JP7090460B2 - 生体情報の測定装置及びプログラム - Google Patents

生体情報の測定装置及びプログラム Download PDF

Info

Publication number
JP7090460B2
JP7090460B2 JP2018080162A JP2018080162A JP7090460B2 JP 7090460 B2 JP7090460 B2 JP 7090460B2 JP 2018080162 A JP2018080162 A JP 2018080162A JP 2018080162 A JP2018080162 A JP 2018080162A JP 7090460 B2 JP7090460 B2 JP 7090460B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sampling
sampling timing
light
pixels
biological signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018080162A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019187522A (ja
Inventor
仁 古川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2018080162A priority Critical patent/JP7090460B2/ja
Priority to US16/966,349 priority patent/US20200372646A1/en
Priority to PCT/JP2019/013512 priority patent/WO2019202937A1/en
Publication of JP2019187522A publication Critical patent/JP2019187522A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7090460B2 publication Critical patent/JP7090460B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/0002Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0012Biomedical image inspection
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7203Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A61B5/02416Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate using photoplethysmograph signals, e.g. generated by infrared radiation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/44Detecting, measuring or recording for evaluating the integumentary system, e.g. skin, hair or nails
    • A61B5/441Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00Image enhancement or restoration
    • G06T5/20Image enhancement or restoration using local operators
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30004Biomedical image processing
    • G06T2207/30101Blood vessel; Artery; Vein; Vascular

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Description

本発明は、生体情報の測定装置及びプログラムに関する。
生体の一部に光を照射し、生体からの反射光量又は透過光量を検出して、生体情報を検出する測定装置が知られている。生体情報とは、例えば、脈拍数、血管の硬化度合い、肌の色及び特性といった、生体の種々の生理学的・解剖学的情報である。例えば、脈拍数は、血管内の血液移動に伴う反射又は透過光量の変動を示す脈波信号に基づき検出することができる。
特許文献1は、生体情報の測定装置の一例である脈波測定装置を開示している。特許文献1によると、脈波測定装置は、指尖部に対して光束を照射し、その反射光量の時間的な変動から脈波を検出している。特許文献2は、生体情報の測定装置の一例である肌の評価装置を開示している。特許文献2によると、肌の表面を撮像して、撮像した画像を処理することで肌を評価している。特許文献3は、眼底の血管径を取得する構成を開示している。特許文献3によると、血管径は心臓の拍動により変化することから、心臓の拍動を示す脈波信号のピークタイミングに同期して眼底を撮像している。
特開2004-000467号公報 特開平8-308634号公報 特開2006-288842号公報
特許文献3は、血管径の変化を示す脈波信号に基づき眼底の血管径の測定タイミングを決定することを開示している。つまり、特許文献3は、血管径である生体情報の測定タイミングを、当該生体情報の時間的変動に基づき決定することを開示している。しかしながら、測定対象の生体情報が他の生体情報の時間的変動により影響を受けることがある。例えば、肌の状態を評価するために生体情報として肌の分光反射率を測定する場合、他の生体情報である血液の脈動により肌の分光反射率が変化することがある。
本発明は、生体情報の測定において、当該生体情報とは異なる他の生体情報の影響を抑える技術を提供するものである。
本発明の一態様によると、測定装置は、測定位置に向けて光を照射する発光手段と、前記測定位置にある生体からの反射光、又は、前記測定位置にある生体を透過した透過光を波長に応じて分光する分光手段と、複数の画素を有し、前記複数の画素は、前記分光手段が分光した所定の波長を含む光を受光する受光手段と、を含む分光センサと、サンプリングタイミングにおいて前記複数の画素の受光結果を示すサンプリング値を検出する検出手段と、前記受光手段の第1画素の各サンプリングタイミングにおけるサンプリング値から第1生体情報に関連する生体信号を生成する生成手段と、前記生体信号の周期を判定する判定手段と、を備えており、前記検出手段は、前記生体信号の周期に基づきサンプリングタイミングを選択し、前記受光手段の1つ以上の第2画素の前記選択したサンプリングタイミングにおけるサンプリング値に基づき第2生体情報を検出することを特徴とする。
本発明によると、生体情報の測定において、当該生体情報とは異なる他の生体情報の影響を抑えることができる。
一実施形態による測定装置の機能ブロック図。 一実施形態による測定装置のハードウェア構成図。 一実施形態による白色光源のスペクトルとラインセンサの構成を示す図。 一実施形態による生体情報の測定処理のフローチャート。 一実施形態による生体信号及び選択するサンプリングタイミングを示す図。 一実施形態による生体情報の測定処理のフローチャート。 一実施形態による生体信号及び選択するサンプリングタイミングを示す図。
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。
<第一実施形態>
図2は、本実施形態による測定装置1のハードウェア構成図である。CPU50は、測定装置1の全体を制御する制御部である。CPU50は、ROM51に格納されたプログラムに基づいて後述する各種制御を実行する。なお、CPU50は、各種制御を実行する際に使用するデータや、一時的に記憶する必要があるデータをRAM52に記憶する。CPU50は、バス53を介して、ROM51と、RAM52と、I/Oポート54と、AD変換回路55と、外部通信回路56と通信できる。光源駆動回路60は、白色光源21の発光を制御する。また、CPU50は、I/Oポート54を介して、光源駆動回路60を制御することで、白色光源21の発光強度を制御することができる。ラインセンサ24は、後述する様に、白色光源21が射出した光の反射光を集光レンズ22及び回折格子23を介して受光し、受光量に応じた電圧をAD変換回路55に出力する。そして、CPU50は、AD変換回路55を介して、ラインセンサ24が出力する受光量に応じた電圧を取得する。さらに、CPU50は、外部通信回路56を介して外部機器30と通信可能な様に構成される。なお、集光レンズ22、回折格子23及びラインセンサ24は、分光測色計(分光センサ)を構成している。或いは、白色光源21、集光レンズ22、回折格子23及びラインセンサ24は、分光センサを構成している。
図1は、本実施形態における測定装置1の動作を説明するためのブロック図である。CPU50は、ROM51に格納されたプログラムを実行することで、I/Oポート54、光源駆動回路60、AD変換回路55、外部通信回路56、ROM51及びRAM52と協働して図1の制御部10として機能する。発光制御部11は、CPU50、I/Oポート54及び光源駆動回路60に対応し、白色光源21の発光強度を調整し、かつ、白色光源21の発光を制御する。白色光源21は、可視光全体にわたる発光波長分布を有する。白色光源21としては、例えば、タングステン光や白色LED、RGB(レッド、グリーン、ブルー)の3色LED等を使用可能である。本実施形態において、白色光源21は、青色光を発光するLED素子を、黄色の蛍光材を混合した樹脂でパッケージングした白色LEDであるものとする。図3(A)は、本実施形態で用いる白色光源21の波長別の相対強度(輝度)を示している。波長450nm付近のピークは青色LEDの発光スペクトルであり、600nm付近のピークは黄色蛍光体のスペクトルである。このスペクトルは蛍光材がLED素子からの光を受けて蛍光したときに発生される光によるものである。
図1に示す様に、白色光源21が射出する光70は、ハウジング110の開口部に設けられたカバーガラス500を、その法線方向に対して約45度の角度で通過して測定位置にある測定対象である指先90を照射する。そして、この照射光は、指先90の光吸収特性に応じた散乱光71となる。散乱光71の一部は、集光レンズ22により平行光72に変換され、回折格子23に90度の入射角で入射する。回折格子23は、入射光を波長に応じて分光する。分光された分散光73は、ラインセンサ24の各画素に入射する。ラインセンサ24の各画素は、入射した分散光73の受光量に応じた電圧を受光量検出部12に出力する。図3(B)は、ラインセンサ24の模式図である。本実施形態によるラインセンサ24は、波長約400nmから約700nmの可視光を5nm単位で検出するために必要な61画素と、光が入射しない遮光画素を有する。本実施形態では、1番の画素が約400nm、61番の画素が約700nmの波長を含む光を検出し、0番の画素が斜光画素となる様に、測定装置1は調整して組み立てられている。受光量検出部12は、CPU50、RAM52、AD変換回路55及びI/Oポート54に対応する。実際には、AD変換回路55は、ラインセンサ24が出力する各画素の電圧をそれぞれ、例えば、12ビットのデジタル値に変換し、CPU50は、この各画素の受光量を示すデジタル値をAD変換回路55から取得する。本実施形態のラインセンサ24は、電荷蓄積型であり、所定の蓄積時間に入射した分散光の光量に応じて、画素ごとに電圧信号を出力する。この蓄積時間は、CPU50がI/Oポート54を介してラインセンサ24に設定する。なお、ラインセンサ24は、サンプリングタイミング毎に各画素の受光結果を出力し、AD変換回路55は、サンプリングタイミング毎に各画素の受光結果を示すサンプリング値を出力する。ここで、サンプリングタイミング間の間隔は、ラインセンサ24の蓄積時間以上の間隔である。また、各サンプリングタイミングにおける各画素の受光結果はRAM52に格納される。
なお、図1には示していないが、測定装置1は、測定対象である指先90が測定位置に置かれていないときに、測定位置が白色基準板で覆われる様に構成される。具体的には、例えば、測定位置を覆う様にスライド可能な白色基準板を設ける。そして、指先90の測定時には、指先90により白色基準板をスライドさせて指先90を測定位置に置くように構成することができる。なお、指先90を測定位置から離すと白色基準板が測定位置に戻る様に、白色基準板にはバネ等の弾性部材を接続しておく構成とすることができる。測定位置を白色基準板91が覆っている状態においては、ラインセンサ24は、白色基準板の光吸収特性に応じた光を受光する。
生体信号生成部13は、各サンプリングタイミングにおける所定画素の受光結果、つまり、サンプリング値に基づき生体信号を生成する。本実施形態では、生体の指先90を測定対象とし、生体信号生成部13は、約590nmの波長を含む光を検知する39番の画素のサンプリング値に基づき生体信号を生成する。この生体信号は、脈拍に関連し、指尖容積脈波信号としても参照される。生体信号の生成に使用する約590nmの波長は、血液中のヘモグロビンでの吸光量が比較的大きい波長である。周期判定部14は、生体信号生成部13が生成した生体信号の周期を判定する。この生体信号の周期に基づき、第1生体情報である脈拍を測定することができる。つまり、生体信号は、第1生体情報を測定するための信号である。
選択部15は、周期判定部14が判定した生体信号の周期に基づき、後述する第2生体情報の測定に使用するサンプリング値のサンプリングタイミングを選択する。生体情報検出部16は、選択部15が選択したサンプリングタイミングにおけるサンプリング値に基づき第2生体情報を検出する。なお、サンプリング値は、受光量検出部12、より詳しくは、RAM52に格納されている。本実施形態では、肌の状態を評価するため、第2生体情報として、指先90の約400nmから約700nmの波長に渡る分光反射率を算出する。つまり、生体情報検出部16は、ラインセンサの1番から61番の各画素のサンプリング値を使用して対応する波長の分光反射率をそれぞれ算出する。この様に、第2生体情報は、第1生体情報とは異なる生体情報である。
外部通信部17は、外部通信回路56に対応し、外部機器30と通信を行う。外部機器30は、測定装置1に測定開始及び測定終了の指示を行う。また、測定装置1は、第1生体情報に対応する生体信号や、第2生体情報に対応する各波長の分光反射率を外部機器30に送信する。外部機器30は、生体信号の周期から脈拍の値を算出することができる。さらに、外部機器30は、生体信号の各特徴点及びその値に基づき血管の硬化度合いを判定することができる。外部機器30は、例えば、パーソナルコンピュータやタブレット端末である。なお、外部機器30との通信は、有線であっても無線であっても良い。
図4は、生体情報の検出処理のフローチャートである。なお、図4の処理の開始時、測定位置には白色基準板があるものとする。発光制御部11は、外部機器30から測定開始指示を受信すると、S100で、白色光源21を発光させる。受光量検出部12は、S101で、測定位置を白色基準板が覆っている状態で、ラインセンサ24の総ての画素の受光量を取得してRAM52に格納する。なお、この受光量は、白色基準板での反射光量に対応する。その後、制御部10は、外部機器の表示部に測定対象である指先90を測定位置に置くように指示する表示を行う。例えば、測定位置に指先90が置かれた状態で、ユーザが外部機器30により処理の開始を指示すると、受光量検出部12は、S102で、ラインセンサ24の総ての画素の受光量を取得してRAM52に格納する。受光量検出部12は、S103で、S102での受光量の取得を開始してから所定期間が経過したかを判定し、所定期間が経過するまで、S102での受光量の取得を継続する。ここで、所定期間は、複数の脈拍周期を含む期間とする。例えば、一般的な脈拍は60回/分程度であるため、4脈拍周期を含む期間を所定期間とすると、所定期間は4秒となる。なお、ラインセンサ24の総ての画素の受光量のサンプリング間隔を50msとすると、所定期間である4秒間には、80のサンプリングタイミングが含まれる。したがって、制御部10は、4秒の間に、各画素それぞれについて80個の受光量を示すサンプリング値を取得することになる。
生体信号生成部13は、S104において、S102で取得した所定期間に渡る0番の画素のサンプリング値と39番の画素のサンプリング値に基づき生体信号を生成する。なお、サンプリングタイミングiで取得した0番の画素のサンプリング値及び39番の画素のサンプリング値をそれぞれR(i)及びR39(i)とすると、サンプリングタイミングiにおける生体信号の振幅B(i)は、以下の式(1)で表される。
B(i)=R39(i)-R(i) (1)
なお、式(1)は、0番の画素の受光量に基づき、590nmの波長を含む光を受光する39番の画素の受光量から暗成分を除くものである。生体信号生成部13は、生成した生体信号を周期判定部14に出力する。
周期判定部14は、S105で、生体信号の周期を判定する。図5(A)は、生体信号と、判定された周期C1、C2及びC3を示している。なお、図5(A)の白丸はサンプリングタイミングを示している。選択部15は、S106で、第2生体情報の算出に使用するサンプリングタイミングを生体信号の周期Cに基づいて選択する。本実施形態では、1番目から60番目の画素それぞれについて、生体信号の3つの周期C1、C2及びC3の間に含まれる総てのサンプリングタイミングを選択する。なお、図5(A)に示す最後の周期C3と次の周期との境界上にあるサンプリングタイミングは、次の周期の最初のサンプリングタイミングであり、周期C3内のサンプリングタイミングではない。例えば、図5(B)に示す様に、周期C1の最初のサンプリングタイミングから、周期C3の最後のサンプリングタイミングまでの間にn回のサンプリングを行ったものとする。なお、時間順にサンプリングタイミングi(i=1~n)とする。この場合、選択部15は、サンプリングタイミング1からサンプリングタイミングnを選択する。
生体情報検出部16は、S107で、選択部15が選択したサンプリングタイミングにおける各画素のサンプリング値に基づき第2生体情報を検出する。このため、生体情報検出部16は、まず、各画素それぞれについて、サンプリングタイミング1からサンプリングタイミングnまでのサンプリング値、つまり、受光量を平均化する。例えば、k番目の画素の平均化された受光量をAとし、k番目の画素のサインプリングタイミングiにおける受光量をR(i)とすると、
=(1/n)×Σ(R(i)-R(i)) (2)
である。なお、R(i)は、サインプリングタイミングiにおける0番目の画素のサンプリング値、つまり、受光量である。また、式(2)のΣは、i=1~nまでの積算を示している。なお、式(2)で、R(i)を減ずるのは暗成分を除去するためである。
生体情報検出部16は、画素k(kは1~60)の平均受光量Aに基づき、画素kの分光反射率Sを以下の式(3)により求める。
=(A/W)×R (3)
なお、Wは、S101で取得した白色基準板91からの反射光のk番目の画素の受光量から0番目の画素の受光量を減じた値である。また、Rは、白色基準板91の分光反射率を画素番号に変換したものである。例えば、本例では、番号kの画素は、(5k+395)nmの波長を受光する。したがって、Rとは、白色基準板91の波長400nmの分光反射率である。なお、Rは、予めROM51に格納されている。
第2生体情報として生体の分光反射率を測定する場合、生体の血流の変化により生体の分光反射率が変動する。よって、第2生体情報の測定に使用するサンプリング値によって、第2生体情報の測定結果にばらつきが生じ得る。また、ノイズ低減等を目的として、サンプリング値の平均化処理等を行う場合、平均化に使用するサンプリング値の範囲と生体の血流の変化の周期との関係に応じて平均化処理の結果にばらつきが生じ得る。本実施形態では、脈波信号、つまり、生体の血流の変化を示す生体信号を生成し、生体信号の周期を判定する。そして、判定した周期に基づいて、第2生体情報を検出するために使用するサンプリングタイミングを決定する。例えば、上述した例では、各画素について、生体信号の周期の整数倍に渡るサンプリングタイミングのサインプリング値の平均化処理を行って分光反射率を求めている。このため、生体の血流の変化による影響が相殺され、第2生体情報の測定精度を向上させることができる。また、本実施形態では、測定対象である第2生体情報の検出に用いる発光制御部11と受光量検出部12を用いて他の生体情報である第1生体情報を示す生体信号の時間的変動を検出する。つまり、第2生体情報の測定に追加して生体信号の周期の検出のための部材を設けるものではなく、測定装置が大型化することや、装置コストの増加を抑えることができる。
また、選択部15によるサンプリングタイミングの選択方法は上述した方法に限定されない。例えば、上述した形態では、生体信号の3周期に渡る総てのサンプリングタイミングを選択していたが、生体信号の1周期に渡るサンプリングタイミングを選択する構成や、2又は4以上の周期に渡るサンプリングタイミングを選択する構成とすることもできる。また、生成信号の複数の周期それぞれの所定のサンプリングタイミングに対して所定の時間位置関係にあるサンプリングタイミングを選択する構成とすることもできる。例えば、図5(C)では、生体信号の各周期における振幅の極小値に対応するサンプリングタイミングを選択している。なお、図5(C)では、4つの周期それぞれから4つのサンプリングタイミングを選択している。したがって、各画素それぞれについて、4つのサンプリング値について上述した様に平均化処理を行って、各画素の分光反射率を求めることになる。なお、図5(C)に示す様に、各周期の振幅が極小となるサンプリングタイミングではなく、振幅が極小となるサンプリングタイミングから所定数だけ後、或いは、前のサンプリングタイミングを選択する構成とすることができる。さらに、各周期の振幅が極小となるサンプリングタイミングではなく、各周期の振幅が極大となるサンプリングタイミングを基準として、第2生体情報の測定に使用するサンプリングタイミングを決定する構成とすることもできる。さらに、周期内の極小値や極大値ではなく、各周期において、所定位相の時間位置にあるサンプリングタイミングを選択する構成とすることもできる。さらに、各周期の1つのサンプリングタイミングに基づき第2生体情報を判定する構成とすることもできる。
なお、第2生体情報は、生体の分光反射率に限定されない。例えば、各画素の平均受光量Aを第2生体情報とすることができる。さらに、肌の色値を評価する場合、算出した分光反射率から色度(CIE L*a*b*)を求めた色度情報を第2生体情報とすることができる。具体的には、JIS資料Z8722(2009年度版)の重価係数を基に400nm~700nmの等色関数テーブルを用いて、算出した分光反射率から三刺激値XYZを算出する。そして、算出したXYZの色度変換演算を行うことでL*a*b*を算出することができる。また、総ての画素を第2生体情報の測定に使用する必要はなく、第2生体情報の測定に使用する1つ以上の画素は、測定対象の第2生体情報に応じて決定される。
なお、本実施形態では、図4のS101で白色基準板91からの反射光量を検出して式(3)で使用するWを求めていた。しかしながら、Wを事前に求めてROM51に格納しておく構成とすることもでき、この場合には、S101を省略することができる。なお、その場合、白色基準板91の事前測定時と、測定対象である指先90の測定時の白色光源21の発光強度を合わせる必要がある。これは、事前の白色基準板91の測定時と、指先90の測定時とで白色光源21に流れる電流値が同じとする様にすることで達成される。
<第二実施形態>
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。図6は、本実施形態における生体情報の検出処理のフローチャートである。S200及びS201の処理は、図4のS100及びS101の処理と同様であり、再度の説明は左様略する。S202において、受光量検出部12は、生体からの反射光量を所定期間、取得する。なお、S202においては、0番と39番の画素の受光量のみを取得すれば良い。S203において、図4のS104及びS105と同様に、生体信号生成部13は、生体信号を生成し、周期判定部14は、生体信号の連続する所定数の周期の平均値を平均周期Cxとして判定する。例えば、図7に示す様に、周期判定部14は、生体信号の3つの周期C1、C2及びC3を判定して周期C1、C2及びC3の平均値を平均周期Cxとして求める。
その後、受光量検出部12は、S204において、周期Cx以上の期間の間、生体からの反射光量を取得する。なお、S204においては、第2生体情報の検出に使用する画素の受光量を取得する。S205において、選択部15は、図7に示す様に、S204において取得した各サンプリングタイミングのうち、周期Cxに渡るサンプリングタイミングを選択する。その後、第一実施形態と同様に、S206で、生体情報検出部16は、第2生体情報を検出する。
以上、本実施形態では、生体信号の周期を判定するための期間に渡り、第2生体情報の測定に必要な画素のサンプリング値をRAM52に格納する必要がなく、必要なRAM52の容量を抑えることができる。なお、本実施形態では、生体信号の連続する複数の周期の平均値を求めたが、平均値ではなく、特定の周期の値に基づき生体情報の測定に使用するサンプリングタイミングの範囲を判定する構成とすることができる。例えば、生体情報を測定する場合、緊張等により測定対象の人の心拍数が短い時間で変化することがある。したがって、例えば、所定期間、生体信号の周期を判定、或いは、生体信号の周期の変動が所定量以下となるまで生体信号の周期を判定し、最後の周期により生体情報の検出に使用するサンプリングタイミングの範囲を決定する構成とするここもできる。
本実施形態においても、第一実施形態と同様に、生体信号の周期に基づき第2生体情報の測定に使用する複数のサンプリングタイミングを選択する。この構成により、第2生体情報の測定精度を向上させることができる。
<その他>
なお、上記実施形態において、ラインセンサ24は、測定対象からの反射光を受光するものであったが、透過光を受光する構成とすることもできる。また、上記実施形態において、第1生体情報として脈拍、第2生体情報として分光反射率や色度を測定したいたが、本発明はこれらの生体情報に限定されない。例えば、呼吸による一定周期の体動が、第2生体情報の測定結果に影響を与える場合、呼吸の周期による変動に基づいて第2生体情報の測定に使用するサンプリング値を選択する構成とすることができる。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
21:白色LED、23:回折構成、24:ラインセンサ、13:生体信号生成部、14:周期判定部、15:選択部、16:生体情報検出部

Claims (17)

  1. 測定位置に向けて光を照射する発光手段と、前記測定位置にある生体からの反射光、又は、前記測定位置にある生体を透過した透過光を波長に応じて分光する分光手段と、複数の画素を有し、前記複数の画素は、前記分光手段が分光した所定の波長を含む光を受光する受光手段と、を含む分光センサと、
    サンプリングタイミングにおいて前記複数の画素の受光結果を示すサンプリング値を検出する検出手段と、
    前記受光手段の第1画素の各サンプリングタイミングにおけるサンプリング値から第1生体情報に関連する生体信号を生成する生成手段と、
    前記生体信号の周期を判定する判定手段と、
    を備えており、
    前記検出手段は、前記生体信号の周期に基づきサンプリングタイミングを選択し、前記受光手段の1つ以上の第2画素の前記選択したサンプリングタイミングにおけるサンプリング値に基づき第2生体情報を検出することを特徴とする測定装置。
  2. 前記検出手段は、前記生体信号の1つの周期に含まれる総てのサンプリングタイミング、又は、前記生体信号の連続する複数の周期に含まれる総てのサンプリングタイミングを選択することを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
  3. 前記検出手段は、前記生体信号の連続する複数の周期の各周期内の所定のサンプリングタイミングに対して所定の時間位置関係にあるサンプリングタイミングを選択することを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
  4. 前記所定のサンプリングタイミングは、前記複数の周期の各周期における前記生体信号の極大値又は極小値に対応するサンプリングタイミングであることを特徴とする請求項3に記載の測定装置。
  5. 前記検出手段は、前記生体信号の連続する複数の周期の各周期内の所定位相のサンプリングタイミングを選択することを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
  6. 前記検出手段は、前記1つ以上の第2画素それぞれについての、前記選択したサンプリングタイミングのサンプリング値の平均値を使用して前記第2生体情報を検出することを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の測定装置。
  7. 前記分光センサが出力する前記複数の画素のサンプリング値を格納する格納手段をさらに備えており、
    前記検出手段は、前記格納手段に格納された、前記判定手段により判定された周期内のサンプリングタイミングから前記第2生体情報を検出するために使用するサンプリング値のサンプリングタイミングを選択することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の測定装置。
  8. 測定位置に向けて光を照射する発光手段と、前記測定位置にある生体からの反射光、又は、前記測定位置にある生体を通過した透過光を波長に応じて分光する分光手段と、複数の画素を有し、前記複数の画素は、前記分光手段が分光した所定の波長を含む光を受光する受光手段と、を含む分光センサと、
    サンプリングタイミングにおいて前記複数の画素の受光結果を示すサンプリング値を検出する検出手段と、
    前記受光手段の第1画素の各サンプリングタイミングにおけるサンプリング値から第1生体情報に関連する生体信号を生成する生成手段と、
    前記生体信号の複数の周期の平均値を判定する判定手段と、
    を備えており、
    前記検出手段は、前記平均値に基づきサンプリングタイミングを選択し、前記受光手段の1つ以上の第2画素の前記選択したサンプリングタイミングにおけるサンプリング値に基づき第2生体情報を検出することを特徴とする測定装置。
  9. 前記検出手段は、前記生体信号の前記平均値に対応する期間に渡るサンプリングタイミングを選択することを特徴とする請求項8に記載の測定装置。
  10. 前記検出手段は、前記生体信号の前記平均値の判定に使用した前記複数の周期より時間的に後のサンプリングタイミングから、前記第2生体情報を検出するために使用するサンプリング値のサンプリングタイミングを選択することを特徴とする請求項9に記載の測定装置。
  11. 前記検出手段は、前記1つ以上の第2画素それぞれについて、選択したサンプリングタイミングのサンプリング値の平均値を使用して前記第2生体情報を検出することを特徴とする請求項8から10のいずれか1項に記載の測定装置。
  12. 前記検出手段は、選択したサンプリングタイミングにおける第2画素のサンプリング値に基づき、当該第2画素が受光する波長の分光反射率を求めることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の測定装置。
  13. 前記検出手段は、選択したサンプリングタイミングにおける第2画素のサンプリング値に基づき前記生体の色度を求めることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の測定装置。
  14. 前記生体信号は、脈波信号であることを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載の測定装置。
  15. 前記検出手段は、前記判定手段が判定する前記生体信号の周期の変動が所定量以下となった後に、前記第2生体情報を検出することを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載の測定装置。
  16. 測定位置に向けて光を射出する光源と、前記測定位置にある生体からの反射光、又は、前記測定位置にある生体を透過した透過光を波長に応じて分光する分光手段と、複数の画素を有し、前記複数の画素は、前記分光手段が分光した所定の波長を含む光を受光する受光手段と、を含む分光センサと、
    サンプリングタイミングにおいて前記複数の画素の受光結果を示すサンプリング値を検出する検出手段と、
    1つ以上のプロセッサーと、
    を有する測定装置の前記1つ以上のプロセッサーで実行されると、前記1つ以上のプロセッサーに、
    前記受光手段の第1画素の各サンプリングタイミングにおけるサンプリング値から第1生体情報に関連する生体信号を生成することと、
    前記生体信号の周期を判定することと、
    前記生体信号の周期に基づきサンプリングタイミングを選択することと、
    前記受光手段の1つ以上の第2画素の前記選択したサンプリングタイミングにおけるサンプリング値に基づき第2生体情報を検出することと、
    を実行させることを特徴とするプログラム。
  17. 測定位置に向けて光を射出する光源と、前記測定位置にある生体からの反射光、又は、前記測定位置にある生体を透過した透過光を波長に応じて分光する分光手段と、複数の画素を有し、前記複数の画素は、前記分光手段が分光した所定の波長を含む光を受光する受光手段と、を含む分光センサと、
    サンプリングタイミングにおいて前記複数の画素の受光結果を示すサンプリング値を検出する検出手段と、
    1つ以上のプロセッサーと、
    を有する測定装置の前記1つ以上のプロセッサーで実行されると、前記1つ以上のプロセッサーに、
    前記受光手段の第1画素の各サンプリングタイミングにおけるサンプリング値から第1生体情報に関連する生体信号を生成することと、
    前記生体信号の複数の周期の平均値を判定することと、
    前記平均値に基づきサンプリングタイミングを選択することと、
    前記受光手段の1つ以上の第2画素の前記選択したサンプリングタイミングにおけるサンプリング値に基づき第2生体情報を検出することと、
    を実行させることを特徴とするプログラム。
JP2018080162A 2018-04-18 2018-04-18 生体情報の測定装置及びプログラム Active JP7090460B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018080162A JP7090460B2 (ja) 2018-04-18 2018-04-18 生体情報の測定装置及びプログラム
US16/966,349 US20200372646A1 (en) 2018-04-18 2019-03-28 Measurement apparatus for two types of biological information and computer-readable storage medium
PCT/JP2019/013512 WO2019202937A1 (en) 2018-04-18 2019-03-28 Measurement apparatus for two types of biological information and computer-readable storage medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018080162A JP7090460B2 (ja) 2018-04-18 2018-04-18 生体情報の測定装置及びプログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019187522A JP2019187522A (ja) 2019-10-31
JP7090460B2 true JP7090460B2 (ja) 2022-06-24

Family

ID=66349606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018080162A Active JP7090460B2 (ja) 2018-04-18 2018-04-18 生体情報の測定装置及びプログラム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20200372646A1 (ja)
JP (1) JP7090460B2 (ja)
WO (1) WO2019202937A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5743267A (en) 1995-10-19 1998-04-28 Telecom Medical, Inc. System and method to monitor the heart of a patient
JP4279829B2 (ja) 2005-11-21 2009-06-17 ローム株式会社 傾斜センサ

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5216598A (en) * 1989-10-04 1993-06-01 Colin Electronics Co., Ltd. System for correction of trends associated with pulse wave forms in oximeters
JPH04279829A (ja) * 1991-03-08 1992-10-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 肌色評価付き化粧台
JP3426052B2 (ja) 1995-05-23 2003-07-14 ポーラ化成工業株式会社 肌の評価装置
US5891024A (en) * 1997-04-09 1999-04-06 Ohmeda Inc. Two stage calibration and analyte measurement scheme for spectrophotomeric analysis
JP3934253B2 (ja) * 1998-06-22 2007-06-20 株式会社資生堂 肌色分類システム
JP2004000467A (ja) 2002-03-15 2004-01-08 U-Medica Inc 脈波センサ
JP4641210B2 (ja) 2005-04-13 2011-03-02 興和株式会社 眼科測定装置
WO2014204646A1 (en) * 2013-06-19 2014-12-24 Zoll Medical Corporation Analysis of skin coloration
US20220142484A1 (en) * 2014-10-29 2022-05-12 Spectral Md, Inc. Reflective mode multi-spectral time-resolved optical imaging methods and apparatuses for tissue classification
JP6837990B2 (ja) * 2015-04-09 2021-03-03 ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション 絶対血流をモニタリングするためのシステム及び方法
US9968289B2 (en) * 2015-09-25 2018-05-15 Sanmina Corporation System and method for detecting a sepsis condition
US11045095B2 (en) * 2016-03-11 2021-06-29 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Systems and methods for non-contact monitoring of ballistocardiogram, photoplethysmogram, blood pressure and abnormal heart rhythm
US20180134738A1 (en) 2016-11-01 2018-05-17 Versum Materials Us, Llc Disubstituted alkyne dicobalt hexacarbonyl compounds, method of making and method of use thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5743267A (en) 1995-10-19 1998-04-28 Telecom Medical, Inc. System and method to monitor the heart of a patient
JP4279829B2 (ja) 2005-11-21 2009-06-17 ローム株式会社 傾斜センサ

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019202937A1 (en) 2019-10-24
US20200372646A1 (en) 2020-11-26
JP2019187522A (ja) 2019-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8050519B2 (en) Image combining apparatus
US20150085279A1 (en) Systems and Methods for Measuring Spectra of Skin and Other Objects and Materials and Making Predictions Based Thereon
EP2407762A1 (en) Dental shade mapping
US8587783B2 (en) Spectral estimation parameter generation device, method of generating spectral estimation parameter, and spectral estimation device
KR101604424B1 (ko) 휘도 및 색도 분포 측정 장치
US20070140553A1 (en) Dental colorimetry apparatus
JP5796348B2 (ja) 特徴量推定装置および特徴量推定方法、並びにコンピュータープログラム
EP3403567B1 (en) Endoscopic system, processor device, and method for operating endoscopic system
US20070036430A1 (en) Image processing apparatus, method, and program
JP7299726B2 (ja) 肌の色の測定装置及びプログラム
JP7229676B2 (ja) 生体情報検出装置および生体情報検出方法
JP2008535606A (ja) 目の測定装置および方法
KR102360034B1 (ko) 혈압 측정장치, 손목시계형 단말기 및 혈압 측정방법
JP2016015995A (ja) 電子内視鏡システム及び電子内視鏡用プロセッサ
JP2002172082A (ja) 蛍光画像表示方法および装置
JP6319980B2 (ja) 歯牙測色方法、歯牙測色装置、及び歯牙測色プログラム
JP7129189B2 (ja) 生体の測定装置及びプログラム
KR20160047967A (ko) 혈압 측정장치, 손목시계형 단말기 및 혈압 측정방법
JP7090460B2 (ja) 生体情報の測定装置及びプログラム
JP6103373B2 (ja) 脈波計測装置
JP2019170540A (ja) 生体の測定装置及びプログラム
JP3815903B2 (ja) 測色装置
US20210244297A1 (en) Apparatus and method and computer program product for determining a blood pressure measurement
US10959625B2 (en) Electronic apparatus and method capable of reducing or avoiding offset interference and accurately measuring physiological characteristics of user
JP6735333B2 (ja) 血圧測定装置、腕時計端末、及び血圧測定方法

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20210103

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210113

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210405

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220516

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220614

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7090460

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151