液循環の状態から得られる情報をもとに使用者の健康状態を監視して、該使用者へ適切な助言，指導を行う健康状態管理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高齢化社会が一段と進み、成人病を中心とした中高年者の健康問題が大きく取り上げられてきており、これら疾病の原因として巷間さまざまな要因が挙げられている。それら原因の一つとして、血液循環が十分でなくなったことに起因すると見られる証拠が発見されている。血液循環が不充分になると、組織，細胞が、必要とするだけの酸素や栄養の補給を受けられなくなる。このような状態が長期間持続すると、臓器や組織に器質的な病変が準備され、これがある程度進行した時点で、突如のごとく症状が発現する。
【０００３】
このようなことから、器質的な病変が進行してしまわないうちに、その基盤となる血液循環の良否を判定して疾病の予防に役立てようとする試みが種々なされてきた。そのようなことから、以前は、危険因子として血圧，心電図の変化，血中コレステロール，中性脂肪濃度などに着目して血液循環の良否を判定していた。
【０００４】
ところが、実際には、血圧が低くとも脳卒中，心不全が発病することも少なくなく、他方、高血圧であっても高齢でなお健在の人もいる。さらに、かなりの器質的変化があっても心電図等で発見されないことも多い。このような場合でも、さらに器質的変化が進行すれば検査器械で発見することは可能であるが、それでは遅きに失することとなる。
【０００５】
そうした所、近年において、加速度脈波が血液循環の良否を表わすものとして有効であることが見い出されて注目を集めている。そこでまず、血液循環の目安となる加速度脈波について概説する。周知のように、血液循環の基本は、心臓から押し出された血液が動脈→組織／臓器の毛細血管→静脈へと如何にうまく移行していくかにある。
【０００６】
一方、酸素や栄養の補給は毛細血管で行われており、血液循環の良否は微小血管部分の血行動態に関わりがあることから、毛細血管の血液含有量の推移が血液循環の良い目安となると考えられる。というのは、末端の動脈血圧と静脈血圧との僅かな差が毛細血管における栄養補給とガス交換に微妙な差を生じさせ、そのために、長い間にはその差が拡大されて、組織や臓器に器質的な病変が生じると考えられるからである。
【０００７】
そのため、毛細血管の血液含有量の時間的推移を観察する方法の一つとして、指尖容積脈波の検査を行うことが主流となっている。しかしながら、指尖容積脈波それ自体は比較的起伏に乏しい波形を呈し、従って、微妙な波形の変化の解釈が困難であると考えられていた。また、血液循環に関わる変化が微小で、なおかつ、生体の環境変化に敏感に反応してしまうという問題もあるとされていた。
【０００８】
ところが、指尖容積脈波の波形の２回微分をとり、変化加速度波形（即ち、加速度脈波波形）へと変換することで、血液循環に関わる情報を拡大，抽出して血液循環の状態を分かりやすい形で表示することが可能となる。図１４（ａ）は指尖容積脈波の原波形の一例であって、図１４（ｂ）は図１４（ａ）の波形の１回微分である速度脈波の波形を、図１４（ｃ）は図１４（ａ）の波形の２回微分である加速度脈波の波形を示している。
【０００９】
また、図１５は典型的な加速度脈波の一波形を抽出したものである。同図に示すように、加速度脈波の一波形中には３つのピークと２つのバレイ（谷）が存在する。すなわち、最初のピークａの後にバレイｂが見られ、次いでピークｃ，バレイｄ，ピークｅが続き、ピークｅから次の波形のピークａまでは略平坦である。もっとも、ピークａを除けば、各点はピークやバレイとはならずに単なる変曲点となることもある。
【００１０】
ここで、上記のピークやバレイの振幅は、それぞれ以下に示すような意味を有している。まず、ピークａは心臓から送り出された血液が指尖の毛細血管床に到達した信号である。また、バレイｂは心臓の拍出量に関わるものであって、拍出量が多ければ大きく下降する。
【００１１】
また、ピークｃは静脈還流に関わり、血液循環の尺度から見た場合、細静脈が適度に収縮して過度に血液をプールしていないかどうかを示すものと言える。静脈還流が良好な場合、ピークｃは基線の近傍或いは基線より上に上がることもある。一方、細静脈の血液プールが増加してくると、ピークｃは上昇しなくなり、バレイｂより下になることもある。他方、バレイｄは心臓の負担に関わりを持ち、心臓の負担が増加してくると大きく下降してくる。なお、ピークｅは指尖容積脈波の収縮後隆起の位置に相当するが、具体的な意味は見つかっていない。
【００１２】
このような加速度脈波から捉えられる血液循環の不具合は、ジョギングなどの持久的トレーニングによって改善されることが知られている。また、一回のトレーニングだけでも一時的な改善効果が見られ、継続的なトレーニングを実施すれば、さらに安定した改善効果が認められるようになる。他方、トレーニングを中断すると再び血液循環が悪化してしまう。従って、このような血液循環の改善の程度については、加速度脈波を解析することにより知ることができると言える。
【００１３】
ところで、被験者の加速度脈波を解析することにより、該被験者の血液循環の良否の判断を行うことを試みた発明として、特開昭５７−９３０３６号公報が挙げられる。脈波の観測場所としては、指尖部，耳朶，その他様々な部位が考えられるが、この文献では、特に指尖容積脈波を測定することとしている。これは、指尖部が、動脈から静脈への血液移行を捉える上で最も毛細血管が発達し且つ血液含有量の多い場所であるということ，指尖部は常時露出していることから脈波の測定装置へ自由に近接させることが可能であって、測定装置の構造を簡単化できることなどの理由によるものである。
【００１４】
次に、上記文献に記載された発明による加速度脈波計の構成を図１６に示す。この装置は、指尖脈波ピックアップ２００，プリアンプ２０１，オペアンプ２０２，ＣＲ回路によるアナログ微分回路を２段有する特徴抽出回路２０３，オシログラフ２０４が縦続接続されて構成されている。また、指尖脈波ピックアップ２００は、被験者の指２０５を挿入するための開口部２０６，光源２０７，光電素子２０８から成るものである。
【００１５】
そして、オシログラフ２０４上には、脈波の波形と、特徴抽出回路２０３によって算出された該脈波の１回微分波形，該脈波の２回微分波形、の３種のグラフが描かれる。そこで、オシログラフ２０４に表示された加速度脈波をもとにして、被験者の血液循環の良否を判定することが可能となる。
【００１６】
まず、第１の判定方法として、バレイｂとバレイｄの深さの程度から、加速度脈波の波形をバレイｂ＞バレイｄ，バレイｂ≒バレイｄ，バレイｂ＜バレイｄの３通りに類型化する。さらに、基線に対するピークｃの高さの高低により、これらバレイｂ，バレイｄの深さにより類型化されたパターンを、さらに３通りに分類する。そして、測定された加速度脈波の波形が、これらの何れのパターンに最も近いかを決定するものである。
【００１７】
また、第２の判定方法としては、基線に対するピークｃの高さと、基線に対するピークｄの深さとに着目する。そして、図１７に示すように、バレイｂの深さを例えば４等分し、分割された各領域について基線から近い順に０，１，…，５点として表わすこととする。さらに、ピークｃの高さ，ピークｄの深さ等の存在する位置から、それぞれが何点に相当するかを求めて、被験者の血液循環の良否を数値化して判定を行うものである。
【００１８】
なお、この文献においては、応用例として、１）ＣＲ回路の代わりに、脈波の測定値をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器によりデジタル化して、マイクロコンピュータによりデジタルで処理を行って加速度脈波を算出するようにしたもの、２）加速度脈波の波形を、さらにもう１回だけ微分して３次の微分波形をとり、マイクロコンピュータによってバレイやピークの位置を求めるようにしたもの、３）呼吸作用によって脈波の時間間隔が変動するのを補正するために、複数個の脈波の繰り返し波形について、相対応するピークやバレイについて算術平均をとる等の統計的な処理を施すようにしたもの、などが考えられている。
【００１９】
一方、上記の技術を発展させた発明として、特開平２−５５０３５号公報に記載された技術が挙げられる。そこで、この文献による加速度脈波計の構成を図１８に示すこととする。この図に示すように、脈波の検出部３００は、指尖を挿入する凹部の中に対向して設けられたランプ３０１及び光電素子３０２からなる光検出器を含んでおり、この光電素子３０２は抵抗３０３〜３０６と共にブリッジ回路を形成している。このブリッジ回路の出力は差動増幅器３０７によって増幅されるが、このブリッジ回路が平衡するようにスイッチＳによってランプ３０１の明るさを調整している。なお、符号Ｖは電源電圧である。
【００２０】
また、差動増幅器３０７の出力は、増幅器３０８によってさらに増幅される。増幅された出力は、波形整形回路３０９が所定の基準電圧以上の電圧をクリップすることにより矩形波に整形される。さらに、この出力が微分回路３１０で微分され、整流回路３１１によって負方向の微分パルスが発生させられて、ワンショットマルチ３１２をトリガする。すると、ワンショットマルチ３１２の出力には、時間幅Ｔ０ を持った矩形波が得られることになる。
【００２１】
また、ゲート回路３１３は、上述した時間幅Ｔ０ の期間中、差動増幅器３０７の出力を通過させる。ゲート回路３１３の出力信号は、微分回路３１４，３１５に通すことで、微分回路３１５の出力に脈波信号の２次微分出力が得られる。また、波形整形回路３１６は、バレイｂ，ピークｃ，バレイｄが出現する時点でその出力にサンプリングパルスを発生させる。サンプリング回路３１７は、このサンプリングパルスに従い、遅延回路３１８を経た微分回路３１５の出力をサンプリングして、逐次記憶回路３１９へ記憶させる。また、最大値検出回路３２０は、逐次記憶回路３１９の内容を読み出して、バレイｂ，ピークｃ，バレイｄの振幅の中の最大値を記憶する。そして、最大値検出回路３２０の出力は、分圧回路３２１で分圧されて、分圧された各々の電圧が出力される。
【００２２】
さらに、制御回路３２２は、逐次記憶回路３１９の出力であるバレイｂ，ピークｃ，バレイｄの電圧を逐次的に出力する。この出力はパルスハイトアナライザー３２３に入力され、該パルスハイトアナライザー３２３は、分圧回路３２１の出力値を比較電圧として使用し且つバレイｂ，ピークｃ，バレイｄの電圧をもとに、これらの電圧を規準化した値（例えば、比ｃ／ｂ，ｄ／ｂや比ｂ／ａ，ｃ／ａ，ｄ／ａ等）を出力端子ＯＰに出力する。
【００２３】
この出力端子ＯＰにおける出力波形は、マイクロコンピュータ等によって、予め類型化された加速度脈波の波形パターンの何れに属するかが判断されて、その結果が表示される。この判断にあたっては、まず、規準化されたバレイｂ，ピークｃ，バレイｄの大きさが、分圧回路３２１で分圧された分圧帯の何れに属するかが決定される。そして、バレイｂ，ピークｃ，バレイｄの各々が属する分圧帯についてのそれぞれの大小関係と、基線とバレイｂ，ピークｃ，バレイｄの各々の上下関係とから、測定された脈波を上記のパターンの何れかに分類して、血液循環の良否の判定を行う。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、健康づくりのためには血液循環を良好な状態に保つ必要があり、そのためには適度な運動を行って、良好な状態をなるべく長期間に亘って維持することが肝要である。しかしながら、従来の加速度脈波計においては、加速度脈波から抽出した情報を単に被験者へ提示するだけであったので、専門の医師や医師から教育を受けた看護婦が付き添っている必要があった。ところが、毎日多数の患者が運動を行う度に、その結果を医師や看護婦が評価して次に実施すべき運動を患者たちへ指導するなどというのは、医師や看護婦の負担が過大になりすぎ、医療の実態にそぐわないものと言える。
【００２５】
とは言っても、専門の医師や看護婦が付き添わずに、装置の使用者自らが血液循環の良否を判断することは非常に煩わしく不便である。また、医師らの立ち会いなしに運動を行っても、医師が立ち会っていれば指導したであろう運動と同程度の質の運動を確実に実施できる保証は全くない。したがって、インターバルトレーニングやリハビリテーションなどを行った場合に、運動が弱すぎて効果が出なかったり、反対に、運動が強すぎて逆効果になるなど様々な問題が生じる。
【００２６】
他方、２〜３週間に一遍でも医師の指導を仰ぐつもりでも、医師の所まで足を運ぶのが億劫となって定期的な指導を行うのもままならない恐れもある。このように、従来からある装置を用いた場合、効果的な運動の指導を行えるかどうか大いに疑問があった。本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、脈波から得られる血液循環状態をもとに使用者の健康状態を監視して、該使用者へ適切な助言，指導を行うことができ、加えて、使用者が手軽に取り扱うことができる健康状態管理装置を提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明の健康状態管理装置は、使用者の脈波を測定する脈波測定手段と、前記使用者の体動を測定する体動測定手段と、前記脈波の波形から加速度脈波の波形を求め、この加速度脈波における一波長分の波形のうち、最初に現れるピークの振幅値とその後に現れるピークまたはバレイの振幅値との比を、前記使用者の血液循環の状態を表わす指標として算出する算出手段と、前記体動測定手段の測定結果が所定値以下であるときの前記指標と、前記体動測定手段の測定結果が前記所定値を越えたのちに再び前記所定値以下となったときの前記指標との変化率に基づいて前記使用者が実施した運動の評価を行う評価手段と、前記運動の評価結果を前記使用者へ告知する告知手段とを具備してなることを特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。まず初めに、本実施形態で用いている加速度脈波波形の類型について述べることとする。図２（ａ）には色々なタイプの加速度脈波波形を示してある。血液循環が良好な場合、ピークａに対してバレイｂは大きく下降し、ピークｃは基線の近傍まで上昇し、バレイｄの下降が少ない波形（同図（（１）又は（２））が見られる。一方、血液循環が不十分になってくると、心臓の負担が増加してバレイｂとバレイｄが同じ程度（同図（３））となる。さらに、本格的に血液循環が悪くなってくると、バレイｄがバレイｂより下となる波形（同図（４））、ピークｃがバレイｂと同位置となる波形（同図（５））、ピークｃがバレイｂより下になる波形（同図（６））などに変容する。
【００３３】
測定した加速度脈波が、図２（ａ）の（１）〜（６）の何れのパターンに属するかの判断基準としては、図２（ｂ）に示すように、ピークａの振幅とこれ以外のピーク或いはバレイの振幅との比を用いることが考えられる。まず、バレイｄとピークａの振幅比ｄ／ａを基準とする場合、この値が１０％以内であればパターン（１），１０〜３５％であればパターン（２），３５〜６０％であればパターン（３），６０〜１００％であればパターン（４）乃至（６）に区分される。
【００３４】
一方、ピークｃとピークａの振幅比ｃ／ａを基準とする場合、この値が−１０％以内であればパターン（１），１０〜１５％であればパターン（２），−１５％以内であればパターン（３），０〜２０％であればパターン（４），２０〜４０％であればパターン（５），４０％以上であればパターン（６）に区分される。もっとも、パターン（２）〜（４）は互いに範囲が重複するため、パターン（４）〜（６）のみの区別に使用するか、振幅比ｄ／ａの値と組み合わせて用いることになる。なお、振幅比が負となることがあるが、これは、ピークｃやバレイｄが基線の上側に位置していることを意味する。
【００３５】
ここで、ある一人の使用者に着目した場合、当該使用者の加速度脈波の波形がパターン（１）に近いほど健康状態は良好であると言え、逆に、パターン（６）に近いほど健康状態は悪いという傾向が見られる。このように、加速度脈波の波形を見ることによって使用者の健康状態を推知することができ、例えば、虚血性心疾患（心筋梗塞や狭心症）或いは脳血管障害（脳卒中やくも膜下出血）の発生の予知にも有用であると考えられる。
【００３６】
一方、使用者の年齢と加速度脈波との関連を調べてみると、加齢に従って加速度脈波の波形がパターン（１）からパターン（６）へと移行してゆく傾向が見られる。そこで、使用者から測定した加速度脈波の波形が、その人の年齢から推定される加速度脈波の波形に比べて極端にパターン（６）側へ偏っているようであれば、やはり上記のような疾病の前兆を示すものであると推断することができる。
【００３７】
［第１実施形態］
次に、本実施形態による健康状態管理装置の構成を説明する。図１は、同装置の構成を示すブロック図である。この図において、ＣＰＵ（中央処理装置）１は健康状態管理装置内の各回路を制御する中枢部であって、その機能に関しては、後述する動作の項にて説明する。
【００３８】
ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）２にはＣＰＵ１が実行する制御プログラムや各種の制御データ等が格納されているほか、振幅比ｄ／ａなどの使用者の健康状態のパターンに対応して、望ましい運動を実現するための運動強度の目標値（平均的な運動強度），運動強度の上限値および下限値，運動時間の目標値がそれぞれ格納されている。ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３は、ＣＰＵ１が演算を行う際の作業領域（例えば、運動中の総運動量の格納域）として使われるほか、次述する各種センサからの計測値，演算結果などが格納される。
【００３９】
脈波センサ４は本装置の使用者（或いは携帯者）の手の指，例えば第２指，に装着された光学式の脈波検出センサである。この脈波センサ４は、例えば、発光ダイオードと、フォトトランジスタ等を用いた光センサとから構成されている。そして、発光ダイオードから放射された光が、皮膚下の血管を介して反射され、光センサにて受光されて光電変換された結果、脈波検出信号が得られる。なお、信号対雑音（ＳＮ）比を考慮した場合、発光ダイオードには青色光の発光ダイオードを用いると良い。
【００４０】
加速度センサ５は、使用者の体の動きを捉える体動センサであって、上記の脈波センサ４と同じ場所、例えば手の指、に取り付けられている。センサインターフェース６は、脈波センサ４および加速度センサ５の出力を、それぞれ所定の間隔で取り込み、取り込まれたアナログ信号をデジタル信号へ変換して出力する。
【００４１】
表示装置７は使用者に対してメッセージ等の各種情報を表示するための装置であって、例えば、腕時計に設けられた液晶表示装置である。また、表示制御回路８は、ＣＰＵ１から表示情報を受け取って、これを表示装置７が使用するフォーマットへ変換して表示装置７へ表示を行わせる。時計回路９は、通常の計時機能のほか、ＣＰＵ１が予め設定した時刻に達した時点或いはＣＰＵ１が予め設定した時間が経過した時点で、ＣＰＵ１へ割り込み信号を送出する機能を有している。
【００４２】
ここで、健康状態管理装置を「携帯機器」として人体へ装着する方法として幾つかの態様が考えられる。以下にはその一例を示すが、これら以外の様々な携帯機器と組み合わせることも当然可能である。まず、第１の態様として、図３に示すような腕時計と組み合わせた形態が挙げられる。
【００４３】
この図に示すように、本態様における健康状態管理装置は、腕時計構造を有する装置本体１００，この装置本体１００に接続されたケーブル１０１，このケーブル１０１の先端側に設けられたセンサユニット１０２から構成されている。また、装置本体１００には、腕時計の１２時方向から使用者の腕に巻き付いて、腕時計の６時方向で固定されるリストバンド１０３が取り付けられている。そして、装置本体１００は、このリストバンド１０３によって使用者の腕から着脱自在となっている。
【００４４】
また、センサユニット１０２は、センサ固定用バンド１０４によって遮光されており、使用者の人指し指の根元〜第２指関節の間に装着されている。センサユニット１０２をこのように指の根元に装着すると、ケーブル１０１が短くて済む上、運動中においてもケーブル１０１が使用者の邪魔にならない。また、掌から指先までの体温の分布を計測してみると、周囲の温度が低い場合に、指先の温度は著しく低下するのに対して、指の根元の温度は比較的低下しないことが知られている。従って、指の根元にセンサユニット１０２を装着すれば、寒い日に屋外で運動した場合であっても、脈拍数などを正確に計測することができる。
【００４５】
一方、腕時計の６時の方向の表面側には、コネクタ部１０５が設けられている。このコネクタ部１０５には、ケーブル１０１の端部に設けられたコネクタピース１０６が着脱自在に取り付けられており、コネクタピース１０６をコネクタ部１０５から外すことにより、本装置を通常の腕時計やストップウオッチとして用いることができる。なお、コネクタ部１０５を保護する目的から、ケーブル１０１とセンサユニット１０２をコネクタ部１０５から外した状態では、所定のコネクタカバーを装着する。このコネクタカバーは、コネクタピース１０６と同様に構成された部品から電極部などを除いたものが用いられる。
【００４６】
このように構成されたコネクタ構造によれば、コネクタ部１０５が使用者から見て手前側に配置されることとなり、使用者にしてみれば操作が簡単になる。また、コネクタ部１０５が、装置本体１００から腕時計の３時の方向に張り出さないために、運動中に使用者が手首を自由に動かすことができ、使用者が運動中に転んだとしても、手の甲がコネクタ部１０５にぶつからない。
【００４７】
なお、図３におけるその他の部品については、図４を参照して、以下に詳細に説明することとする。図４は、本態様における装置本体１００の詳細を、ケーブル１０１やリストバンド１０３を外した状態で示したものである。ここで、同図において、図３と同一の部品には同一の符号を付してあり、ここではその説明を省略する。
【００４８】
この図において、装置本体１００は樹脂製の時計ケース１０７を具備している。時計ケース１０７の表面には、現在時刻や日付に加えて、脈拍数などの脈波情報をデジタル表示するための液晶表示装置１０８が設けられている。この液晶表示装置１０８は、表示面の左上側に位置する第１のセグメント表示領域１０８−１、右上側に位置する第２のセグメント領域１０８−２、右下側に位置する第３のセグメント領域１０８−３、左下側に位置するドット表示領域１０８−Ｄから構成されている。
【００４９】
ここで、第１のセグメント領域１０８−１には、日付，曜日，現在時刻などが表示される。また、第２のセグメント領域１０８−２には、各種の時間測定を実施するにあたって経過時間などが表示される。また、第３のセグメント領域１０８−３には、脈波の測定において計測された脈拍数などが表示される。さらに、ドット表示領域１０８−Ｄには各種の情報をグラフィック表示することが可能であって、ある時点において本装置がどのようなモードにあるかを表わすモード表示，脈波の原波形／速度脈波波形／加速度脈波波形の表示，脈拍数の時間的変化の棒グラフ表示などの様々な表示が可能である。なお、上記のモードには、健康状態管理装置としての使用する本来のモードのほかに、時刻や日付を設定するためのモード，ストップウォッチとして使用するためのモードなどがある。
【００５０】
一方、時計ケース１０７の内部には、脈拍数の変化などを液晶表示装置１０８で表示するための信号処理等を行う制御部１０９が内蔵されている。この制御部１０９は、計時を行うための時計回路を含んでおり、液晶表示装置１０８には、通常の時刻表示のほかに、ストップウォッチとして動作するモードにおいてはラップタイム，スプリットタイムなどの表示もなされる。
【００５１】
他方、時計ケース１０７の外周部と表面部には、ボタンスイッチ１１１〜１１７が設けられている。腕時計の２時の方向にあるボタンスイッチ１１１を押すと、当該ボタンの押下時点から１時間を経過した時にアラーム音が発生する。また、腕時計の４時の方向にあるボタンスイッチ１１２は、本装置が通常の時計として有している各種モードの切り換えを指示するためのものである。
【００５２】
腕時計の１１時方向にあるボタンスイッチ１１３を押すと、液晶表示装置１０８のＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）バックライトが例えば３秒間点灯して、しかる後に、自動的に消灯する。また、腕時計の８時方向にあるボタンスイッチ１１４は、ドット表示領域１０８−Ｄに表示すべきグラフィック表示の種類を切り換えるためのものである。また、腕時計の７時方向にあるボタンスイッチ１１５を押すことによって、時刻，日付を修正するモードにおいて、時分秒，年月日，１２／２４時間表示切り換えの何れを設定するのかを切り換えることができる。
【００５３】
液晶表示装置１０８の下側に位置するボタンスイッチ１１６は、上記の時刻，日付を修正するにあたって設定値を１ずつ繰り下げるのに使用されるほか、ラップを計測する場合において、各ラップをＣＰＵ１へ教示するためのスイッチとしても使用される。また、液晶表示装置１０８の上側に位置するボタンスイッチ１１７は、健康状態管理装置としての動作を開始／停止する指示を行うために使用される。また、このボタンスイッチは、上記の時刻，日付の修正モードにおいて設定値を１ずつ繰り上げるのに使用され、さらに、各種の経過時間測定の開始／停止の指示を行うためにも使用される。
【００５４】
また、本装置の電源として用意されているのは、時計ケース１０７に内蔵されたボタン形の電池１１８であって、図３に示すケーブル１０１は電池１１８からセンサユニット１０２に電力を供給し、センサユニット１０２の検出結果を制御部１０９に送出する役割を果たしている。
【００５５】
また、本装置においては、装置が備える機能を増やすに伴って、装置本体１００を大型化する必要が生じてくる。しかし、装置本体１００は腕に装着されるという制約があるために、装置本体１００を腕時計の６時の方向や１２時の方向には拡大することができない。そこで、本態様においては、腕時計の３時の方向及び９時の方向における長さ寸法が、６時の方向及び１２時の方向における長さ寸法よりも長い横長の時計ケース１０７を用いることとしている。
【００５６】
また、本態様では、リストバンド１０３を３時の方向側に偏った位置で時計ケース１０７に接続している。さらに、リストバンド１０３から見た場合に、腕時計の９時の方向に大きな張り出し部分１１９を有するが、かかる大きな張り出し部分は、腕時計の３時の方向には存在しない。従って、横長の時計ケース１０７を用いたわりには、使用者が手首を曲げることができ、使用者が転んでも手の甲を時計ケース１０７にぶつけることがない。
【００５７】
また、時計ケース１０７の内部には、電池１１８に対して９時の方向に、ブザーとして用いる偏平な圧電素子１２０が配置されている。ここで、電池１１８は圧電素子１２０に比較して重く、装置本体１００の重心位置は３時の方向に偏った位置にある。しかるに、重心が偏っている側にリストバンド１０３が接続されていることから、装置本体１００を安定した状態で腕に装着することができる。さらに、電池１１８と圧電素子１２０とを面方向に配置してあるため、装置本体１００を薄型化でき、腕時計の裏面部に電池蓋を設けることによって、使用者が電池１１８を容易に交換することができる。
【００５８】
なお、図１と図３乃至図４との対応であるが、図４の制御部１０９が、図１のＣＰＵ１，ＲＯＭ２，ＲＡＭ３，センサインターフェース６，表示制御回路８，時計回路９に相当する。また、図３のセンサユニット１０２が、図１の脈波センサ４，加速度センサ５に相当し、図３乃至図４の液晶表示装置１０８が、図１の表示装置７に相当する。
【００５９】
また、この態様においては、脈波を使用者の手の指の根元で測定することとした。しかし、脈波の測定部位はこれに限られるものではなく、例えば、橈骨動脈部あるいはその周辺部において脈波の測定を行うようにしても良い。さらに、この態様を一部変形したものとして、図５に示すように、センサユニット１０２とセンサ固定用バンド１０４とを指尖部へ取り付けるようにして、指尖容積脈波を測定するようにした態様が考えられる。
【００６０】
次に、第２の態様として、図６のようなネックレス等のアクセサリーと組み合わせる形態が考えられる。この図において、図３乃至図５に示したものと同一の部品については同じ符号を付してあり、その説明を省略する。この図において、３１はセンサパッドであって、たとえばスポンジ状の緩衝材である。センサパッド３１の中には、図１の脈波センサ４／加速度センサ５が取り付けられている。これにより、ネックレスを首にかけることで、首の後ろ側の皮膚に接触して脈波を測定することができる。
【００６１】
さらに、ブローチ様の形状をしたケース３２には、図１のＣＰＵ１，ＲＯＭ２，ＲＡＭ３，センサインターフェース６，表示制御回路８，時計回路９が組み込まれているとともに、上記のケーブル１０１は鎖３３の中に埋め込まれている。このように、本実施形態では首の付け根の部分の脈波が測定されることになる。また、本態様においては時計機能が格別必要ではないことから、表示装置７がグラフィック表示可能なドット表示領域１０８−Ｄだけから構成されていても良い。
【００６２】
次に、第３の態様として、図７のように眼鏡と組み合わせることも考えられる。この図において、図３乃至図６に示したものと同一の部品については同じ符号を付してあり、その説明を省略する。図７に示すように、ここでは装置本体が眼鏡のフレームの蔓４１に取り付けられており、その本体はさらにケース４２ａとケース４２ｂに分かれ、蔓４１内部に埋め込まれたリード線を介して接続されている。なお、このリード線は蔓４１に沿って這わせるようにしても良い。
【００６３】
また、ケース４２ａにおいて、そのレンズ４３側の側面の全面には液晶パネル４４が取り付けられている。さらに、該側面の一端には鏡４５が所定の角度で固定されている。加えて、ケース４２ａには、光源（図示略）を含む液晶パネル４４の駆動回路が組み込まれている。そして、この光源から発射された光は、液晶パネル４４を介して鏡４５で反射されて、眼鏡のレンズ４３に投射される。従って、この場合にはレンズ４３が図１の表示装置７に相当すると言える。
【００６４】
また、ケース４２ｂには、図１のＣＰＵ１，ＲＯＭ２，ＲＡＭ３，センサインターフェース６，表示制御回路８，時計回路９が組み込まれている。脈波センサ４は、パッド４６，４６に内蔵されており、これらパッドで耳朶を挟むことにより耳へ固定するようになっている。なお、この態様においては加速度センサ５の図示を省略してある。また、本実施形態では耳朶における脈波が測定されることになる。
【００６５】
次に、上記構成による健康状態管理装置の動作を説明する。まず、使用者は運動開始前において、本装置の機能を有効化するためにボタンスイッチ１１７を押す。そうすると、脈波センサ４と加速度センサ５からそれぞれ脈波波形と加速度値とがセンサインターフェース６へ送出され、デジタル信号に変換される。これと並行して、ＣＰＵ１は、読み取った脈波の波形を表示制御回路８へ送出して脈波の波形を表示装置７上へ表示させる。これにより使用者は、例えば図４の液晶表示装置１０８のドット表示領域１０８−Ｄ上において、刻々と変化する脈波の波形をグラフィック表示により観察することができる。
【００６６】
続いて、ＣＰＵ１は、ボタンスイッチ１１７が押された後であって使用者が運動を開始する前に一度だけ安静時脈拍数を計測するようにする。ここで、ＣＰＵ１は、使用者が運動をしているか否か（換言すれば、使用者が安静状態にあるか否か）を、使用者の体動に伴う脈波センサ４の動きが脈波の検出に悪影響を及ぼす程度にまで達しているかどうかにより判断する。すなわち、ＣＰＵ１は、加速度センサ５の出力値が所定値（一例を挙げれば、０．１Ｇ）を越えていれば、使用者が運動をしている状態（即ち、安静でない状態）にあるものと判断する。そして、このような状態においては脈波の検出が正しく実施できないので、ＣＰＵ１は使用者に対して身体を動かさないように注意を促すためのメッセージを表示装置７上に表示させる。
【００６７】
そして、ＣＰＵ１は、加速度センサ５の出力値が所定値以下となると、使用者が運動をしていない状態（即ち、安静状態）にあるものと判断して、センサインターフェース６から脈波の波形を所定時間だけ読み取ってＲＡＭ３に格納した後、この期間内に取り込んだ脈波波形を波長単位に分割して波長の数をカウントし、これを１分当たりに換算して脈拍数を算出する。そして、算出した脈拍数を安静時の脈拍数としてＲＡＭ３へ格納する。
【００６８】
次に、ＣＰＵ１はＲＡＭ３に格納された脈波波形の中から一波長分を読み取る。次いで、この波形に対して時間微分を２回とり、図１５に示すごとき加速度脈波波形を求める。そして、ＣＰＵ１は加速度脈波の波形の変曲点を求めてピークａ，バレイｂ，ピークｃ，バレイｄを決定し、各変曲点における振幅値を求める。なお、これらの変曲点は、加速度脈波の時間微分をとるなどの一般的な手法によって求めることができる。また、算出された加速度脈波の波形や、該加速度脈波を求める過程で得られる速度脈波の波形を、表示装置７にグラフィック表示するようにしても良い。
【００６９】
次いで、ＣＰＵ１は、バレイｂ，ピークｃ，バレイｄの各振幅値をピークａの振幅値で正規化した値、つまり振幅比ｂ／ａ，ｃ／ａ，ｄ／ａ、を算出して算出結果をＲＡＭ３へ格納する。ここで、これらの振幅比のうち、血液循環の状態を表わす指標としては、振幅比ｄ／ａが最も有用である。そこで、以後、本実施形態では原則として振幅比ｄ／ａだけを用いて説明する。なお、後述するように、より厳密には振幅比ｄ／ａと振幅比ｃ／ａとを用いるのが望ましいが、以下では最も簡便な方法として振幅比ｄ／ａだけを用いた判定を行うものとする。
【００７０】
次に、ＣＰＵ１は使用者に対してどの程度の運動をすべきかを指導する。そこでまずＣＰＵ１は、上記のようにして求めた振幅比ｄ／ａと図２（ｂ）に示したテーブルに基づいて、運動前の加速度脈波波形がパターン（１）〜（６）の何れに属するかを判定し、そのパターンの種類を運動前における加速度脈波波形のパターンとしてＲＡＭ３へ格納するとともに、当該パターンの種類を表示装置７に表示する。しかるに、パターンの種類だけを告知されても、使用者にとってはわかりづらい面がある。そこで、例えばパターン（３）と決定された場合に、「健康状態が不十分になり始めています。」などという補助的なメッセージを表示装置７へ表示させるようにする。次いで、得られた脈波のパターンに対応した運動強度の目標値，上限値，下限値および運動時間の目標値とをＲＯＭ２から読み出してＲＡＭ３に格納するとともに、これらの値を表示装置７上に表示させて、使用者に対し運動の目標を提示する。
【００７１】
次に、使用者が運動を開始すると、身体の動きが激しくなるにつれて加速度センサ５の出力値が徐々に大きくなってゆく。そして、ある時点から加速度センサ５の出力値が上述した所定値を上回ると、ＣＰＵ１は使用者の運動開始を認識する。すると、ＣＰＵ１は、時計回路９から時刻を読み取って、運動開始時の時刻としてＲＡＭ３へ格納するとともに、上記の目標運動時間だけ経過した時点で割り込みが発生するように時計回路９へ設定を行う。また、ＣＰＵ１は、運動中の総運動量を算出するためにＲＡＭ３上に設けた記憶域を「０」に初期化する。
【００７２】
そして、使用者が運動をしている間、ＣＰＵ１は使用者の脈拍数と運動量を計測して運動の指導を行う。そのために、まずＣＰＵ１は、所定の時間間隔でセンサインターフェース６から脈波波形を読み取って使用者の脈拍数を算出する。そして、この脈拍数を表示情報へ変換して表示制御回路８へ送出すると、脈拍数が表示装置７上に表示される。
【００７３】
また、ＣＰＵ１は運動量の算出を行うが、ここでは運動量をカロリーで表示することとする。カロリーは近似的に「脈拍数と運動時間の積」で算出されるので、ＣＰＵ１は、上記で求めた脈拍数と直前の脈拍数測定時から今回の脈拍数測定時までの経過時間を乗算して運動量を計算する。なお、運動量の算出にあたっては、直前の脈拍数と今回の脈拍数は異なるのが普通であるから、直前の脈拍数と今回の脈拍数の平均をとるなどしても良い。さらに、ＣＰＵ１は、前回までの総運動量に今回の運動量を加えることにより運動開始時からの総運動量を求める。そして、運動開始時からの総運動量と、直前の脈拍数測定時から今回の脈拍数測定時までの運動量とをＲＡＭ３へ格納するとともに、これらを表示装置７上にも表示する。
【００７４】
また、運動量は「運動強度と運動時間の積」でも求められるから、これらの積で求めた運動量を、上述したカロリーの代わりに表示しても良い。つまり、計測された脈拍数と運動強度は、次に示す周知のカルボーネの式を満足するから、予めＲＡＭ３に格納しておいた安静時の脈拍数と運動中に計測した脈拍数とから運動強度が算出でき、これから運動量が求められる。 計測された脈拍数＝（安静時の脈拍数）＋ ｛（２２０−年齢）−安静時の脈拍数｝＊運動強度 … （１）この式における「運動強度」が８０％程度となるとかなりきつい運動と言え、５０％程度であってもややきつい運動であると言える。なお、この式の「年齢」については、図示を省略した入力手段により使用者が指定した年齢が、予めＲＡＭ３上に格納されている。
【００７５】
一方、ＣＰＵ１は、計測された脈拍数から（１）式によって算出される運動強度が、上述した運動強度の上限値と下限値で決まる範囲を逸脱していないかどうかを調べる。そして、上限値を上回っているのであれば、もう少し運動を軽くするように指示し、他方、下限値を下回っているのであればもう少し運動の強さを増すように指示を出す。以上のように、脈拍数と運動量を表示装置７へ表示することで実施する運動を使用者自身が加減できるようにするとともに、適正な運動強度で運動がなされているかが調べられ、過度に強い運動をしたり効果的でない運動を漫然と行うことなく、適度な運動強度となるような監視がなされる。
【００７６】
そして、上記の目標とした運動時間が経過して時計回路９から割り込みが入ると、ＣＰＵ１は運動を終えるように使用者へ指示を出す。すると、使用者はすぐに運動を止めるか或いは区切りの良いところで運動を止めるので、加速度センサ５の出力値が徐々に低下してゆく。他方、ＣＰＵ１は、加速度センサ５の出力値を監視しているので、出力値が再び上述した所定値以下となったことを検出して、使用者が実際に運動を中断したことを認識する。次に、ＣＰＵ１は、運動開始前と同様の手順にしたがって振幅比ｄ／ａを算出するとともに、現時点の時刻を時計回路９から読み出して運動終了の時刻とし、これらの値をＲＡＭ３へ格納する。さらに、ＣＰＵ１は運動開始時刻と運動終了時刻から正味の運動時間を算出して同様にＲＡＭ３へ格納する。
【００７７】
次いで、ＣＰＵ１は、運動前の振幅比ｄ／ａ，運動後の振幅比ｄ／ａ，運動中の総運動量，正味の運動時間を使用者のボタンスイッチの操作にしたがって表示装置７へ表示する。また、ＣＰＵ１は、運動強度の目標値及び運動時間の目標値から運動量の目標値を求め、実測による総運動量がこの目標値を中心とした所定の範囲内に存在するかどうかを調べる。もし、運動量が適正でなければ、運動量の目標値とともにこの旨を使用者へ通知して、指示通りの運動が行われていないことを知らせる。またＣＰＵ１は、運動時間に関しても同様の処理を施し、目標値と実測値とが著しく相違する場合はその旨を通知して使用者の注意を喚起させる。
【００７８】
次に、ＣＰＵ１は、運動実施前と同様にして、運動後に測定した振幅比ｄ／ａの値が図２（ｂ）に示す何れのパターンに属するかを決定して、運動後におけるパターンの種類を表示装置７に表示させる。さらに、運動前のパターンと運動後のパターンを比較した結果、パターンが（１）側へ変化しており状態に改善が見られるのであれば、「健康状態が改善されてきています。」などと言うメッセージを表示装置７上に表示させる。他方、パターンが（６）側へ変化しており状態が悪化している場合は、それ以上の運動が好ましくないことも考えられるので、運動を中止して必要であれば医師の診断を仰ぐように、使用者へ警告をおこなう。
【００７９】
このような警告がない場合で、例えば、使用者がインターバルトレーニングを実施中であってこれ以後も引き続いて運動を行うのであれば、運動後において求めたパターン（すなわち振幅比ｄ／ａ）を、これから行う運動についての運動実施前のパターン（振幅比ｄ／ａ）として設定する。そして、このパターン（振幅比ｄ／ａ）から新たな目標値が設定され、引き続き運動の指導がなされる。その後、使用者が必要な運動をすべて終えた時点でボタンスイッチ１１７を再度押下すれば、これをＣＰＵ１は運動が終了したもの判断して、以後は運動の指導を停止する。
【００８０】
他方、使用者が翌日以降に運動を行うのであれば、一旦ボタンスイッチ１１７を押して運動の指導を中止させる。そして、後日に再び運動を行う際、上記と同様の手順にしたがえば、その日の健康状態に応じた加速度脈波のパターンが決定されて、当該パターンに対応する運動の目標値に則った運動の指導が行われる。以上のようにして、適正な運動を指導して使用者の健康状態を良好な状態へ移行させてゆくことができる。
【００８１】
なお、上記実施形態においては、運動の前後を含めて、計測した脈拍数を表示装置７へ常時表示するようにしても良い。また、使用者の実施した運動を評価する手法としては、以下に述べるようなものも考えられる。
【００８２】
図８は、使用者が実施した運動の運動量と、運動の前後における振幅比ｄ／ａの変化率との関係の一例を示したものである。この図に示すように、運動量が少ない場合には、振幅比ｄ／ａの変化率は小さく、概ね＋５％未満の値が得られる（図８の”Ｉ”の領域）。次に、これよりも運動量を多くしてゆくと、振幅比ｄ／ａの変化率は徐々に上昇して＋５％を越えるようになり、その後は、ある時点から該変化率が下降を始め、振幅比ｄ／ａの変化率が再び＋５％程度となる（図８の”ＩＩ”の領域）。次いで、運動量をもっと増やすと、振幅比ｄ／ａの変化率はさらに下降して＋５％を下回り、−１０％程度まで下降する（図８の”ＩＩＩ”の領域）。さらに運動量を増やしてゆくと、振幅比ｄ／ａの変化率はさらに下降して、−１０％を下回るようになる（図８の”ＩＶ”の領域）。
【００８３】
ＣＰＵ１は、上述した運動量と振幅比ｄ／ａの変化率との関係をもとに運動の評価を行う。そのために、ＣＰＵ１は、運動後の振幅比ｄ／ａと運動前の振幅比ｄ／ａとの差分を求め、この差分を運動前の振幅比ｄ／ａで除して、振幅比ｄ／ａの変化率を算出する。そして、得られた振幅比ｄ／ａの変化率と運動中に計測された運動量とを図８のグラフにプロットした場合に、このプロットが領域Ｉ〜ＩＶの何れの領域に位置するかに応じて評価を下す。
【００８４】
すなわち、図８の”Ｉ”の領域に存在すれば、実施した運動が弱すぎたものと評価し、図８の”ＩＩ”の領域に存在すれば運動が適度であったと評価し、図８の”ＩＩＩ”の領域に存在すれば運動がやや強かったものと評価し、図８の”ＩＶ”の領域に存在すれば運動が強すぎたと評価する。そして、この評価結果をもとに、領域Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶの各々の場合について、それぞれ「運動が軽すぎます」，「丁度良い運動です」，「運動がやや強い状態です」，「運動が強すぎます」などというメッセージを表示装置７上へ表示させて、評価結果を使用者へ告知する。
【００８５】
なお、前述したように、上記では振幅比ｄ／ａだけを用いた場合について説明したが、振幅比ｄ／ａと振幅比ｃ／ａとを参照した評価方法を用いることによって、いっそう高い精度で運動の評価を行うことが可能となる。つまり、例えば、振幅比ｄ／ａの値が２０％であれば、図２（ｂ）から、加速度脈波の波形がパターン（２）に属するものと決定することができる。一方、振幅比ｄ／ａの値が８０％であれば、パターン（４）〜（６）の何れかに属することまでは特定できるので、これらのパターンのうちの何れのパターンであるかを絞り込むために、さらに振幅比ｃ／ａの値を参照する。いま、振幅比ｃ／ａの値が例えば３０％であれば、図２（ｂ）から、加速度脈波の波形がパターン（５）に属するものと決定することができる。
【００８６】
また、運動の目標値としては上述した運動強度や運動時間以外にもいろいろ考えられるが、例を挙げればカロリーの消費量が考えられる。ＣＰＵ１は、運動開始前にカロリーの目標値を設定することとし、運動中は、脈拍数を測定する各時点においてカロリー消費量を算出するとともに、運動開始時からのカロリー消費量を積算してＲＡＭ３へ格納するようにして、この積算値が設定した目標値を越えた時点で使用者へ通知するようにするものである。
【００８７】
［第２実施形態］
近年、心拍変動から得られるパワースペクトルなどの情報が心臓病，中枢神経疾患，末梢神経疾患，糖尿病，高血圧，脳血管障害，突然死などの様々な疾病の診断，治療に用いられ始めてきている。このようなことから、本実施形態では、心拍変動のゆらぎに対応する脈波のゆらぎの解析からＬＦ，ＨＦ，ＲＲ５０の各指標を得て、これらを使用者の身体の状態を表わす指標として用いることとする。そこでまず、これら指標の意味について説明する。
【００８８】
心電図において、ある心拍のＲ波と次の心拍のＲ波との時間間隔はＲＲ間隔と呼ばれており、人体における自律神経機能の指標となる数値である。図９は、心電図における心拍と、これら心拍の波形から得られるＲＲ間隔を図示したものである。同図からも見て取れるように、心電図の測定結果の解析からＲＲ間隔が時間の推移とともに変動することが知られている。
【００８９】
一方、橈骨動脈部などで測定される血圧の変動は、収縮期血圧および拡張期血圧の一拍毎の変動として定義され、心電図におけるＲＲ間隔の変動と対応している。図１０は、心電図と血圧との関係を示したものである。この図からわかるように、一拍毎の収縮期および拡張期の血圧は、各ＲＲ間隔における動脈圧の最大値および該最大値の直前に見られる極小値として測定される。
【００９０】
これら心拍変動或いは血圧変動のスペクトル分析を行うことで、これらの変動が複数の周波数の波から構成されていることがわかる。これらの波は以下に示す３種類の変動成分に区分される。・呼吸に一致した変動であるＨＦ（Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）成分・１０秒前後の周期で変動するＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）成分・測定限界よりも低い周波数で変動するトレンド（Ｔｒｅｎｄ）
【００９１】
これら成分を得るには、まず、測定した脈波の各々について、隣接する脈波と脈波の間のＲＲ間隔を求めて、得られたＲＲ間隔の離散値を適当な方法（たとえば３次のスプライン補間）により補間する（図９を参照）。そして、補間後の曲線にＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を施してスペクトル分析を行うことで、上記の変動成分を周波数軸上のピークとして取り出すことが可能となる。図１１（ａ）は、測定した脈波のＲＲ間隔の変動波形、および、該変動波形を上記３つの周波数成分に分解した場合の各変動成分の波形を示している。また図１１（ｂ）は、同図（ａ）に示したＲＲ間隔の変動波形に対するスペクトル分析の結果である。
【００９２】
この図からわかるように、０．０７Ｈｚ付近，０．２５Ｈｚ付近の２つの周波数においてピークが見られる。前者がＬＦ成分であり後者がＨＦ成分である。なお、トレンドの成分は測定限界以下であるため図からは読み取れない。ＬＦ成分は交感神経の活動に関係しており、本成分の振幅が大きいほど緊張の傾向にある。一方、ＨＦ成分は副交感神経の活動に関係しており、本成分の振幅が大きいほどリラックスの傾向にある。
【００９３】
ＬＦ成分およびＨＦ成分の振幅値には個人差があるので、このことを考慮した場合、ＬＦ成分とＨＦ成分の振幅比である「ＬＦ／ＨＦ」が人体の状態の推定に有用である。そして、上述したＬＦ成分とＨＦ成分の特質から、「ＬＦ／ＨＦ」の値が大きいほど緊張の傾向にあり、「ＬＦ／ＨＦ」の値が小さいほどリラックスの傾向にあることが導かれる。一方、ＲＲ５０とは、所定時間（例えば１分間）の脈波の測定において、連続する２心拍のＲＲ間隔の絶対値が５０ミリ秒以上変動した個数で定義される。ＲＲ５０の値が大きいほど人体の状態は鎮静状態にあり、ＲＲ５０の値が小さいほど興奮状態にあることが知られている。
【００９４】
ところで、使用者の身体の状態とこれらの指標との間には相関関係が存在している。強化トレーニングを実施させて、副交感神経の機能を低下させ交感神経優位の状態とすることによって、上述したような疾病を抱える患者の身体の状態に類似した状況を作り出すことができる。そして、強化トレーニングを中止した後の身体の回復期に上記の指標の変化を観察してみると、例えば、ＨＦ成分は日が経つにつれて増加する傾向を示し、他方、「ＬＦ／ＨＦ」の値は日増しに減少する傾向が見られる。
【００９５】
つまり、身体の状態が回復してゆくにつれて、ＨＦ成分或いは「ＬＦ／ＨＦ」の値は、緊張した状態を示す値からリラックスした状態を示す値へと増加或いは減少してゆく。したがって、ＨＦ成分や「ＬＦ／ＨＦ」のみならずＬＦ成分やＲＲ５０も含め、これら各指標の値の増減を観察することで人体の状態の良否を判定できるという推定が成り立ち、これら指標を上述した振幅比ｄ／ａの代わりに用いることができるものと考えられる。
【００９６】
次に、本実施形態による健康状態管理装置について説明する。本実施形態では第１実施形態における振幅比ｄ／ａの代わりに上記４つの指標のうちの１つを用いる形態であって、その装置構成は第１実施形態と同じものである。そこで、以下、本実施形態に特有の動作を中心に装置の動作を説明することとする。なお、上記の実施形態では、加速度脈波波形を６つのパターンに分類することとしたが、本実施形態では、これら指標の値をその値に応じて幾つかのグレードに分けることとし、それぞれのグレード毎に予め運動強度の目標値と上限値と下限値，運動時間の目標値をＲＯＭ２に設定しておくこととする。
【００９７】
運動実施前に使用者がボタンスイッチ１１７を押下するのを契機として、ＣＰＵ１は加速度センサ５の出力値をチェックし、使用者が安静状態にあるかどうかを確認してから安静時の脈拍数を一度だけ計測して、計測値をＲＡＭ３へ格納する。次に、ＣＰＵ１は脈波波形を取り込んで、該脈波波形をもとに上記の４つの指標を算出する。そこで以下、この処理を詳述する。
【００９８】
まず、ＣＰＵ１は脈波の波形から極大点を抽出するために、脈波の波形に対して時間微分をとり、時間微分値がゼロの時刻を求めて波形が極点をとる時刻をすべて求める。次いで、各時刻の極点が極大・極小のいずれであるのかを、該極点の近傍の波形の傾斜（すなわち時間微分値）から決定する。たとえば、ある極点に対して、該極点よりも以前の所定時間分につき波形の傾斜の移動平均を算出する。この移動平均が正であれば該極点は極大であり、負であれば極小であることがわかる。
【００９９】
次に、ＣＰＵ１は抽出した極大点の各々について該極大点の直前に存在する極小点を求める。そして、極大点および極小点における脈波の振幅をＲＡＭ３から読み出して両者の振幅差を求め、この差が所定値以上であれば該極大点の時刻を脈波のピークとする。そして、取り込んだ全ての脈波波形に対してこのピークの検出処理を行ったのち、隣接する２つのピークの時刻をもとに両者の時間間隔（心拍におけるＲＲ間隔に相当する）を計算する。
【０１００】
上記で得られたＲＲ間隔の値は時間軸上で離散的であるため、隣接するＲＲ間隔の間を適当な補間方法により補間して、図１１（ａ）に示すごとき曲線を得る。次いで、補間後の曲線に対してＦＦＴ処理を施して、図１１（ｂ）に示すようなスペクトルを得る。そこで、脈波の波形に対して実施したのと同様の極大判別処理を適用して、このスペクトルにおける極大値と該極大値に対応する周波数を求めて、低い周波数領域で得られた極大値をＬＦ成分，高い周波数で得られた極大値をＨＦ成分とし、各成分の振幅を求めて両者の振幅比「ＬＦ／ＨＦ」を算出する。さらに、ＣＰＵ１は、上記で得られたＲＲ間隔をもとにして隣接するＲＲ間隔の時間差を順次求め、その各々につき該時間差が５０ミリ秒を越えるかどうかを調べる。そして、これに該当する個数を数えてＲＲ５０とする。
【０１０１】
次に、ＣＰＵ１は使用者に対し、これから実施すべき運動についての指示を行う。そこでまず、ＣＰＵ１は上記のようにして求めた指標の値が何れのグレードに属するかを決定する。そして、決定されたグレードと指標の値とをＲＡＭ３へ格納するとともに表示装置７上に表示したのち、当該グレードに対応した運動強度の目標値と上限値と下限値及び運動時間の目標値をＲＯＭ２から読み出してＲＡＭ３に格納するとともに表示装置７に表示して、運動の目標値を使用者へ提示する。
【０１０２】
次に、使用者が運動を開始すると、これを認識したＣＰＵ１は運動開始時の時刻をＲＡＭ３へ格納するとともに、目標運動時間を時計回路９へ設定したのち、第１実施形態同様に、運動中は脈拍数と運動量とを計測して運動の指導を行う。すなわち、ＣＰＵ１は、前回脈拍数測定時から今回脈拍数測定時までの運動量と脈拍数とを算出して運動開始時からの総運動量を求め、これらの値をＲＡＭ３に格納するとともに表示装置７に表示させる。さらに、ＣＰＵ１は（１）式から算出した運動強度が上限値と下限値で決まる範囲内にあるかどうかを調べて使用者へ適宜運動強度に関する指示を出す。
【０１０３】
そして、目標の運動時間が経過して時計回路９から割り込みが入ると、ＣＰＵ１は運動の終了を使用者へ指示し、加速度センサ５の出力を監視して使用者が実際に運動を止めるのを待ち合わせる。次いで、ＣＰＵ１は運動開始前と同様に各指標を算出するとともに、運動終了の時刻を時計回路９から読み取り、正味の運動時間を算出して、これらの値を全てＲＡＭ３へ格納するとともに表示装置７に表示させる。また、ＣＰＵ１は、いま行った運動に対する総運動量と運動時間がそれぞれの目標値から所定の範囲内に存在するかどうかを調べ、もし指示通りの運動が行われていないのであればこの旨を使用者へ知らせる。
【０１０４】
次に、ＣＰＵ１は、運動実施前と同様に、運動後の指標の値が何れのグレードに属するかを判定して、得られたグレードと指標の値とを表示装置７に表示させる。さらに、運動前後における指標の値を比較して、状態に改善が見られたのであればその旨のメッセージを表示させる一方、状態が悪化してしまっていれば、運動を中止して医師の診断を仰ぐように警告を行う。
【０１０５】
ここで、状態が改善されたか悪化したかの判断基準についてであるが、ＬＦ或いは「ＬＦ／ＨＦ」の場合は、運動したことによって値が減少していれば改善されたものとし、増加していれば悪化したものと見なす。一方、ＨＦ或いはＲＲ５０の場合は、減少していれば悪化しているものとし、増加していれば改善されたものと見なす。
【０１０６】
そして、使用者がこれ以後も引き続いて運動を行うのであれば、運動後に求めたグレードを、これから行う運動の運動実施前のグレードとして設定し、当該グレードから新たな目標値を得て運動の指導を継続して行う。なお、以上の説明では、４つの指標の何れか１つを用いることとしたが、これら指標の幾つかを総合的に勘案するようにしても良い。
【０１０７】
［第３実施形態］
本実施形態は、第１実施形態において説明した健康状態管理装置を一部変形した形態である。すなわち第１実施形態では、使用者が安静状態にあるか否かを、装置（より詳細に言えばＣＰＵ１）が加速度センサ５の測定結果に基づいて自動的に判別していた。これに対し、本実施形態では、使用者自らが安静状態にあるかどうかを判断してこの旨を装置へ指示するようにしたものである。
【０１０８】
また、前述したように、第１実施形態における動作モードは大きく分けて２種のモードから構成されていた。つまり、健康状態管理装置として動作するモードと、時刻や日付を設定したりストップウォッチとして使用するといった普通の時計として用いるモードの２つのモードである。これに対し、本実施形態における動作モードは３種類のモードを有している。
【０１０９】
第１のモードは、健康状態管理装置として機能しないモードであって、装置を腕時計に組み込んだ場合であれば、通常の時計として機能するモードである。また、残りの２つのモードは健康状態管理装置として機能するモードである。すなわち、第２のモードは脈波測定モードであって、使用者が安静状態にあることを前提に、使用者の運動実施前或いは運動実施後において脈波を計測して解析を行うためのモードである。さらに、第３のモードは脈拍測定モードであって、使用者が運動をしている最中に脈拍数を測定して運動の指導を行うためのモードである。
【０１１０】
そして、これら３種類のモード間の切り換えは、前述したボタンスイッチ１１７を用いて使用者が手動で行う。ここで、第１実施形態におけるボタンスイッチ１１７は健康状態管理装置としての動作を開始／停止するためのスイッチであった。これに対し、本実施形態におけるボタンスイッチ１１７は上記の３種類のモードをサイクリックに切り換えるためのボタンスイッチとして機能する。つまり、ボタンスイッチ１１７を押下する度に、第１→第２→第３→第１の如くモードが循環的に遷移してゆく。なお、モードの切り換えを行っている最中はモードが確定しないようになっており、使用者は所望のモードになるまでボタンスイッチ１１７を繰り返し押下すれば良い。さらに、上記の説明から明らかなように、第１実施形態における加速度センサ５を用いた安静状態の判断を、本実施形態では使用者自身が行っているために、本実施形態では本質的に加速度センサ５が不要となっている。
【０１１１】
次に、本実施形態による健康状態管理装置の動作を概説する。まず、使用者は運動開始前において、脈波センサ４が動かないように注意しつつボタンスイッチ１１７を操作して装置を脈波測定モードへ設定する。これにより、ＣＰＵ１はセンサインターフェース６から脈波波形を所定時間読み取り、読み取った脈波波形から安静時の脈拍数を算出してＲＡＭ３へ格納する。
【０１１２】
次いで、ＣＰＵ１は脈波波形を一波形分読み取り、加速度脈波波形を求めてピークａ，バレイｂ，ピークｃ，バレイｄを決定して振幅比ｄ／ａを算出するとともに、この振幅比ｄ／ａから加速度脈波波形のパターンを決定し、これらの値をＲＡＭ３へ格納する。次に、このパターンに対応する運動の目標値をＲＯＭ２から読み出してＲＡＭ３に格納するとともに、これらの値を表示装置７に表示する。その際、運動前における脈波測定が完了した旨のメッセージを一緒に表示装置７に表示する。
【０１１３】
すると、当該メッセージを確認した使用者は、ボタンスイッチ１１７を操作して装置を脈拍測定モードへ設定するので、これを契機にＣＰＵ１は時計回路９から運動開始時刻を読み取ってＲＡＭ３へ格納するとともに、時計回路９へ運動時間の設定を行う。一方、ボタンスイッチ１１７を操作した使用者が運動を開始すると、使用者の運動中、ＣＰＵ１は脈拍数と運動量を計測して、第１実施形態と同様に運動の指導を行う。
【０１１４】
その後、時計回路９から割り込みが入ると、ＣＰＵ１は運動を止めるように使用者へ指示する。この指示に従って運動を止めると、使用者はボタンスイッチ１１７を操作して装置を再び脈波測定モードへ切り換える。これにより、ＣＰＵ１は、運動終了時刻を読み取って正味の運動時間を算出してこれらをＲＡＭ３に格納する。さらにＣＰＵ１は、今回の脈波測定モードが運動後の脈波測定のためであることを認識し、運動開始前と同様の手順に従って、取り込んだ脈波波形から振幅比ｄ／ａを算出するとともに、加速度脈波のパターンを決定して、これらの値をＲＡＭ３へ格納する。
【０１１５】
次いで、ＣＰＵ１は、運動前の振幅比ｄ／ａ，運動後の振幅比ｄ／ａ，運動中の総運動量を表示装置７へ表示するとともに、運動量及び運動時間が適正であったかどうかを調べて、必要に応じ使用者へ警告を行う。また、運動前後における加速脈波波形のパターンの変化状態を調べて、状態の改善あるいは悪化の程度に応じた指示を適宜使用者に対して行う。これ以後は、上記と同様であって、使用者は安静時脈拍数が測定できるように呼吸を整えたのち、運動開始前の脈波測定の動作から上述した動作を繰り返す。
【０１１６】
なお、不注意により使用者の身体が動いてしまって、脈波測定モードにおける測定に支障をきたす場合も考えられなくはない。そこで、このような場合も考慮して加速度センサ５を補助的に用いることとしても良い。すなわち、ＣＰＵ１は運動前及び運動後の脈波の測定中において、加速度センサ５の出力を定期的に読み取り、万一使用者の身体が動いていることを検出した場合、表示装置７上に警告メッセージを表示するか装置に内蔵したアラームを用いて音で警告を発するなどすれば良い。
【０１１７】
また、運動前の脈波測定と運動後の脈波測定を別々のモードとして設けることとして、運動の前後に応じて使用者がこれら２つのモードの何れか１つを選択するようにしても良い。さらに、本実施形態は第１実施形態に適用するものとして説明したが、振幅比ｄ／ａをＬＦ，ＨＦ，「ＬＦ／ＨＦ」，ＲＲ５０で置き換えれば、第２実施形態にも当然に適用可能である。
【０１１８】
［第４実施形態］
次に、上記構成による健康状態管理装置をリハビリテーション（以下、リハビリと称する）の指導に応用した形態を、加速度脈波から得られる振幅比ｄ／ａを用いた場合について説明する。通常、リハビリは幾つかの段階から成り、治療が進むに従ってより強度の運動が課された段階へと移行してゆき、それにつれて患者の状態が改善してゆくようになっている。本実施形態は、このようなリハビリ対象者への運動の指導を付き添い人の介在なしに自動的に行うようにするものである。
【０１１９】
本実施形態において、図１のＲＯＭ２には、リハビリの段階毎に振幅比ｄ／ａ等の「標準的な」目標値が格納されるとともに、振幅比の値に対応して当該振幅比を有する身体の状態を達成するために適当と考えられる運動強度の目標値，上限値，下限値および運動時間の目標値が格納されている。
【０１２０】
まず、リハビリを開始するにあたっての準備を行う。すなわち、ＣＰＵ１は患者の脈波を取り込み、加速度脈波を求めて各振幅比を求めるとともに、安静時の脈拍数を算出する。以下に述べるように、これらの値はリハビリを実施する当日のリハビリ対象者の状態を表わしている。そこで、ＲＯＭ２に格納されている振幅比の「標準的な」目標値を、測定した振幅比と安静時の脈拍数の値で補正し、リハビリ開始時点における患者の体調等に合致した目標振幅比を算出して、これをＲＡＭ３へ格納する。次いで、この目標振幅比に対応した運動強度の目標値，上限値，下限値および運動時間の目標値をＲＯＭ２から読み出し、目標振幅比とともに患者へ告知する。なお、標準振幅比の補正にあたっては、測定した振幅比と脈拍数の両方を使用しても良いし、何れかの情報だけを使用しても良い。
【０１２１】
次に、ＣＰＵ１はリハビリの開始を促すメッセージを表示装置７へ表示させる。これにより、メッセージを見た患者が第１段階の運動を開始する。そしてＣＰＵ１は、患者が運動中は脈拍数を測定して、測定した脈拍数から運動強度を算出し、上述した上限値と下限値の範囲内にあるかどうかをチェックして、適正な運動強度を維持するように適宜患者へ指示を行う。またその一方で、所定時間間隔で運動量を求めて積算してゆく。
【０１２２】
そして、上記の目標運動時間を経過後に、ＣＰＵ１が運動の終了を患者へ指示して患者が一旦運動を中断させると、ＣＰＵ１は再び脈波を取り込んで運動後の振幅比を算出し、この段階における振幅比の目標値に達したかどうかを調べる。そして、目標値にいまだ達していなければ、測定値が目標値に達するまで、引き続き運動を行うように患者へ指示を出す。
【０１２３】
他方、測定結果が現段階の運動の目標値に達した時点で、ＣＰＵ１は次の段階の運動に移行することを促すメッセージを表示装置７へ表示させるとともに、第２段階における新たな振幅比の標準的な目標値をＲＯＭ２から読み出し、上記と同様に補正を行ったのち、補正後の振幅比の目標値に対応する新たな運動強度の目標値，上限値，下限値および運動時間の目標値を表示させる。これにより、患者は第１段階の運動を終了させて、第２段階の運動へ移行することができる。このようにして、患者は段階を追ってリハビリのメニューをこなしてゆくことができる。
【０１２４】
そして、全ての段階が完了した時点で、ＣＰＵ１がリハビリ終了の旨のメッセージを表示装置７に表示させると、患者はリハビリを終わらせる。なお、本実施形態では振幅比ｄ／ａを用いることとして説明したが、これをＬＦ，ＨＦ，「ＬＦ／ＨＦ」，ＲＲ５０で置き換えることも当然に可能である。
【０１２５】
［第５実施形態］
次に、上記構成による健康状態管理装置を、使用者が自らの健康管理に適用する場合について説明する。ＣＰＵ１は、毎日、決められた測定時刻においてセンサインターフェース６から脈波の取り込みを行う。ここで、本実施形態においては、２時間おきに測定を実施するものとする。そして、第１実施形態と同様の手順により、振幅比ｄ／ａ等を算出して、時計回路９から読み取った時刻と共にこれら算出結果をＲＡＭ３へ格納する。なお、測定時刻において使用者が運動中であると振幅比の算出ができないが、その場合には、加速度センサ５の出力を監視して、運動が終わるのを待ってから振幅比の算出を行うようにする。
【０１２６】
一方、各測定時刻（例えば、午後２時）で、ＣＰＵ１は、過去所定期間（本実施形態では一週間）において同時刻（すなわち、午後２時）に求めた振幅比をそれぞれＲＡＭ３から読み出して、これらの振幅比と現時点（すなわち、午後２時）の振幅比とから移動平均を求める。そして、この移動平均を、現時点における振幅比と測定時刻と一緒にしてＲＡＭ３へ格納する。
【０１２７】
次いで、前日の同時刻（すなわち、前日の午後２時）に算出しておいた移動平均の値をＲＡＭ３から読み出して、この移動平均の値を現時点の振幅比と比較する。そして、両者の差が一定値を越えたかどうかを調べ、一定値を越えていれば警告メッセージを表示装置７へ表示させることで、現時点における状態が過去一週間の平均的な状態から逸脱したことがわかり、使用者に警告を与えることができる。
【０１２８】
なお、上記の説明では、脈波から得られた振幅比をそのまま使用することとした。しかるに、加速度センサ５を活動量モニタと見なせば、使用者の体の動きと加速度脈波との間の相関関係を得ることができる。そこで、振幅比の算出にあたっては、この相関情報と加速度センサ５の出力値とをもとにして、計測された振幅比の値を補正するようにしても良い。
【０１２９】
また、ＲＡＭ３に格納した過去所定期間（一週間，一ヶ月，一年など）の振幅比の推移を表示装置７上にグラフ表示させて、血液循環の状態の変化を使用者へ告知することも可能である。また、上記の説明では振幅比ｄ／ａを用いることとしたが、ＬＦ，ＨＦ，「ＬＦ／ＨＦ」，ＲＲ５０を用いることも当然に可能である。
【０１３０】
［応用形態］
なお、上記実施形態では、使用者に対する様々な告知をメッセージで表示するようにしたが、音で告知するようにしても良い。例えば、本装置を腕時計と組み合わせれば、腕時計に組み込まれている既存のアラーム機能を流用することができる。また、それ以外の携帯機器の場合についても、圧電素子やスピーカなどを用いた音源を設ければ、アラーム音のみならず音声メッセージなどによる告知も実現することができる。こうした音による告知を行えば、視覚障害を持つ人であっても本装置を何らの支障もなく使用することができる。また、使用者が運動の最中においては、いちいち表示されたメッセージを見る必要がなくなるため、健常者にしてみても煩わしくなくて好ましいと言える。
【０１３１】
また、運動の評価結果や使用者への指示内容に応じて、鳴らす音楽の種類を変えたり音のピッチを変えるなどして、使用者に違いがわかるような工夫をすることも考えられる。さらに、メッセージと音とを併用して告知するようにしても良い。また、聴力障害者のためには、メッセージや音の代わりに触覚へ訴えるようにしても良い。例えば、腕時計の裏面に振動板を取り付けてこの振動板を振動させるか、あるいは、腕時計全体を振動させる構造として、振動によって使用者へ告知することが考えられる。さらに、振動の強弱や振動時間に変化を持たせることによって、メッセージや音声と同様に様々な態様での告知が可能となる。
【０１３２】
また、上記実施形態では、加速度センサ５を脈波センサ４に近接配置することとしたが、実際のところ、加速度センサ５は人体のどこに取り付けても良い。また、上記実施形態では、加速度脈波を用いることとしたが、これは加速度脈波が最も良く知られており、理解しやすいからに過ぎない。従って、本発明は、脈波の原波形，１次微分の波形，加速度脈波よりも高次の微分波形，の何れにも適用することができるのは勿論である。
【０１３３】
ここでは、その一例として、脈波の原波形を用いた場合について若干の説明を行うこととする。図１２は、典型的な脈波の原波形を示したものである。この図において、（ａ）は、いわゆる平脈と呼ばれているものであり、３つの峰を持つことを特徴とした三峰波である。ここで、同図におけるＰ１〜Ｐ５は脈波の変曲点（ピーク）である。一方、図１２（ｂ）はいわゆる滑脈と言われている脈波であり、２つの峰を持つことを特徴とした二峰波である。他方、図１２（ｃ）は弦脈と呼ばれている脈波である。
【０１３４】
これらの各脈波と使用者が行う運動との関連を調べてみると、一般に、運動前においては、図１２（ａ）に示す平脈が見られる。また、運動を行った場合であっても、その運動が軽すぎるような場合には、運動後においても平脈が観察される。一方、実施した運動が適度なものであれば、運動後においては図１２（ｂ）に示す滑脈が観察されるようになる。他方、実施した運動が過度なものであると、運動後においては図１２（ｃ）に示す弦脈の状態を呈することとなる。
【０１３５】
このように、脈波の原波形を用いた場合には、運動後における脈波の波形が平脈，滑脈，弦脈の何れに分類されるかを判別することによって、使用者が行った運動を評価できることがわかる。ここで、測定された脈波から変曲点Ｐ１〜Ｐ５を抽出して該脈波の特徴を捉えるには、例えば、本発明の発明者による特許出願（特願平５−１９７５６９号，ストレス評価装置および生理的年齢評価装置）に詳述された手法を用いることが可能である。そこで、以下にその概要を述べることとする。
【０１３６】
この手法によれば、脈波の各拍の波形について、次のような情報を採取して脈波の特徴を抽出するものである。すなわち、図１３に示すように、 １） 脈波の各拍内に順次現れる変曲点Ｐ１〜Ｐ５における脈圧ｙ１〜ｙ５， ２） 脈波が立ち上がる脈波開始時刻ｔ０ を基準とした場合において、各変曲点Ｐ１〜Ｐ５が出現するまでの経過時間Ｔ１〜Ｔ５と次の拍の脈波が立ち上がるまでの経過時間Ｔ６ ，３） 変曲点Ｐ１〜Ｐ５の各々が極大であるか極小であるかの別、である。なお、図１のＲＯＭ２には、平脈，滑脈，弦脈の各々に関する脈波の特徴である経過時間Ｔ１ 〜Ｔ６ ，脈圧ｙ１〜ｙ５，各変曲点の極大／極小の別などを、予め格納しておくようにする。
【０１３７】
また、この場合における健康状態管理装置の動作は大略次のようなものである。まず、ＣＰＵ１は、取り込んだ脈波の波形から所定のカットオフ周波数よりも低域の周波数成分だけを取り出して、得られた波形のデータをＲＡＭ３へ格納する。次に、低周波数成分だけからなる脈波波形について、その時間微分を求める処理を施す。次いで、算出された時間微分値について所定期間内の移動平均を算出し、この算出結果を傾斜情報としてＲＡＭ３へ格納する。この傾斜情報は、脈圧が上昇する傾向にあれば正の値をとり、下降する傾向にあれば負の値をとる。
【０１３８】
次に、ＣＰＵ１は、上記の演算の結果を調べて、時間微分値として０が出力された場合には、これを変曲点として、この時点における波形の採取時刻及び脈圧（脈圧ｙ１〜ｙ５に相当する）を求めておく。また、上記の傾斜情報を参照することにより、それぞれの変曲点が極大であるのか極小であるのかを決定する。すなわち、ある変曲点に対応して求めた傾斜情報が正であればこの変曲点は極大点であり、傾斜情報が負であればこの変曲点は極小点である。さらに、ＣＰＵ１は、変曲点が検出される度に、変曲点における脈圧と直前に検出された変曲点における脈圧との差分を求め、得られた差分データをストローク情報としてＲＡＭ３へ格納する。
【０１３９】
そして、測定時間内のすべての脈波について以上の処理を行ったあとで、ＣＰＵ１は、脈波を１拍毎に分離する処理を行う。まずＣＰＵ１は、各変曲点に対応した傾斜情報とストローク情報をＲＡＭ３から取り出し、取り出されたストローク情報の中から正の傾斜情報を有するものを選び出す。次いで、これらの中からストローク情報の大きなものを上位から所定個数だけ選択し、さらにその中から中央値に相当するものを選び、脈波の各拍における立ち上がり部分が決定される。これにより、この立ち上がりの開始時点を脈波開始時刻ｔ０ として求めることができる。
【０１４０】
以上のようにして、変曲点Ｐ１〜Ｐ５と、これら変曲点に対する極大／極小の別，各変曲点における脈圧ｙ１〜ｙ５が決定される。また、上述した各変曲点における波形採取時刻と脈波開始時刻ｔ０ との差分を求めることにより、経過時間Ｔ１ 〜Ｔ５ が算出される。さらに、隣接する脈波の拍の間で、脈波開始時刻ｔ０ の間の時刻の差を求めることにより、脈波の各拍に対して経過時間Ｔ６ が得られる。
【０１４１】
そして、経過時間Ｔ１〜Ｔ５，脈圧ｙ１ 〜ｙ５ ，変曲点Ｐ１〜Ｐ５における極大／極小の別の各々につき、測定された脈波のものとＲＯＭ２に格納されている既定の脈波のものとを比較すれば、測定された脈波に最も適合する脈波のタイプが、平脈，滑脈，弦脈の中から選択でき、脈波のタイプから使用者が行った運動を評価することができる。
【０１４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、使用者から測定した脈波をもとにして、血液循環の状態を該使用者へ通知するようにしたので、運動中でさえなければ、使用者は、いつでも自分の血液循環の状態を知ることができ、したがって、虚血性心疾患や脳血管障害などの疾病の予知に役立てることができるという効果が得られる。
【０１４３】
また、本発明によれば、運動前後の指標の変化をもとにして運動を評価するので、インターバルトレーニング等を実施するにあたり、各インターバルにおいて行った運動が多過ぎたのか，少なすぎたのか，あるいは丁度良いのかを知ることができ、効果的なトレーニングを行うことができるという効果が得られる。さらに、脈波の測定或いは脈拍数の測定を使用者からの指示に基づいて実施するようにしたので、使用者の体動の有無を検査するための手段が不要となり、装置の構成を簡易なものにできるという効果も得られる。
【０１４４】
また、本発明によれば、算出した指標が、運動の段階に応じて設定した目標値に達している場合に、次の段階の運動へ移行するよう使用者へ通知するようにしたので、リハビリテーション治療等のように、段階的に運動をこなしてゆく必要がある場合であっても、医師や看護婦などが付き添わずに適切な運動を行わせることができるという効果が得られる。
【０１４５】
また、本発明によれば、過去所定期間内の指標の移動平均と現時点の指標とを比較して、これらの差分が所定値以上であれば、使用者へ警告を行うようにしたので、血液循環の状態から見た健康状態が、普段に比べて悪化していることを使用者へ迅速に通知することができ、使用者は速やかに医師等の診療を受けて健康管理に努めることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による健康状態管理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は指尖容積脈波における加速度脈波の様々な態様を表わした図であり、（ｂ）は（ａ）の各パターンについて振幅比ｄ／ａ及び振幅比ｃ／ａの範囲を示した図である。
【図３】同装置を腕時計と組み合わせた場合の図である。
【図４】同装置を腕時計と組み合わせた場合において、該腕時計の構造ををより詳細に表わした平面図である。
【図５】同装置を腕時計と組み合わせた他の態様を示す図である。
【図６】同装置をネックレスと組み合わせた場合の図である。
【図７】同装置を眼鏡と組み合わせた場合の図である。
【図８】使用者が実施した運動の運動量と運動の前後において測定された振幅比ｄ／ａの変化率との関係を表わす図である。
【図９】心電図とＲＲ間隔の関係を示す図である。
【図１０】心電図と脈波との関係を示す図である。
【図１１】（ａ）はＲＲ間隔変動と該変動を構成する周波数成分の関係を示す図である。また、（ｂ）はＲＲ間隔変動のスペクトル分析を行った結果を示した図である。
【図１２】典型的な脈波の原波形を示す図であって、（ａ）は平脈，（ｂ）は滑脈，（ｃ）は弦脈である。
【図１３】脈波の１拍について、脈波の波形の特徴を説明するための図である。
【図１４】指尖容積脈波の波形を表わす図であって、（ａ）は測定された原波形，（ｂ）は速度脈波，（ｃ）は加速度脈波である。
【図１５】指尖容積脈波における加速度脈波の一波形分を取り出した図である。
【図１６】第１の従来技術による加速度脈波計の構成を示すブロック図である。
【図１７】同技術において、測定された加速度脈波を類型化する際に行う加速度脈波波形の分割の様子を表わした図である。
【図１８】第２の従来技術による加速度脈波計の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】１…ＣＰＵ、３…ＲＡＭ、４…脈波センサ、５…加速度センサ、６…センサインターフェース、７…表示装置、８…表示制御回路

Claims (1)

1. 使用者の脈波を測定する脈波測定手段と、
   前記使用者の体動を測定する体動測定手段と、
   前記脈波の波形から加速度脈波の波形を求め、この加速度脈波における一波長分の波形のうち、最初に現れるピークの振幅値とその後に現れるピークまたはバレイの振幅値との比を、前記使用者の血液循環の状態を表わす指標として算出する算出手段と、
   前記体動測定手段の測定結果が所定値以下であるときの前記指標と、前記体動測定手段の測定結果が前記所定値を越えたのちに再び前記所定値以下となったときの前記指標との変化率に基づいて前記使用者が実施した運動の評価を行う評価手段と、
   前記運動の評価結果を前記使用者へ告知する告知手段と
   を具備してなる健康状態管理装置。

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