JP4023429B2 - 携帯型生体情報モニタ装置 - Google Patents
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Description
この種の装置として、寝具と一体に構成された圧電素子や脳波計を用いて睡眠中の生体情報を検出し、その検出結果から睡眠の質を評価する睡眠評価装置(例えば、特許文献1参照。)や、指先に取り付けた圧電マイクから脈波を検出すると共に、ベルト等に取り付けた加速度センサから体動を検出し、運動強度の評価などに用いるために、その検出結果から運動中の脈拍数や運動ピッチを求める装置(例えば、特許文献2参照。)等が知られている。
即ち、良い睡眠を得るには日中の十分な活動、適度な疲労が必要であったり、不眠症などの睡眠異常者は、夜に異常な覚醒が発生し、日中に異常な眠気が発生するなど、日中の運動(覚醒度、活動量)と睡眠とは密接に関連している。このため、ある限られた行動だけでは、十分な情報を得ることができず、的確な評価やアドバイスを行うことができないのである。
そして、評価手段として、具体的には、被験者の状態を、生成モード毎に個別に評価する行動別評価手段を備えていてもよいし、更に、その行動別評価手段により得られる各生成モードでの評価結果に基づいて、総合的に被験者の状態を評価する総合評価手段を備えていてもよい。
図1は、本発明が適用された体調管理システムの全体構成を示す説明図である。
図1に示すように、本実施形態の体調管理システムは、管理の対象となる被験者に取り付けて使用される携帯型生体情報モニタ装置1(以下単に「モニタ装置」と称する。)と、モニタ装置1への着脱が可能なケーブルCを介してモニタ装置1への充電およびモニタ装置1との通信を仲介する充電器30と、充電器30を介してモニタ装置1との通信を行うことにより、モニタ装置1の内部設定を変更したり、モニタ装置1から取得したデータに基づいて、各種処理を実行する情報管理装置50とからなる。
図2(a)に示すように、モニタ装置1は、腕時計程度の大きさに形成された本体3と、本体3と一体に形成されたベルト状の取付部5とからなる。
図3に示すように、モニタ装置1は、検出窓3eを介して光を照射し、その反射光を受光することで生体情報を検出する情報検出部10と、情報検出部10にて検出される生体情報を処理する情報処理部20と、コネクタ3fに接続されるケーブルを介して充電可能に構成され、当該装置の各部に電源供給を行うバッテリ15とを備えている。
電源が投入され、本処理が起動すると、まず、操作検出部21からの入力に基づき、操作ボタン3aを介してモード設定操作が行われたか否か(S100)、情報検出部10が検出した生体情報を解析して指標を生成する生成タイミングであるか否か(S120)、通信制御部22からの入力に基づき、コネクタ3fにケーブルが接続されているか否か(S160)、電圧検出部23からの入力に基づき、バッテリ15の充電量が不足しているか否か(S180)を順次判断し、いずれも否定判定された場合には、これらの判定を繰り返し実行することで待機する。
そして、動作モードが非選択(モニタを行わない)の状態から、連続動作モード又は限定動作モードのいずれかが選択された時には、情報検出部10の駆動回路12に起動指令を出力して、情報検出部10による生体情報の検出を開始させ、逆に動作モードが選択されてる状態から、非選択の状態になった時には、情報検出部10による生体情報の検出を停止させる。また、限定動作モードが選択された時には、その限定動作モードが維持されている間、動作確認用のLED3cを点滅させるようにされている。
一方、表示モードとしては、時刻を表示する時刻表示モード、各生成モードにて生成される指標(脈拍、体動、自律神経機能、運動ラップ)を表示する指標表示モード、指標に基づく評価の結果を表示する評価結果表示モードが用意されている。但し、指標表示モードや、評価結果表示モードでは、設定されている生成モード毎に、表示可能な内容が異なるため、その表示可能な範囲内で選択できるようにされている。
本処理が起動すると、まず、設定されている生成モードが覚醒モードであるか否かを判断し(S300)、覚醒モードであれば、更に定常運動モードであるか否かを判断する(S310)。
また、先のS300にて、覚醒モードではなく睡眠モードであると判定された時は、睡眠モニタ処理を実行する(S420)。この睡眠モニタ処理では、睡眠中における被験者の状態を評価するための睡眠評価指標として、記憶部25のバッファ領域に記憶された生体情報を解析することで、体動、脈拍、自律神経活動量を算出して、その算出結果を生体情報の検出時刻と共に記憶部25に記憶する。
そして、予め設定された期間(例えば入眠してから現時点まで)のうち、この評価値CVrrが10以上となる時間の割合が20%より大であるか否かを判断し(S530)、20%より大であれば、脈拍に異常(不整脈や無呼吸や多動など)がある旨の判定をする(S540)。
つまり、連続モニタ処理(連続動作モード)では、生体情報(指標)から被験者の行動を推定し、その行動に応じた生成モードに自動的に切り替えながら、被験者の行動の評価に適した指標を適宜生成し、生成モードが切り替わる毎に、その生成モードでの評価や総合評価を行うようにされている。
本処理が起動すると、まず、設定された生成モードに対応したモニタ処理を実行する(S600)。即ち、設定された生成モードが覚醒・通常モードであれば、先のS320の通常モニタ処理、覚醒・定常運動モードであれば先のS380の運動モニタ処理、睡眠モードであれば先のS420の睡眠モニタ処理、イベントモードであればイベントモニタ処理を実行する。なお、イベントモニタ処理では、イベント評価指標として、体動,脈拍,自律神経機能を求める。
ここで、S320の通常モニタ処理、S380の運動モニタ処理、S420の睡眠モニタ処理において、生体情報(脈波検出信号及び体動検出信号のサンプリングデータ)から、体動、脈拍、自律神経機能、運動のピッチといった指標を算出する際に用いられる手法(アルゴリズム)について説明する。
なお、本実施形態において、情報検出部10が生体情報検出手段、マイコン24が指標生成手段、記憶部25が記憶手段、表示制御部26,表示パネル3bが表示手段、通信制御部22が通信手段に相当する。また、S100〜S110が動作モード選択手段及び生成モード手動切替手段、S330,S390,S350,S440が行動判定手段、S340,S410,S370,S460が生成モード自動切替手段、S400,S360の一部,S430,S450の一部が行動別評価手段、S360の一部,S450の一部が総合評価手段に相当する。
そして、例えば、生成モードをイベントモードにしてモニタ装置1が取得した情報(指標)を、被験者の状態に影響を与えるような動作をする外部装置(例えば、換気装置や冷暖房装置など)にフィードバックするようにすれば、閉鎖された空間(車内,寝室,会議室など)の環境を、被験者の状態に応じて自動的に快適なものに調整するシステムを構成することができる。
例えば、上記実施形態では、モニタ装置1と情報管理装置50とは、充電器30を介して通信を行うように構成されているが、図11に示すように、情報管理装置70に充電器を一体化させてもよい。また、充電器30に、モニタ装置1より大画面の表示装置を設けることにより、モニタ装置1を充電器30に設置するだけで、モニタ装置1が取得した情報を、モニタ装置1の表示パネル3bでの表示より見易い形式にて表示できるように構成してもよい。
また、上記実施形態では、通信制御部22は、コネクタ3fに接続されるケーブルCを介して有線通信を行うように構成されているが、無線通信を行うように構成してもよい。この場合、更に、操作ボタン3aを省略し、別途用意されるリモートコントローラを用い、無線通信を行う通信制御部22を介して各種モードの設定を行うように構成してもよい。
また、上記実施形態では、睡眠中の生成モードが睡眠モード一つだけであるが、中途覚醒モードを設けるようにしてもよい。
Claims (18)
- 被験者の身体に取り付けて使用する携帯型生体情報モニタ装置であって、
被験者の脈拍,体動,自律神経機能を反映した生体情報を繰り返し検出する生体情報検出手段と、
該生体情報検出手段にて検出される生体情報に基づき、睡眠時における被験者の状態を評価するための指標である睡眠評価指標を生成する第1生成モード、及び該生体情報に基づき、覚醒時における被験者の状態を評価するための指標である覚醒評価指標を生成する第2生成モードを少なくとも含む、被験者の行動に応じた複数の生成モードを有し、いずれかの生成モードにて動作する指標生成手段と、
該指標生成手段にて生成された指標を記憶する記憶手段と、
を備え、
前記指標生成手段は、前記生成モードに応じて前記指標の生成タイミングを変化させることを特徴とする携帯型生体情報モニタ装置。 - 外部からの指令に従って、前記生体情報の検出を常時実行する連続動作モード、又は指定された期間中だけ実行する限定動作モードのうち、いずれかの動作モードにて、前記生体情報検出手段を動作させる動作モード選択手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の携帯型生体情報モニタ装置。
- 被験者の身体に取り付けて使用する携帯型生体情報モニタ装置であって、
被験者の脈拍,体動,自律神経機能を反映した生体情報を繰り返し検出する生体情報検出手段と、
該生体情報検出手段にて検出される生体情報に基づき、睡眠時における被験者の状態を評価するための指標である睡眠評価指標を生成する第1生成モード、及び該生体情報に基づき、覚醒時における被験者の状態を評価するための指標である覚醒評価指標を生成する第2生成モードを少なくとも含む、被験者の行動に応じた複数の生成モードを有し、いずれかの生成モードにて動作する指標生成手段と、
該指標生成手段にて生成された指標を記憶する記憶手段と、
外部からの指令に従って、前記生体情報の検出を常時実行する連続動作モード、又は指定された期間中だけ実行する限定動作モードのうち、いずれかの動作モードにて、前記生体情報検出手段を動作させる動作モード選択手段と、
を備えることを特徴とする携帯型生体情報モニタ装置。 - 前記動作モード選択手段にて選択された動作モードが前記連続動作モードである場合に、前記指標生成手段にて生成された指標に基づいて、被験者の行動が前記生成モードのいずれに適合するかを判定する行動判定手段と、
該行動判定手段での判定結果に従って、前記指標生成手段の生成モードを切り替える生成モード自動切替手段と、
を備えることを特徴とする請求項2又は3に記載の携帯型生体情報モニタ装置。 - 被験者の身体に取り付けて使用する携帯型生体情報モニタ装置であって、
被験者の脈拍,体動,自律神経機能を反映した生体情報を繰り返し検出する生体情報検出手段と、
該生体情報検出手段にて検出される生体情報に基づき、睡眠時における被験者の状態を評価するための指標である睡眠評価指標を生成する第1生成モード、及び該生体情報に基づき、覚醒時における被験者の状態を評価するための指標である覚醒評価指標を生成する第2生成モードを少なくとも含む、被験者の行動に応じた複数の生成モードを有し、いずれかの生成モードにて動作する指標生成手段と、
該指標生成手段にて生成された指標を記憶する記憶手段と、
外部からの指令に従って、前記生体情報の検出を常時実行する連続動作モード、又は指定された期間中だけ実行する限定動作モードのうち、いずれかの動作モードにて、前記生体情報検出手段を動作させる動作モード選択手段と、
該動作モード選択手段にて選択された動作モードが前記連続動作モードである場合に、前記指標生成手段にて生成された指標に基づいて、被験者の行動が前記生成モードのいずれに適合するかを判定する行動判定手段と、
該行動判定手段での判定結果に従って、前記指標生成手段の生成モードを切り替える生成モード自動切替手段と、
を備えることを特徴とする携帯型生体情報モニタ装置。 - 前記動作モード選択手段にて選択された動作モードが前記限定動作モードである場合に、外部からの指令に従って、前記指標生成手段の生成モードを切り替える生成モード手動切替手段を備えることを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の携帯型生体情報モニタ装置。
- 被験者の身体に取り付けて使用する携帯型生体情報モニタ装置であって、
被験者の脈拍,体動,自律神経機能を反映した生体情報を繰り返し検出する生体情報検出手段と、
該生体情報検出手段にて検出される生体情報に基づき、睡眠時における被験者の状態を評価するための指標である睡眠評価指標を生成する第1生成モード、及び該生体情報に基づき、覚醒時における被験者の状態を評価するための指標である覚醒評価指標を生成する第2生成モードを少なくとも含む、被験者の行動に応じた複数の生成モードを有し、いずれかの生成モードにて動作する指標生成手段と、
該指標生成手段にて生成された指標を記憶する記憶手段と、
外部からの指令に従って、前記生体情報の検出を常時実行する連続動作モード、又は指定された期間中だけ実行する限定動作モードのうち、いずれかの動作モードにて、前記生体情報検出手段を動作させる動作モード選択手段と、
該動作モード選択手段にて選択された動作モードが前記限定動作モードである場合に、外部からの指令に従って、前記指標生成手段の生成モードを切り替える生成モード手動切替手段と、
を備えることを特徴とする携帯型生体情報モニタ装置。 - 前記指標生成手段にて生成される指標に基づいて被験者の状態を評価する評価手段を備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の携帯型生体情報モニタ装置。
- 前記評価手段は、
被験者の状態を、前記生成モード毎に個別に評価する行動別評価手段を備えること特徴とする請求項8に記載の携帯型生体情報モニタ装置。 - 前記行動別評価手段は、評価対象となる生成モードにて生成された全ての指標のうち、予め指定された期間内に生成された指標を用いて評価を行うことを特徴とする請求項9に記載の携帯型生体情報モニタ装置。
- 前記行動別評価手段は、睡眠時における被験者の状態として、前記睡眠評価指標から、不整脈,無呼吸,多動といった睡眠異常の評価を行うことを特徴とする請求項9又は10に記載の携帯型生体情報モニタ装置。
- 前記睡眠異常の評価のための睡眠評価指標として、時間的順序を無視した脈拍の非特異的な変動を示す係数(CVrr)の平均値や、該係数が予め設定されたしきい値以上となる
出現率を用いることを特徴とする請求項11に記載の携帯型生体情報モニタ装置。 - 前記評価手段は、
前記行動別評価手段により得られる各生成モードでの評価結果に基づいて、総合的に被験者の状態を評価する総合評価手段を備えることを特徴とする請求項9〜12のいずれかに記載の携帯型生体情報モニタ装置。 - 前記生体情報検出手段は、血液成分の吸光特性を利用して脈波を検出する光学式脈波センサを備えることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の携帯型生体情報モニタ装置。
- 前記生体情報検出手段は、体表からの反射光を利用して体動を検出する光学式体動センサを備えることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の携帯型生体情報モニタ装置。
- 少なくとも当該装置にて生成された情報を表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載の携帯型生体情報モニタ装置。
- 前記記憶手段で、過去の結果を記憶するとともにデータを呼び出すことにより、前記表示手段で過去結果が表示可能であることを特徴とする請求項16に記載の携帯型生体情報モニタ装置。
- 外部装置との通信を行う通信手段を備えることを特徴とする請求項1〜17のいずれかに記載の携帯型生体情報モニタ装置。
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