JP4805726B2

JP4805726B2 - 生体情報計測装置

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Publication number: JP4805726B2
Application number: JP2006150047A
Authority: JP
Inventors: 一成大内; 研一亀山; 琢治鈴木; 哲朗山田; まち子行谷
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Electronics Holdings Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2026-05-30
Also published as: JP2007319232A

Description

本発明は、ユーザの手首に装着して主に脈波等の生体情報を計測する生体情報計測装置に関するものである。

従来、腕時計のように手首に装着して脈波等の生体情報を計測する装置として、本体裏側に脈波センサを配置した本体一体型のものがある。そのような生体情報計測装置では、脈波センサの表面に平面でない凸状の透光板を配置してユーザの手首との接触状態を良くするための工夫がされている（特許第３７２２２０３号公報−特許文献１）。

一方、従来から、脈波計測は手首部よりも手掌部の方が感度が良いとされ、脈波センサ部を指等に取り付け、腕時計状に装着した本体とケーブル等で接続した生体情報計測装置も知られている（特許第３５５４０８５号公報−特許文献２、特許第３５３５９１６号公報−特許文献３、特許第３５３５９１７号公報−特許文献４）。

ところが、センサ・本体一体型の生体情報計測装置では、本体筐体の裏側に配置した脈波センサにより手首で脈波を計測する場合、人の手首の形状が平面でないため脈波センサと手首の皮膚との接触状態を安定させることが難しい問題点があった。

また、精度向上のため人の手掌部で計測を行う生体情報計測装置では、脈波センサ部からの計測信号を伝送するケーブルのコネクタピンを本体側のピンジャックに挿入する構造にするとコネクタの厚み等により生体情報計測装置の形状が厚くなってしまう問題点があった。

さらに、手首での脈波計測、手掌での脈波計測はユーザによって好みあるいは計測特性に差があり、どちらか一方だけしか使用できない場合は不満を持つユーザや計測精度を確保できないユーザが出ることが避けられない問題点があった。
特許第３７２２２０３号公報特許第３５５４０８５号公報特許第３５３５９１６号公報特許第３５３５９１７号公報

本発明、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、ユーザの手首にフィットする形状にして安定した装着ができ、しかも脈波センサと装置装着部位の皮膚とを確実に接触させることができ、正確に生体情報を計測できる生体情報計測装置を提供することを目的とする。

本発明はまた、形状を薄くして装着性の良い生体情報計測装置を提供することを目的とする。

本発明はさらに、脈波の手首計測と手掌計測とを簡単に切り替えられる構造とすることで、手首計測または指計測のどちらかに不満を持つユーザにも対応でき、また、脈波の手首計測と手掌計測を併せて使用することで、どちらか一方の使用の場合よりも全体として精度の良い計測を可能にする生体情報計測装置を提供することを目的とする。

本発明の１つの特徴は、筐体をユーザの手首に装着して脈波を計測する腕時計型の生体情報計測装置であって、前記筐体下面の形状を凹面とし、前記筐体の下面の凹面の一部にその周辺部よりも突出するようにセンサ窓を設け、前記センサ窓の内部に脈波センサを設置し、前記センサ窓の凸頂部の高さは、前記筐体下面より外側に突出しない高さにした生体情報計測装置にある。

上記発明の生体情報計測装置では、前記筐体下面の凹面を解析曲面とすることができる。

また、上記発明の生体情報計測装置では、前記筐体下面の凹面を円柱型凹面とすることができる。

また、上記発明の生体情報計測装置では、前記筐体下面の凹面を円錐型凹面とすることができる。

また、上記発明の生体情報計測装置では、前記筐体下面の凹面を楕円球型凹面とすることができる。

また、上記発明の生体情報計測装置では、前記センサ窓の凸頂部を平坦面とすることができる。

また、上記発明の生体情報計測装置では、前記センサ窓を、前記筐体下面の凹面の一部を埋めることでできる平面で構成したものとすることができる。

また、上記発明の生体情報計測装置では、前記センサ窓を、前記筐体下面の曲面中心線の位置よりも湾曲方向にずれた位置に設けることができる。

また、上記発明の生体情報計測装置では、前記筐体の相対する２側面に接続された手首装着用のベルトと、前記筐体の前記ベルトの接続されていない側面における中心位置からずれた位置に設けられた、外部脈波センサからの脈波信号を伝送する信号ケーブルを接続するためのコネクタとを備えたものとすることができる。

また、上記発明の生体情報計測装置では、前記コネクタに前記信号ケーブルが接続されたときに前記外部脈波センサからの脈波信号を優先し、前記コネクタに前記信号ケーブルが接続されていないときには筐体内蔵の脈波センサからの脈波信号を優先するように利用する脈波信号を切り替える入力脈波信号切替手段を備えたものとすることができる。

また、上記発明の生体情報計測装置では、前記入力脈波切替手段により選択された入力脈波信号に応じて増幅率を調節するゲイン調節手段を具備したものとすることができる。

さらに、上記発明の生体情報計測装置では、前記センサ窓を前記筐体下面における中心点よりも前記コネクタ寄りの位置に設けたものとすることができる。

本発明の別の特徴は、筐体をユーザの手首に装着して脈波を計測する腕時計型の生体情報計測装置であって、前記筐体下面に設置された第１の脈波センサと、前記筐体に設けられたコネクタに信号ケーブルを介して接続された第２の脈波センサと、前記第１の脈波センサの計測信号と前記第２の脈波センサの計測信号とを比較して計測安定性の良否を判定する計測安定性判定手段と、前記第１の脈波センサと第２の脈波センサとのうち、前記計測安定性判定手段により計測安定性が良いと判断された計測信号を出力する方の脈波センサによる計測信号を用いて脈波検出を行う解析手段とを備えた生体情報計測装置にある。

本発明によれば、筐体の下面を手首にフィットする凹面状にし、また脈波センサを凸形状としたので、当該生体情報計測装置をユーザの手首に安定した状態で固定することができ、かつ脈波センサと皮膚の接触状態を確実にすることができ、脈波計測を確実に行なえ、筐体を薄く、装着性の良いものにできる。

また、本発明によれば、脈波の手首計測と手掌計測を簡単に切り替えられる構造とすることで、手首計測または指計測のどちらかに不満を持つユーザにも対応でき、また、脈波の手首計測と手掌計測を併せて使用することで、どちらか一方のみの使用する場合よりも全体として精度の向上を図れる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。

（第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形態の生体情報計測装置１０の機能構成を示し、図２はその外観を示している。

図２に示すように、本実施の形態の生体情報計測装置１０は、腕時計状にユーザの手首に装着して使用するものであり、筐体１００の相対する２側面それぞれに装着用ベルト１０１が接続してあり、筐体１００の上面に情報表示部１９が設けてあり、またモード切替操作、バックライト点灯操作のための操作部２０が設けてある。本実施の形態の場合、筐体１００の下面はベルト中心線方向が湾曲方向となる凹面型に形成されている。そして、この筐体１００の凹面となった下面側に本体一体型の第１脈波計測部１１が設置してある。また、外部の第２脈波計測部１２の信号を伝送する信号ケーブル１２Ａを接続するコネクタ１１０がベルト接続面から９０度離れた側面で、正規の装着状態でユーザの手先側に来る側面１０２に設置してある。

図１に示すように、本実施の形態の生体情報計測装置１０は、筐体１００の下面に設置され、脈波の計測を行う第１脈波計測部１１と、生体情報計測装置１０に外部からケーブル１２Ａで接続し、例えば指に巻き付ける等して指腹面で脈波の計測を行う第２脈波計測部１２と、第２脈波計測部１２の接続の有無あるいは計測の状態に応じて脈波計測のために第１脈波計測部１１と第２脈波計測部１２とのいずれかを選択する脈波切替部１３と、計測した脈波波形の増幅およびフィルタリングを行うアンプ・フィルタ部１４と、計測状態に応じてアンプ・フィルタ部１４の増幅率を調節するゲイン調節部１５と、ユーザの手首部の動きに伴って発生する動的加速度および姿勢に伴う重力加速度による静的加速度の双方を検出する加速度計測部１６と、第１脈波計測部１１もしくは第２脈波計測部１２の出力と加速度計測部１６の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部１７と、Ａ／Ｄ変換部１７が取り込んだデータを解析する解析部１８と、解析部１８が解析した結果を記憶するデータ記憶部１９と、計測状態や時刻、ステータス等の表示を行う表示部２０と、モード切替操作や表示部２０のバックライトの点灯操作等を行うための操作部２１と、モードに応じて動作周波数の切替を行う動作周波数切替部２２と、データ記憶部１９に記憶したデータの外部端末への送信等を行う通信部２３と、当該生体情報計測装置１０全体の電源供給を行うバッテリー２４と、バッテリー２４の電圧を監視するバッテリー電圧監視部２５と、各機能全体の制御を司る制御部２６から構成されている。

操作部２１は、ユーザが時刻モード、計測モード等のモード切り替えを操作し、またバックライト点灯指示を行うプッシュスイッチである。表示部２０は、時刻、脈拍数、脈波計測状態、バッテリー、メモリ、通信の各状態及び結果としての睡眠時間を表示する表示装置であり、ＬＣＤで構成されている。データ記憶部１９にはフラッシュメモリが用いられ、計測結果としての睡眠時間の履歴、脈拍間隔データ、体動量データ等の計測データを記憶する。

加速度計測部１６は体動を検出するためのもので、例えば３軸方向の−２Ｇ〜２Ｇの加速度を計測する加速度センサであり、生体情報計測装置本体１０内に搭載されている。

詳しくは後述する第１脈波計測部１１と第２脈波計測部１２は、緑色ＬＥＤとフォトダイオード（ＰＤ）から成り、手首あるいは手指、手掌の皮膚表面に光を照射し、毛細血管内の血流変化により変化する反射光の変動をフォトダイオードで捉えることで脈波を計測する。アンプ・フィルタ部１４は、第１脈波計測部１１もしくは第２脈波計測部１２のフォトダイオードからの出力電流を電流電圧変換部で電圧に変換し、増幅器で電圧を増幅して、ハイパスフィルタ（例えばカットオフ周波数：０．１Ｈｚ）とローパスフィルタ（例えばカットオフ周波数：５０Ｈｚ）を施した後にＡ／Ｄ変換部１７に出力する。Ａ／Ｄ変換部１７はこのアンプ・フィルタ部１４からの入力を１０ビットＡ／Ｄ変換してデジタル量に変換して制御部２６に入力する。ゲイン調節部１５では制御部２６に入力された脈波波形の振幅を算出し、これと設定した閾値との関係からアンプ・フィルタ部１４の増幅率を制御する。

解析部１８は、加速度計測部１６にて計測しＡ／Ｄ変換部１７にてＡ／Ｄ変換後、制御部２６に入力された３軸の加速度波形を元に体動量検出を行う。また計測終了時に覚醒／睡眠判定として、体動量データに基づいて被験者が覚醒しているか否かを判定し、睡眠時間を算出する。さらに、解析部１８は、第１脈波計測部１１もしくは第２脈波計測部１２で計測しアンプ・フィルタ部１４を介してＡ／Ｄ変換部１７でＡ／Ｄ変換し制御部２６に入力された脈波波形に対して、脈波の間隔データの検出を行う。

また、解析部１８は、加速度計測部１６から取得した３軸方向の加速度データから体動量を求め、さらにそれに基づいて覚醒／睡眠判定を行い、この覚醒／睡眠判定の結果に基づき、計測開始後覚醒から睡眠に遷移した時刻を入眠時刻、逆に計測終了から遡って覚醒から睡眠に遷移した時刻を覚醒時刻として検出し、その差分により睡眠時間を算出する。

さらに、解析部１８は、第１脈波計測部１１もしくは第２脈波計測部１２の計測した脈波から脈波データをサンプリングし、一連の脈波データから脈拍間隔データを取得し、データ記憶部１９に記憶する。

通信部１６はパソコンやＰＤＡ端末、携帯電話等との間でデータ通信を行う部分である。本装置１０が複数日の睡眠時のデータを計測、蓄積してデータ記憶部１９の空き領域が少なくなれば、例えばパソコンのＵＳＢポートとの間をこの通信部１６を利用してＵＳＢケーブルにて接続することで、所定の解析ソフトウェア上で解析可能な形式でデータをパソコン上のハードディスク等に保存し、解析ソフトで解析を行う。

本実施の形態の生体情報計測装置１０の電源は常時ＯＮであり、生体計測を行わないときは内部クロックを大幅に下げて低消費電力とし、通常の腕時計と同様に時刻表示のみを行う。そして生体計測を行う場合には、操作部２１にてモードを生体計測モードに切り替える。また睡眠時間表示等は結果モードにすることで表示を行う。また通信モードには通信部２３にＵＳＢケーブルを接続し、外部機器とＵＳＢ接続することで切り替える。尚、充電はこのＵＳＢケーブルの電源ラインを利用して行うので、通信モード時には同時に充電することになる。

操作部２１により設定できるモードには、時刻モード、生体計測モード、結果表示モードがある。表示部２０の表示情報としては、日付、脈拍数、時刻、脈波レベルメータ、各ステータスとしてメモリ蓄積量、バッテリー残量、通信中表示、さらに、脈拍と同期して点滅するハートマーク等がある。

バッテリー電圧監視部２５は、バッテリー２４の容量−電圧特性から電源電圧を監視することでバッテリー残量を求め、表示する。

上述したように第１脈波計測部１１および第２脈波計測部１２には、発光ダイオード（ＬＥＤ）とフォトダイオード（ＰＤ）との組み合わせで構成される光電脈波センサを使用している。この光電脈波センサでは、ＬＥＤから光を皮膚内部に照射し、ヘモグロビンによる吸光特性により血流変化に伴って変化する反射光の強度をＰＤで捉えることにより脈波を検出する。

第１脈波計測部１１は生体情報計測装置１０の筐体下面に配置されるが、精度良く安定的に脈波を計測するためには皮膚としっかり接触させる必要がある。装置筐体の下面の形状が平面となっていると、人の手首は平面となっていないために脈波センサの皮膚への接触状態が安定しない。そこで、本実施の形態の生体情報計測装置１０では、図２に詳しいように、装置筐体の下面の形状を凹面とすることで、皮膚との接触状態を全体的に良く保てるようにしている。ただし、凹面としただけでは皮膚と第１脈波計測部１１との間に空間が発生してしまう場合もあるため、中央付近に凸形状の曲面と平面で構成された透明窓を設置し、その位置に第１脈波計測部１１を配置している。このようにすると、装置筐体全体が手首と密着し、かつ、第１脈波計測部１１が安定して皮膚に接触するようにできる。

尚、筐体加工の簡便さ等考慮すると、筐体１００の下面の凹面は解析曲面となっていることが望ましい。例えば、図３のような円柱型凹面、図４のような円錐型凹面、図５のような楕円球型凹面が望ましい。また、凸形状の透明なセンサ窓、つまり第１脈波計測部１１を設ける位置としては、筐体１００の下面中央部に配置すると、当該装置１０は手首に装着することを想定しているためにユーザの長掌筋腱の位置に当たってしまい、接触状態が安定せず、かつ手首の動きにより大きく影響を受けてしまう。そのため、第１脈波計測部１１を設ける位置は、装置筐体１００の下面中央部から湾曲方向（装着する手首の周方向、あるいはベルト方向）にずれた位置にして、その影響を軽減できるようにしている。さらに、第１脈波計測部１１の凸形状曲面と筐体１００の凹面とでできた隙間にユーザの手首の長掌筋腱が位置することになり、長掌筋腱により筐体１００がベルト方向へずれるのを抑止でき、装置１０の安定装着を可能にしている。またさらに、図３に想像線にて示したように、安定装着性をさらに向上させるために、装着時に長掌筋腱を第１脈波計測部１１との間で挟めるように凸条１１１を筐体下面１００に形成することもできる。

第１脈波計測部１１の高さは、筐体１００の下面の周縁が形成する面１２０より外に突出しない高さとしている。図６に示すように、第１脈波計測部１１は、筐体１００の下面の凹面の一部を埋め込むことでできる平坦形状にしてもよい。

本実施の形態の生体情報計測装置１０は、脈波の計測に関して、第１脈波計測部１１だけでなく、第２脈波計測部１２を筐体外部に取り付けて使用できる。人体はその手首よりも手掌の方が細動脈等が皮膚表面近くに多くある。そのため、光電脈波センサによる脈波計測は、手掌で計測する方が手首で計測するよりも検出できる脈波のレベルが大きい。そのため、手首では正確に計測できない場合には指に第２脈波計測部１２を巻きつける等して手掌で計測することが望ましい。その場合に、ユーザに第２脈波計測部１２をコネクタ１１０を接続させ、さらに操作部２１で再度計測部位を指示させるのは煩わしさを感じさせる。そのため、本実施の形態の生体情報計測装置１０では、第２脈波計測部１２がコネクタ１１０に接続された場合には、ユーザに手首でなく手掌で脈波を計測しようという意思であるとみなし、脈波切替部１３により自動的に第２脈波計測部１２の計測信号を優先して脈波計測を行うように切り替える。

図７、図８に示すように、第２脈波計測部１２は例えば小指１３１に巻き付けて手掌１３０側で脈波を計測する。小指１３１以外の指、指以外の手掌１３０の部分でも構わない。第２脈波計測部１２と生体情報計測装置１０とをつなぐコネクタ１１０の位置については、図９（ａ），（ｂ）に示したように、ベルト１０１の方向と直角な方向に存在する筐体１００の側面１０２上とする。しかも、この側面１０２の中央部にコネクタ１１０を設けると、ユーザの手首曲げ動作を妨げるため、中央部よりもベルト方向の上下どちらかの方向にずらせた位置にしている。

脈波切替部１３は、ユーザが操作部２１を操作して脈波計測モードとした際に、第２脈波計測部１２が接続されているかどうかを確認する。その方法として以下の２例について説明する。

１つ目の例は、コネクタ１１０の形状に工夫を持たせることによって判断する方法である。図１０はコネクタ１１０の形状を示し、図１１は脈波切替部１３の判断処理フローチャートを示している。第２脈波計測部１２のＬＥＤ、ＰＤに必要なＬＥＤアノード、ＬＥＤカソード、ＰＤアノード、ＰＤカソードの４極以外に、生体情報計測装置１０側のコネクタ１１０では脈波切替部１３が接続状態を監視するためにＣＰＵのＩＯピンに繋がっているピンとグランド（ＧＮＤ）に繋がっているピンとを用意し、第２脈波計測部１２のケーブル１２Ａ側ではその２極をショートさせている。尚、該当のＣＰＵのＩＯピンは電源電圧にプルアップしておく。すると、コネクタ非接続時はＩＯピンには電源電圧が印可されているが、コネクタ接続時は０Ｖとなる。脈波切替部１３は、脈波計測モード開始時に監視用ＩＯピンの電圧レベルをチェックし（ステップＳ１１）、Ｈレベルであれば第１脈波計測部１１を使用し（ステップＳ１２）、Ｌレベルであれば第２脈波計測部１２を使用すると判断する（ステップＳ１３）。

ここで、コネクタ１１０の形状はこれに限るものではなく、予めプルダウンしておき接続時にＨレベルになるようにしてもよい。また、ＰＤをゼロバイアスで使用する場合等、ＰＤとＬＥＤのピンを共通化できる場合（例えばＬＥＤカソードとＰＤアノード）は、第２脈波計測部１２へのリード線１２Ａの数を減らすことができる。また、脈波切替部１３は計測開始時だけでなく、計測中にも周期的にコネクタの接続状態を監視することで計測中の第２脈波計測部１２の抜き差しにも動的に対応することができる。

２つ目の例は、計測波形から第２脈波計測部１２が接続されているか否かを判断する方法である。図１２はその判断処理フローチャートである。まず、脈波切替部１３は計測開始時に第２脈波計測部１２を選択し（ステップＳ２１）、少なくとも複数個の脈波をカウントするに十分な一定時間、例えば１０秒間の脈波を計測する（ステップＳ２２）。図１３は第２脈波計測部１２が接続され指腹部で計測している場合の脈波波形の例で、図１４は第２脈波計測部１２が接続されていない場合の脈波波形の例である。第２脈波計測部１２が接続されていない場合の波形は、オフセット電圧近傍でほとんど変化しない。一定時間経過後、脈波切替部１３は、オフセット電圧の上下両方、あるいは片方に設定した閾値を超える脈波変動があるかどうかを調べ（ステップＳ２３）、その変動がない場合は第２脈波計測部１２が接続されていない（あるいは接続されていても正しく計測できていない）と判断し、以後、第１脈波計測部１１を使用すると判断する（ステップＳ２６）。

他方、ステップＳ２３で、閾値を超える脈波変動があった場合は、閾値を超えるピークの間隔が脈波と思われる間隔で（例えば０．５秒以上１．５秒以内）周期的に一定回数以上、例えば１０秒間で５回以上出現しているかどうかを調べ（ステップＳ２４）、一定回数以上検出していれば第２脈波計測部１２が接続されているものと判断して第２脈波計測部１２を使用すると判断し（ステップＳ２５）、そうでなければ第２脈波計測部１２が接続されていない（あるいは接続されていても正しく計測できていない）と判断し、以後、第１脈波計測部１１を使用すると判断する（ステップＳ２６）。

アンプ・フィルタ部１４は、ＰＤの出力電流の変化を増幅するとともに脈波以外のノイズ成分（例えばハムノイズ）の除去を行う。第１脈波計測部１１は手首部での脈波を計測し、第２脈波計測部１２は手掌部での脈波を計測する。上述の通り、手首部と手掌部での脈波波形のレベルが異なるため、解析部１８が精度良く計測波形の解析を行うために、ゲイン調節部１５はそれぞれに適した増幅率に設定する。つまり、予め第１脈波計測部１１と第２脈波計測部１２に固有の増幅率を設定しておき、脈波切替部１３が選択した方に設定された増幅率に設定する。増幅率を複数段階に調節できるようにしておき、波形の振幅レベルに応じて動的に調節するようにしてもよい。

（第２の実施の形態）本発明の第２の実施の形態の生体情報計測装置について、説明する。第２の実施の形態の特徴は、第１脈波計測部１１と第２脈波計測部１２とを同時に使用し、両者のうち計測精度の良い方を動的に選んで生体情報を計測し、データ蓄積していく機能を備えた点にある。本実施の形態の生体情報計測装置１０の機能構成は、図１に示した第１の実施の形態のものと共通であり、またハードウェアの外観も図２に示した第１の実施の形態のものと共通である。そして、本実施の形態では、脈波切替部１３が第１脈波計測部１１と第２脈波計測部１２とのうち計測精度の良い方を動的に選び、計測精度の良い方の計測部の計測信号をアンプ・フィルタ部１４に出力する働きをする。

基本的に手首部よりも手掌部の方が脈波計測の精度が良いとされているが、ユーザの状況（冷え、姿勢等）によっては、その逆の場合も発生することがあるため、このような方法でさらに計測精度の向上を図る。

計測開始時には、図１２のフローチャートに基づき、脈波切替部１３は第２脈波計測部１２を選択し（ステップＳ２１）、少なくとも複数個の脈波をカウントするに十分な一定時間、例えば１０秒間の脈波を計測する（ステップＳ２２）。そして第１の実施の形態と同様の判断により、オフセット電圧の上下両方、あるいは片方に設定した閾値を超える脈波変動があるかどうかを調べ（ステップＳ２３）、その変動がない場合は第２脈波計測部１２が接続されていない（あるいは接続されていても正しく計測できていない）と判断し、第１脈波計測部１１を優先使用すると判断する（ステップＳ２６）。

他方、ステップＳ２３で、閾値を超える脈波変動があった場合は、閾値を超えるピークの間隔が脈波と思われる間隔で（例えば０．５秒以上１．５秒以内）周期的に一定回数以上、例えば１０秒間で５回以上出現しているかどうかを調べ（ステップＳ２４）、一定回数以上検出していれば第２脈波計測部１２を優先使用すると判断し（ステップＳ２５）、そうでなければ第１脈波計測部１１を優先使用すると判断する（ステップＳ２６）。

この計測開始時の優先使用計測部の選択判断の後、図１５のフローチャートの処理に移行する。そこではまず、第１脈波計測部１１と第２の脈波計測部１２との間で優先使用すると判断された方の脈波計測部を優先的に使用する（ステップＳ３１）。解析部１８は計測した脈波波形からピーク検出、あるいは生波形あるいは微分波形の閾値クロス等から脈波間隔を検出し（ステップＳ３２）、現在から過去一定時間遡った時間内の脈波検出回数が一定値以上（例えば１分間に３０回以上）であるかどうかを判断する。そうであれば正しく計測できているものとして、優先使用すると判断された方の脈波計測部での計測を継続する。そうでなければ正しく計測できていないものとして、脈波切替部１３は他方の脈波計測部に切り替える（ステップＳ３４）。

そして、上記と同様にして解析部１８は脈波間隔を検出し（ステップＳ３５）、現在から過去一定時間遡った時間内の脈波検出回数が一定値以上であるかどうかを判断する（ステップＳ３６）。ここで一定時間内の脈波検出数が一定値以上であれば正しく計測できているものとして、この他方の脈波計測部での計測を継続する。そうでなければ正しく計測できていないものとして、脈波切替部１３は最初に優先使用するとされた方の脈波計測部に再び切り替えて脈波計測を行う（ステップＳ３４）。以降、この一連の処理を継続することで、常に精度の良い方で脈波の計測を行う。尚、脈波計測部で計測した脈波信号に対する処理は第１の実施の形態と同様である。

以上により、本実施の形態の生体情報計測装置によれば、ユーザの手首部の脈波計測と手掌部の脈波計測との間で常に精度の良い方に切替ながら脈波計測を行い、その脈波信号に基づいて生体情報の解析を行うので、精度の良い生体情報解析が可能である。

本発明の第１の実施の形態の生体情報計測装置の機能構成を示すブロック図。上記実施の形態の生体情報計測装置の外観を示す平面図及び側面図。上記実施の形態の生体情報計測装置において、円柱状凹面を下面形状とする筐体を示す下面図及び側面図。上記実施の形態の生体情報計測装置において、円錐状凹面を下面形状とする筐体を示す下面図及び側面図。上記実施の形態の生体情報計測装置において、楕円球状凹面を下面形状とする筐体を示す下面図及び側面図。上記実施の形態の生体情報計測装置において、筐体下面の形状とそこに形成された第１脈波計測部との関係を示す下面図及び側面図。上記実施の形態の生体情報計測装置の使用状態を示す下面図。上記実施の形態の生体情報計測装置における第２脈波計測部の使用状態を示す断面図。上記実施の形態の生体情報計測装置における第２脈波計測部の信号ケーブルを接続するコネクタの設置場所を示す平面図。上記実施の形態の生体情報計測装置における第２脈波計測部の信号ケーブル側のコネクタと筐体側のコネクタとのピンアサインの説明図。上記実施の形態の生体情報計測装置における第１脈波計測部と第２脈波計測部との選択判断処理の一例のフローチャート。上記実施の形態の生体情報計測装置における第１脈波計測部と第２脈波計測部との選択判断処理の別例のフローチャート。上記実施の形態の生体情報計測装置において第２脈波計測部から入力される正規の脈波計測信号のグラフ。上記実施の形態の生体情報計測装置において第２脈波計測部が接続されていない状態で第２脈波計測部接続用のコネクタから入力される脈波計測信号のグラフ。本発明の第２の実施の形態の生体情報計測装置における第１脈波計測部と第２脈波計測部との選択判断処理のフローチャート。

符号の説明

１０生体情報計測装置
１１第１脈波計測部
１２第２脈波計測部
１２Ａ信号ケーブル
１３脈波切替部
１４アンプ・フィルタ部
１５ゲイン調節部
１６加速度計測部
１７Ａ／Ｄ変換部
１８解析部
１９データ記憶部
２０表示部
２１操作部
２２動作周波数切替部
２３通信部
２４バッテリー
２５バッテリー電圧監視部
２６制御部
１００筐体
１０１ベルト
１０２手掌側側面
１１０コネクタ
１２０下面周縁部の張る平面
１３０手掌
１３１小指

Claims

筐体をユーザの手首に装着して脈波を計測する腕時計型の生体情報計測装置であって、
前記筐体下面の形状を凹面とし、
前記筐体の下面の凹面の一部にその周辺部よりも突出するようにセンサ窓を設け、
前記センサ窓の内部に脈波センサを設置し、
前記センサ窓の凸頂部の高さは、前記筐体下面より外側に突出しない高さにしたことを特徴とする生体情報計測装置。
前記筐体下面の凹面は、解析曲面であることを特徴とする請求項１に記載の生体情報計測装置。
前記筐体下面の凹面は、円柱型凹面であることを特徴とする請求項２に記載の生体情報計測装置。
前記筐体下面の凹面は、円錐型凹面であることを特徴とする請求項２に記載の生体情報計測装置。
前記筐体下面の凹面は、楕円球型凹面であることを特徴とする請求項２に記載の生体情報計測装置。
前記センサ窓は、その凸頂部を平坦面にしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の生体情報計測装置。
筐体をユーザの手首に装着して脈波を計測する腕時計型の生体情報計測装置であって、
前記筐体下面の形状を凹面とし、
前記筐体の下面の凹面の一部にその周辺部よりも突出するようにセンサ窓を設け、
前記センサ窓の内部に脈波センサを設置し、
前記センサ窓は、前記筐体下面の凹面の一部を埋めることでできる平面で構成したことを特徴する生体情報計測装置。
前記センサ窓は、前記筐体下面の曲面中心線の位置よりも湾曲方向にずれた位置に設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずかに記載の生体情報計測装置。
前記筐体の相対する２側面に接続された手首装着用のベルトと、
前記筐体の前記ベルトの接続されていない側面における中心位置からずれた位置に設けられた、外部脈波センサからの脈波信号を伝送する信号ケーブルを接続するためのコネクタとを備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の生体情報計測装置。
前記コネクタに前記信号ケーブルが接続されたときに前記外部脈波センサからの脈波信号を優先し、前記コネクタに前記信号ケーブルが接続されていないときには筐体内蔵の脈波センサからの脈波信号を優先するように利用する脈波信号を切り替える入力脈波信号切替手段を備えたことを特徴とする請求項９に記載の生体情報計測装置。
前記入力脈波切替手段により選択された入力脈波信号に応じて増幅率を調節するゲイン調節手段を具備したことを特徴とする請求項１０に記載の生体情報計測装置。
前記センサ窓を、前記筐体下面における中心点よりも前記コネクタ寄りの位置に設けたことを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の生体情報計測装置。
筐体をユーザの手首に装着して脈波を計測する腕時計型の生体情報計測装置であって、
前記筐体下面に設置された第１の脈波センサと、
前記筐体に設けられたコネクタに信号ケーブルを介して接続された第２の脈波センサと、
前記第１の脈波センサの計測信号と前記第２の脈波センサの計測信号とを比較して計測安定性の良否を判定する計測安定性判定手段と、
前記第１の脈波センサと第２の脈波センサとのうち、前記計測安定性判定手段により計測安定性が良いと判断された計測信号を出力する方の脈波センサによる計測信号を用いて脈波検出を行う解析手段とを備えたことを特徴とする生体情報計測装置。