JPH08299292A - 健康状態解析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 脈波の挙動から、被験者の健康状態に関連す
る様々な情報を客観的な形態で被験者へ提示できる健康
状態解析装置を提供する。 【構成】 脈波検出部４は被験者の橈骨動脈部の脈波を
測定する。測定された脈波はＡ／Ｄ変換器５でデジタル
信号へ変換され、ＣＰＵ１へ送出される。ＣＰＵ１は所
定時間間隔で脈波を取り込み、ＬＦ、ＨＦ、ＬＦ／Ｈ
Ｆ、ＲＲ５０、脈拍数を算出してデータメモリ６へ格納
する。その後、被験者が操作部８からこれら情報の表示
を指示すると、ＣＰＵ１はデータメモリ６から過去所定
日数分の情報を読み出して移動平均を算出する。そし
て、移動平均の値と現在の値とを表示制御回路１０へ送
出する。これにより、ディスプレイ９上に移動平均など
がグラフ化されて表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生体から得られる脈波
を解析して生体の状態を表示する健康状態解析装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ストレスの多くなった現在、突然死、過
労死などの問題がクローズアップされてきており、健康
状態を手軽に診断することができる手段が望まれてい
る。このような背景から、最近は、アーユルヴェーダや
中国の寸関尺法などの、いわゆる賢者の脈診が注目を浴
びている。この種の脈診によれば、賢者が被験者の脈を
看るだけで該被験者の健康状態を詳細に診断することが
できる。しかし、賢者に頼らずとも、器械の使用により
被験者自らの脈診と同様の診断を行うことが可能であれ
ば、極めて有用であると言える。さらに、被験者が常日
頃自分の健康状態を把握できれば、病状が悪化しない早
期の段階で医師の診断を受けることも可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のような観点か
ら、脈波を解析することによって該脈波に含まれる生体
の情報を抽出する装置が切望され、また、かかる装置の
実現が検討されている。本発明者は、このような要望に
応える装置を実現すべく、脈波と生体の状態との関係の
究明を行ってきた。この検討により、脈波の波形の時間
的な変動が人体の内的状態と密接に関連していることが
認められた。この相関関係を客観的に捉えることができ
れば、被験者の病状等の診断を客観化・容易化する一助
となる。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、脈波の挙動を解析することにより、被
験者に対して健康状態に関連する様々な情報を提示する
ことが可能な健康状態解析装置を提供することにある。

【０００４】

【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、請求項１記載の発明は、生体から脈波を検出する
検出手段と、前記脈波から得られる生体の状態を記憶す
る記憶手段と、所定の時間帯において前記脈波を取り込
み、該脈波から生体の状態を抽出して前記記憶手段へ格
納する第１の解析手段と、使用者からの指示を契機とし
て、前記記憶手段から生体の状態を取り出し、所定の演
算を施して演算結果を出力する演算手段と、前記使用者
からの指示を契機として前記脈波を取り込み、該指示時
点における生体の状態を該脈波から抽出する第２の解析
手段と、前記演算結果および前記指示時点における生体
の状態に基づいて、表示装置上への表示を制御する表示
制御手段とから構成したものである。

【０００５】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記演算手段は、過去所定日数にお
いて前記使用者の指示があった時点と同時刻に測定され
た生体の状態について移動平均を算出し、前記表示制御
手段は、前記移動平均と前記指示時点における生体の状
態とを前記表示装置上に並べて表示させることを特徴と
している。

【０００６】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記演算手段は過去所定日数におけ
る生体の状態をそのまま出力し、前記表示制御手段は該
所定日数における生体の状態の推移を前記表示装置上に
表示させることを特徴としている。

【０００７】また、請求項４記載の発明は、生体から脈
波を検出する検出手段と、前記脈波から得られる生体の
状態を記憶する記憶手段と、所定の時間帯において前記
脈波を取り込み、該脈波から生体の状態を抽出して前記
記憶手段へ格納する第１の解析手段と、使用者からの指
示を契機として、前記記憶手段から過去所定日数分の生
体の状態を取り出し、該過去所定日数の生体の状態の中
から最大値（若しくは最小値）を求めて出力する演算手
段と、前記使用者からの指示を契機として前記脈波を取
り込み、該指示時点における生体の状態を該脈波から抽
出する第２の解析手段と、前記指示時点における生体の
状態と前記最大値（若しくは前記最小値）との比較を行
って、該生体の状態が該最大値よりも大（若しくは該最
小値よりも小）である場合には、異常がある旨の告知を
行う告知制御手段とから構成したものである。

【０００８】また、請求項５記載の発明は、請求項４記
載の発明において、前記演算手段は、前記生体の状態の
最大値（若しくは最小値）を、昼の時間帯と夜の時間帯
について別々に算出し、前記告知制御手段は、現在の時
刻が前記時間帯のいずれに属するかを調べて、該最大値
（若しくは最小値）のいずれかを選択して、前記指示時
点における生体の状態との比較を行うことを特徴として
いる。

【０００９】また、請求項６記載の発明は、生体から脈
波を検出する検出手段と、前記脈波から得られる生体の
状態および使用者の体に取り付けられた加速度センサの
測定値とを記憶する記憶手段と、所定の時間帯において
前記脈波を取り込んで該脈波から生体の状態を抽出する
と共に、前記加速度センサの測定値を取り込んで、該生
体の状態と一緒に前記記憶手段へ格納する第１の解析手
段と、前記使用者からの指示を契機として、前記加速度
センサの現在値を取り込み、前記記憶手段に記憶されて
いる加速度センサの測定値の中から、該現在値に最も近
い測定値を選択して、該選択された測定値と一緒に前記
記憶手段へ格納された生体の状態を読み出して、該生体
の状態を出力する演算手段と、前記使用者からの指示を
契機として前記脈波を取り込み、該指示時点における生
体の状態を該脈波から抽出する第２の解析手段と、前記
演算手段が出力した生体の状態と、前記指示時点におけ
る生体の状態とを表示装置上へ表示させる表示制御手段
とから構成したものである。

【００１０】また、請求項７記載の発明は、請求項１な
いし６のいずれかの項記載の発明において、前記第１又
は第２の解析手段は、隣接する脈波の時間間隔を算出
し、該時間間隔の変動に対してスペクトル分析を行い、
該分析により得られたスペクトル成分の振幅値を前記生
体の状態として抽出することを特徴している。また、請
求項８記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかの項
記載の発明において、前記第１又は第２の解析手段は、
隣接する脈波の時間間隔を算出し、該時間間隔の変動に
対してスペクトル分析を行い、該分析により得られた低
周波のスペクトル成分の振幅と高周波のスペクトル成分
の振幅の比を求め、前記生体の状態として抽出すること
を特徴としている。

【００１１】また、請求項９記載の発明は、請求項１な
いし６のいずれかの項記載の発明において、前記第１又
は第２の解析手段は、隣接する脈波の時間間隔を算出し
て、連続する該時間間隔の変動量が所定時間を越える個
数を前記生体の状態として抽出することを特徴としてい
る。また、請求項１０記載の発明は、請求項１ないし６
のいずれかの項記載の発明において、前記第１又は第２
の解析手段は、脈波の取り込み時間内に検出された脈波
の数を脈拍数へ換算し、前記生体の状態として抽出する
ことを特徴としている。

【００１２】また、請求項１１記載の発明は、請求項１
ないし１０のいずれかの項記載の発明において、前記記
憶手段、前記第１及び第２の解析手段、前記演算手段、
前記表示制御手段若しくは告知制御手段を前記使用者が
装着する腕時計の本体内部へ組み込み、前記検出手段を
該腕時計のバンドに取り付けたことを特徴としている。

【００１３】また、請求項１２記載の発明は、請求項１
ないし１１のいずれかの項記載の発明において、前記脈
波は、前記使用者の橈骨動脈部の脈波であることを特徴
としている。また、請求項１３記載の発明は、請求項１
ないし１２のいずれかの項記載の発明において、前記検
出手段は、脈圧を測定することにより前記脈波の検出を
行うことを特徴としている。また、請求項１４記載の発
明は、請求項１ないし１２のいずれかの項記載の発明に
おいて、前記検出手段は、皮膚下の血管に光を照射し
て、該血管によって反射された反射光を受光することに
より前記脈波の検出を行うことを特徴としている。

【００１４】また、請求項１５記載の発明は、請求項１
ないし１０のいずれかの項記載の発明において、前記記
憶手段、前記第１及び第２の解析手段、前記演算手段、
前記表示制御手段若しくは告知制御手段を内蔵したケー
スを有し、該ケースはネックレスの鎖に取り付けられ、
前記検出手段は、前記ネックレスの鎖へ取り付けられ、
皮膚下の血管に対して光を照射する発光素子と、前記光
が該皮膚下の血管によって反射された反射光を受光する
光センサとからなる光電式脈波センサであることを特徴
としている。

【００１５】また、請求項１６記載の発明は、請求項１
ないし１０のいずれかの項記載の発明において、前記記
憶手段、前記第１及び第２の解析手段、前記演算手段、
前記表示制御手段若しくは告知制御手段ならびに光源を
内蔵したケースであって、その一側面には、液晶パネル
と、該液晶パネルを介して該光源から発射された光を眼
鏡のレンズ上に投射する鏡とが取り付けられたケースを
有し、該ケースは前記眼鏡のフレームの蔓に取り付けら
れ、前記検出手段は、皮膚下の血管に対して光を照射す
る発光素子と、前記光が該皮膚下の血管によって反射さ
れた反射光を受光する光センサとからなる光電式脈波セ
ンサであることを特徴としている。

【００１６】

【作用】請求項１記載の発明によれば、生体から脈波を
検出して所定の時間帯にこれを取り込み、該脈波から生
体の状態を抽出して記憶手段へ格納する。その後、使用
者からの指示を契機に、生体の状態を取り出して所定の
演算を施すと共に、この時点での脈波を取り込んで該脈
波から生体の状態を抽出し、該生体の状態と上記の演算
結果に基づいた表示を行う。また、請求項２記載の発明
によれば、過去所定日数において、使用者の指示があっ
た時点と同時刻に測定された生体の状態につき移動平均
を算出し、現時点における生体の状態と並べて表示装置
上に表示する。また、請求項３記載の発明によれば、過
去所定日数における生体の状態をもとに、生体の状態の
推移を表示装置上に表示する。

【００１７】また、請求項４記載の発明によれば、生体
から脈波を検出して所定の時間帯にこれを取り込み、該
脈波から生体の状態を抽出して記憶手段へ格納する。そ
の後、使用者からの指示を契機として過去所定日数分の
生体の状態を取り出し、これら生体の状態の中から最大
値（若しくは最小値）を求め、さらにこの指示時点での
脈波を取り込んで該脈波から生体の状態を抽出し、該指
示時点における生体の状態が該最大値よりも大（若しく
は該最小値よりも小）である場合には、異常がある旨の
告知を行う。また、請求項５記載の発明によれば、上記
の生体の状態の最大値（若しくは最小値）を、昼の時間
帯と夜の時間帯について別々に算出するようにして、現
在の時刻がいずれ時間帯に属するかによって最大値（若
しくは最小値）を選択する。

【００１８】また、請求項６記載の発明によれば、所定
の時間帯において脈波を取り込んで生体の状態を抽出
し、同時に、使用者の体に取り付けられた加速度センサ
の測定値を取り込んで、これらを一緒に記憶手段へ格納
する。その後、使用者からの指示を契機として、加速度
センサの現在値を取り込み、記憶されている加速度セン
サの測定値の中から現在値に最も近い測定値を選択し
て、これと対になる生体の状態を記憶手段から読み出
す。この時同時に、脈波を取り込んで生体の状態を抽出
する。そして、記憶手段から読み出した生体の状態と、
指示時点で取り込んだ生体の状態とを表示装置上へ表示
させる。

【００１９】また、請求項７記載の発明によれば、隣接
する脈波の時間間隔を算出し、該時間間隔の変動に対し
てスペクトル分析を行って、得られたスペクトル成分の
振幅値を生体の状態とする。また、請求項８記載の発明
によれば、隣接する脈波の時間間隔を算出し、該時間間
隔の変動に対してスペクトル分析を行って、該分析によ
り得られた低周波のスペクトル成分の振幅と高周波のス
ペクトル成分の振幅の比を求め、これを生体の状態とす
る。

【００２０】また、請求項９記載の発明によれば、隣接
する脈波の時間間隔を算出して、連続する該時間間隔の
変動量が所定時間を越える個数を生体の状態とする。ま
た、請求項１０記載の発明によれば、脈波の取り込み時
間内に検出された脈波の数を脈拍数へ換算してこれを生
体の状態とする。また、請求項１１記載の発明によれ
ば、検出手段以外の手段を使用者が装着する腕時計の本
体内部へ組み込み、検出手段を該腕時計のバンドに取り
付ける。また、請求項１５記載の発明によれば、検出手
段以外の手段を使用者が装着するネックレスの本体内部
へ組み込み、検出手段を該ネックレスの鎖に取り付け
て、発光素子から皮膚下の血管へ光を照射して、該血管
からの反射光を光センサで受光して脈波を測定する。ま
た、請求項１６記載の発明によれば、検出手段以外の手
段を眼鏡の蔓に取り付けられたケースへ組み込み、検出
手段を該眼鏡の蔓に接続する。そして、発光素子から皮
膚下の血管へ光を照射して、該血管からの反射光を光セ
ンサで受光して脈波を測定し、また、液晶パネルを介し
て光源からの光を鏡で反射させて、眼鏡のレンズ上に生
体の状態を表示させる。

【００２１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。 §１．第１実施例 ［実施例の概要］人間の状態が一日を周期とした規則的
なリズムに従って興奮、鎮静のサイクルを繰り返してい
ることは良く知られている。このリズムを体外から把握
するための手段の一つに脈波が挙げられる。脈波は侵襲
的または無侵襲的な手法で測定される。無侵襲的に脈波
を得る方法としては、心臓からの血液の拍出に伴う血管
の側圧変化を求めるもの、血管内の血液容量の変化を求
めるものなどがある。また、脈波の具体的な検出手段と
しては、一般的に用いられる圧力センサのほか、可視光
・近赤外線など光によるもの、可聴音・超音波など音に
よるもの、電磁波によるものなども考えられている。

【００２２】本実施例では、腕時計に装着された圧力セ
ンサを橈骨動脈部へ押し当てることで脈波を測定してお
り、この脈波から得られる幾つかの測定量を健康状態の
指標としている。詳細は後述するが、これら測定量の具
体例として、ＬＦ、ＨＦ、ＲＲ５０、脈拍が挙げられ
る。本実施例では、これらの情報を一定の時間ごとに毎
日採取することとしている。そして、過去数日間におけ
る測定量の移動平均、現時点の測定値などを腕時計へ表
示して、被験者が表示結果から自分の健康状態を把握す
ることができる。また、これら測定量の推移を表示する
ことにより、最近の健康状態の変化に関しても知ること
ができる。

【００２３】ところで、上述した情報のうち、ＬＦ、Ｈ
Ｆ、ＲＲ５０の３つはいわば脈波の「ゆらぎ」に関する
情報である。以下、これらの情報について説明する。な
お、脈拍に関しては特に説明を要しないと思われる。 Ａ．ＬＦおよびＨＦ 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間隔と呼ばれている。このＲＲ間隔は人
体における自律神経機能の指標となる数値である。図２
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。同図からもわかる
が、心電図の測定結果の解析によれば、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。

【００２４】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３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。

【００２５】これら心拍変動ないしは血圧変動のスペク
トル分析を行うことにより、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（Tren
d）

【００２６】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２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４（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４（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。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。

【００２７】ＬＦ成分は交感神経の緊張度の度合いを表
しており、本成分の振幅が大きいほど緊張度が増してい
ることとなる。一方、ＨＦ成分は副交感神経の緊張度の
度合いを表しており、本成分の振幅が大きいほどリラッ
クスしていることを意味する。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、被験者の緊張度の推定に有用である。上述したＬＦ
成分とＨＦ成分の特質から、「ＬＦ／ＨＦ」の値が大き
いほど緊張の度合いが高く、「ＬＦ／ＨＦ」の値が小さ
いほど緊張の度合いは低くリラックスしていることとな
る。

【００２８】Ｂ．ＲＲ５０ ＲＲ５０とは、所定時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の値が大きいほど被験者は
鎮静状態にあり、一方、ＲＲ５０の値が小さいほど興奮
状態にあることが解明されている。

【００２９】［実施例の構成］図１は、本実施例による
健康状態解析装置の構成を示すブロック図である。この
装置の使用者（被験者）は図５に示す腕時計２０を装着
しており、本装置はこの腕時計２０に組み込まれてい
る。図１において、ＣＰＵ（中央処理装置）１は健康状
態解析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。ま
た、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）２にはＣＰＵ１の
ための制御プログラムや制御データ等が格納されてい
る。また、一時記憶メモリ３はＲＡＭ（ランダムアクセ
スメモリ）の一種であって、ＣＰＵ１が演算を行う際の
作業領域として使われる。

【００３０】脈波検出部４は、使用者の橈骨動脈部にお
ける脈波を常時測定しており、測定結果をアナログ信号
で出力する。Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器５
は、このアナログ信号を量子化してデジタル信号へ変換
して出力する。また、データメモリ６はバッテリバック
アップされたＲＡＭ等で構成される不揮発性メモリであ
って、ＣＰＵ１がＡ／Ｄ変換器５から取り込んだ脈波の
データ、過去所定日数分のＬＦ、ＨＦ、「ＬＦ／Ｈ
Ｆ」、ＲＲ５０、脈拍数などが格納される。

【００３１】時計回路７は腕時計２０へ表示するための
時刻を生成するほか、ＣＰＵ１に対して割り込みを行う
ための機構を有する。すなわち、ＣＰＵ１の指定に応じ
て、特定の時刻を検出するか、あるいは、所定時間を経
過した時点でＣＰＵ１へ割り込み信号を送出する。操作
部８には腕時計２０に設けられた各種ボタン（詳細は後
述）が接続されており、これらのボタンが押下されたこ
とを検出して当該ボタンの種類を出力する。また、ディ
スプレイ９は腕時計２０に設けられた各種表示部（詳細
は後述）に相当する表示装置である。また、表示制御回
路１０はＣＰＵ１が作成した表示情報を受け取って、該
表示情報からディスプレイ９へ送出するための表示デー
タを組み立てる。

【００３２】一方、図５に示した腕時計２０は、普通の
時計として使用する「通常使用モード」、脈波の解析結
果の表示を行う「解析モード」の２つのモードを有する
時計である。また、符号２１は腕時計の本体であって、
上面部には時刻表示部２２および図形表示部２３が設け
られている。また、右側面部には時刻合わせボタン２
４、モード切替ボタン２５、表示切替ボタン２６が取り
付けられている。

【００３３】時刻表示部２２にはＣＰＵ１から送出され
た現在時刻が常時表示される。また図形表示部２３に
は、通常使用モードでは日付、曜日などが表示され、解
析モードでは脈波の解析結果がグラフ表示される。ま
た、時刻合わせボタン２４は、いわゆる竜頭であって、
時刻調整やアラーム設定等に使用する。モード切替ボタ
ン２５は通常使用モードと解析モードとの間の切り替え
を行うためのボタンであって、このボタンを押す度に通
常使用モードと解析モードとが切り替わるようになって
いる。なお、電源投入時は通常使用モードに初期化され
る。

【００３４】表示切替ボタン２６は、解析モードにおい
て図形表示部２３上の表示内容を切り替えるために使用
する。図形表示部２３には、以下に示す脈波の解析結果
の何れか一つをグラフ化して表示することができる。 「ＬＦ／ＨＦ」の移動平均および現在値 ＬＦおよびＨＦの移動平均ならびに現在値 ＲＲ５０の移動平均および現在値 脈拍数の移動平均および現在値 過去所定期間における「ＬＦ／ＨＦ」の推移 過去所定期間におけるＬＦおよびＨＦ 過去所定期間におけるＲＲ５０の推移 過去所定期間における脈拍数の推移

【００３５】表示切替ボタン２６を押す度に、上記〜
の解析結果が順番に図形表示部２３へ表示される。ま
た、のグラフを表示している場合に表示切替ボタン２
６を一回だけ押下すると、再びのグラフが表示される
ようになっている。なお、本実施例では、移動平均の値
は過去一週間分の測定量をもとに算出しており、〜
の所定期間についても一週間としている。

【００３６】また、２７は圧力センサ、２８は取り付け
具であって、実際にはこの２つから図１に示す脈波検出
部４が構成されている。圧力センサ２７は取り付け具２
８の表面に取り付けられており、取り付け具２８は時計
バンド２９に摺動自在に取り付けられている。腕時計２
０を手首に装着することで、圧力センサ２７が適度な圧
力で橈骨動脈部へ押し当てられるようになっている。こ
こで、圧力センサ２７は歪ゲージ等によって構成されて
おり、圧力センサ２７両端に設けられた端子（図示略）
から橈骨動脈波形を表す脈波信号がアナログ量で得られ
る。この脈波信号は、時計バンド２９内に埋め込まれた
信号線（図示略）を介して図１のＡ／Ｄ変換器５へ送出
される。

【００３７】［実施例の動作］次に、上記構成による健
康状態解析装置の動作を説明する。脈波の測定を所定時
間（一例として２時間）間隔で実施するために、電源投
入等を契機として、ＣＰＵ１は、たとえば「午前０時か
ら２時間置き」に割り込み信号を発生するよう時計回路
７へ指示する。

【００３８】（１）脈波の測定と解析 Ａ．脈波の波形の取り込み たとえば、午後２時に時計回路７がＣＰＵ１へ割り込み
信号を発生すると、ＣＰＵ１は脈波の取り込み処理を所
定時間（一例としては３０秒間）だけ実施する。そこ
で、まずＣＰＵ１は時計回路７に対して３０秒間の時間
監視を指示する。ところで、脈波検出部４は使用者の橈
骨動脈部の脈波を常時測定しており、この測定結果がＡ
／Ｄ変換器５でデジタル信号に変換され出力されてい
る。ＣＰＵ１はこのデジタル信号を読み取って、時計回
路７から読みだした現在時刻（午後２時）とともにデー
タメモリ６へ格納する。ＣＰＵ１はこの取り込み処理を
繰り返すが、その後、３０秒が経過して時計回路７から
割り込み信号が送出されると処理を停止する。以上の処
理によって、３０秒間にわたる脈波の波形がデータメモ
リ６へ蓄積される。

【００３９】Ｂ．脈波の波形の解析 次に、ＣＰＵ１はデータメモリ６に蓄積された脈波の波
形を解析して、ＬＦ、ＨＦ、「ＬＦ／ＨＦ」、ＲＲ５
０、脈拍数を算出する。 ａ．ＲＲ間隔の計算 ＣＰＵ１は脈波の波形から極大点を抽出する。そのため
に、まずＣＰＵ１は脈波の波形に対して時間微分をと
る。次に、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。続いて、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。

【００４０】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データメ
モリ６から読み出して両者の振幅差を求める。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、上記測定期間内で得られた全ての脈波の
波形に対してこのピークの検出処理を行う。その後、隣
接する２つのピークの時刻をもとに、両者の時間間隔
（ＲＲ間隔に相当する）を計算する。

【００４１】ｂ．ＬＦ、ＨＦ、「ＬＦ／ＨＦ」の計算 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４（ａ）に示すごとき曲線を得る。次に、補
間後の曲線に対してＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を
施すと、図４（ｂ）に示すようなスペクトルが得られ
る。そこで、脈波の波形に対して実施した場合と同様の
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る。そして、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」を計算する。

【００４２】ｃ．ＲＲ５０の計算 次に、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。 ｄ．脈拍数の計算 次に、ＣＰＵ１は、一回の測定期間中に観測された脈波
のピーク数を脈拍の数として、これを１分間における脈
拍数へ換算する。 ｅ．データメモリ６への格納 最後に、ＬＦの振幅、ＨＦの振幅、「ＬＦ／ＨＦ」、Ｒ
Ｒ５０、脈拍数の各値を、脈波の測定時刻（午後２時）
と一緒にデータメモリ６へ格納する。

【００４３】（２）測定結果の表示 使用者が腕時計２０のモード切替ボタン２５を押下する
と、通常使用モードから解析モードに切り替わる。モー
ド切替ボタン２５押下の通知を操作部８から受信して、
ＣＰＵ１は表示制御回路１０へ図形表示部２３の消去を
指示する。これにより、図形表示部２３上の日付、曜日
の表示がクリアされる。

【００４４】Ａ．生体の状態の現在値の採取 次いで、ＣＰＵ１は、上述した「（１）脈波の測定と解
析」の処理と同様の手順に基づいて脈波の測定ならびに
生体の状態の解析を行う。すなわち、３０秒間だけ脈波
の波形をデータメモリ６へ取り込み、取り込んだ脈波の
波形を解析して、「現時点」におけるＬＦ、ＨＦ、「Ｌ
Ｆ／ＨＦ」、ＲＲ５０、脈拍数の値を算出する。そし
て、これらの値を（例えば）一時記憶メモリ３へ格納す
る。

【００４５】Ｂ．補間処理 次に、ＣＰＵ１は時計回路７から現在時刻を取得して、
該時刻の前後の脈波測定時刻を求める。上述したよう
に、脈波の測定時刻は毎日午前０時から２時間置きとし
たので、たとえば現在時刻が午後１時３０分であると、
前後の脈波測定時刻は正午および午後２時丁度となる。
次に、たとえば過去一週間の各日につき、正午および午
後２時に測定したＬＦ、ＨＦ、ＬＦ／ＨＦ、ＲＲ５０、
脈拍数の値をデータメモリ６から読み出す。そして、Ｌ
Ｆ、ＨＦ、．．．の各々について、正午および午後２時
の値を補間することにより現時点における値を推定す
る。そして、ＣＰＵ１はＬＦ、ＨＦ、．．．の各々につ
き一週間分の平均値を求める。なお、補間の方法によっ
ては直前・直後の時刻よりも広範囲にわたる情報が必要
となるが、そのような場合は必要とする情報を適宜デー
タメモリ６から読み出して補間を行う。

【００４６】Ｃ．グラフ表示 まずは、「ＬＦ／ＨＦ」の移動平均の値と現時点（午後
１時３０分）における「ＬＦ／ＨＦ」の現在値から、図
６に示すような棒グラフを作成する。このグラフの表示
情報を表示制御回路１０へ送出すると、過去一週間にお
ける「ＬＦ／ＨＦ」の平均値および現在値がディスプレ
イ９の図形表示部２３へ表示される（１画面目）。この
後、使用者が表示切替ボタン２６を押下する度に、ＣＰ
Ｕ１は以下に述べるグラフに対する表示情報を作成し
て、順に図形表示部２３へ表示させる。

【００４７】・１回目の押下（２画面目） 図７に示すように、ＬＦの過去一週間の平均値と現在
値、およびＨＦの過去一週間の平均値と現在値が棒グラ
フで表示される。 ・２回目の押下（３画面目） 図８に示すように、ＲＲ５０の過去一週間の平均値と現
在値が棒グラフで表示される。

【００４８】・３回目の押下（４画面目） 図９に示すように、脈拍数の過去一週間の平均値と現在
値が棒グラフで表示される。 ・４回目の押下（５画面目） 過去一週間分の「ＬＦ／ＨＦ」の値をもとにして、図１
０に示す折れ線グラフを表示する。 ・５回目の押下（６画面目） 過去一週間分のＬＦおよびＨＦの値をもとにして、図１
１に示す２つの折れ線グラフを表示する。

【００４９】・６回目の押下（７画面目） 過去一週間分のＲＲ５０の値をもとにして、図１０と同
様の形式の折れ線グラフを表示する。なお、「ＬＦ／Ｈ
Ｆ」の代わりに「ＲＲ５０」が表示される。 ・７回目の押下（８画面目） 過去一週間分の脈拍数の値をもとにして、図１０と同様
の形式の折れ線グラフを表示する。なお、「ＬＦ／Ｈ
Ｆ」の代わりに「脈拍数」が表示される。

【００５０】・８回目の押下（９画面目） 図６に示す最初の棒グラフが再び表示される。以後、表
示切替ボタン２６を押下すると８画面毎に同じグラフが
表示される。その後に、使用者が再度モード切替ボタン
２５を押下すると、通常使用モードへ切り替わる。する
と、ＣＰＵ１は表示制御回路１０へ図形表示部２３の消
去を指示し、次いで、日付と曜日を求め直して、これら
を図形表示部２３へ表示させる。なお、解析モードにて
モード切替ボタン２５が押下された場合には、上記のグ
ラフ表示は中断され、通常使用モードへ移行して日付、
曜日の表示がなされる。

【００５１】以上のように、本実施例によれば、日常身
に付ける腕時計へ健康状態解析装置を組み込む構成とし
たため、被験者はいつでも手軽に健康状態を確認するこ
とができる。従って、被験者が定期あるいは不定期にチ
ェックを行って、状態に変化が見られる場合には医者等
の専門機関へ相談するという習慣を身につけることによ
り、効率的な健康管理を行うことができる。

【００５２】§２．第２実施例 ［実施例の概要］本実施例に係る健康状態解析装置は、
被験者の橈骨動脈部の脈波の代わりに、指尖容積脈波を
用いて解析を行うものである。指尖容積脈波は、無侵襲
的に測定できる末梢循環系における血流脈波であり、末
梢循環の状態、血中酸素濃度、さらに身体の疲労や緊張
状態を評価する方法として利用されている。

【００５３】末梢循環系においては、動脈系の末端は細
動脈が網状の毛細血管に分岐した後、再び集合して細静
脈となっており、毛細血管の総断面積は著しく大きい。
この部分の真正毛細血管の虚脱状態が自律神経系の興奮
や、低温環境などにより起こることから、この部分の状
態を測定することで生体内の情報を得ることができると
考えられる。

【００５４】［実施例の構成］本実施例による健康状態
解析装置の機能部分は、第１実施例（図１参照）のもの
と全く同じである。しかし、上述したように、本実施例
における脈波の検出手法は第１実施例とは異なるもので
ある。これにより、使用者が装着する腕時計の構造が、
第１実施例の場合（図５参照）と異なったものとなる。
すなわち、第１実施例と本実施例とでは、図１における
脈波検出部４の構成・構造に相違が見られる。

【００５５】図１２は、本実施例に係る健康状態解析装
置の機械的構成を示している。この図において、符号１
２０は腕時計の本体であり、ＬＣＤ（液晶）表示部１２
１、指当て部１２２、時刻合わせボタン１２３、解析モ
ードボタン１２４、表示切替ボタン１２７が設けられて
いる。ＬＣＤ表示部１２１は、時刻表示部１２１ａと図
形表示部１２１ｂとから成る。このＬＣＤ表示部１２１
は、図１におけるディスプレイ９に相当する。

【００５６】時刻表示部１２１ａには、通常使用モード
時および解析モード時の両方において現在時刻が表示さ
れる。つまり、解析モードにおいても時刻表示は継続さ
れるので、使用者は解析中も現在の時刻を知ることがで
きる。一方、図形表示部１２１ｂには、通常使用モード
時において日付および曜日の情報が表示され、解析モー
ド時において測定および解析用のメッセージや情報が表
示される。また、指当て部１２２には、使用者が腕時計
を装着していない側の手の（例えば）第二指の指尖部を
押し当てる。また、時刻合わせボタン１２３は、腕時計
の時刻、その他の設定動作に、また、解析モードボタン
１２４は、脈波解析機能の開始／終了の設定動作に使用
されるボタンである。また、表示切替ボタン１２７は、
第１実施例における表示切替ボタン２６と同様の役割を
果たし、解析モードにおいて図形表示部１２１ｂ上の表
示内容を切り替える。

【００５７】他方、図１３は、腕時計に組み込まれた脈
波検出部４のより詳細な構成を示している。この図にお
いて、指当て部１２２の裏側には、光学式脈波センサ１
２５および歪ゲージ１２６が設けられている。光学式脈
波センサ１２５は、赤外線（波長：９４０ｎｍ）発光ダ
イオード１３５および光センサ（フォトトランジスタ）
１３６より構成されている。赤外線発光ダイオード１３
５から放射された光は、指当て部１２２に置かれた指尖
部の血管を介して反射され、光センサ１３６により受光
されて光電変換された結果、脈波検出信号Ｍが得られ
る。この脈波検出信号Ｍは、図１に示したＡ／Ｄ変換器
５によってデジタル信号へ変換されたのち、ＣＰＵ１に
よって読み取られる。

【００５８】また、歪ゲージ１２６の抵抗値は歪みに応
じて変化するので、指当て部１２２を介して押圧される
使用者の指の押圧力に応じた圧力信号Ｐが検出される。
Ａ／Ｄ変換器１３３は、圧力信号Ｐをデジタル信号に変
換する。このデジタル信号は、図１のＣＰＵ１によって
直接読み取られる。また，本実施例においては、指当て
部１２２へ与えるべき押圧力は、予め＜６７，８３，１
００，１１７，１３３＞ｇ／ｃｍ² のいずれかに設定さ
れている。以下の説明においては、押圧力が、８３ｇ／
ｃｍ² に設定されているものとする。さらに、押圧力の
調整は、使用者の指の押圧加減に頼るものであるため、
各押圧力に対しては相応の許容範囲を設けなければ測定
が困難となる。そこで、上記各押圧力に対して、「±２
ｇ／ｃｍ² 」という許容範囲が設定されている。

【００５９】なお、前述したＣＰＵ１は、使用者に対し
て解析手順を案内するためのメッセージデータや、使用
者が適正な押圧力をもって指当て部１２２を押圧できる
ようにするためのガイド用グラフィックデータ等を図１
の表示制御回路１０へ送出する。表示制御回路１０は、
これらの表示情報から表示データを作成して図形表示部
１２１ｂに出力する。

【００６０】ところで、本実施例のような電池式腕時計
の消費電力を低く抑えるためには、解析モードが実行さ
れている時にのみ、光学式脈波センサ１２５および歪ゲ
ージ１２６の電源を駆動させることが望ましい。このた
め、これらの各センサに電源を供給するライン上には、
スイッチが設けられている。図１３における符号Ｓは、
光学式脈波センサ１２５に対して設けられたスイッチで
ある。また、歪ゲージ１２６に対しても同様のスイッチ
（図示略）が設けられている。そして、図示しないスイ
ッチ駆動回路が、これら各スイッチのオン／オフ状態を
切り換えて、センサ等に断続的に電源を供給している。

【００６１】すなわち、腕時計が通常の腕時計としての
み動作している間は、上記各スイッチはオフ状態にさ
れ、光学式脈波センサ１２５および歪ゲージ１２６には
電源が供給されない。一方、使用者が解析モードボタン
１２４を押下することによって解析モードに入ると、各
スイッチがオン状態にされて、光学式脈波センサ１２５
および歪ゲージ１２６に電源が供給される。そして、再
び使用者が解析モードボタン１２４を押下して解析モー
ドが終了すると、各スイッチはオフ状態にされ、各セン
サには電源が供給されなくなる。

【００６２】使用者がこの腕時計を装着する全体の時間
から見ると、解析モードにある時間は極めて短時間であ
ると考えられる。従って、上記のようにして解析モード
で使用する各センサに電源を供給することによって、解
析モードが実行されている間のみ各センサに電流が供給
され、腕時計全体から見た消費電力を相当程度低減する
ことが可能となる。なお、歪ゲージ１２６についても、
同様の構成が可能である。

【００６３】［実施例の動作］次に、上記構成による健
康状態解析装置の動作を説明する。脈波の測定を、毎日
所定の時間に実施するために、電源投入等を契機とし
て、ＣＰＵ１は、たとえば「午前８時から午後１０時ま
で２時間置き」に割り込み信号を発生するよう時計回路
７へ指示する。ここで、本実施例では使用者が指を押圧
することで脈波の測定を実施するために、測定時間とし
て夜間の時間帯を設定しないようにしている。

【００６４】（１）脈波の測定と解析 脈波の測定を所定時間（一例として２時間）間隔で実施
するために、電源投入等を契機として、ＣＰＵ１は、た
とえば「午前０時から２時間置き」に割り込み信号を発
生するよう時計回路７へ指示する。 Ａ．脈波の波形の取り込み たとえば、午後２時に時計回路７がＣＰＵ１へ割り込み
信号を発生すると、ＣＰＵ１は第１実施例と同様にし
て、脈波の取り込み処理を所定時間（一例としては３０
秒間）だけ実施する。この取り込み処理を以下に詳述す
る。

【００６５】まず、ＣＰＵ１は既存の方法によりアラー
ム音を発生させて、脈波の測定の時間となったことを使
用者へ知らせる。この時、表示制御回路１０へ指示を行
って、図形表示部１２１ｂに「ミャクヲハカリマ
ス」（；脈を測ります）などというメッセージを表示さ
せる。これを見た使用者が解析モードボタン１２４を押
下することにより、腕時計は健康状態解析装置として使
用可能となる。なお、再度、解析モードボタン１２４が
押下されると腕時計は通常の動作に復帰する。さらに、
解析途中に、再度解析モードボタン１２４が押下された
場合には、解析動作が中断されて通常の動作に復帰す
る。

【００６６】次に、図１の操作部８から解析モードボタ
ン１２４の押下の通知がなされると、ＣＰＵ１は、図形
表示部１２１ｂへ「２マデオウアツ」（；２まで押圧）
というメッセージを表示させる。これを見た使用者が指
当て部１２２に指を置くと、歪ゲージ１２６の抵抗値が
変化して、圧力信号Ｐが変化する。ＣＰＵ１は、この圧
力変化をＡ／Ｄ変換器１３３の出力から検知して、図形
表示部１２１ｂを、図１４（Ａ）に示すようなグラフ表
示に切り換える。ここで、同図における逆三角形状のマ
ークｍ１〜ｍ５は、左から順に、上述した押圧力＜６
７，．．．，１３３＞ｇ／ｃｍ² に対応した測定ポイン
トを意味している。

【００６７】そして、使用者が指を押し当てる力を強め
て徐々に押圧してゆくと、ＣＰＵ１は、読み取った圧力
信号Ｐをもとに、歪ゲージ１２６が検出した実際の押圧
力の大きさに対応する個数だけ、符号ＰＭ（図１４参
照）で示すような棒状のマークを、順次左から表示させ
る。使用者は、この棒状マークを参照しながら、第２の
測定ポイントを示すマークｍ２の位置までマークＰＭが
表示されるように（図１４（Ｂ）の状態）、第二指を指
当て部１２２に押圧する。

【００６８】マークｍ２の位置までマークＰＭが表示さ
れている状態においては、現在の押圧力が第２の測定ポ
イントの測定許容範囲（８３±２ｇ／ｃｍ² ）にあるこ
とを示している。また、押圧力が測定許容範囲をわずか
に外れると、当該マークＰＭの前後のマークＰＭが、ち
らちら点滅するような状態となる。そして、ある短い時
間、押圧力が上記の測定許容範囲内にあることが検出さ
れると、ＣＰＵ１は図形表示部１２１ｂのグラフ表示を
終了させ、その代わりに「ソノママセイシ」（；そのま
ま静止）というメッセージを表示させる。

【００６９】なお、この短い期間中に使用者が指を動か
してしまい、押圧力が上記測定許容範囲内から外れた場
合には、図形表示部１２１ｂに「ヤリナオシテクダサ
イ」（；やり直して下さい）というメッセージが表示さ
れる。この後、図形表示部１２１ｂの表示は、再び上記
のグラフ表示に切り替わるので、使用者は再びマークＰ
Ｍがマークｍ２の位置まで表示されるように押圧力を調
整する。

【００７０】このようにして押圧力がほぼ一定になる
と、引き続いて脈波の測定が行われる。この脈波の測定
動作は第１実施例と同じものでり、ＣＰＵ１は、時計回
路７に所定時間（例えば３０秒）を設定して、この期間
中だけＡ／Ｄ変換器５から脈波の信号をデータメモリ６
へ取り込む。

【００７１】Ｂ．脈波の波形の解析 次に、ＣＰＵ１は、第１実施例の解析処理と同様に、脈
波の波形を解析してＲＲ間隔を算出する。次いで、ＲＲ
間隔を補間してスペクトル分析を行うことにより、Ｌ
Ｆ，ＨＦ，「ＬＦ／ＨＦ」，ＲＲ５０，脈拍数を順次計
算し、測定時刻と共にデータメモリ６へ格納する。以上
のようにして、生体の状態の定期的な測定がなされる。

【００７２】（２）測定結果の表示 使用者が現在の健康状態を知るために解析モードボタン
１２４を押すと、ＣＰＵ１は第１実施例と同様にして図
形表示部１２１ｂをクリアする。ここで、このボタン押
下の時点は脈波の定期測定の時刻に当たらないため、Ｃ
ＰＵ１はこのボタンの押下が使用者の意志によるもので
あることを認識することができる。 Ａ．生体の状態の現在値の採取

【００７３】次に、ＣＰＵ１は上述した「（１）脈波の
測定と解析」処理を実行する。すなわち、３０秒の間、
指尖脈波をデータメモリ６へ取り込んで、脈波の波形解
析から現時点のＬＦ、ＨＦ、「ＬＦ／ＨＦ」、ＲＲ５０
の値を算出する。 Ｂ．補間処理 次いで、第１実施例と同様に、ＣＰＵ１は過去の生体の
状態の値を補間して、現時点における生体の状態を算出
する。加えて、それぞれの生体の状態について移動平均
を求める。 Ｃ．グラフ表示 第１実施例と全く同様の手順により、使用者の表示切替
ボタン１２７の押下に従って、図６〜図１１に示す生体
の状態のグラフを図形表示部１２１ｂ上に表示する。

【００７４】なお、本実施例においては、押圧力の検出
手段として歪ゲージを採用したが、これに限るものでは
なく、指当て部をバネによる可動機構とし、このバネの
伸縮度から押圧力を検出しても良い。また、健康状態解
析装置をポータブルにした形態として腕時計を提示した
が、これに限るものではなく、その他の日常身の回りに
あるものに、同様の装置を組み込むことが可能である。
また、脈波を検出する部位は手指の指尖部に限るもので
はなく、足指やその他の末端部を同様に押圧測定しても
良い。また、脈波の定期測定時点においても、図６〜図
１１に示すグラフ表示を実施するようにしても良い。

【００７５】§３．第３実施例 本実施例では、健康状態解析装置をアクセサリー（装身
具）と組み合わせた場合について説明する。ここでは、
アクセサリーの一例として図１５に示すネックレスを取
り上げるが、その他のアクセサリーであっても何ら問題
ない。この図において、１３１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構成される。センサ
パッド１３１の中には、図１の脈波検出部４に相当する
光電式脈波センサ１２５が皮膚面に接触するように取り
付けられている。これにより、このネックレスを首にか
けると、光電式脈波センサ１２５が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。なお、上記の光
電式脈波センサ１２５は図１３に示したものとまったく
同じである。

【００７６】中空部を有する本体１３７には、脈波検出
部４を除いた図１の各部（ＣＰＵ１など）が組み込まれ
ている。この本体１３７はブローチ様の形状をしてお
り、その前面には、図５に示したのと同様の図形表示部
２３、モード切替ボタン２５、表示切替ボタン２６が設
けられている。また、光電式脈波センサ１２５と本体１
３７はそれぞれ鎖１３４に取り付けられており、この鎖
１３４の中に埋め込まれたリード線（図示略）を介して
電気的に接続されている。なお、本実施例では時計機能
そのものは不要であるため、本体１３７には図５に示し
た時刻表示部２２及び時刻合わせボタン２４は設けられ
ていない。

【００７７】本実施例では、脈波が図５の圧力センサ２
７でなく光電式脈波センサ１２５によって取り込まれ、
橈骨動脈部脈波ではなく首の部分の脈波が測定されるこ
とが相違するのみである。すなわち、本実施例による健
康状態解析装置では、脈波が第２実施例で説明したよう
に取り込まれる以外は第１実施例と同じであって、所定
時間おきに生体の状態が自動的に採取され、使用者の指
示に従って解析結果が表示される。従って、本実施例に
よる健康状態解析装置の詳細な動作の説明については省
略する。

【００７８】§４．第４実施例 本実施例では健康状態解析装置を眼鏡と組み合わせた場
合について説明する。図１６は、健康状態解析装置を眼
鏡に取り付けた様子を表わす斜視図である。この図に示
すように、健康状態解析装置は眼鏡のフレームの蔓（つ
る）１５１に取り付けられている。この健康状態解析装
置の本体は本体１５２ａと本体１５２ｂに分かれ、それ
ぞれ別々に蔓１５１に取り付けられている。また、これ
ら本体は蔓１５１内部に埋め込まれたリード線を介して
互いに電気的に接続されている。なお、このリード線は
蔓１５１に沿って這わせるようにしても良い。

【００７９】本体１５２ａは図１の表示制御回路１０に
相当する。この本体１５２ａのレンズ１５０側の側面に
は、全面に液晶パネル１５３が取り付けられている。ま
た、該側面の一端には鏡１５４が所定の角度で固定され
ている。さらに本体１５２ｂには、光源（図示略）を含
む液晶パネル１５３の駆動回路と表示データを作成する
ための回路が組み込まれている。この光源から発射され
た光は、液晶パネル１５３を介して鏡１５４で反射され
て、眼鏡のレンズ１５０に投射される。なお、鏡１５４
については、使用者が液晶パネル１５３と鏡１５４との
角度を調整できるように可動式としても良い。

【００８０】また、本体１５２ｂには、脈波検出部４、
ディスプレイ９および表示制御回路１０を除いた図１の
各部（ＣＰＵ１など）が組み込まれており、その上面に
は図５と同じモード切替ボタン２５，表示切替ボタン２
６が設けられている。なお、上記の第３実施例と同様、
モード切替ボタン２５，表示切替ボタン２６は本体１５
２ｂのどこに取り付けてあっても良く、時刻表示等も不
要であることから図５の時刻表示部２２、時刻合わせボ
タン２４等は設けられていない。

【００８１】さらに、脈波検出部４（図１参照）の構成
は第３実施例と同じであって、図１３に示す光学式脈波
センサ１２５である。ここで、赤外線発光ダイオード１
３５および光センサ１３６は、それぞれ図１６に示すパ
ッド１５５及び１５６に内蔵されており、パッド１５５
及びパッド１５６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。また、これらのパッド１５５及びパ
ッド１５６は、本体１５２ｂから引き出されたリード線
１５７，１５７によって図１３に示すように電気的に接
続されている。なお、本実施例では上述した様々なグラ
フを眼鏡のレンズ１５０に映すように構成しているの
で、眼鏡のレンズ１５０が図１のディスプレイ９に相当
すると言える。

【００８２】本実施例と上記第１実施例との相違点は、
脈波が図５の圧力センサ２７でなく図１３の光電式脈波
センサ１２５によって取り込まれるので、橈骨動脈部脈
波ではなく耳朶の脈波が測定されること、および、図６
ないし図１１に示したグラフがレンズ１５０上に表示さ
れることのみである。従って、本実施例による健康状態
解析装置の動作は、上述した実施例と同じであり、ここ
ではその説明を省略する。なお、本実施例では本体を本
体１５２ａと本体１５２ｂの２つに分けた場合について
説明したが、これらを一体化して構成しても何ら問題な
い。

【００８３】なお、上記実施例では、直接視覚に訴える
という観点から、健康状態の解析結果をグラフで表示す
ることとしたが、これに限られるものではなく、たとえ
ば数字表示としても良い。また、例えば、過去一週間の
ＲＲ５０、ＬＦ等の最大値・最小値を各々検出してお
き、現在値がそれらの値より大または小の場合にブザー
等による警報を発したり、異常の表示を行うようにして
もよい。また、昼と夜とではＲＲ５０等の値に差が生じ
る。そこで、昼の時間帯における最大値・最小値、夜の
時間帯における最大値・最小値を各々別々に求めてお
き、現在が昼の時間帯か夜の時間帯かに応じて、各時間
帯における値と現在値とを比較するようにしても良い。

【００８４】また、ＲＲ５０等の値は、使用者の動きの
激しさによって変化する。そこで、次のように構成して
もよい。すなわち、使用者の体の一部に加速度センサを
付け、脈波の測定と同時に加速度センサの値も測定す
る。そして、ＲＲ５０等の値と加速度センサの値とを対
でメモリに記憶させる。そして、現在の健康状態を知り
たい時は、モード切替ボタン２５を押下する。モード切
替ボタンが押下されると、脈波の測定が行われると共
に、加速度センサの出力が検出される。次いで、現在の
加速度センサの出力値に最も近いメモリ内の加速度セン
サの値が検出され、検出された加速度センサの値と対に
なっているＲＲ５０等の値がメモリから読み出され、現
在値と共に表示される。

【００８５】また、上記実施例では、モード切替ボタン
２５が押されたのちに、脈波を測定して「現在」の生体
の状態を計算するようにしていた。これに代わる方法と
して、脈波の波形を常にデータメモリ６へ取り込んで、
所定時間（例えば３０秒間）分の波形を常時データメモ
リ６へ蓄積しておく方法が考えられる。そして、モード
切替ボタン２５が押された場合には、改めて脈波を測定
することなく、蓄積された脈波の波形から生体の状態を
計算することとする。このようにすれば、使用者がボタ
ンを押してから、結果が表示されるまでの時間を大幅に
短縮することが可能となる。

【００８６】また、被験者が異常を認めた場合に、医師
等が様々な観点から診断を下すことができるように、Ｒ
Ｒ間隔のスペクトル分析の結果などをグラフ表示するよ
うにしても良い。また、使用者が表示切替ボタン２６を
押下することにより、図形表示部２３へ表示させる情報
を切り替えるようにした。しかし、これを自動化して、
所定時間（たとえば５秒）置きに順番に表示するように
しても良い。このようにすれば、別の情報を見る度にボ
タンを操作する煩わしさを解消することができる。

【００８７】また、健康状態解析装置をポータブルにし
た形態として腕時計、ネックレス、眼鏡を提示したが、
これに限るものではなく、その他の日常身の回りにある
ものに組み込むようにしても良い。また、脈波を検出す
る部位は橈骨動脈部や首に限るものではなく、上記実施
例と同様の脈波の特性が得られるのであれば、他の部位
にて測定を行っても良い。また、脈波の検出方法は上記
実施例に示した手法に限られず、その他の光学的な方
法、音、電磁波等による方法など様々なものが考えられ
る。

【００８８】また、第２実施例ないし第４実施例で使用
した光学式の脈波センサを第１実施例に応用することも
可能である。すなわち、図１３の光学式脈波センサ１２
５を図１の脈波検出部４として図５の腕時計２０へ内蔵
させる。そして、腕時計２０の裏面に窓を設け、プラス
チック板などを挟んで、この窓から図１３の赤外線発光
ダイオード１３５及び光センサ１３６を露出させる。こ
のように構成することで、赤外線発光ダイオード１３５
から放射された光は腕時計２０の裏面（に取り付けた上
記プラスチック板）に接触する皮膚に照射され、該皮膚
直下を通る血管で反射して光センサ１３６により受光さ
れる。この光は光センサ１３６で光電変換され、その結
果得られた脈波検出信号Ｍが図１のＡ／Ｄ変換器５へ送
出されて脈波の測定に供される。

【００８９】また、上記の光学式脈波センサ１２５を使
用することにより、以下のような変形例も考えられる。
第１実施例において橈骨動脈部の脈波を測定するのでは
なく、指の付け根で脈波を測定するようにする。すなわ
ち、図１の脈波検出部４を（図５の圧力センサ２７の代
わりに）図１７のごとく構成するのである。図１７にお
いて、たとえば第二指の付け根にはバンド１４１が巻か
れている。このバンド１４１には、図１３の光学式脈波
センサ１２５（図示略）が設けられており、指の付け根
の脈波が脈波検出信号Ｍとして該センサの出力端子に得
られる。また、バンド１４１と腕時計２０はリード線１
４２で電気的に接続されており、得られた脈波検出信号
Ｍはリード線１４２を介して図１のＡ／Ｄ変換器５へ送
出される。このようにして、上記と同様に脈波の測定が
行われる。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、生体から脈波を検出して所定の時間帯にこ
れを取り込み、該脈波から生体の状態を抽出して記憶手
段へ格納し、その後、使用者からの指示を契機に、生体
の状態を取り出して所定の演算を施すと共に、この時点
での脈波を取り込んで該脈波から生体の状態を抽出し、
該生体の状態と上記の演算結果に基づいた表示を行うの
で、使用者の意志により、随時、自分の健康状態の解析
結果を表示することができるという効果が得られる。

【００９１】また、請求項２記載の発明によれば、過去
所定日数において、使用者の指示があった時点と同時刻
に測定された生体の状態につき移動平均を算出し、現時
点における生体の状態と並べて表示するので、現時点の
自分の健康状態が普段と比べた場合にどのようになって
いるかを定量的に把握することができるという効果が得
られる。また、請求項３記載の発明によれば、過去所定
日数における生体の状態をもとに、生体の状態の推移を
表示するので、使用者は、最近の自分の健康状態がどの
ように変動しているのかを知ることができ、健康状態の
チェックを行うための一助となるという効果が得られ
る。

【００９２】また、請求項４記載の発明によれば、生体
から脈波を検出して所定の時間帯に取り込み、生体の状
態を抽出して記憶手段へ格納し、使用者からの指示を契
機として過去所定日数分の生体の状態を取り出して最大
値（若しくは最小値）を求め、該指示時点における脈波
から抽出した生体の状態が該最大値よりも大（若しくは
該最小値よりも小）である場合に異常がある旨の告知を
行うようにしたので、使用者の健康状態が、最近の健康
状態から著しく逸脱した場合に、使用者に対して注意を
促すことができるという効果が得られる。また、請求項
５記載の発明によれば、上記の生体の状態の最大値（若
しくは最小値）を、昼の時間帯と夜の時間帯について別
々に算出して、現在の時刻が属する時間帯に応じていず
れかの最大値（若しくは最小値）を選択することとした
ので、生体の状態が日内変動を有することを考慮に入れ
た、より正確な健康状態の測定が可能となるという効果
が得られる。

【００９３】また、請求項６記載の発明によれば、所定
の時間帯において、脈波に加えて、使用者の体に取り付
けられた加速度センサの測定値を取り込み、使用者から
の指示を契機として、加速度センサの現在値に最も近い
測定値を過去の測定値から選択して、これと対になる生
体の状態を抽出して、使用者の指示時点における生体の
状態とともに表示するようにしたので、使用者が運動を
していること等の理由から生体の状態に影響を及ぼすよ
うな場合であっても、過去の類似の活動状態をもとにし
て、使用者の動きに合致した指標（基準値）を提示する
ことができるという効果が得られる。

【００９４】また、請求項７記載の発明によれば、隣接
する脈波の時間間隔を算出し、該時間間隔の変動に対し
てスペクトル分析を行って、得られたスペクトル成分の
振幅値を生体の状態とするので、得られる生体の状態は
交感神経や副交感神経の緊張度を表すこととなり、使用
者は、現時点で自分が鎮静状態にあるのか興奮状態にあ
るのか把握することができるという効果が得られる。ま
た、請求項８記載の発明によれば、隣接する脈波の時間
間隔を算出し、該時間間隔の変動に対してスペクトル分
析を行って、該分析により得られた低周波のスペクトル
成分の振幅と高周波のスペクトル成分の振幅の比を求
め、これを生体の状態とするので、得られる生体の状態
は個人差によるばらつきを排除した緊張度を表すことと
なり、健康状態を把握する上での客観的な判断材料を提
供することができるという効果が得られる。

【００９５】また、請求項９記載の発明によれば、隣接
する脈波の時間間隔を算出して、連続する該時間間隔の
変動量が所定時間を越える個数を生体の状態とするの
で、得られる生体の状態は、自律神経の状態を示す一指
標となり、使用者は現時点で自分が鎮静状態にあるのか
興奮状態にあるのかを把握できるという効果が得られ
る。また、請求項１０記載の発明によれば、脈波の取り
込み時間内に検出された脈波の数を脈拍数へ換算してこ
れを生体の状態とするので、使用者は日頃聞きなれた脈
拍数を基準として健康状態の管理に役立てることができ
るという効果が得られる。また、請求項１１，１５又は
１６記載の発明によれば、検出手段を除く手段を使用者
が装着する腕時計，ネックレス又は眼鏡の本体内部へ組
み込み、検出手段を該腕時計のバンド，該ネックレスの
鎖又は該眼鏡の蔓に取り付けて、使用者の装着する腕時
計，ネックレス又は眼鏡に組み込むようにしたので、使
用者はいつでも手軽に自分の健康状態を確認することが
でき、効率的な健康管理を行う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】本発明の一実施例による健康状態解析装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】心電図とＲＲ間隔の関係を示す図である。

【図３】心電図と脈波との関係を示す図である。

【図４】（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５】同装置が組み込まれた腕時計２０の斜視図であ
る。

【図６】同実施例において、図形表示部２３へ表示され
る「ＬＦ／ＨＦ」の棒グラフである。

【図７】同実施例において、図形表示部２３へ表示され
るＬＦおよびＨＦの棒グラフである。

【図８】同実施例において、図形表示部２３へ表示され
るＲＲ５０の棒グラフである。

【図９】同実施例において、図形表示部２３へ表示され
る脈拍数の棒グラフである。

【図１０】同実施例において、図形表示部２３へ表示さ
れる「ＬＦ／ＨＦ」の過去一週間の推移を示す折れ線グ
ラフである。

【図１１】同実施例において、図形表示部２３へ表示さ
れるＬＦおよびＨＦの過去一週間の推移を示す折れ線グ
ラフである。

【図１２】 本発明の第２実施例における健康状態解析
装置が組み込まれた腕時計の斜視図である。

【図１３】 同装置の内部構成を示す図である。

【図１４】 同装置使用時のガイドメッセージ表示例を
示す図である。

【図１５】 健康状態解析装置をネックレスと組み合わ
せた場合の図である。

【図１６】 健康状態解析装置を眼鏡と組み合わせた場
合の図である。

【図１７】 本発明の第１実施例において、脈波検出部
４を指の付け根に装着した場合の図である。

【符号の説明】 １…ＣＰＵ、２…ＲＯＭ、３…一時記憶メモリ、４…脈
波検出部、５…Ａ／Ｄ変換器、６…データメモリ、７…
時計回路、８…操作部、９…ディスプレイ、１０…表示
制御回路、２０…腕時計、２１…腕時計の本体、２２…
時刻表示部、２３…図形表示部、２４…時刻合わせボタ
ン、２５…モード切替ボタン、２６…表示切替ボタン、
２７…圧力センサ、２８…取り付け具、２９…時計バン
ド、１２０…腕時計の本体、１２１…ＬＣＤ表示部、１
２１ａ…時刻表示部、１２１ｂ…図形表示部、１２２…
指当て部、１２３…時刻合わせボタン、１２４…解析モ
ードボタン、１２５…光学式脈波センサ、１２７…表示
切替ボタン、１３１…センサパッド、１３３…Ａ／Ｄ変
換器、１３４…鎖、１３５…発光ダイオード、１３６…
光センサ、１３７…本体、１４１…バンド、１４２…リ
ード線、１５０…レンズ、１５１…蔓、１５３…液晶パ
ネル、１５４…鏡、１５５，１５６…パッド

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生体から脈波を検出する検出手段と、 前記脈波から得られる生体の状態を記憶する記憶手段
   と、 所定の時間帯において前記脈波を取り込み、該脈波から
   生体の状態を抽出して前記記憶手段へ格納する第１の解
   析手段と、 使用者からの指示を契機として、前記記憶手段から生体
   の状態を取り出し、所定の演算を施して演算結果を出力
   する演算手段と、 前記使用者からの指示を契機として前記脈波を取り込
   み、該指示時点における生体の状態を該脈波から抽出す
   る第２の解析手段と、 前記演算結果および前記指示時点における生体の状態に
   基づいて、表示装置上への表示を制御する表示制御手段
   とを具備してなる健康状態解析装置。
2. 【請求項２】 前記演算手段は、過去所定日数において
   前記使用者の指示があった時点と同時刻に測定された生
   体の状態について移動平均を算出し、 前記表示制御手段は、前記移動平均と前記指示時点にお
   ける生体の状態とを前記表示装置上に並べて表示させる
   ことを特徴とする請求項１記載の健康状態解析装置。
3. 【請求項３】 前記演算手段は過去所定日数における生
   体の状態をそのまま出力し、 前記表示制御手段は該所定日数における生体の状態の推
   移を前記表示装置上に表示させることを特徴とする請求
   項１記載の健康状態解析装置。
4. 【請求項４】 生体から脈波を検出する検出手段と、 前記脈波から得られる生体の状態を記憶する記憶手段
   と、 所定の時間帯において前記脈波を取り込み、該脈波から
   生体の状態を抽出して前記記憶手段へ格納する第１の解
   析手段と、 使用者からの指示を契機として、前記記憶手段から過去
   所定日数分の生体の状態を取り出し、該過去所定日数の
   生体の状態の中から最大値（若しくは最小値）を求めて
   出力する演算手段と、 前記使用者からの指示を契機として前記脈波を取り込
   み、該指示時点における生体の状態を該脈波から抽出す
   る第２の解析手段と、 前記指示時点における生体の状態と前記最大値（若しく
   は前記最小値）との比較を行って、該生体の状態が該最
   大値よりも大（若しくは該最小値よりも小）である場合
   には、異常がある旨の告知を行う告知制御手段とを具備
   してなる健康状態解析装置。
5. 【請求項５】 前記演算手段は、前記生体の状態の最大
   値（若しくは最小値）を、昼の時間帯と夜の時間帯につ
   いて別々に算出し、 前記告知制御手段は、現在の時刻が前記時間帯のいずれ
   に属するかを調べて、該最大値（若しくは最小値）のい
   ずれかを選択して、前記指示時点における生体の状態と
   の比較を行うことを特徴とする請求項４記載の健康状態
   解析装置。
6. 【請求項６】 生体から脈波を検出する検出手段と、 前記脈波から得られる生体の状態と、使用者の体に取り
   付けられた加速度センサの測定値とを記憶する記憶手段
   と、 所定の時間帯において前記脈波を取り込んで該脈波から
   生体の状態を抽出すると共に、前記加速度センサの測定
   値を取り込んで、該生体の状態と一緒に前記記憶手段へ
   格納する第１の解析手段と、 前記使用者からの指示を契機として、前記加速度センサ
   の現在値を取り込み、前記記憶手段に記憶されている加
   速度センサの測定値の中から、該現在値に最も近い測定
   値を選択して、該選択された測定値と一緒に前記記憶手
   段へ格納された生体の状態を読み出して、該生体の状態
   を出力する演算手段と、 前記使用者からの指示を契機として前記脈波を取り込
   み、該指示時点における生体の状態を該脈波から抽出す
   る第２の解析手段と、 前記演算手段が出力した生体の状態と、前記指示時点に
   おける生体の状態とを表示装置上へ表示させる表示制御
   手段とを具備してなる健康状態解析装置。
7. 【請求項７】 前記第１又は第２の解析手段は、隣接す
   る脈波の時間間隔を算出し、該時間間隔の変動に対して
   スペクトル分析を行い、該分析により得られたスペクト
   ル成分の振幅値を前記生体の状態として抽出することを
   特徴とする請求項１ないし６のいずれかの項記載の健康
   状態解析装置。
8. 【請求項８】 前記第１又は第２の解析手段は、隣接す
   る脈波の時間間隔を算出し、該時間間隔の変動に対して
   スペクトル分析を行い、該分析により得られた低周波の
   スペクトル成分の振幅と高周波のスペクトル成分の振幅
   の比を求め、前記生体の状態として抽出することを特徴
   とする請求項１ないし６のいずれかの項記載の健康状態
   解析装置。
9. 【請求項９】 前記第１又は第２の解析手段は、隣接す
   る脈波の時間間隔を算出して、連続する該時間間隔の変
   動量が所定時間を越える個数を前記生体の状態として抽
   出することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの
   項記載の健康状態解析装置。
10. 【請求項１０】 前記第１又は第２の解析手段は、脈波
    の取り込み時間内に検出された脈波の数を脈拍数へ換算
    し、前記生体の状態として抽出することを特徴とする請
    求項１ないし６のいずれかの項記載の健康状態解析装
    置。
11. 【請求項１１】 前記記憶手段、前記第１及び第２の解
    析手段、前記演算手段、前記表示制御手段若しくは告知
    制御手段を前記使用者が装着する腕時計の本体内部へ組
    み込み、前記検出手段を該腕時計のバンドに取り付けた
    ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかの項記
    載の健康状態解析装置。
12. 【請求項１２】 前記脈波は、橈骨動脈部の脈波である
    ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかの項記
    載の健康状態解析装置。
13. 【請求項１３】 前記検出手段は、脈圧を測定すること
    により前記脈波の検出を行うことを特徴とする請求項１
    ないし１２のいずれかの項記載の健康状態解析装置。
14. 【請求項１４】 前記検出手段は、皮膚下の血管に光を
    照射して、該血管によって反射された反射光を受光する
    ことにより前記脈波の検出を行うことを特徴とする請求
    項１ないし１２のいずれかの項記載の健康状態解析装
    置。
15. 【請求項１５】 前記記憶手段、前記第１及び第２の解
    析手段、前記演算手段、前記表示制御手段若しくは告知
    制御手段を内蔵したケースを有し、 該ケースはネックレスの鎖に取り付けられ、 前記検出手段は、前記ネックレスの鎖へ取り付けられ、
    皮膚下の血管に対して光を照射する発光素子と、前記光
    が該皮膚下の血管によって反射された反射光を受光する
    光センサとからなる光電式脈波センサであることを特徴
    とする請求項１ないし１０のいずれかの項記載の健康状
    態解析装置。
16. 【請求項１６】 前記記憶手段、前記第１及び第２の解
    析手段、前記演算手段、前記表示制御手段若しくは告知
    制御手段ならびに光源を内蔵したケースであって、その
    一側面には、液晶パネルと、該液晶パネルを介して該光
    源から発射された光を眼鏡のレンズ上に投射する鏡とが
    取り付けられたケースを有し、 該ケースは前記眼鏡のフレームの蔓に取り付けられ、 前記検出手段は、皮膚下の血管に対して光を照射する発
    光素子と、前記光が該皮膚下の血管によって反射された
    反射光を受光する光センサとからなる光電式脈波センサ
    であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか
    の項記載の健康状態解析装置。