JP7037638B2 - 評価システム、生体情報取得装置、および評価装置 - Google Patents

評価システム、生体情報取得装置、および評価装置 Download PDF

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Description

以下の開示は、非接触式の生体情報取得装置を評価する評価システムに関する。
生体(例:人)の生体情報を取得(測定)するための様々な技術が提案されている。例えば、特許文献1には、被験者の脳活動機能を非接触的に測定する技術が開示されている。
日本国公表特許公報「特開2003-337102号公報」
本開示の一態様は、非接触式の生体情報取得装置の性能を適切に評価することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る評価システムは、非接触式の生体情報取得装置である第1装置を評価する評価システムであって、上記第1装置は、生体の第1部位を非接触的に測定することにより、当該生体の生体情報を示す第1測定値を取得し、上記評価システムは、上記第1部位の体動を抑制する第1体動抑制部と、上記第1部位の体動の大きさを示す第1体動量を非接触的に検知する第1体動検知部と、上記第1装置とは異なる生体情報取得装置である第2装置と、を備え、上記第2装置は、上記生体の第2部位を測定することにより、上記生体情報を示す第2測定値を取得し、上記評価システムは、上記第1測定値と上記第2測定値とを比較する比較部と、上記比較部における比較の結果に基づいて、上記第1装置を評価する評価部と、上記第1体動量が第1閾値以下である場合に、上記評価部による上記第1装置の評価結果が有効である旨を示す有効情報を出力する評価判定部と、をさらに備えている。
また、上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る評価装置は、非接触式の生体情報取得装置である第1装置を評価する評価システムに設けられる評価装置であって、上記第1装置は、生体の第1部位を非接触的に測定することにより、当該生体の生体情報を示す第1測定値を取得し、上記評価システムには、上記第1部位の体動を抑制する第1体動抑制部と、上記第1部位の体動の大きさを示す第1体動量を非接触的に検知する第1体動検知部と、上記第1装置とは異なる生体情報取得装置である第2装置と、がさらに設けられており、上記評価システムにおいて、上記第2装置は、上記生体の第2部位を測定することにより、上記生体情報を示す第2測定値を取得し、上記評価装置は、上記第1測定値と上記第2測定値とを比較する比較部と、上記比較部における比較の結果に基づいて、上記第1装置を評価する評価部と、上記第1体動量が第1閾値以下である場合に、上記評価部による上記第1装置の評価結果が有効である旨を示す有効情報を出力する評価判定部と、を備えている。
本開示の一態様に係る評価システムによれば、非接触式の生体情報取得装置の性能を適切に評価できる。また、本開示の一態様に係る評価装置によっても同様の効果を奏する。
実施形態1の評価システムの概要を示す図である。 図1の評価システムの要部の構成を示す機能ブロック図である。 第1生体情報取得装置および第2生体情報取得装置による生体情報の取得タイミングの一例を示す図である。 (a)~(d)はそれぞれ、第1体動抑制部の変形例について説明するための図である。 実施形態2の評価システムの構成を示す機能ブロック図である。 実施形態3の評価システムの概要を示す図である。 図6の評価システムの一変形例の概要を示す図である。 実施形態4の評価システムの概要を示す図である。
〔実施形態1〕
実施形態1の評価システム1について、以下に詳細に説明する。説明の便宜上、実施形態1にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、以降の各実施形態では、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
(評価システム1の概要)
図1は、評価システム1の概要を示す図である。評価システム1(具体的には、後述の評価装置10)は、第1生体情報取得装置11(第1装置)の性能を評価する。評価システム1は、評価装置10、第2生体情報取得装置12(第2装置)、第1体動抑制部91、および第2体動抑制部92を備える。
第1生体情報取得装置11は、非接触式の生体情報取得装置である。第1生体情報取得装置11は、被験者H(生体)の生体情報を非接触的に取得する、実施形態1では、生体が人である場合を例示する。但し、本開示の一態様における生体は、人に限定されない。当該生体は、第1生体情報取得装置11および第2生体情報取得装置12のそれぞれによって、生体情報を取得できる対象であればよい。従って、上記生体は、例えば、犬または猫等の動物であってもよい。
図2は、評価システム1の構成を示す機能ブロック図である。第1生体情報取得装置11は、例えば、被験者Hの身体の少なくとも一部の部位を撮影可能なカメラ(撮像装置)である。第1生体情報取得装置11は、第1測定部111および第1体動検知部112を備える。
実施形態1では、便宜上、第1体動検知部112が第1生体情報取得装置11に設けられている場合を例示する。但し、第1体動検知部112は、第1生体情報取得装置11の外部に設けられていてもよい。第1体動検知部112は、評価システム1の構成要素として設けられていればよい。
第1測定部111は、被験者Hの第1部位HM1(所定の部位)を非接触的に測定することにより、生体情報を示す第1測定値(以下、M1)を取得する。実施形態1では、第1部位HM1は、被験者Hの顔である。
一例として、第1生体情報取得装置11は、被験者Hを撮影し、被験者Hの顔の像が表現された動画像を生成する。第1測定部111は、公知のアルゴリズムを用いて当該動画像を解析することにより、M1を取得する。例えば、第1測定部111は、当該動画像の各フレームに含まれる被験者Hの顔の像を解析し、M1を取得する。実施形態1では、第1生体情報取得装置11は、生体情報として被験者Hの血圧値を取得する。このため、第1測定部111は、被験者Hの血圧値を示す数値を、M1として取得する。
第1体動検知部112は、第1部位HM1の体動の大きさを示す第1体動量(以下、D1)を非接触的に検知する。一例として、第1体動検知部112は、公知のアルゴリズムを用いて上記動画像を解析することにより、D1を取得する。
ところで、被験者Hの体動が大きい場合、生体情報の測定精度が低下することが考えられる。このため、第1測定部111は、D1に基づいて、被験者Hの血圧値を示す数値を補正してよい。この場合、第1測定部111は、補正後の当該数値をM1(測定結果)として出力する。これにより、被験者Hの体動の影響が低減された測定結果を提供できる。
第2生体情報取得装置12は、被験者Hの第2部位HM2(所定の部位)を測定することにより、生体情報を取得する。一例として、第2部位HM2は、被験者Hの片腕(例:左腕)である。第2生体情報取得装置12は、第1生体情報取得装置11とは異なる生体情報取得装置である。具体的には、第2生体情報取得装置12は、第1生体情報取得装置11のリファレンスとしての生体情報取得装置である。このため、第2生体情報取得装置12が取得する生体情報の種類は、第1生体情報取得装置11が取得する生体情報の種類と同じである。
第2生体情報取得装置12は、第2測定部121を備える。第2生体情報取得装置12は、第2部位HM2を測定することにより、上記生体情報(血圧値)を示す第2測定値(以下、M2)を取得する。M2は、M1のリファレンスとしての数値である。このため、評価システム1は、第2生体情報取得装置12によってM2を高精度に測定できるように構成されていることが好ましい。
実施形態1では、第2生体情報取得装置12が、接触式の生体情報取得装置である場合を例示する。一例として、第2生体情報取得装置12は、カフ式の電子血圧計である。なお、第2生体情報取得装置12として、水銀式の電子血圧計を用いることもできる。あるいは、第2生体情報取得装置12として、腕時計型の測定装置を用いることもできる。
第1体動抑制部91は、第1部位HM1の体動を抑制する。一例として、第1体動抑制部91は、第1部位HM1の少なくとも一部を支持可能な構造物(例:柱状の構造物)である。一例として、第1体動抑制部91は、被験者Hの後頭部を支持する。第1体動抑制部91を設けることにより、D1を小さくできるので、M1の測定精度を向上させることができる。
第2体動抑制部92は、第2部位HM2の体動を抑制する。一例として、第2体動抑制部92は、第2部位HM2の少なくとも一部を支持する構造物(例:アームレスト)である。第2体動抑制部92を設けることにより、第2部位HM2の体動の大きさを示す第2体動量(後述のD2)を小さくできるので、M2の測定精度を向上させることができる。
評価装置10は、判定部101(評価判定部)、比較部102、評価部103、および表示部104を備える。実施形態1では、便宜上、表示部104が評価装置10に設けられている場合を例示する。但し、表示部104は、評価装置10の外部に設けられていてもよい。表示部104は、評価システム1の構成要素として設けられていればよい。
判定部101は、第1体動検知部112からD1を取得する。判定部101は、D1と所定の第1閾値(以下、TH1)との大小関係を比較する。判定部101は、当該大小関係に基づいて、評価部103の評価結果を判定する。さらに、判定部101は、当該大小関係に基づいて、評価部103を制御してよい。
一例として、D1≦TH1である場合(第1体動量が第1閾値以下である場合)、第1部位HM1の体動は比較的小さいと考えられる。このため、比較的精度の高いM1を取得できることが期待される。そこで、一例として、D1≦TH1である場合、判定部101は、評価部103に第1生体情報取得装置11の評価を行わせてもよい。つまり、判定部101は、評価部103に、第1生体情報取得装置11の評価を行うことを許可する。
これに対して、D1>TH1である場合(第1体動量が第1閾値よりも大きい場合)、第1部位HM1の体動は比較的大きいと考えられる。このため、M1の精度は、D1≦TH1である場合に比べて低くなることが懸念される。そこで、一例として、D1>TH1である場合、判定部101は、評価部103に第1生体情報取得装置11の評価を停止させてもよい。つまり、判定部101は、評価部103に、第1生体情報取得装置11の評価を許可しない。
但し、判定部101は、D1>TH1である場合にも、評価部103に、第1生体情報取得装置11の評価を行わせてもよい。例えば、判定部101は、D1>TH1である場合には、評価部103に第1生体情報取得装置11の評価を行わせた上で、当該評価部103による評価結果は無効である旨を示す情報(無効情報)を出力してもよい。判定部101は、無効情報を任意の機能部に出力してよい。例えば、判定部101は、無効情報を評価部103に出力する。この点は、以下に述べる有効情報についても同様である。
このように、判定部101は、D1>TH1である場合には、評価部103による評価結果を無効とするように設定されていればよい。上述の説明における「評価部103に第1生体情報取得装置11の評価を停止させる」処理は、評価部103による評価結果が無効とみなされる場合の、判定部101の処理の一例である。
これに対して、判定部101は、D1≦TH1である場合には、評価部103に第1生体情報取得装置11の評価を行わせた後に、当該評価部103による評価結果が有効である旨を示す情報(有効情報)を出力してもよい。このように、判定部101は、D1≦TH1である場合には、評価部103による評価結果を有効とする設定されていればよい。上述の説明における「評価部103に第1生体情報取得装置11の評価を行わせる」ことは、評価部103による評価結果が有効とみなされる場合の、判定部101の処理の一例である。
判定部101は、無効情報および有効情報の少なくともいずれかを、表示部104に出力してもよい。一例として、表示部104は、判定部101から供給された無効情報を、所定の画像データ(例:文字またはオブジェクト)として表示する。この点は、有効情報についても同様である。これにより、ユーザに上記評価結果の有効性(あるいは無効性)を視覚的に認識させることができる。
無効情報は、有効情報に比べて、ユーザに対して報知すべき優先度が高い情報であると言える。後述のように、上記評価結果が無効である場合、第1生体情報取得装置11が所定の性能を満たしていないと考えられるためである。このことから、評価システム1では、表示部104に少なくとも無効情報を表示させることが好ましい。
さらに、無効情報および有効情報は、必ずしも視覚的に報知されなくともよい。例えば、評価システム1には、不図示のスピーカ(音声出力部)が設けられてもよい。一例として、判定部101は、無効情報をスピーカに出力してもよい。スピーカは、判定部101から無効情報が供給された場合に、ビープ音を出力する。このように、無効情報(上記評価結果が無効である旨)を聴覚的にユーザに認識させることもできる。
評価システム1には、無効情報および有効情報の少なくともいずれかを、ユーザに報知する報知部が設けられていればよい。表示部104および音声出力部はそれぞれ、報知部の一例である。また、表示部104および音声出力部を組み合わせて、全体として1つの報知部を構成することもできる。
なお、第1体動量(D1)は、第1部位HM1の体動の大きさを直接的に示す量に限定されない。一例として、第1体動検知部112は、被験者Hの顔の像が表現された動画像を解析し、当該動画像中における第1部位HM1の体動を追従(トラッキング)してもよい。そして、第1体動検知部112は、追従処理の性能を示す評価指標(例:追従誤差)を、D1として取得してもよい。このような方法によっても、第1体動検知部112は、D1を非接触的に検知できる。なお、追従処理および評価指標の算出方法には、公知のアルゴリズムが用いられてよい。本例の場合、D1が第1閾値(TH1)以下である場合、第1部位HM1を追従できており、かつ、当該第1部位HM1の体動の影響が比較的小さいと考えられる。従って、本例においても、上述の通り、D1≦TH1である場合、判定部101は、評価部103に第1生体情報取得装置11の評価を行わせてよい。
以下、評価部103による第1生体情報取得装置11の評価結果を有効とみなすための、体動量に関する所定の条件を、総称的に体動条件とも称する。D1≦TH1という条件は、体動条件の一例である。実施形態1では、体動条件が、評価部103に第1生体情報取得装置11の評価を許可する条件としても用いられている。この点は、以降の各実施形態についても同様である。
このように、判定部101は、評価部103によって第1生体情報取得装置11の評価を行うことが適切でないと考えられる場合(体動条件を満たさない場合)には、当該評価部103の評価結果を無効とみなす。この場合、判定部101は、評価部103に第1生体情報取得装置11の評価を許可しない。
判定部101によれば、評価部103によって第1生体情報取得装置11の評価を行うことが適切であると考えられる場合(体動条件を満たす場合)にのみ、当該評価部103の評価結果を有効とみなす。このように、判定部101は、評価部103の評価結果の有効性を判定できる。それゆえ、判定部101は、評価部103による評価を選択的に行わせることができる。
比較部102は、第1測定部111からM1を、第2測定部121からM2を、それぞれ取得する。比較部102は、M1とM2とを比較し、その比較結果を評価部103に出力する。実施形態1では、比較部102は、M1とM2との差を算出することで、M1とM2とを比較する。例えば、比較部102は、R=M1-M2を算出する。比較部102は、当該Rを、比較結果として評価部103に出力する。
但し、比較部102は、上記の例とは異なる演算を行うことによって、M1とM2とを比較してもよい。例えば、比較部102は、M1とM2との比の値を算出することで、M1とM2とを比較してもよい。一例として、比較部102は、R=M1/M2を算出する。比較部102は、当該Rを、比較結果として評価部103に出力する。
評価部103は、R(比較部102における比較結果)に基づいて、第1生体情報取得装置11(具体的には、第1生体情報取得装置11の性能)を評価する。例えば、R=M1-M2である場合、|R|≒0であれば、M1≒M2の関係が成立していると言える。つまり、第1生体情報取得装置11は、第2生体情報取得装置12(リファレンスとしての生体情報取得装置)と近い精度によって、生体情報を取得できていると期待される。
そこで、一例として、評価部103は、|R|≦THRである場合、第1生体情報取得装置11が適切に生体情報を取得できていると判定(評価)する。つまり、評価部103は、第1生体情報取得装置11が所定の性能を満たしていると判定する。なお、THRは、|R|に対する所定の閾値である。
これに対して、|R|≒0の関係が成立しない場合、M1はM2に対して有意に異なると言える。つまり、第1生体情報取得装置11は、第2生体情報取得装置12と近い精度によって、生体情報を取得できていないと考えられる。そこで、評価部103は、|R|>THRである場合、第1生体情報取得装置11が適切に生体情報を取得できていないと判定する。つまり、評価部103は、第1生体情報取得装置11が所定の性能を満たしていないと判定する。
(第1生体情報取得装置および第2生体情報取得装置の取得タイミングの一例)
図3は、第1生体情報取得装置11および第2生体情報取得装置による生体情報の取得タイミングの一例を示すタイミングチャートである。図3のtは、時刻(時点)を表す記号である。なお、以下に述べる時刻ta1~tb2はいずれも、評価装置10によって設定されてよい。
第1生体情報取得装置11では、(i)第1測定部111による生体情報の取得(M1の測定)の開始時刻が時刻ta1に、(ii)当該第1測定部111による生体情報の取得の終了時刻が時刻tb1に、それぞれ設定されている。時刻ta1を、第1測定開始時刻(第1測定開始時点)とも称する。また、時刻tb1を、第1測定終了時刻(第1測定終了時点)とも称する。
ta1≦t≦tb1を満たす期間を、第1測定期間と称する。第1生体情報取得装置11は、第1測定期間において、M1を1回以上取得する。実施形態1では、簡単のため、第1生体情報取得装置11は、第1測定期間において、M1を1回取得するものとする。
第2生体情報取得装置12では、(i)第2測定部121による生体情報の取得(M2の測定)の開始時刻が時刻ta2に、(ii)当該第2測定部121による生体情報の取得の終了時刻が時刻tb2に、それぞれ設定されている。時刻ta2を、第2測定開始時刻(第2測定開始時点)とも称する。また、時刻tb2を、第2測定終了時刻(第2測定終了時点)とも称する。
ta2≦t≦tb2を満たす期間を、第2測定期間と称する。第2生体情報取得装置12は、第2測定期間において、M2を1回以上取得する。実施形態1では、簡単のため、第2生体情報取得装置12は、第2測定期間において、M2を1回取得するものとする。
M1とM2との比較という観点からは、理想的には、第1測定期間と第2測定期間とは一致していることが好ましいとも考えられる。つまり、理想的には、ta1=ta2であり、かつ、tb1=tb2であるように、各時刻が設定されることが好ましいとも考えられる。但し、実際には、第1測定期間と第2測定期間とは、完全に一致するように設定されている必要はない。その理由は、第1生体情報取得装置11と第2生体情報取得装置12とでは、生体情報の取得に要する時間は異なりうるためである。
実施形態1では、第1測定期間の少なくとも一部が、第2測定期間に重なり合うように設定されていることが好ましい。第1生体情報取得装置11と第2生体情報取得装置12とのそれぞれが、少なくとも一部の期間において同じ状態の被験者Hを測定できていれば、第2生体情報取得装置12に第1生体情報取得装置11のリファレンスとしての役割を十分に担わせることができるためである。
図3の例では、(i)ta2<ta1、かつ、(ii)tb1<tb2として設定されている。つまり、(i)第2測定開始時刻は第1測定開始時刻よりも前の時刻に設定されており、かつ、(ii)第2測定終了時刻は第測定終了時刻よりも後の時刻に設定されている。
すなわち、図3の例では、第1測定期間の全体が第2測定期間に重なり合うように設定されている。このように第1測定期間および第2測定期間を設定することで、第2生体情報取得装置12は、第1測定期間の全体を含む期間において、被験者Hを測定できる。それゆえ、第2生体情報取得装置12のリファレンスとしての信頼性を高めることができる。その結果、第1生体情報取得装置11の評価の正確性を高めることができる。
但し、第1測定期間は、第2測定期間に重なり合わないように設定されていてもよい。信頼性が予め検証された第2生体情報取得装置12を使用すれば、このような場合にも、当該第2生体情報取得装置12はリファレンスとして機能するためである。
(効果)
一般的に、非接触式の生体情報取得装置の測定精度は、被験者Hの体動に大きく影響される。このため、当該生体情報取得装置によって生体情報を適切に取得するために、被験者Hの体動による影響を低減するための様々な手法が採用されてきた。しかしながら、当該手法は、非接触式の生体情報取得装置の種類によって異なることが一般的である。
この点を踏まえ、本願の発明者ら(以下、発明者ら)は、「第1生体情報取得装置11(非接触式の生体情報取得装置)の性能を適切に評価するためには、第1生体情報取得装置11の種類によらない共通の(一定の)基準条件を設定することが必要である」という着想を見出した。当該着想に基づいて、発明者らは、評価システム1の構成を想到した。評価システム1によれば、上記共通の基準条件を提供できる。
一例として、評価システム1では、第1体動抑制部91によって第1部位HM1の体動を抑制できる。そして、D1≦TH1である場合(第1部位HM1の体動が比較的小さい場合)にのみ、評価部103の評価結果を有効とみなす。つまり、第1生体情報取得装置11の測定精度が比較的高いと期待される場合にのみ、評価部103の評価結果が有効であるものとして取り扱うことができる。従って、例えば、第1生体情報取得装置11の測定精度が比較的高いと期待される場合にのみ、第1生体情報取得装置11を評価できる。
このように、評価システム1によれば、共通の基準条件下において、評価部103の評価結果の有効性を判定できる。従って、例えば、共通の基準条件下において、第1生体情報取得装置11の性能を評価できる。すなわち、従来とは異なり、第1生体情報取得装置11の性能を適切に評価することが可能となる。一例として、評価システム1によれば、第1生体情報取得装置11が所定の要求性能を満たしているか否かを適切に評価できる。
さらに、評価システム1では、第1測定期間の少なくとも一部が、第2測定期間に重なり合うように設定されている。このため、第2生体情報取得装置12に、第1生体情報取得装置11のリファレンスとしての役割を確実に担わせることができる。それゆえ、比較部102における比較結果の信頼性を向上させることもできる。
〔変形例〕
(1)本開示の一態様に係る生体情報は、血圧値に限定されない。生体情報の別の例としては、心拍数、脈拍数、脈波、呼吸回数、経皮的動脈血酸素飽和度(SpO)、およびストレスレベル等が挙げられる。生体情報は、生体の生理状態を示す任意の情報(指標)であればよい。生体情報は、第1生体情報取得装置11および第2生体情報取得装置12のそれぞれによって取得可能な情報であればよい。
(2)実施形態1では、第1生体情報取得装置11がカメラであり、第2生体情報取得装置12がカフ型の血圧計である場合を例示した。このため、実施形態1では、第1部位HM1が被験者Hの顔であり、第2部位HM2が被験者Hの腕である場合を例示した。但し、第1部位HM1および第2部位HM2はそれぞれ、第1生体情報取得装置11および第2生体情報取得装置12の仕様に応じて設定されてよい。
例えば、第1生体情報取得装置11は、生体情報を取得可能な、任意の種類の非接触式の生体情報取得装置であればよい。例えば、被験者Hの体表面の振動を測定するマイクロ波センサを、第1生体情報取得装置11として用いてもよい。このため、被験者Hの顔以外の部位(例:胸部または腹部)を第1部位HM1として設定することもできる。
同様に、第2生体情報取得装置12も、任意の種類の生体情報取得装置であればよい。例えば、第2生体情報取得装置12は、指先に取り付け可能な測定装置であってもよい。つまり、被験者Hの腕以外の部位(例:指先)を第2部位HM2として設定することもできる。
(3)実施形態1では、1つの第1生体情報取得装置11を評価する場合を例示した。但し、評価システム1では、1つの第1生体情報取得装置11を評価した後に、当該第1生体情報取得装置11を別の種類の第1生体情報取得装置(非接触式の生体情報取得装置)に置き換えることもできる。評価システム1では、上記共通の基準条件が満たされている限り、当該別の第1生体情報取得装置を評価できる。
加えて、評価システム1によって、複数の第1生体情報取得装置11を同時に評価してもよい。この場合、複数の第1生体情報取得装置11のそれぞれを個別に(1つずつ)評価することが不要となるので、複数の第1生体情報取得装置11の評価に要する時間を短縮できる。
なお、評価装置10は、第1生体情報取得装置11の測定環境を示す情報を記録してもよい。一例として、評価装置10は、第1生体情報取得装置11の測定時における、温度、湿度、日時等を示す情報を記録してもよい。当該情報を参照することにより、測定環境の影響を考慮して、第1生体情報取得装置11の性能を評価できる。
例えば、複数の第1生体情報取得装置11を同時に評価した場合には、測定環境はほぼ同一である。このため、複数の第1生体情報取得装置11のそれぞれの間の性能のばらつきを評価できる。
これに対して、1つの第1生体情報取得装置11を複数回評価した場合、測定タイミングに応じて、測定環境は異なりうる。このため、測定環境が1つの第1生体情報取得装置11の性能に及ぼす影響を評価できる。
(4)実施形態1では、比較部102にM1とM2との比較を1回行い、第1生体情報取得装置11を評価する場合を例示した。但し、比較部102にM1とM2との比較を複数回行わせて、第1生体情報取得装置11を評価してもよい。
例えば、第1生体情報取得装置11は、第1測定期間において、M1をN回(Nは2以上の整数)取得する。同様に、第2生体情報取得装置12は、第2測定期間において、M2をN回取得する。この場合、比較部102は、M1およびM2をN回取得する。そして、比較部102は、M1およびM2を取得するごとに、Rを算出する。つまり、比較部102は、RをN回算出する。以下、比較部102が算出したN個のRのそれぞれを、R1、R2、…、RNと表す。
続いて、比較部102は、R1~RNの統計値を算出する。比較部102は、当該統計値を比較結果として評価部103に出力する。例えば、比較部102は、R1~RNの平均値(以下、Rm)を統計値として算出する。比較部102は、Rmを比較結果として評価部103に出力する。評価部103は、比較部102から取得したRmを用いて、実施形態1と同様の処理を行う。
このように、比較部102に統計値を算出する統計処理を行わせることにより、M1およびM2のそれぞれの測定誤差の影響を低減できる。それゆえ、第1生体情報取得装置11の評価結果の信頼性をさらに向上させることが可能となる。なお、統計処理は、平均値を算出する処理のみに限定されない。比較部102は、その他の公知の統計処理によって、統計値を算出してもよい。
(5)第1体動抑制部91の構成は、図1の例に限定されない。図4は、第1体動抑制部91の変形例について説明するための図である。以下、図4の(a)~(d)のそれぞれの第1体動抑制部を、第1体動抑制部91a~91dと称する。図4の例では、図1の例と同様に、第1部位HM1は被験者Hの顔である。
図4の(a)に示されるように、第1体動抑制部91aは、被験者Hの顎部を支持する。図4の(b)に示されるように、第1体動抑制部91bは、被験者Hの首を固定する。図4の(c)に示されるように、第1体動抑制部91cは、被験者Hの頭部を水平方向に挟み込む。図4の(d)に示されるように、第1体動抑制部91dは、被験者Hの頭部を鉛直方向に挟み込む。なお、第1体動抑制部91cと第1体動抑制部91dとを組み合わせて使用してもよい。
図4の第1体動抑制部91a~91dによっても、第1体動抑制部91と同様に、第1部位HM1の体動を抑制できる。以上のように、第1体動抑制部は、少なくとも1箇所において、被験者Hの顔の付近の部位と接触していればよい。
(6)評価システム1には、第1生体情報取得装置11を固定する部材(第1固定部材)がさらに設けられていてもよい。第1固定部材を設けることにより、第1生体情報取得装置11の動きを抑制できるので、当該第1生体情報取得装置11の測定精度を向上させることが可能となる。
但し、第1固定部材は、必ずしも設けられる必要はない。例えば、第1生体情報取得装置11が、被験者Hの手によって把持可能な装置(例:スマートフォン)である場合、第1固定部材を省略してもよい。一例として、ユーザがスマートフォンを把持した状態で、スマートフォンが生体情報を取得する場合を考える。この場合、スマートフォンの動きは、ユーザの手によって抑制されている。このため、第1固定部材を省略できる。
なお、場合によっては、意図的に第1固定部材を設けずに、第1生体情報取得装置11を評価することが好ましい。例えば、第1生体情報取得装置11の動きが、当該第1生体情報取得装置11の測定精度にどの程度影響を及ぼすかを確認したい場合が考えられる。このような場合には、第1固定部材を設けないことが好ましい。上記確認を行うことにより、第1生体情報取得装置11が自身の動きの影響を相殺する性能(例:スマートフォンの手ぶれ補正性能)をどの程度有しているかを評価できる。
〔変形例〕
実施形態1とは異なり、第2生体情報取得装置12は、非接触式の生体情報取得装置であってもよい。一例として、第1生体情報取得装置11と同種類の生体情報取得装置(例:カメラ)を、第2生体情報取得装置12として用いることができる。非接触式の生体情報取得装置の性能(信頼性)が予め検証されている場合、当該非接触式の生体情報取得装置を、第2生体情報取得装置12として用いることができる。
以下、非接触式の第2生体情報取得装置12を、非接触式の第2生体情報取得装置とも称する。これに対して、接触式の第2生体情報取得装置12を、接触式の第2生体情報取得装置とも称する。
接触式の第2生体情報取得装置を使用する場合、第2部位HM2が、当該第2生体情報取得装置によって覆い隠されることが多い。このため、第2部位HM2自体、および、第2部位HM2の近くの部位を、第1生体情報取得装置11によって測定することは困難である。それゆえ、接触式の第2生体情報取得装置を使用する場合には、第1部位HM1と第2部位HM2とは、それぞれ離れた部位として設定される必要があった。
これに対して、非接触式の第2生体情報取得装置を使用する場合、第2部位HM2は、当該第2生体情報取得装置によって覆い隠されない。それゆえ、第1部位HM1および第2部位HM2を、それぞれ近い部位として設定できる。さらに、第1部位HM1を、第2部位HM2と同一の部位に設定することもできる。一例として、被験者Hの顔を、第1部位HM1および第2部位HM2の両方として設定できる。
第1部位HM1を、第2部位HM2と近い部位または同一の部位に設定することにより、M2のリファレンスとしての信頼性をさらに向上させることができる。このため、第1生体情報取得装置11の評価結果の信頼性をさらに向上させることが可能となる。
加えて、第1部位HM1を、第2部位HM2と近い部位または同一の部位に設定することにより、第1体動抑制部91と第2体動抑制部92とを共通の部材として用いることが可能となる。それゆえ、評価システム1の部品点数を削減することもできる。
なお、同一の部位の「部位」とは、例えば、顔、胸部、腹部、上腕、指先等の、被験者Hの部位を意味する。同一の部位内であれば、第1生体情報取得装置11および第2生体情報取得装置12のそれぞれの測定位置および測定領域の少なくともいずれかは、厳密に一致していなくてもよい。つまり、同一の部位とは、測定位置(測定領域)が厳密に一致しなくとも、第1生体情報取得装置11および第2生体情報取得装置12のそれぞれによって、同等の測定結果が得られる部位である。
例えば、上述のように、被験者Hの顔が、「同一の部位」として設定されている場合を考える。この場合、第1部位HM1は額の中央から左側であり、第2部位HM2は額の中央から右側であってもよい。あるいは、第1部位HM1は額であり、第2部位HM2は頬であってもよい。これらの場合、第1部位HM1および第2部位HM2は、同一の部位(顔に含まれる部位のうち、同等の測定結果が得られる部位)であると言える。
さらに「近い部位」とは、ある部位に対して「同一の部位」とは認められないものの、当該ある部位に対して近傍の部位を意味する。一例として、第1部位HM1が顔である場合、第2部位HM2が首であれば、第1部位HM1と第2部位HM2とは互いに近い部位であると言える。あるいは、第2部位HM2が首である場合、第1部位HM1が胸部であれば、第1部位HM1と第2部位HM2とは互いに近い部位であると言える。
〔変形例〕
実施形態1とは異なり、評価システム1から第2体動抑制部92を取り除くこともできる。つまり、第2体動抑制部92は、評価システム1の必須の構成要素ではないことに留意されたい。
一例として、第2生体情報取得装置12は、第1生体情報取得装置11と同様に、第2部位HM2の体動の影響を相殺してM2を取得するように構成されていてもよい。この場合、評価システム1から第2体動抑制部92を取り除いたとしても、第2生体情報取得装置12は、高精度なM2を取得できる。このため、第2体動抑制部92を含まない評価システム1によって、第1生体情報取得装置11を評価してもよい。
〔実施形態2〕
図5は、実施形態2の評価システム2の要部の構成を示す機能ブロック図である。実施形態2の第2生体情報取得装置を、第2生体情報取得装置22(第2装置)と称する。一例として、第2生体情報取得装置22は、第2生体情報取得装置12と同様に、接触式の生体情報取得装置である。第2生体情報取得装置22は、第2生体情報取得装置12とは異なり、第2体動検知部222をさらに備える。
実施形態2では、便宜上、第2体動検知部222が第2生体情報取得装置22に設けられている場合を例示する。但し、第2体動検知部222は、第2生体情報取得装置22の外部に設けられていてもよい。第2体動検知部222は、評価システム2の構成要素として設けられていればよい。
第2体動検知部222は、第2部位HM2の体動の大きさを示す第2体動量(以下、D2)を検知する。一例として、第2体動検知部222は、D2を接触的に検知する。例えば、第2生体情報取得装置22には、不図示の加速度センサが設けられている。第2体動検知部222は、加速度センサの検出結果を解析することにより、D2を検知する。あるいは、第2体動検知部222は、M2を解析することにより、D2を検知してもよい。
但し、上述のように、第2生体情報取得装置22は、非接触式の生体情報取得装置であってもよい。この場合、第2体動検知部222は、D2を非接触的に検知してよい。例えば、第2体動検知部222は、第1体動検知部112と同様の手法(例:動画像の解析)によって、D2を検知する。
実施形態2において、判定部101は、D2と所定の第2閾値(以下、TH2)との大小関係をさらに比較する。判定部101は、当該大小関係にさらに基づいて、評価部103を制御する。一例として、D2>TH2である場合(第2体動量が第2閾値よりも大きい場合)、第2部位HM2の体動は比較的大きいと考えられる。つまり、M2の精度が必ずしも高くないことが懸念される。そこで、判定部101は、D2>TH2である場合にも、評価部103の評価結果が無効であるとみなす。
実施形態2において、判定部101は、(i)D1≦TH1であり、かつ、(ii)D2≦TH2(第2体動量が第2閾値以下である場合)である場合に、評価部103の評価結果が有効であるとみなす。つまり、実施形態2では、「D1≦TH1、かつ、D2≦TH2」という条件が、体動条件として設定されている。
評価システム2によれば、D2をさらに考慮して、評価部103の評価結果の有効性を判定できる。従って、例えば、D2をさらに考慮して、評価部103に評価を行わせるか否かを決定できる。具体的には、第1部位HM1および第2部位HM2の両方の体動が小さい場合にのみ、評価部103に評価を行わせることができる。それゆえ、第1生体情報取得装置11の評価結果の信頼性をさらに向上させることが可能となる。
〔実施形態3〕
図6は、実施形態3の評価システム3の概要を示す図である。評価システム3は、評価システム1とは異なり、光検出部31をさらに備える。光検出部31は、公知の光センサである。光検出部31は、第1部位HM1における光の状態(光の条件)を検出する。光検出部31は、第1部位HM1の近傍に配置されている。
一例として、光の状態は、(i)第1部位HM1における光の光量、および、(ii)第1部位HM1における光の分光スペクトル、等の要素によって表されてよい。実施形態3では、簡単のために、第1部位HM1における光の光量のみによって、光の状態が表される場合を例示する。
上述のように、第1生体情報取得装置11は、動画像を解析することによりM1を取得する場合を考える。この場合、動画像に含まれる顔の像の明るさには、好ましい範囲が存在する。
例えば、動画像に含まれる顔の像の明るさが低すぎる場合、M1の測定精度が低下しうる。このことから、第1部位HM1における光の光量は、少なすぎないことが好ましい。これに対して、動画像に含まれる顔の像の明るさが高すぎる場合にも、M1の測定精度が低下しうる。このことから、第1部位HM1における光の光量は、多すぎないことも好ましい。
そこで、実施形態3では、判定部101は、光検出部31によって検出された光の状態にさらに基づいて、評価部103を制御する。一例として、光検出部31によって検出された光の光量を、LSとして表す。また、LSに対する2つの閾値を、THL1およびTHL2とそれぞれ称する。なお、THL1<THL2である。つまり、THL1はLSに対する小さい方の閾値であり、THL2はLSに対する大きい方の閾値である。
例えば、LS<THL1である場合、第1部位HM1における光の光量は、高精度なM1を取得するためには、少なすぎると考えられる。そこで、判定部101は、LS<THL1である場合にも、評価部103の評価結果を無効とみなす。
これに対して、LS>THL2である場合、第1部位HM1における光の光量は、高精度なM1を取得するためには、多すぎると考えられる。そこで、判定部101は、LS>THL2である場合にも、評価部103の評価結果を無効とみなす。以上のように、判定部101は、光の状態が所定の条件(具体的には、「THL1≦LS≦THL2」という条件)を満たさない場合にも、評価部103の評価結果を無効とみなす。以下、光の状態に関する上記所定の条件を、光条件とも称する。一例として、判定部101は、光条件が満たされない場合には、体動条件が満たされたか否かによらず、評価部103に評価を許可しない。
実施形態3において、判定部101は、(i)D1≦TH1であり、かつ、(ii)THL1≦LS≦THL2である場合に、評価部103の評価結果を有効とみなす。一例として、判定部101は、光条件および体動条件の両方が満たされた場合に、評価部103に評価を許可する。実施形態3の構成によれば、第1部位HM1における光の状態をさらに考慮して、評価部103の評価結果の有効性を判定できる。従って、例えば、当該光の状態をさらに考慮して、評価部103に評価を行わせるか否かを決定できる。すなわち、当該光の状態についても、共通の基準条件(光条件)を設定することができる。それゆえ、第1生体情報取得装置11の評価結果の信頼性をさらに向上させることが可能となる。
〔変形例〕
図7は、評価システム3の一変形例である評価システム3Vの概要を示す図である。評価システム3Vは、評価システム3とは異なり、光源32をさらに備える。光源32は、第1部位HM1に向けて照明光Lを出射する。一例として、光源32は、評価装置10によって制御されてよい。
図7の例では、光源32は、第1生体情報取得装置11とは別体の部材として設けられている。但し、光源32は、第1生体情報取得装置11に含まれていてもよい。なお、評価システム3Vには、光源32を固定する部材(光源固定部材)が、さらに含まれていてもよい。
一例として、光源32は、評価装置10の指令を受けて、照明光Lの明るさを変更する。このため、光源32は、第1部位HM1における光の状態を光条件に適合させるように、第1部位HM1に照明光Lを出射できる。例えば、LS<THL1である場合、光源32は、評価装置10の指令を受けて、照明光Lの明るさを高める。あるいは、LS>THL2である場合、光源32は、評価装置10の指令を受けて、照明光Lの明るさを低める。
このように、光源32を設けることにより、光条件を満たすように、第1部位HM1における光の状態を変更できる。それゆえ、第1生体情報取得装置11による測定に適した光の状態をより確実に実現できる。すなわち、測定システムの利便性を向上させることができる。
〔実施形態4〕
図8は、実施形態4の評価システム4の概要を示す図である。評価システム4は、評価システム1とは異なり、椅子93(第3体動抑制部)をさらに備える。椅子93は、被験者Hが着座可能な座面を含む。椅子93は、被験者Hの臀部を座面において支持する。実施形態4では、第1部位HM1は、被験者Hの顔または首のいずれかである。図8の例では、第1部位HM1は、被験者Hの顔である。
評価システム4における生体情報の取得時には、椅子93に着座した被験者Hは、例えば評価システム4による指示を受けて、右腕(2つの腕のうち、第2部位HM2とは異なる腕)および右脚(2つの脚のうち、右腕に対応する足)の少なくともいずれかを動かす。また、被験者Hは、さらに左脚を動かしてもよい。図8の例では、被験者Hは、右腕および右脚を揺らすように動かしている。
このように、実施形態4では、被験者Hが右腕、右脚、および左脚の少なくとも1つを動かした状態で、生体情報が取得される。このため、第1部位HM1および第2部位HM2における体動を抑制したまま、生体情報の測定条件を変化させることができる。それゆえ、より多様な測定条件下において、生体情報を取得できる。このため、第1生体情報取得装置11の評価を、より多面的に行うことが可能となる。
なお、第1生体情報取得装置11、第1体動抑制部91、第2体動抑制部92、および椅子93の少なくともいずれかは、同一の載置面(例:室内の床)上に載置されていることが好ましい。当該構成によれば、各部材の相対的な位置関係を安定して維持しやすくなるので、第1生体情報取得装置11の評価結果の信頼性を高めることができる。
また、椅子93に替えて、ベッドを第3体動抑制部として用いることもできる。あるいは、載置面(例:床)自体を第3体動抑制部として用いることもできる。さらに、第3体動抑制部(例:ベッドまたは載置面)に第1部位HM1(例:被験者Hの顔)および第2部位HM2(例:被験者Hの左腕)の少なくともいずれかを接するようにさせても、各部位を安定的に保持できる。つまり、第3体動抑制部は、第1体動抑制部および第2体動抑制部の少なくともいずれかを兼ねることができる。
〔ソフトウェアによる実現例〕
評価システム1~4の制御ブロック(特に評価装置10)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
後者の場合、評価システム1~4は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも1つのプロセッサ(制御装置)を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも1つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本開示の一態様の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばCPU(Central Processing Unit)を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ROM(Read Only Memory)等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本開示の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
〔付記事項〕
本開示の一態様は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の一態様の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成できる。
(関連出願の相互参照)
本出願は、2018年3月20日に出願された日本国特許出願:特願2018-053225に対して優先権の利益を主張するものであり、それを参照することにより、その内容の全てが本書に含まれる。
1、2、3、3V、4 評価システム
10 評価装置
11 第1生体情報取得装置(第1装置)
12、22 第2生体情報取得装置(第2装置)
31 光検出部
32 光源
91、91a~91d 第1体動抑制部
92 第2体動抑制部
101 判定部(評価判定部)
102 比較部
103 評価部
104 表示部
112 第1体動検知部
222 第2体動検知部
H 被験者(生体)
HM1 第1部位
HM2 第2部位
TH1 第1閾値
TH2 第2閾値
D1 第1体動量
D2 第2体動量
M1 第1測定値
M2 第2測定値
L 照明光
R 比較結果(比較部における比較の結果)

Claims (10)

  1. 非接触式の生体情報取得装置である第1装置を評価する評価システムであって、
    上記第1装置は、生体の第1部位を非接触的に測定することにより、当該生体の生体情報を示す第1測定値を取得し、
    上記評価システムは、測定環境を示す情報を記録し、
    上記第1部位の少なくとも一部を支持して上記第1部位の体動を抑制する第1体動抑制部と、
    上記第1部位の体動の大きさを示す第1体動量を非接触的に検知する第1体動検知部と、
    上記第1装置とは異なる生体情報取得装置であり、かつ、上記生体の第2部位を測定することにより、上記生体情報を示す第2測定値を取得する第2装置と、
    上記第1体動抑制部とは異なる体動抑制部であって、上記第2部位の少なくとも一部を支持して上記第2部位の体動を抑制する第2体動抑制部と、
    上記第1体動検知部とは異なる体動検知部であって、上記第2部位の体動の大きさを示す第2体動量を検知する第2体動検知部と、
    上記第1測定値と上記第2測定値とを比較する比較部と、
    上記比較部における比較の結果と上記測定環境を示す情報とに基づいて、上記測定環境の影響を考慮して、上記第1装置の性能を評価し、上記第1装置が所定の性能を満たしている、満たしていないを判定する評価部と、
    記評価部による上記第1装置の評価結果が有効である旨を示す有効情報、または、上記評価部による上記第1装置の評価結果が無効である旨を示す無効情報を出力する評価判定部と、を備
    上記評価判定部は、上記第1体動量が第1閾値以下であり、かつ、上記第2体動量が第2閾値以下である場合に上記有効情報を出力し、
    上記第1体動量が上記第1閾値より大きいか、または、上記第2体動量が上記第2閾値より大きいかのいずれかの場合に上記無効情報を出力することを特徴とする評価システム。
  2. 上記第1装置が上記第1測定値を取得する期間の少なくとも一部は、上記第2装置が上記第2測定値を取得する期間と重なり合っていることを特徴とする請求項1に記載の評価システム。
  3. 上記第1装置が上記第1測定値を取得する期間の全体は、上記第2装置が上記第2測定値を取得する期間と重なり合っていることを特徴とする請求項2に記載の評価システム。
  4. 第3体動抑制部をさらに備え、
    上記第1体動抑制部、上記第2体動抑制部、および、上記第3体動抑制部のうち、少なくともいずれか2つは、同一の載置面上に載置されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の評価システム。
  5. 上記第1部位における光の状態を検出する光検出部をさらに備え、
    上記評価判定部は、上記光の状態が所定の光条件を満たす場合には、上記有効情報を出力し、上記光の状態が所定の光条件を満たさない場合には、上記第1体動量が第1閾値以下である、かつ、上記第2体動量が第2閾値以下である場合であっても、上記有効情報でなく、上記無効情報を出力することを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の評価システム。
  6. 上記光の状態を上記光条件に適合させるために、上記第1部位に照明光を出射する光源をさらに備えていることを特徴とする請求項に記載の評価システム。
  7. 上記第2装置は、上記第2部位を非接触的に測定することにより、上記第2測定値を取得し、
    上記第1部位と上記第2部位とは、同一の部位であることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の評価システム。
  8. 上記第2装置は、上記第2部位を接触的に測定することにより、上記第2測定値を取得し
    記第2体動検知部は、上記第2体動量を接触的に検知することを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の評価システム。
  9. 上記評価部は、上記比較部における比較の結果として、上記第1測定値と上記第2測定値との差を算出し、該差が所定の閾値以下である場合、上記第1装置が上記所定の性能を満たしていると判定することを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の評価システム。
  10. 非接触式の生体情報取得装置である第1装置を評価する評価システムに設けられる評価装置であって、
    上記第1装置は、生体の第1部位を非接触的に測定することにより、当該生体の生体情報を示す第1測定値を取得し、
    上記評価システムは測定環境を示す情報を記録し、
    上記第1部位の少なくとも一部を支持して上記第1部位の体動を抑制する第1体動抑制部と、
    上記第1部位の体動の大きさを示す第1体動量を非接触的に検知する第1体動検知部と、
    上記第1装置とは異なる生体情報取得装置であり、上記生体の第2部位を測定することにより、上記生体情報を示す第2測定値を取得する第2装置と
    上記第1体動抑制部とは異なる体動抑制部であって、上記第2部位の少なくとも一部を支持して上記第2部位の体動を抑制する第2体動抑制部と、
    上記第1体動検知部とは異なる体動検知部であって、上記第2部位の体動の大きさを示す第2体動量を検知する第2体動検知部と、を備え、
    上記評価装置は、
    上記第1測定値と上記第2測定値とを比較する比較部と、
    上記比較部における比較の結果と上記測定環境を示す情報とに基づいて、上記測定環境の影響を考慮して、上記第1装置の性能を評価し、上記第1装置が所定の性能を満たしている、満たしていないを判定する評価部と
    記評価部による上記第1装置の評価結果が有効である旨を示す有効情報、または、上記評価部による上記第1装置の評価結果が無効である旨を示す無効情報を出力する評価判定部と、を備え
    上記評価判定部は、上記第1体動量が第1閾値以下であり、かつ、上記第2体動量が第2閾値以下である場合に上記有効情報を出力し、
    上記第1体動量が上記第1閾値より大きいか、または、上記第2体動量が上記第2閾値より大きいかの場合に上記無効情報を出力することを特徴とする評価装置。
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