JPWO2003096892A1 - 脈拍異常監視装置および脈拍異常警報システム - Google Patents
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Abstract
脈拍判定結果と姿勢判定結果あるいは活動量から自動的に脈拍の異常状態を判定する機器であって、人体の脈波を計測する手段と、前記計測手段により計測された脈波から人体の脈拍を算出する手段と、人体の加速度を検出する手段と、前記加速度より人体の姿勢あるいは活動量を検知判定する手段と、前記算出された脈拍情報および前記検知判定された姿勢情報あるいは活動量からあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う手段を備えた装置。
Description
技術分野
本発明は、人体の状態を検知して異常時に警報を発する装置およびシステムに関する。
背景技術
近年、高齢社会の到来という背景のもとに高齢者の介護が注目されている。特に、持病などの疾患を伴う高齢者の介護は大変重要視され、これら高齢者の行動を自動的に見守り、異常状態に陥った場合に外部に自動通報することは介護の観点から大変重要であると考えられる。また、近年の核家族化による小人数世帯の増加などに注目するに、高齢者に限らず、人の異常状態を自動監視することができるならば、異常状態の早期発見という観点から人の生活に大変有効である。特に心臓に疾患を持つ人の場合、異常状態が脈拍の上昇などの脈拍異常という形で発生し、異常状態の指標になる。
脈拍を計測するためには脈波の計測が必要となるが、脈波を計測する主な技術として、腕に巻きつける方式による血圧の変化を計測する方式が病院用、家庭用ともに広く使用されている。また、近年では、耳たぶや手指内の血管に対して光の透過率変化を計測することができる方式が提案されてきている。脈波の変化状態を検出することにより、脈拍を算出することができる。なお、脈拍の判定結果から異常を判定する手法としてはすでに知られている（特許文献１（特開平５−１８９６８４）参照）。
このように脈波および脈拍の計測方法は数多く提案されているが、そのとき得られた脈拍が異常状態であるかを評価するのかについては、高精度なものは発案されておらず、事実上は医師などの専門家の判断に頼っているのが現状である。
さらに、評価するべき脈拍は、安静時に意識的に計測時間を設けて計測したものを用いており、日常生活を送りながら脈拍の異常状態を常に監視するということは不可能であった。
発明の開示
そこで、本発明は、高精度にかつ日常生活の中から脈拍の異常状態を検出できる装置及びシステムを提供することを目的とする。
一般的に、正常な脈拍範囲は人間の取る姿勢によって異なることが言われている。人間工学からの知見によれば、立位における正常な脈拍範囲は９０〜１００拍／分、座位における正常な脈拍範囲は６０〜１００拍／分、臥位における正常な脈拍範囲は４０〜６０拍／分といわれている。そこで、脈拍とともに、そのときの人体の姿勢および活動量の変化を算出し、その姿勢あるいは活動量における脈拍が正常範囲であるかどうかを判定することにより、高精度に脈拍異常を検出することができる。また、検出した脈拍異常情報を担当医や家族などに自動的に送信することで、遠隔的に患者の脈拍の異常状態を評価することができるようになる。また、その送信端末に携帯電話などを設定することにより、担当医や家族などが移動中においても自動的に状態を把握することができる。
第１の本発明は、人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を検知判定する姿勢判定手段と、
前記脈拍算出手段により算出された脈拍情報および前記姿勢判定手段により判定された姿勢情報からあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段と、を備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置である。
第２の本発明は、人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の活動量を判定する活動量判定手段と、
前記脈拍算出手段により算出された脈拍情報および前記姿勢判定手段により判定された活動量からあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段と、を備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置である。
第３の本発明は、人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を判定する姿勢判定手段と、
前記加速度により活動量を判定する活動量判定手段と、
前記算出された脈拍情報および前記検知判定された姿勢情報および活動量の組み合わせからあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段とを、備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置である。
第４の本発明は、前記異常判定手段の判定結果を装置使用者に報知する報知手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の脈拍異常監視装置である。
第５の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で判定された姿勢情報に対応してあらかじめ規定した脈拍の第１のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする第１および第３〜４の本発明の脈拍異常監視装置である。
第６の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報に対応してあらかじめ規定した脈拍の第２のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする第１および３〜５の、いずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
第７の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記活動量判定手段で得られた活動量に対応してあらかじめ規定した脈拍の第３のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする第２〜４のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
第８の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記活動量判定手段で得られた活動量に対応してあらかじめ規定した脈拍の第４のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする第２〜４および７のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
第９の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報および前記活動量判定手段で得られた活動量の組み合わせによりあらかじめ規定した脈拍の第５のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする第３〜４のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
第１０の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報および前記活動量判定手段で得られた活動量の組み合わせによりあらかじめ規定した脈拍の第６のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする第３〜４のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
第１１の本発明は、前記脈拍情報、前記姿勢情報および前記活動量情報を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記情報の少なくとも一部の時系列変化に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする第２〜４および７〜１０の、いずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
第１２の本発明は、前記判定結果を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記判定結果の時系列変化に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする第３〜４、９、および１０の、いずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
第１３の本発明は、前記判定結果を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記判定結果の規定時間中の頻度に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする第１および３〜６、９および１０の、いずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
第１４の本発明は、前記異常判定手段において異常と判定されたときに異常判定情報を送信する異常状態送信手段をさらに備えた第１〜１３のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
第１５の本発明は、第１４の本発明の脈拍異常監視装置と、
前記異常状態受信手段と通信を行い、前記異常判定情報を受信する異常状態受信手段を備えたことを特徴とする脈拍異常警報システムである。
第１６の本発明は、前記異常状態受信手段と接続し、前記異常判定情報を提示する前記情報提示手段をさらに備えたことを特徴とする第１５の本発明の脈拍異常警報システムである。
第１７の本発明は、前記異常状態受信手段と接続し、前記異常状態受信手段が前記異常判定情報を受信したときに利用者に警報を発する警報手段をさらに備えたことを特徴とする第１５あるいは１６の本発明の脈拍異常警報システムである。
第１８の本発明は、前記異常状態送信手段および前記異常状態受信手段は前記異常判定情報に暗号化を行う暗号化手段をさらに備えていることを特徴とする第１５〜１７のいずれかの本発明の脈拍異常警報システムである。
第１９の本発明は、前記異常状態受信手段は前記異常判定情報を送信した前記脈拍異常監視装置に基づきあらかじめ指定した前記情報提示手段に情報を提示する情報提示選択手段をさらに備えたことを特徴とする第１５〜１６および１８の、いずれかの本発明の脈拍異常警報システムである。
第２０の本発明は、前記異常状態受信手段は前記異常判定情報を送信した前記脈拍異常監視装置に基づきあらかじめ指定した前記警報手段に警報を発信する警報発報選択手段をさらに備えたことを特徴とする第１５および１７〜１８の、いずれかの本発明の脈拍異常警報システムである。
第２１の本発明は、前記異常状態受信手段と情報提示手段の間に接続され、前記異常状態情報を蓄積する異常状態情報蓄積手段をさらに備え、利用者が前記異常情報蓄積手段に任意の時に接続して異常状態情報を取得することにより前記情報提示手段は前記異常状態情報を提示することを特徴とする第１５〜１６および１８〜１９の、いずれかの本発明の脈拍異常警報システムである。
第２２の本発明は、前記異常判定情報には、前記脈拍情報、前記姿勢情報および前記活動量情報の少なくとも１種の情報を含むことを特徴とする第１５〜２１のいずれかの本発明の脈拍異常警報システムである。
第２３の本発明は、前記姿勢判定手段により、あるいは前記活動量判定手段により、姿勢があるいは活動量が推移したことが判明した場合、その推移から一定時間は、前記異常判定部はその判定動作を停止することを特徴とする第１〜３のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
第２４の本発明は、第３の本発明の脈拍異常監視装置における、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を判定する姿勢判定手段と、前記加速度により活動量を判定する活動量判定手段と、前記算出された脈拍情報および前記検知判定された姿勢情報および活動量の組み合わせからあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
第２５の本発明は、第２４の本発明のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
本発明により、脈拍の評価を行いたい人間が通常の生活を行いながらにして自動的に脈拍の異常状態を検出できるようになる。また、この装置から得られた脈拍異常を担当医などに自動的に送信することで、遠隔的に患者の脈拍の異常状態を評価することが出来、大変有効に作用する。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について図１から図１５を用いて説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１の脈拍異常監視装置について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施の形態の脈拍異常監視装置の概略構成図を示すものである。以下に本実施の形態における構成を説明する。本実施の形態１は、重力加速度を検知する加速度センサ１１、加速度センサ１１から得た重力加速度から人体の姿勢を判定する姿勢判定部１２、脈波を計測する血流計１３、血流計による血流変化から人体の脈拍を算出する脈拍算出部１４、脈拍異常を判定するための判定情報を保持したメモリ１５、脈拍算出部１４により算出した脈拍情報と姿勢判定部１２により判定した姿勢情報からメモリ１５を参照し、脈拍の異常を判定する脈拍異常判定部１６で構成される。
脈拍異常監視装置１７は人体が装着する。装着個所は、体幹である腰部等を選択すると望ましいに。また、脈拍の異常と判定した場合に装置の使用者に報知する報知手段１８をさらに備え、音や光で注意を喚起するよう構成することもできる。
また、姿勢判定部１２の代わりに活動量判定部１２ｂを備え、加速度センサ１１から得られる加速度から人体の活動量を判定するようにしてもよく、あるいは、姿勢判定部１２と活動量判定部１２ｂを両方備えてもよい。両方備えた場合は、１つの加速度センサ１１により同時に姿勢と活動量を判定できるというメリットがある。
さらに、脈拍異常判定部１６に接続した情報保持手段１９をさらに備え、脈拍情報および／あるいは姿勢情報および／あるいは活動量を一時的に保持するように構成することもできる。
図２（ａ）は脈拍異常監視装置を腰部に装着した人物を示したものである。使用者２１は腰部に脈拍異常監視装置１７を装着し、別途血流計１３を装着する。血流計１３として耳たぶの血管における光の透過率から血流量を測定する方式のものなどがあり、この図ではこれを使用した場合を示している。血流計１３から得た脈波から脈拍異常監視装置１７内の脈拍算出部１４により脈拍を算出して、脈拍異常判定部１６により判定した結果から脈拍が異常状態に陥った場合に使用者に報知する、あるいは外部へ脈拍異常監視装置１７により警報を発するなどの処理を行う。それを受けて使用者２１は医者への連絡などをおこなうことにより、さらに危険な状態に陥るのを未然に防ぐことができる。
また、図２（ｂ）は血流計における血流量の測定結果の波形例を示したものである。図２（ｂ）に示すような測定結果から、脈拍異常監視装置１７内の脈拍算出部１４において、例えば単位時間内のピーク数を検出することによって脈拍を算出する。
図３は、脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定例を示したものである。脈拍算出部１４における脈拍情報３１と姿勢判定部１２における姿勢情報３２の組み合わせから脈拍異常を判定する。人間工学からの知見によれば、立位における正常な脈拍範囲は９０〜１００拍／分、座位における正常な脈拍範囲は６０〜１００拍／分、臥位における正常な脈拍範囲は４０〜６０拍／分である。
そこで、異常状態の判定基準例として、姿勢情報３２が立位で、かつ脈拍情報３１が０〜９０拍／分および１００拍／分以上の場合、姿勢情報３２が座位で、かつ脈拍情報３１が０〜６０拍／分および１００拍／分以上の場合、姿勢情報３２が臥位で、かつ脈拍情報３１が０〜４０拍／分および９０拍／分以上の場合に脈拍の異常として判定する例を示した。なお、ここでは各姿勢について脈拍の正常な範囲として上限と下限の両方を示しているが、これは上限か下限のいずれか一方のみを用いて異常と判定する方式にしてもよい。また、個人差をあらかじめ考慮して正常な脈拍範囲を変更できるようにしても良いし、逐次学習させることにより正常な脈拍範囲を自動変更させてもよい。
また、図４は脈拍異常判定部における脈拍異常の判定例を示したものである。脈拍算出部１４における脈拍情報３１と活動量判定部１８における活動量４１の組み合わせから脈拍異常を判定する。活動量４１は、例えば一定時間における加速度の変動を積算した結果について、あらかじめ定めた規定値により分類することで設定することができる。
図５は脈拍異常判定部における脈拍異常の判定例を示したものである。脈拍算出部１４における脈拍情報３１と姿勢判定部１２、および活動量判定部１８における姿勢情報３２および活動量４１の組み合わせから脈拍異常を判定する。たとえばある時点における姿勢が同じであっても、その時点での活動状態が異なる場合、脈拍の状態は異なってきてしかるべきである。一定時間活動した後、例えば立位を保った状態で身体の回復を行った場合と、臥位になって身体の回復を行った場合では臥位における回復のほうが大きいことが容易に考えられる。このことから、ある程度継続して活動を行った場合、とりうる脈拍の早さは活動量とともに姿勢に応じて変動すると考えられ、活動後の姿勢に応じた脈拍異常を検知することができるようになる。また、活動量および姿勢に伴う脈拍の上昇には個人差が含まれることが考えられるため、個人差をあらかじめ考慮して個人毎に正常な脈拍範囲を変更できるようにしても良いし、逐次学習させることにより正常な脈拍範囲を自動変更させてもよい。
図６（ａ），（ｂ）は脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定フローを示したものである。まず、姿勢判定部１２において判定した姿勢情報３２および脈拍算出部１４において算出した脈拍情報３１を取得する。取得した姿勢情報３２に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａあるいはしきい値Ｂをメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａあるいはしきい値Ｂと脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。その比較した結果、脈拍情報３１がしきい値Ａを上回っていた場合、あるいはしきい値Ｂを下回っていた場合においては、脈拍の異常であると判定し、たとえば使用者に結果を放置したり、警報手段を作動させ、警報を発するなどとすることができる。
なお、このフローでは姿勢情報３２としたが、これをこのまま活動量４１としてあらたにしきい値Ａ’およびしきい値Ｂ’をそれぞれ規定してもよい。
図７は、脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定フローを示したものである。まず、姿勢判定部１２において判定した姿勢情報３２、活動量判定部１８において判定した活動量４１および脈拍算出部１４において算出した脈拍情報３１を取得する。
まず取得した姿勢情報３１に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａあるいはしきい値Ｂをメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａあるいはしきい値Ｂと脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。
その比較した結果、脈拍情報３１がしきい値Ａを上回っていた場合、あるいはしきい値Ｂを下回っていた場合において、取得した活動量４１に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａ’あるいはしきい値Ｂ’をメモリ内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａ’あるいはしきい値Ｂ’と脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。その結果脈拍の異常である場合、異常と判定する。この上にさらに警報手段を作動させ、警報を発するようにすることもできる。
図８は、脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定フローを示したものである。まず、姿勢判定部１２において判定した姿勢情報３２および脈拍算出部１４において算出した脈拍情報３１を取得する。取得した姿勢情報３２に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａあるいはしきい値Ｂをメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａあるいはしきい値Ｂと脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。その比較した結果、脈拍情報３１がしきい値Ａを上回っていた場合、あるいはしきい値Ｂを下回っていた場合においては、脈拍の異常であると判定し、その結果を一定時間情報保持手段１９へ保存する。
このような判定を１／６０秒毎に繰り返す。
そこで、異常という判定が連続して、例えば３回異常続いた場合に始めて、脈拍異常と判定し、警報を発する。
このようにして、異常と判定する場合におけるノイズによる誤判定を回避できる。
図９は脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定フローを示したものである。
まず、姿勢判定部１２において判定した姿勢情報３２、活動量判定部１８において判定した活動量４１および脈拍算出部１４において算出した脈拍情報３１を取得する。取得した姿勢情報３２、活動量４１および脈拍情報３１は一定時間情報保持手段１９に保持しておく。
まず取得した姿勢情報３２に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａあるいはしきい値Ｂをメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａあるいはしきい値Ｂと脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。
その比較した結果、脈拍情報３１がしきい値Ａを上回っていた場合、あるいはしきい値Ｂを下回っていた場合においては、次に、取得した活動量４１に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａ‘あるいはしきい値Ｂ’をメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａ‘あるいはしきい値Ｂ’と脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。その結果脈拍の異常である場合、現周期の異常判定結果として仮異常と判定する。
仮異常ともし判定された場合、情報保持手段１９に保持しておいた姿勢情報３２、活動量４１および脈拍情報３１のうちサンプリング周期として１周期前に取得したものを参照し、その情報を用いて同様の判定処理を行わせる。その結果、もし１周期前の判定結果も仮異常である場合には、その時点の状態を異常状態と確定する。このようにすることにより、瞬間的な異常判定を生じさせることによる誤検知をあらかじめ防ぐことが出来、精度の高い異常判定を行うことができる。なお、ここでは１周期前を再判定することで異常と確定させたが、もちろん２周期前、３周期前まで情報保持手段１９に保持させて再判定させる形式にしてもよい。また、現周期の判定結果が異常であるか否かにかかわらず異常判定結果を逐次情報保持手段１９に保持し、次周期において仮異常と判定された場合に異常判定結果のみを参照させるようにすることも出来る。この場合は情報保持手段１９の必要とする保持容量が大きくなるが、その反面、処理の負荷を低減させることができる。このように、日常の中で、ある程度継続して活動を行った場合、とりうる脈拍の早さは活動量４１に応じて変動すると考えられ、活動状態に応じた脈拍異常を検知することができるようになる。また、活動量に伴う脈拍の上昇には個人差が含まれることが考えられるため、個人差をあらかじめ考慮して個人毎にしきい値を変更できるようにしても良いし、逐次学習させることによりしきい値を自動変更させてもよい。
図１０は、脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定処理の概念図を示したものである。まず、脈拍算出部１４における脈拍情報３１と姿勢判定部１２における姿勢情報３２の組み合わせから脈拍異常を判定する。判定した脈拍異常結果は逐次情報保持手段１９に保持しておく。
図１０（ａ）は、情報保持手段１９内に保持された脈拍異常結果を示したもので、横軸が時間軸、縦軸が異常判定結果を示したものであり、すなわち判定結果を時系列に並べたものを示している。
また、１０（ｂ）は、その時における実際の動作推移をしめしたもので、例として激しい活動を行ったあとに、寝転んだ場合を示している。実際の脈拍の推移からすると、活動を止めた後に脈拍数が減少するまでには時間がかかるため、図に示したような脈拍推移および姿勢推移になる。この時、脈拍異常判定部１６においては、激しい活動を止めた直後には脈拍が減少しきっていないため脈拍異常と判定していることになる。そこで、一定時間の間異常判定結果を保持し、その間の判定結果について異常と判定された頻度を算出することで、瞬間的な異常判定結果を排除することができ、高精度な脈拍異常判定を行うことができる。
なお、姿勢の推移があった場合は、姿勢判定部１２で判定可能であるが、そのような場合、推移の後一定時間の間は脈拍異常判定部１６の判定動作を停止して、誤判定を防ぐことも可能である。
また、姿勢の推移にかぎらず、活動量の推移があった場合にも同様に一定時間異常判定を停止することが望ましい。
図１１は、加速度センサ１１を用いて姿勢変化を検出する模式図を示したものである。なお、加速度センサ１１は脈拍異常監視装置１７に固定し、前方および重力方向の少なくとも２方向に感度を持ち、かつ重力加速度を検知できる加速度センサ１１を使用する。加速度センサ１１が装備されている脈拍異常監視装置１７は使用者９１の腰部に装着しているのを想定しており、加速度センサ１１の傾きに伴って変化する重力加速度の大きさに比例する出力は、脈拍異常監視装置１７内の姿勢判定部１２により処理される。図１０は左から立位９２、座位９３、臥位（あおむけ）９４を示しており、立位９２の場合に人体の前方がｘ軸を、重力方向がｙ軸を向いている場合を想定している。このｘ軸およびｙ軸の出力から重力加速度成分を検出することにより、人体の姿勢を判定する。
図１２は加速度センサを用いて姿勢変化を検出する場合における加速度センサの出力を示したものである。なお、加速度センサは重力加速度を検知できるものを使用する。図１１の左から立位９２、座位９３、臥位９４の時の加速度センサ出力を示している。なお、グラフの上方向が加速度センサからの出力が大きいことを示しており、加速度センサに大きい重力加速度がかかるほど出力が大きくなる場合を想定している。このｘ軸およびｙ軸の出力から重力加速度成分を検出することにより、人体の姿勢を判定する。
図１３は加速度センサを用いて活動量を検出する場合における加速度センサの出力を示したものである。もし活動量のみを検出するのであれば、必ずしも重力加速度成分を検出できるものを加速度センサに使用する必要はなく、加速度変動成分を検出するものでよい。図１３の左から活動量が大きくなっていく場合の加速度センサ出力を示している。活動量は活動量判定部において、たとえば加速度センサ出力の一次微分結果を一定時間積分し、クラス分けすることにより算出することができる。なお、グラフの上方向が加速度センサからの出力が大きいことを示している。このｘ軸およびｙ軸の出力から加速度変動成分を検出することにより、人体の活動量を判定する。
（実施の形態２）
実施の形態２の脈拍異常監視装置について図面を参照しながら説明する。図１４は本発明の一実施の形態２の脈拍異常警報システムの概略構成図を示すものである。
以下に本実施の形態２における構成を説明する。本実施の形態２は、図１に示した構成からなる脈拍異常監視装置１７および、脈拍異常監視装置１７内脈拍異常判定部１６と接続し、脈拍異常判定部１６により脈拍異常と判定した場合に無線通信を行う異常状態送信部１２１、および異常状態送信部から送られた異常を示す信号を受信する異常状態受信手段１２２と、異常状態受信手段１２２が異常信号を受信した際に作動される警報受信装置１２３から構成される。
異常状態受信手段１２２と脈拍異常監視装置１７は無線により通信を行う。なお、この図で警報受信装置１２３と示している装置は、例えば外部の病院などに設置した専用端末などとして設定することができる。このようにすることにより、使用者が自ら通報することなく自動的に病院などに通報できる。また、脈拍異常監視装置１７にさらにスピーカを搭載し、脈拍異常の判定結果を異常状態受信手段１２２が受信した場合に異常状態受信手段１２２側から使用者に対してスピーカを通して安否を確認するシステムにしてもよいし、脈拍異常監視装置１７にスイッチをさらに装備して使用者が自らの意志で通報できる機能を付加してもよい。なお、ここでは脈拍異常監視装置１７に接続している装置として警報受信装置１２３を示したが、これはこのまま情報提示手段に置き換えて運用することもできる。
なお、本情報は多分に個人情報を含むことから異常状態受信手段１２２の中にあらかじめ情報を暗号化させる処理をする機能を付加すると、警報受信装置との通信においてプライバシー上も考慮され、公衆通信網を用いたシステムとして構築した場合にも、情報セキュリティ面にも有効であり、かつ安価なシステムにすることができる。なお、ここでの異常状態受信手段１２２と脈拍異常監視装置１７間における通信形態としては、装置の装着時における拘束性から無線が望ましいが、もちろん有線でも実現できないことはない。また、この無線形式としては、専用の無線仕様を用いて他の無線ネットワークから切り離した形でシステム構築することもできる一方、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ規格や無線ＬＡＮなどの汎用無線や、ＰＨＳ回線網などの電話回線を用いて、他のネットワークとの親和性を確保するように構築することも出来る。
（実施の形態３）
実施の形態３の脈拍異常監視装置について図面を参照しながら説明する。図１４は本発明の一実施の形態３の脈拍異常警報システムの概略構成図を示すものである。以下に本実施の形態３における構成を説明する。
本実施の形態３は、図１４で示したシステムの警報受信装置として、複数のＰＨＳ１３１を設定して構成している。脈拍異常監視装置１７を装着した使用者１３２それぞれの装置に独自のＩＤ情報を付加し、異常状態受信手段１２２との通信で送信する状態情報にＩＤを付与することで、その状態情報がいずれの使用者１３２のものであるかを判定する。異常状態受信手段１２２はその判定結果から、それぞれの使用者１３２の担当医あるいは家族などの、あらかじめ登録した情報送信先に個別に状態信号を送信する。受信したＰＨＳ１３１は、例えば独自の着信音やバイブレーション機能を用いて使用者１３２の脈拍異常状態を遠隔的に把握することができる。なお、ここでは病院内などで使用することを想定したことから警報受信装置としてＰＨＳを図示したが、これはもちろん携帯電話やポケットベルなどの公衆電話回線網を使用する他の端末でもよいし、もちろん専用回線を用いたり、アマチュア無線などの無線を用いて独立システムとして構築してもよい。
（実施の形態４）
実施の形態４の脈拍異常監視装置について図面を参照しながら説明する。図１６は本発明の一実施の形態４の脈拍異常警報システムの概略構成図を示すものである。以下に本実施の形態４における構成を説明する。
本実施の形態４は、図１４で示したシステムの警報受信装置として、ＰＣ上のインターネットブラウザ１４１を設定して構成している。異常状態受信手段１２２では、あらかじめ契約したプロバイダを介し、受信した状態情報およびいずれの使用者のものであるかの情報をプロバイダ上のサーバに蓄積する。送信された状態情報および使用者情報は、開設したインターネットのウェブページ上から参照することが出来る。ここで、それぞれの使用者１３２の担当医あるいは家族などがウェブページにアクセスし、状態情報を参照するが、ログイン時にあらかじめ登録した人物のみが認識しているパスワードにより前記状態情報を保護するようにする。担当医あるいは家族は、状態情報を参照したい場合にパスワードを入力することにより、プライバシーを保護したうえでウェブページを利用することができる。
なお、ここではウェブページには異常状態情報を載せるとしているが、これはもちろん、姿勢情報、活動量、脈拍情報を載せ、たとえば時系列の変動の状態などを確認するように構成することもできる。また、ここではウェブページとしたが、もちろん専用のプッシュ型コンテンツ配信サービスにより情報提供を実現するなどの方法を用いてもよい。
産業上の利用可能性
以上示した発明を用いることにより、現在までは有効な方法が存在しなかった脈拍の異常状態を高精度にかつ自動的に判定することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常監視装置の概略構成図である。
図２は、本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常監視装置を装着した人物および脈波測定結果例である。
図３は、本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常判定手段における脈拍要注意の判定例である。
図４は、本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常判定手段における脈拍要注意の判定例である。
図５は、本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常判定手段における脈拍要注意の判定例である。
図６は、本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常の判定フローである。
図７は、本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常の判定フローである。
図８は、本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常の判定フローである。
図９は、本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常の判定フローである。
図１０は、本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常の判定処理概念図である。
図１１は、本発明の一実施の形態１にかかる姿勢が変化した場合における加速度センサの向きである。
図１２は、本発明の一実施の形態１にかかる姿勢が変化した場合における加速度センサ出力である。
図１３は、本発明の一実施の形態１にかかる活動量が変化した場合における加速度センサ出力である。
図１４は、本発明の一実施の形態２にかかる脈拍異常警報システムの概略構成図である。
図１５は、本発明の一実施の形態３にかかる脈拍異常警報システムの概略構成図である。
図１６は、本発明の一実施の形態４にかかる脈拍異常警報システムの概略構成図である。
（符号の説明）
１１．加速度センサ
１２．姿勢判定部
１３．血流計
１４．脈拍算出部
１５．メモリ
１６．脈拍異常判定部
１７．脈拍異常監視装置
２１．使用者
３１．脈拍情報
３２．姿勢情報
９１．使用者
９２．立位
９３．座位
９４．臥位
１２１．異常状態送信部
１２２．異常状態受信手段
１２３．警報受信装置
１３１．ＰＨＳ
１３２．装置使用者
１３３．公衆回線網
１３４．公衆回線基地局
１４１．インターネットブラウザ
１４２．サービスプロバイダ
１４３．サーバ
本発明は、人体の状態を検知して異常時に警報を発する装置およびシステムに関する。
背景技術
近年、高齢社会の到来という背景のもとに高齢者の介護が注目されている。特に、持病などの疾患を伴う高齢者の介護は大変重要視され、これら高齢者の行動を自動的に見守り、異常状態に陥った場合に外部に自動通報することは介護の観点から大変重要であると考えられる。また、近年の核家族化による小人数世帯の増加などに注目するに、高齢者に限らず、人の異常状態を自動監視することができるならば、異常状態の早期発見という観点から人の生活に大変有効である。特に心臓に疾患を持つ人の場合、異常状態が脈拍の上昇などの脈拍異常という形で発生し、異常状態の指標になる。
脈拍を計測するためには脈波の計測が必要となるが、脈波を計測する主な技術として、腕に巻きつける方式による血圧の変化を計測する方式が病院用、家庭用ともに広く使用されている。また、近年では、耳たぶや手指内の血管に対して光の透過率変化を計測することができる方式が提案されてきている。脈波の変化状態を検出することにより、脈拍を算出することができる。なお、脈拍の判定結果から異常を判定する手法としてはすでに知られている（特許文献１（特開平５−１８９６８４）参照）。
このように脈波および脈拍の計測方法は数多く提案されているが、そのとき得られた脈拍が異常状態であるかを評価するのかについては、高精度なものは発案されておらず、事実上は医師などの専門家の判断に頼っているのが現状である。
さらに、評価するべき脈拍は、安静時に意識的に計測時間を設けて計測したものを用いており、日常生活を送りながら脈拍の異常状態を常に監視するということは不可能であった。
発明の開示
そこで、本発明は、高精度にかつ日常生活の中から脈拍の異常状態を検出できる装置及びシステムを提供することを目的とする。
一般的に、正常な脈拍範囲は人間の取る姿勢によって異なることが言われている。人間工学からの知見によれば、立位における正常な脈拍範囲は９０〜１００拍／分、座位における正常な脈拍範囲は６０〜１００拍／分、臥位における正常な脈拍範囲は４０〜６０拍／分といわれている。そこで、脈拍とともに、そのときの人体の姿勢および活動量の変化を算出し、その姿勢あるいは活動量における脈拍が正常範囲であるかどうかを判定することにより、高精度に脈拍異常を検出することができる。また、検出した脈拍異常情報を担当医や家族などに自動的に送信することで、遠隔的に患者の脈拍の異常状態を評価することができるようになる。また、その送信端末に携帯電話などを設定することにより、担当医や家族などが移動中においても自動的に状態を把握することができる。
第１の本発明は、人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を検知判定する姿勢判定手段と、
前記脈拍算出手段により算出された脈拍情報および前記姿勢判定手段により判定された姿勢情報からあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段と、を備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置である。
第２の本発明は、人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の活動量を判定する活動量判定手段と、
前記脈拍算出手段により算出された脈拍情報および前記姿勢判定手段により判定された活動量からあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段と、を備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置である。
第３の本発明は、人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を判定する姿勢判定手段と、
前記加速度により活動量を判定する活動量判定手段と、
前記算出された脈拍情報および前記検知判定された姿勢情報および活動量の組み合わせからあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段とを、備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置である。
第４の本発明は、前記異常判定手段の判定結果を装置使用者に報知する報知手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の脈拍異常監視装置である。
第５の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で判定された姿勢情報に対応してあらかじめ規定した脈拍の第１のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする第１および第３〜４の本発明の脈拍異常監視装置である。
第６の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報に対応してあらかじめ規定した脈拍の第２のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする第１および３〜５の、いずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
第７の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記活動量判定手段で得られた活動量に対応してあらかじめ規定した脈拍の第３のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする第２〜４のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
第８の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記活動量判定手段で得られた活動量に対応してあらかじめ規定した脈拍の第４のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする第２〜４および７のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
第９の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報および前記活動量判定手段で得られた活動量の組み合わせによりあらかじめ規定した脈拍の第５のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする第３〜４のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
第１０の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報および前記活動量判定手段で得られた活動量の組み合わせによりあらかじめ規定した脈拍の第６のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする第３〜４のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
第１１の本発明は、前記脈拍情報、前記姿勢情報および前記活動量情報を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記情報の少なくとも一部の時系列変化に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする第２〜４および７〜１０の、いずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
第１２の本発明は、前記判定結果を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記判定結果の時系列変化に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする第３〜４、９、および１０の、いずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
第１３の本発明は、前記判定結果を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記判定結果の規定時間中の頻度に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする第１および３〜６、９および１０の、いずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
第１４の本発明は、前記異常判定手段において異常と判定されたときに異常判定情報を送信する異常状態送信手段をさらに備えた第１〜１３のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
第１５の本発明は、第１４の本発明の脈拍異常監視装置と、
前記異常状態受信手段と通信を行い、前記異常判定情報を受信する異常状態受信手段を備えたことを特徴とする脈拍異常警報システムである。
第１６の本発明は、前記異常状態受信手段と接続し、前記異常判定情報を提示する前記情報提示手段をさらに備えたことを特徴とする第１５の本発明の脈拍異常警報システムである。
第１７の本発明は、前記異常状態受信手段と接続し、前記異常状態受信手段が前記異常判定情報を受信したときに利用者に警報を発する警報手段をさらに備えたことを特徴とする第１５あるいは１６の本発明の脈拍異常警報システムである。
第１８の本発明は、前記異常状態送信手段および前記異常状態受信手段は前記異常判定情報に暗号化を行う暗号化手段をさらに備えていることを特徴とする第１５〜１７のいずれかの本発明の脈拍異常警報システムである。
第１９の本発明は、前記異常状態受信手段は前記異常判定情報を送信した前記脈拍異常監視装置に基づきあらかじめ指定した前記情報提示手段に情報を提示する情報提示選択手段をさらに備えたことを特徴とする第１５〜１６および１８の、いずれかの本発明の脈拍異常警報システムである。
第２０の本発明は、前記異常状態受信手段は前記異常判定情報を送信した前記脈拍異常監視装置に基づきあらかじめ指定した前記警報手段に警報を発信する警報発報選択手段をさらに備えたことを特徴とする第１５および１７〜１８の、いずれかの本発明の脈拍異常警報システムである。
第２１の本発明は、前記異常状態受信手段と情報提示手段の間に接続され、前記異常状態情報を蓄積する異常状態情報蓄積手段をさらに備え、利用者が前記異常情報蓄積手段に任意の時に接続して異常状態情報を取得することにより前記情報提示手段は前記異常状態情報を提示することを特徴とする第１５〜１６および１８〜１９の、いずれかの本発明の脈拍異常警報システムである。
第２２の本発明は、前記異常判定情報には、前記脈拍情報、前記姿勢情報および前記活動量情報の少なくとも１種の情報を含むことを特徴とする第１５〜２１のいずれかの本発明の脈拍異常警報システムである。
第２３の本発明は、前記姿勢判定手段により、あるいは前記活動量判定手段により、姿勢があるいは活動量が推移したことが判明した場合、その推移から一定時間は、前記異常判定部はその判定動作を停止することを特徴とする第１〜３のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
第２４の本発明は、第３の本発明の脈拍異常監視装置における、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を判定する姿勢判定手段と、前記加速度により活動量を判定する活動量判定手段と、前記算出された脈拍情報および前記検知判定された姿勢情報および活動量の組み合わせからあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
第２５の本発明は、第２４の本発明のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
本発明により、脈拍の評価を行いたい人間が通常の生活を行いながらにして自動的に脈拍の異常状態を検出できるようになる。また、この装置から得られた脈拍異常を担当医などに自動的に送信することで、遠隔的に患者の脈拍の異常状態を評価することが出来、大変有効に作用する。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について図１から図１５を用いて説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１の脈拍異常監視装置について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施の形態の脈拍異常監視装置の概略構成図を示すものである。以下に本実施の形態における構成を説明する。本実施の形態１は、重力加速度を検知する加速度センサ１１、加速度センサ１１から得た重力加速度から人体の姿勢を判定する姿勢判定部１２、脈波を計測する血流計１３、血流計による血流変化から人体の脈拍を算出する脈拍算出部１４、脈拍異常を判定するための判定情報を保持したメモリ１５、脈拍算出部１４により算出した脈拍情報と姿勢判定部１２により判定した姿勢情報からメモリ１５を参照し、脈拍の異常を判定する脈拍異常判定部１６で構成される。
脈拍異常監視装置１７は人体が装着する。装着個所は、体幹である腰部等を選択すると望ましいに。また、脈拍の異常と判定した場合に装置の使用者に報知する報知手段１８をさらに備え、音や光で注意を喚起するよう構成することもできる。
また、姿勢判定部１２の代わりに活動量判定部１２ｂを備え、加速度センサ１１から得られる加速度から人体の活動量を判定するようにしてもよく、あるいは、姿勢判定部１２と活動量判定部１２ｂを両方備えてもよい。両方備えた場合は、１つの加速度センサ１１により同時に姿勢と活動量を判定できるというメリットがある。
さらに、脈拍異常判定部１６に接続した情報保持手段１９をさらに備え、脈拍情報および／あるいは姿勢情報および／あるいは活動量を一時的に保持するように構成することもできる。
図２（ａ）は脈拍異常監視装置を腰部に装着した人物を示したものである。使用者２１は腰部に脈拍異常監視装置１７を装着し、別途血流計１３を装着する。血流計１３として耳たぶの血管における光の透過率から血流量を測定する方式のものなどがあり、この図ではこれを使用した場合を示している。血流計１３から得た脈波から脈拍異常監視装置１７内の脈拍算出部１４により脈拍を算出して、脈拍異常判定部１６により判定した結果から脈拍が異常状態に陥った場合に使用者に報知する、あるいは外部へ脈拍異常監視装置１７により警報を発するなどの処理を行う。それを受けて使用者２１は医者への連絡などをおこなうことにより、さらに危険な状態に陥るのを未然に防ぐことができる。
また、図２（ｂ）は血流計における血流量の測定結果の波形例を示したものである。図２（ｂ）に示すような測定結果から、脈拍異常監視装置１７内の脈拍算出部１４において、例えば単位時間内のピーク数を検出することによって脈拍を算出する。
図３は、脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定例を示したものである。脈拍算出部１４における脈拍情報３１と姿勢判定部１２における姿勢情報３２の組み合わせから脈拍異常を判定する。人間工学からの知見によれば、立位における正常な脈拍範囲は９０〜１００拍／分、座位における正常な脈拍範囲は６０〜１００拍／分、臥位における正常な脈拍範囲は４０〜６０拍／分である。
そこで、異常状態の判定基準例として、姿勢情報３２が立位で、かつ脈拍情報３１が０〜９０拍／分および１００拍／分以上の場合、姿勢情報３２が座位で、かつ脈拍情報３１が０〜６０拍／分および１００拍／分以上の場合、姿勢情報３２が臥位で、かつ脈拍情報３１が０〜４０拍／分および９０拍／分以上の場合に脈拍の異常として判定する例を示した。なお、ここでは各姿勢について脈拍の正常な範囲として上限と下限の両方を示しているが、これは上限か下限のいずれか一方のみを用いて異常と判定する方式にしてもよい。また、個人差をあらかじめ考慮して正常な脈拍範囲を変更できるようにしても良いし、逐次学習させることにより正常な脈拍範囲を自動変更させてもよい。
また、図４は脈拍異常判定部における脈拍異常の判定例を示したものである。脈拍算出部１４における脈拍情報３１と活動量判定部１８における活動量４１の組み合わせから脈拍異常を判定する。活動量４１は、例えば一定時間における加速度の変動を積算した結果について、あらかじめ定めた規定値により分類することで設定することができる。
図５は脈拍異常判定部における脈拍異常の判定例を示したものである。脈拍算出部１４における脈拍情報３１と姿勢判定部１２、および活動量判定部１８における姿勢情報３２および活動量４１の組み合わせから脈拍異常を判定する。たとえばある時点における姿勢が同じであっても、その時点での活動状態が異なる場合、脈拍の状態は異なってきてしかるべきである。一定時間活動した後、例えば立位を保った状態で身体の回復を行った場合と、臥位になって身体の回復を行った場合では臥位における回復のほうが大きいことが容易に考えられる。このことから、ある程度継続して活動を行った場合、とりうる脈拍の早さは活動量とともに姿勢に応じて変動すると考えられ、活動後の姿勢に応じた脈拍異常を検知することができるようになる。また、活動量および姿勢に伴う脈拍の上昇には個人差が含まれることが考えられるため、個人差をあらかじめ考慮して個人毎に正常な脈拍範囲を変更できるようにしても良いし、逐次学習させることにより正常な脈拍範囲を自動変更させてもよい。
図６（ａ），（ｂ）は脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定フローを示したものである。まず、姿勢判定部１２において判定した姿勢情報３２および脈拍算出部１４において算出した脈拍情報３１を取得する。取得した姿勢情報３２に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａあるいはしきい値Ｂをメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａあるいはしきい値Ｂと脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。その比較した結果、脈拍情報３１がしきい値Ａを上回っていた場合、あるいはしきい値Ｂを下回っていた場合においては、脈拍の異常であると判定し、たとえば使用者に結果を放置したり、警報手段を作動させ、警報を発するなどとすることができる。
なお、このフローでは姿勢情報３２としたが、これをこのまま活動量４１としてあらたにしきい値Ａ’およびしきい値Ｂ’をそれぞれ規定してもよい。
図７は、脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定フローを示したものである。まず、姿勢判定部１２において判定した姿勢情報３２、活動量判定部１８において判定した活動量４１および脈拍算出部１４において算出した脈拍情報３１を取得する。
まず取得した姿勢情報３１に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａあるいはしきい値Ｂをメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａあるいはしきい値Ｂと脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。
その比較した結果、脈拍情報３１がしきい値Ａを上回っていた場合、あるいはしきい値Ｂを下回っていた場合において、取得した活動量４１に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａ’あるいはしきい値Ｂ’をメモリ内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａ’あるいはしきい値Ｂ’と脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。その結果脈拍の異常である場合、異常と判定する。この上にさらに警報手段を作動させ、警報を発するようにすることもできる。
図８は、脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定フローを示したものである。まず、姿勢判定部１２において判定した姿勢情報３２および脈拍算出部１４において算出した脈拍情報３１を取得する。取得した姿勢情報３２に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａあるいはしきい値Ｂをメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａあるいはしきい値Ｂと脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。その比較した結果、脈拍情報３１がしきい値Ａを上回っていた場合、あるいはしきい値Ｂを下回っていた場合においては、脈拍の異常であると判定し、その結果を一定時間情報保持手段１９へ保存する。
このような判定を１／６０秒毎に繰り返す。
そこで、異常という判定が連続して、例えば３回異常続いた場合に始めて、脈拍異常と判定し、警報を発する。
このようにして、異常と判定する場合におけるノイズによる誤判定を回避できる。
図９は脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定フローを示したものである。
まず、姿勢判定部１２において判定した姿勢情報３２、活動量判定部１８において判定した活動量４１および脈拍算出部１４において算出した脈拍情報３１を取得する。取得した姿勢情報３２、活動量４１および脈拍情報３１は一定時間情報保持手段１９に保持しておく。
まず取得した姿勢情報３２に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａあるいはしきい値Ｂをメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａあるいはしきい値Ｂと脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。
その比較した結果、脈拍情報３１がしきい値Ａを上回っていた場合、あるいはしきい値Ｂを下回っていた場合においては、次に、取得した活動量４１に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａ‘あるいはしきい値Ｂ’をメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａ‘あるいはしきい値Ｂ’と脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。その結果脈拍の異常である場合、現周期の異常判定結果として仮異常と判定する。
仮異常ともし判定された場合、情報保持手段１９に保持しておいた姿勢情報３２、活動量４１および脈拍情報３１のうちサンプリング周期として１周期前に取得したものを参照し、その情報を用いて同様の判定処理を行わせる。その結果、もし１周期前の判定結果も仮異常である場合には、その時点の状態を異常状態と確定する。このようにすることにより、瞬間的な異常判定を生じさせることによる誤検知をあらかじめ防ぐことが出来、精度の高い異常判定を行うことができる。なお、ここでは１周期前を再判定することで異常と確定させたが、もちろん２周期前、３周期前まで情報保持手段１９に保持させて再判定させる形式にしてもよい。また、現周期の判定結果が異常であるか否かにかかわらず異常判定結果を逐次情報保持手段１９に保持し、次周期において仮異常と判定された場合に異常判定結果のみを参照させるようにすることも出来る。この場合は情報保持手段１９の必要とする保持容量が大きくなるが、その反面、処理の負荷を低減させることができる。このように、日常の中で、ある程度継続して活動を行った場合、とりうる脈拍の早さは活動量４１に応じて変動すると考えられ、活動状態に応じた脈拍異常を検知することができるようになる。また、活動量に伴う脈拍の上昇には個人差が含まれることが考えられるため、個人差をあらかじめ考慮して個人毎にしきい値を変更できるようにしても良いし、逐次学習させることによりしきい値を自動変更させてもよい。
図１０は、脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定処理の概念図を示したものである。まず、脈拍算出部１４における脈拍情報３１と姿勢判定部１２における姿勢情報３２の組み合わせから脈拍異常を判定する。判定した脈拍異常結果は逐次情報保持手段１９に保持しておく。
図１０（ａ）は、情報保持手段１９内に保持された脈拍異常結果を示したもので、横軸が時間軸、縦軸が異常判定結果を示したものであり、すなわち判定結果を時系列に並べたものを示している。
また、１０（ｂ）は、その時における実際の動作推移をしめしたもので、例として激しい活動を行ったあとに、寝転んだ場合を示している。実際の脈拍の推移からすると、活動を止めた後に脈拍数が減少するまでには時間がかかるため、図に示したような脈拍推移および姿勢推移になる。この時、脈拍異常判定部１６においては、激しい活動を止めた直後には脈拍が減少しきっていないため脈拍異常と判定していることになる。そこで、一定時間の間異常判定結果を保持し、その間の判定結果について異常と判定された頻度を算出することで、瞬間的な異常判定結果を排除することができ、高精度な脈拍異常判定を行うことができる。
なお、姿勢の推移があった場合は、姿勢判定部１２で判定可能であるが、そのような場合、推移の後一定時間の間は脈拍異常判定部１６の判定動作を停止して、誤判定を防ぐことも可能である。
また、姿勢の推移にかぎらず、活動量の推移があった場合にも同様に一定時間異常判定を停止することが望ましい。
図１１は、加速度センサ１１を用いて姿勢変化を検出する模式図を示したものである。なお、加速度センサ１１は脈拍異常監視装置１７に固定し、前方および重力方向の少なくとも２方向に感度を持ち、かつ重力加速度を検知できる加速度センサ１１を使用する。加速度センサ１１が装備されている脈拍異常監視装置１７は使用者９１の腰部に装着しているのを想定しており、加速度センサ１１の傾きに伴って変化する重力加速度の大きさに比例する出力は、脈拍異常監視装置１７内の姿勢判定部１２により処理される。図１０は左から立位９２、座位９３、臥位（あおむけ）９４を示しており、立位９２の場合に人体の前方がｘ軸を、重力方向がｙ軸を向いている場合を想定している。このｘ軸およびｙ軸の出力から重力加速度成分を検出することにより、人体の姿勢を判定する。
図１２は加速度センサを用いて姿勢変化を検出する場合における加速度センサの出力を示したものである。なお、加速度センサは重力加速度を検知できるものを使用する。図１１の左から立位９２、座位９３、臥位９４の時の加速度センサ出力を示している。なお、グラフの上方向が加速度センサからの出力が大きいことを示しており、加速度センサに大きい重力加速度がかかるほど出力が大きくなる場合を想定している。このｘ軸およびｙ軸の出力から重力加速度成分を検出することにより、人体の姿勢を判定する。
図１３は加速度センサを用いて活動量を検出する場合における加速度センサの出力を示したものである。もし活動量のみを検出するのであれば、必ずしも重力加速度成分を検出できるものを加速度センサに使用する必要はなく、加速度変動成分を検出するものでよい。図１３の左から活動量が大きくなっていく場合の加速度センサ出力を示している。活動量は活動量判定部において、たとえば加速度センサ出力の一次微分結果を一定時間積分し、クラス分けすることにより算出することができる。なお、グラフの上方向が加速度センサからの出力が大きいことを示している。このｘ軸およびｙ軸の出力から加速度変動成分を検出することにより、人体の活動量を判定する。
（実施の形態２）
実施の形態２の脈拍異常監視装置について図面を参照しながら説明する。図１４は本発明の一実施の形態２の脈拍異常警報システムの概略構成図を示すものである。
以下に本実施の形態２における構成を説明する。本実施の形態２は、図１に示した構成からなる脈拍異常監視装置１７および、脈拍異常監視装置１７内脈拍異常判定部１６と接続し、脈拍異常判定部１６により脈拍異常と判定した場合に無線通信を行う異常状態送信部１２１、および異常状態送信部から送られた異常を示す信号を受信する異常状態受信手段１２２と、異常状態受信手段１２２が異常信号を受信した際に作動される警報受信装置１２３から構成される。
異常状態受信手段１２２と脈拍異常監視装置１７は無線により通信を行う。なお、この図で警報受信装置１２３と示している装置は、例えば外部の病院などに設置した専用端末などとして設定することができる。このようにすることにより、使用者が自ら通報することなく自動的に病院などに通報できる。また、脈拍異常監視装置１７にさらにスピーカを搭載し、脈拍異常の判定結果を異常状態受信手段１２２が受信した場合に異常状態受信手段１２２側から使用者に対してスピーカを通して安否を確認するシステムにしてもよいし、脈拍異常監視装置１７にスイッチをさらに装備して使用者が自らの意志で通報できる機能を付加してもよい。なお、ここでは脈拍異常監視装置１７に接続している装置として警報受信装置１２３を示したが、これはこのまま情報提示手段に置き換えて運用することもできる。
なお、本情報は多分に個人情報を含むことから異常状態受信手段１２２の中にあらかじめ情報を暗号化させる処理をする機能を付加すると、警報受信装置との通信においてプライバシー上も考慮され、公衆通信網を用いたシステムとして構築した場合にも、情報セキュリティ面にも有効であり、かつ安価なシステムにすることができる。なお、ここでの異常状態受信手段１２２と脈拍異常監視装置１７間における通信形態としては、装置の装着時における拘束性から無線が望ましいが、もちろん有線でも実現できないことはない。また、この無線形式としては、専用の無線仕様を用いて他の無線ネットワークから切り離した形でシステム構築することもできる一方、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ規格や無線ＬＡＮなどの汎用無線や、ＰＨＳ回線網などの電話回線を用いて、他のネットワークとの親和性を確保するように構築することも出来る。
（実施の形態３）
実施の形態３の脈拍異常監視装置について図面を参照しながら説明する。図１４は本発明の一実施の形態３の脈拍異常警報システムの概略構成図を示すものである。以下に本実施の形態３における構成を説明する。
本実施の形態３は、図１４で示したシステムの警報受信装置として、複数のＰＨＳ１３１を設定して構成している。脈拍異常監視装置１７を装着した使用者１３２それぞれの装置に独自のＩＤ情報を付加し、異常状態受信手段１２２との通信で送信する状態情報にＩＤを付与することで、その状態情報がいずれの使用者１３２のものであるかを判定する。異常状態受信手段１２２はその判定結果から、それぞれの使用者１３２の担当医あるいは家族などの、あらかじめ登録した情報送信先に個別に状態信号を送信する。受信したＰＨＳ１３１は、例えば独自の着信音やバイブレーション機能を用いて使用者１３２の脈拍異常状態を遠隔的に把握することができる。なお、ここでは病院内などで使用することを想定したことから警報受信装置としてＰＨＳを図示したが、これはもちろん携帯電話やポケットベルなどの公衆電話回線網を使用する他の端末でもよいし、もちろん専用回線を用いたり、アマチュア無線などの無線を用いて独立システムとして構築してもよい。
（実施の形態４）
実施の形態４の脈拍異常監視装置について図面を参照しながら説明する。図１６は本発明の一実施の形態４の脈拍異常警報システムの概略構成図を示すものである。以下に本実施の形態４における構成を説明する。
本実施の形態４は、図１４で示したシステムの警報受信装置として、ＰＣ上のインターネットブラウザ１４１を設定して構成している。異常状態受信手段１２２では、あらかじめ契約したプロバイダを介し、受信した状態情報およびいずれの使用者のものであるかの情報をプロバイダ上のサーバに蓄積する。送信された状態情報および使用者情報は、開設したインターネットのウェブページ上から参照することが出来る。ここで、それぞれの使用者１３２の担当医あるいは家族などがウェブページにアクセスし、状態情報を参照するが、ログイン時にあらかじめ登録した人物のみが認識しているパスワードにより前記状態情報を保護するようにする。担当医あるいは家族は、状態情報を参照したい場合にパスワードを入力することにより、プライバシーを保護したうえでウェブページを利用することができる。
なお、ここではウェブページには異常状態情報を載せるとしているが、これはもちろん、姿勢情報、活動量、脈拍情報を載せ、たとえば時系列の変動の状態などを確認するように構成することもできる。また、ここではウェブページとしたが、もちろん専用のプッシュ型コンテンツ配信サービスにより情報提供を実現するなどの方法を用いてもよい。
産業上の利用可能性
以上示した発明を用いることにより、現在までは有効な方法が存在しなかった脈拍の異常状態を高精度にかつ自動的に判定することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常監視装置の概略構成図である。
図２は、本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常監視装置を装着した人物および脈波測定結果例である。
図３は、本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常判定手段における脈拍要注意の判定例である。
図４は、本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常判定手段における脈拍要注意の判定例である。
図５は、本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常判定手段における脈拍要注意の判定例である。
図６は、本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常の判定フローである。
図７は、本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常の判定フローである。
図８は、本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常の判定フローである。
図９は、本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常の判定フローである。
図１０は、本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常の判定処理概念図である。
図１１は、本発明の一実施の形態１にかかる姿勢が変化した場合における加速度センサの向きである。
図１２は、本発明の一実施の形態１にかかる姿勢が変化した場合における加速度センサ出力である。
図１３は、本発明の一実施の形態１にかかる活動量が変化した場合における加速度センサ出力である。
図１４は、本発明の一実施の形態２にかかる脈拍異常警報システムの概略構成図である。
図１５は、本発明の一実施の形態３にかかる脈拍異常警報システムの概略構成図である。
図１６は、本発明の一実施の形態４にかかる脈拍異常警報システムの概略構成図である。
（符号の説明）
１１．加速度センサ
１２．姿勢判定部
１３．血流計
１４．脈拍算出部
１５．メモリ
１６．脈拍異常判定部
１７．脈拍異常監視装置
２１．使用者
３１．脈拍情報
３２．姿勢情報
９１．使用者
９２．立位
９３．座位
９４．臥位
１２１．異常状態送信部
１２２．異常状態受信手段
１２３．警報受信装置
１３１．ＰＨＳ
１３２．装置使用者
１３３．公衆回線網
１３４．公衆回線基地局
１４１．インターネットブラウザ
１４２．サービスプロバイダ
１４３．サーバ
【書類名】 明細書
【特許請求の範囲】
【請求項１】 人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を検知判定する姿勢判定手段と、
前記脈拍算出手段により算出された脈拍情報および前記姿勢判定手段により判定された姿勢情報からあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段と、を備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置。
【請求項２】 人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を判定する姿勢判定手段と、
前記加速度により活動量を判定する活動量判定手段と、
前記算出された脈拍情報および前記検知判定された姿勢情報および活動量の組み合わせからあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段とを、備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置。
【請求項３】 前記異常判定手段の判定結果を装置使用者に報知する報知手段をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲１〜２のいずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項４】 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で判定された姿勢情報に対応してあらかじめ規定した脈拍の第１のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする第１〜３のいずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
【請求項５】 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報に対応してあらかじめ規定した脈拍の第２のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする第１〜４の、いずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
【請求項６】 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報および前記活動量判定手段で得られた活動量の組み合わせによりあらかじめ規定した脈拍の第５のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする第２〜３のいずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
【請求項７】 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報および前記活動量判定手段で得られた活動量の組み合わせによりあらかじめ規定した脈拍の第６のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする第２〜３のいずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
【請求項８】 前記判定結果を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記判定結果の時系列変化に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする第２〜３、６、および７の、いずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
【請求項９】 前記判定結果を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記判定結果の規定時間中の頻度に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする第１および２〜５、６および７の、いずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
【請求項１０】 前記異常判定手段において異常と判定されたときに異常判定情報を送信する異常状態送信手段をさらに備えた第１〜９のいずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
【請求項１１】 第１０の請求の範囲の脈拍異常監視装置と、
前記異常状態受信手段と通信を行い、前記異常判定情報を受信する異常状態受信手段を備えたことを特徴とする脈拍異常警報システム。
【請求項１２】 前記異常状態受信手段と接続し、前記異常判定情報を提示する前記情報提示手段をさらに備えたことを特徴とする第１１の請求の範囲の脈拍異常警報システム。
【請求項１３】 前記異常状態受信手段と接続し、前記異常状態受信手段が前記異常判定情報を受信したときに利用者に警報を発する警報手段をさらに備えたことを特徴とする第１１あるいは１２の請求の範囲の脈拍異常警報システム。
【請求項１４】 前記異常状態送信手段および前記異常状態受信手段は前記異常判定情報に暗号化を行う暗号化手段をさらに備えていることを特徴とする第１１〜１３のいずれかの請求の範囲の脈拍異常警報システム。
【請求項１５】 前記異常状態受信手段は前記異常判定情報を送信した前記脈拍異常監視装置に基づきあらかじめ指定した前記情報提示手段に情報を提示する情報提示選択手段をさらに備えたことを特徴とする第１１〜１２および１４の、いずれかの請求の範囲の脈拍異常警報システム。
【請求項１６】 前記異常状態受信手段は前記異常判定情報を送信した前記脈拍異常監視装置に基づきあらかじめ指定した前記警報手段に警報を発信する警報発報選択手段をさらに備えたことを特徴とする第１１および１３〜１４の、いずれかの請求の範囲の脈拍異常警報システム。
【請求項１７】 前記異常状態受信手段と情報提示手段の間に接続され、前記異常状態情報を蓄積する異常状態情報蓄積手段をさらに備え、利用者が前記異常情報蓄積手段に任意の時に接続して異常状態情報を取得することにより前記情報提示手段は前記異常状態情報を提示することを特徴とする第１１〜１２および１４〜１５の、いずれかの請求の範囲の脈拍異常警報システム。
【請求項１８】 前記異常判定情報には、前記脈拍情報、前記姿勢情報および前記活動量情報の少なくとも１種の情報を含むことを特徴とする第１１〜１７のいずれかの請求の範囲の脈拍異常警報システム。
【請求項１９】 前記姿勢判定手段により、あるいは前記活動量判定手段により、姿勢があるいは活動量が推移したことが判明した場合、その推移から一定時間は、前記異常判定部はその判定動作を停止することを特徴とする第１〜２のいずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
【請求項２０】 第２の請求の範囲の脈拍異常監視装置における、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を判定する姿勢判定手段と、前記加速度により活動量を判定する活動量判定手段と、前記算出された脈拍情報および前記検知判定された姿勢情報および活動量の組み合わせからあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項２１】 第２０の請求の範囲のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体の状態を検知して異常時に警報を発する装置およびシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高齢社会の到来という背景のもとに高齢者の介護が注目されている。特に、持病などの疾患を伴う高齢者の介護は大変重要視され、これら高齢者の行動を自動的に見守り、異常状態に陥った場合に外部に自動通報することは介護の観点から大変重要であると考えられる。また、近年の核家族化による小人数世帯の増加などに注目するに、高齢者に限らず、人の異常状態を自動監視することができるならば、異常状態の早期発見という観点から人の生活に大変有効である。特に心臓に疾患を持つ人の場合、異常状態が脈拍の上昇などの脈拍異常という形で発生し、異常状態の指標になる。
【０００３】
脈拍を計測するためには脈波の計測が必要となるが、脈波を計測する主な技術として、腕に巻きつける方式による血圧の変化を計測する方式が病院用、家庭用ともに広く使用されている。また、近年では、耳たぶや手指内の血管に対して光の透過率変化を計測することができる方式が提案されてきている。脈波の変化状態を検出することにより、脈拍を算出することができる。なお、脈拍の判定結果から異常を判定する手法としてはすでに知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１８９６８４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように脈波および脈拍の計測方法は数多く提案されているが、そのとき得られた脈拍が異常状態であるかを評価するのかについては、高精度なものは発案されておらず、事実上は医師などの専門家の判断に頼っているのが現状である。
【０００６】
さらに、評価するべき脈拍は、安静時に意識的に計測時間を設けて計測したものを用いており、日常生活を送りながら脈拍の異常状態を常に監視するということは不可能であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、高精度にかつ日常生活の中から脈拍の異常状態を検出できる装置及びシステムを提供することを目的とする。
【０００８】
一般的に、正常な脈拍範囲は人間の取る姿勢によって異なることが言われている。人間工学からの知見によれば、立位における正常な脈拍範囲は90〜100拍/分、座位における正常な脈拍範囲は60〜100拍/分、臥位における正常な脈拍範囲は40〜60拍/分といわれている。そこで、脈拍とともに、そのときの人体の姿勢および活動量の変化を算出し、その姿勢あるいは活動量における脈拍が正常範囲であるかどうかを判定することにより、高精度に脈拍異常を検出することができる。また、検出した脈拍異常情報を担当医や家族などに自動的に送信することで、遠隔的に患者の脈拍の異常状態を評価することができるようになる。また、その送信端末に携帯電話などを設定することにより、担当医や家族などが移動中においても自動的に状態を把握することができる。
【０００９】
第１の本発明は、人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を検知判定する姿勢判定手段と、
前記脈拍算出手段により算出された脈拍情報および前記姿勢判定手段により判定された姿勢情報からあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段と、を備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置である。
【００１０】
第２の本発明は、人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の活動量を判定する活動量判定手段と、
前記脈拍算出手段により算出された脈拍情報および前記姿勢判定手段により判定された活動量からあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段と、を備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置である。
【００１１】
第３の本発明は、人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を判定する姿勢判定手段と、
前記加速度により活動量を判定する活動量判定手段と、
前記算出された脈拍情報および前記検知判定された姿勢情報および活動量の組み合わせからあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段とを、備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置である。
【００１２】
第４の本発明は、前記異常判定手段の判定結果を装置使用者に報知する報知手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００１３】
第５の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で判定された姿勢情報に対応してあらかじめ規定した脈拍の第１のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする第１および第３〜４のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００１４】
第６の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報に対応してあらかじめ規定した脈拍の第２のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする第１および３〜５の、いずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００１５】
第７の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記活動量判定手段で得られた活動量に対応してあらかじめ規定した脈拍の第３のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする第２〜４のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００１６】
第８の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記活動量判定手段で得られた活動量に対応してあらかじめ規定した脈拍の第４のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする第２〜４および７のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００１７】
第９の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報および前記活動量判定手段で得られた活動量の組み合わせによりあらかじめ規定した脈拍の第５のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする第３〜４のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００１８】
第１０の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報および前記活動量判定手段で得られた活動量の組み合わせによりあらかじめ規定した脈拍の第６のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする第３〜４のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００１９】
第１１の本発明は、前記脈拍情報、前記姿勢情報および前記活動量情報を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記情報の少なくとも一部の時系列変化に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする第２〜４および７〜１０の、いずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００２０】
第１２の本発明は、前記判定結果を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記判定結果の時系列変化に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする第３〜４、９、および１０の、いずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００２１】
第１３の本発明は、前記判定結果を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記判定結果の規定時間中の頻度に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする第１および３〜６、９および１０の、いずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００２２】
第１４の本発明は、前記異常判定手段において異常と判定されたときに異常判定情報を送信する異常状態送信手段をさらに備えた第１〜１３のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００２３】
第１５の本発明は、第１４の本発明の脈拍異常監視装置と、
前記異常状態受信手段と通信を行い、前記異常判定情報を受信する異常状態受信手段を備えたことを特徴とする脈拍異常警報システムである。
【００２４】
第１６の本発明は、前記異常状態受信手段と接続し、前記異常判定情報を提示する前記情報提示手段をさらに備えたことを特徴とする第１５の本発明の脈拍異常警報システムである。
【００２５】
第１７の本発明は、前記異常状態受信手段と接続し、前記異常状態受信手段が前記異常判定情報を受信したときに利用者に警報を発する警報手段をさらに備えたことを特徴とする第１５あるいは１６の本発明の脈拍異常警報システムである。
【００２６】
第１８の本発明は、前記異常状態送信手段および前記異常状態受信手段は前記異常判定情報に暗号化を行う暗号化手段をさらに備えていることを特徴とする第１５〜１７のいずれかの本発明の脈拍異常警報システムである。
【００２７】
第１９の本発明は、前記異常状態受信手段は前記異常判定情報を送信した前記脈拍異常監視装置に基づきあらかじめ指定した前記情報提示手段に情報を提示する情報提示選択手段をさらに備えたことを特徴とする第１５〜１６および１８の、いずれかの本発明の脈拍異常警報システムである。
【００２８】
第２０の本発明は、前記異常状態受信手段は前記異常判定情報を送信した前記脈拍異常監視装置に基づきあらかじめ指定した前記警報手段に警報を発信する警報発報選択手段をさらに備えたことを特徴とする第１５および１７〜１８の、いずれかの本発明の脈拍異常警報システムである。
【００２９】
第２１の本発明は、前記異常状態受信手段と情報提示手段の間に接続され、前記異常状態情報を蓄積する異常状態情報蓄積手段をさらに備え、利用者が前記異常情報蓄積手段に任意の時に接続して異常状態情報を取得することにより前記情報提示手段は前記異常状態情報を提示することを特徴とする第１５〜１６および１８〜１９の、いずれかの本発明の脈拍異常警報システムである。
【００３０】
第２２の本発明は、前記異常判定情報には、前記脈拍情報、前記姿勢情報および前記活動量情報の少なくとも１種の情報を含むことを特徴とする第１５〜２１のいずれかの本発明の脈拍異常警報システムである。
【００３１】
第２３の本発明は、前記姿勢判定手段により、あるいは前記活動量判定手段により、姿勢があるいは活動量が推移したことが判明した場合、その推移から一定時間は、前記異常判定部はその判定動作を停止することを特徴とする第１〜３のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００３２】
第２４の本発明は、第３の本発明の脈拍異常監視装置における、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を判定する姿勢判定手段と、前記加速度により活動量を判定する活動量判定手段と、前記算出された脈拍情報および前記検知判定された姿勢情報および活動量の組み合わせからあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【００３３】
第２５の本発明は、第２４の本発明のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
【００３４】
本発明により、脈拍の評価を行いたい人間が通常の生活を行いながらにして自動的に脈拍の異常状態を検出できるようになる。また、この装置から得られた脈拍異常を担当医などに自動的に送信することで、遠隔的に患者の脈拍の異常状態を評価することが出来、大変有効に作用する。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１から図１５を用いて説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１の脈拍異常監視装置について図面を参照しながら説明する。
【００３６】
図１は本発明の一実施の形態の脈拍異常監視装置の概略構成図を示すものである。以下に本実施の形態における構成を説明する。本実施の形態１は、重力加速度を検知する加速度センサ１１、加速度センサ１１から得た重力加速度から人体の姿勢を判定する姿勢判定部１２、脈波を計測する血流計１３、血流計による血流変化から人体の脈拍を算出する脈拍算出部１４、脈拍異常を判定するための判定情報を保持したメモリ１５、脈拍算出部１４により算出した脈拍情報と姿勢判定部１２により判定した姿勢情報からメモリ１５を参照し、脈拍の異常を判定する脈拍異常判定部１６で構成される。
【００３７】
脈拍異常監視装置１７は人体が装着する。装着個所は、体幹である腰部等を選択すると望ましいに。また、脈拍の異常と判定した場合に装置の使用者に報知する報知手段１８をさらに備え、音や光で注意を喚起するよう構成することもできる。
【００３８】
また、姿勢判定部１２の代わりに活動量判定部１２ｂを備え、加速度センサ１１から得られる加速度から人体の活動量を判定するようにしてもよく、あるいは、姿勢判定部１２と活動量判定部１２ｂを両方備えてもよい。両方備えた場合は、１つの加速度センサ１１により同時に姿勢と活動量を判定できるというメリットがある。
【００３９】
さらに、脈拍異常判定部１６に接続した情報保持手段１９をさらに備え、脈拍情報および／あるいは姿勢情報および／あるいは活動量を一時的に保持するように構成することもできる。
【００４０】
図２（ａ）は脈拍異常監視装置を腰部に装着した人物を示したものである。使用者２１は腰部に脈拍異常監視装置１７を装着し、別途血流計１３を装着する。血流計１３として耳たぶの血管における光の透過率から血流量を測定する方式のものなどがあり、この図ではこれを使用した場合を示している。血流計１３から得た脈波から脈拍異常監視装置１７内の脈拍算出部１４により脈拍を算出して、脈拍異常判定部１６により判定した結果から脈拍が異常状態に陥った場合に使用者に報知する、あるいは外部へ脈拍異常監視装置１７により警報を発するなどの処理を行う。それを受けて使用者２１は医者への連絡などをおこなうことにより、さらに危険な状態に陥るのを未然に防ぐことができる。
【００４１】
また、図２（ｂ）は血流計における血流量の測定結果の波形例を示したものである。図２（ｂ）に示すような測定結果から、脈拍異常監視装置１７内の脈拍算出部１４において、例えば単位時間内のピーク数を検出することによって脈拍を算出する。
【００４２】
図３は、脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定例を示したものである。脈拍算出部１４における脈拍情報３１と姿勢判定部１２における姿勢情報３２の組み合わせから脈拍異常を判定する。人間工学からの知見によれば、立位における正常な脈拍範囲は90〜100拍/分、座位における正常な脈拍範囲は60〜100拍/分、臥位における正常な脈拍範囲は40〜60拍/分である。
【００４３】
そこで、異常状態の判定基準例として、姿勢情報３２が立位で、かつ脈拍情報３１が0〜90拍/分および100拍/分以上の場合、姿勢情報３２が座位で、かつ脈拍情報３１が0〜60拍/分および100拍/分以上の場合、姿勢情報３２が臥位で、かつ脈拍情報３１が0〜40拍/分および90拍/分以上の場合に脈拍の異常として判定する例を示した。なお、ここでは各姿勢について脈拍の正常な範囲として上限と下限の両方を示しているが、これは上限か下限のいずれか一方のみを用いて異常と判定する方式にしてもよい。また、個人差をあらかじめ考慮して正常な脈拍範囲を変更できるようにしても良いし、逐次学習させることにより正常な脈拍範囲を自動変更させてもよい。
【００４４】
また、図４は脈拍異常判定部における脈拍異常の判定例を示したものである。脈拍算出部１４における脈拍情報３１と活動量判定部１８における活動量４１の組み合わせから脈拍異常を判定する。活動量４１は、例えば一定時間における加速度の変動を積算した結果について、あらかじめ定めた規定値により分類することで設定することができる。
【００４５】
図５は脈拍異常判定部における脈拍異常の判定例を示したものである。脈拍算出部１４における脈拍情報３１と姿勢判定部１２、および活動量判定部１８における姿勢情報３２および活動量４１の組み合わせから脈拍異常を判定する。たとえばある時点における姿勢が同じであっても、その時点での活動状態が異なる場合、脈拍の状態は異なってきてしかるべきである。一定時間活動した後、例えば立位を保った状態で身体の回復を行った場合と、臥位になって身体の回復を行った場合では臥位における回復のほうが大きいことが容易に考えられる。このことから、ある程度継続して活動を行った場合、とりうる脈拍の早さは活動量とともに姿勢に応じて変動すると考えられ、活動後の姿勢に応じた脈拍異常を検知することができるようになる。また、活動量および姿勢に伴う脈拍の上昇には個人差が含まれることが考えられるため、個人差をあらかじめ考慮して個人毎に正常な脈拍範囲を変更できるようにしても良いし、逐次学習させることにより正常な脈拍範囲を自動変更させてもよい。
【００４６】
図６（ａ），（ｂ）は脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定フローを示したものである。まず、姿勢判定部１２において判定した姿勢情報３２および脈拍算出部１４において算出した脈拍情報３１を取得する。取得した姿勢情報３２に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａあるいはしきい値Ｂをメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａあるいはしきい値Ｂと脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。その比較した結果、脈拍情報３１がしきい値Ａを上回っていた場合、あるいはしきい値Ｂを下回っていた場合においては、脈拍の異常であると判定し、たとえば使用者に結果を放置したり、警報手段を作動させ、警報を発するなどとすることができる。
【００４７】
なお、このフローでは姿勢情報３２としたが、これをこのまま活動量４１としてあらたにしきい値Ａ’およびしきい値Ｂ’をそれぞれ規定してもよい。
【００４８】
図７は、脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定フローを示したものである。まず、姿勢判定部１２において判定した姿勢情報３２、活動量判定部１８において判定した活動量４１および脈拍算出部１４において算出した脈拍情報３１を取得する。
【００４９】
まず取得した姿勢情報３１に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａあるいはしきい値Ｂをメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａあるいはしきい値Ｂと脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。
【００５０】
その比較した結果、脈拍情報３１がしきい値Ａを上回っていた場合、あるいはしきい値Ｂを下回っていた場合において、取得した活動量４１に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａ’あるいはしきい値Ｂ’をメモリ内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａ’あるいはしきい値Ｂ’と脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。その結果脈拍の異常である場合、異常と判定する。この上にさらに警報手段を作動させ、警報を発するようにすることもできる。
【００５１】
図８は、脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定フローを示したものである。まず、姿勢判定部１２において判定した姿勢情報３２および脈拍算出部１４において算出した脈拍情報３１を取得する。取得した姿勢情報３２に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａあるいはしきい値Ｂをメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａあるいはしきい値Ｂと脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。その比較した結果、脈拍情報３１がしきい値Ａを上回っていた場合、あるいはしきい値Ｂを下回っていた場合においては、脈拍の異常であると判定し、その結果を一定時間情報保持手段１９へ保存する。
【００５２】
このような判定を１／６０秒毎に繰り返す。
【００５３】
そこで、異常という判定が連続して、例えば３回異常続いた場合に始めて、脈拍異常と判定し、警報を発する。
【００５４】
このようにして、異常と判定する場合におけるノイズによる誤判定を回避できる。
【００５５】
図９は脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定フローを示したものである。
【００５６】
まず、姿勢判定部１２において判定した姿勢情報３２、活動量判定部１８において判定した活動量４１および脈拍算出部１４において算出した脈拍情報３１を取得する。取得した姿勢情報３２、活動量４１および脈拍情報３１は一定時間情報保持手段１９に保持しておく。
【００５７】
まず取得した姿勢情報３２に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａあるいはしきい値Ｂをメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａあるいはしきい値Ｂと脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。
【００５８】
その比較した結果、脈拍情報３１がしきい値Ａを上回っていた場合、あるいはしきい値Ｂを下回っていた場合においては、次に、取得した活動量４１に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａ‘あるいはしきい値Ｂ’をメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａ‘あるいはしきい値Ｂ’と脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。その結果脈拍の異常である場合、現周期の異常判定結果として仮異常と判定する。
【００５９】
仮異常ともし判定された場合、情報保持手段１９に保持しておいた姿勢情報３２、活動量４１および脈拍情報３１のうちサンプリング周期として１周期前に取得したものを参照し、その情報を用いて同様の判定処理を行わせる。その結果、もし１周期前の判定結果も仮異常である場合には、その時点の状態を異常状態と確定する。このようにすることにより、瞬間的な異常判定を生じさせることによる誤検知をあらかじめ防ぐことが出来、精度の高い異常判定を行うことができる。なお、ここでは１周期前を再判定することで異常と確定させたが、もちろん２周期前、３周期前まで情報保持手段１９に保持させて再判定させる形式にしてもよい。また、現周期の判定結果が異常であるか否かにかかわらず異常判定結果を逐次情報保持手段１９に保持し、次周期において仮異常と判定された場合に異常判定結果のみを参照させるようにすることも出来る。この場合は情報保持手段１９の必要とする保持容量が大きくなるが、その反面、処理の負荷を低減させることができる。このように、日常の中で、ある程度継続して活動を行った場合、とりうる脈拍の早さは活動量４１に応じて変動すると考えられ、活動状態に応じた脈拍異常を検知することができるようになる。また、活動量に伴う脈拍の上昇には個人差が含まれることが考えられるため、個人差をあらかじめ考慮して個人毎にしきい値を変更できるようにしても良いし、逐次学習させることによりしきい値を自動変更させてもよい。
【００６０】
図１０は、脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定処理の概念図を示したものである。まず、脈拍算出部１４における脈拍情報３１と姿勢判定部１２における姿勢情報３２の組み合わせから脈拍異常を判定する。判定した脈拍異常結果は逐次情報保持手段１９に保持しておく。
【００６１】
図１０（ａ）は、情報保持手段１９内に保持された脈拍異常結果を示したもので、横軸が時間軸、縦軸が異常判定結果を示したものであり、すなわち判定結果を時系列に並べたものを示している。
【００６２】
また、１０（ｂ）は、その時における実際の動作推移をしめしたもので、例として激しい活動を行ったあとに、寝転んだ場合を示している。実際の脈拍の推移からすると、活動を止めた後に脈拍数が減少するまでには時間がかかるため、図に示したような脈拍推移および姿勢推移になる。この時、脈拍異常判定部１６においては、激しい活動を止めた直後には脈拍が減少しきっていないため脈拍異常と判定していることになる。そこで、一定時間の間異常判定結果を保持し、その間の判定結果について異常と判定された頻度を算出することで、瞬間的な異常判定結果を排除することができ、高精度な脈拍異常判定を行うことができる。
【００６３】
なお、姿勢の推移があった場合は、姿勢判定部１２で判定可能であるが、そのような場合、推移の後一定時間の間は脈拍異常判定部１６の判定動作を停止して、誤判定を防ぐことも可能である。
【００６４】
また、姿勢の推移にかぎらず、活動量の推移があった場合にも同様に一定時間異常判定を停止することが望ましい。
【００６５】
図１１は、加速度センサ１１を用いて姿勢変化を検出する模式図を示したものである。なお、加速度センサ１１は脈拍異常監視装置１７に固定し、前方および重力方向の少なくとも２方向に感度を持ち、かつ重力加速度を検知できる加速度センサ１１を使用する。加速度センサ１１が装備されている脈拍異常監視装置１７は使用者９１の腰部に装着しているのを想定しており、加速度センサ１１の傾きに伴って変化する重力加速度の大きさに比例する出力は、脈拍異常監視装置１７内の姿勢判定部１２により処理される。図１０は左から立位９２、座位９３、臥位（あおむけ）９４を示しており、立位９２の場合に人体の前方がｘ軸を、重力方向がｙ軸を向いている場合を想定している。このｘ軸およびｙ軸の出力から重力加速度成分を検出することにより、人体の姿勢を判定する。
【００６６】
図１２は加速度センサを用いて姿勢変化を検出する場合における加速度センサの出力を示したものである。なお、加速度センサは重力加速度を検知できるものを使用する。図１１の左から立位９２、座位９３、臥位９４の時の加速度センサ出力を示している。なお、グラフの上方向が加速度センサからの出力が大きいことを示しており、加速度センサに大きい重力加速度がかかるほど出力が大きくなる場合を想定している。このｘ軸およびｙ軸の出力から重力加速度成分を検出することにより、人体の姿勢を判定する。
【００６７】
図１３は加速度センサを用いて活動量を検出する場合における加速度センサの出力を示したものである。もし活動量のみを検出するのであれば、必ずしも重力加速度成分を検出できるものを加速度センサに使用する必要はなく、加速度変動成分を検出するものでよい。図１３の左から活動量が大きくなっていく場合の加速度センサ出力を示している。活動量は活動量判定部において、たとえば加速度センサ出力の一次微分結果を一定時間積分し、クラス分けすることにより算出することができる。なお、グラフの上方向が加速度センサからの出力が大きいことを示している。このｘ軸およびｙ軸の出力から加速度変動成分を検出することにより、人体の活動量を判定する。
（実施の形態２）
実施の形態２の脈拍異常監視装置について図面を参照しながら説明する。図１４は本発明の一実施の形態２の脈拍異常警報システムの概略構成図を示すものである。
【００６８】
以下に本実施の形態２における構成を説明する。本実施の形態２は、図１に示した構成からなる脈拍異常監視装置１７および、脈拍異常監視装置１７内脈拍異常判定部１６と接続し、脈拍異常判定部１６により脈拍異常と判定した場合に無線通信を行う異常状態送信部１２１、および異常状態送信部から送られた異常を示す信号を受信する異常状態受信手段１２２と、異常状態受信手段１２２が異常信号を受信した際に作動される警報受信装置１２３から構成される。
【００６９】
異常状態受信手段１２２と脈拍異常監視装置１７は無線により通信を行う。なお、この図で警報受信装置１２３と示している装置は、例えば外部の病院などに設置した専用端末などとして設定することができる。このようにすることにより、使用者が自ら通報することなく自動的に病院などに通報できる。また、脈拍異常監視装置１７にさらにスピーカを搭載し、脈拍異常の判定結果を異常状態受信手段１２２が受信した場合に異常状態受信手段１２２側から使用者に対してスピーカを通して安否を確認するシステムにしてもよいし、脈拍異常監視装置１７にスイッチをさらに装備して使用者が自らの意志で通報できる機能を付加してもよい。なお、ここでは脈拍異常監視装置１７に接続している装置として警報受信装置１２３を示したが、これはこのまま情報提示手段に置き換えて運用することもできる。
【００７０】
なお、本情報は多分に個人情報を含むことから異常状態受信手段１２２の中にあらかじめ情報を暗号化させる処理をする機能を付加すると、警報受信装置との通信においてプライバシー上も考慮され、公衆通信網を用いたシステムとして構築した場合にも、情報セキュリティ面にも有効であり、かつ安価なシステムにすることができる。なお、ここでの異常状態受信手段１２２と脈拍異常監視装置１７間における通信形態としては、装置の装着時における拘束性から無線が望ましいが、もちろん有線でも実現できないことはない。また、この無線形式としては、専用の無線仕様を用いて他の無線ネットワークから切り離した形でシステム構築することもできる一方、bluetooth規格や無線ＬＡＮなどの汎用無線や、ＰＨＳ回線網などの電話回線を用いて、他のネットワークとの親和性を確保するように構築することも出来る。
（実施の形態３）
実施の形態３の脈拍異常監視装置について図面を参照しながら説明する。図１４は本発明の一実施の形態３の脈拍異常警報システムの概略構成図を示すものである。以下に本実施の形態３における構成を説明する。
【００７１】
本実施の形態３は、図１４で示したシステムの警報受信装置として、複数のＰＨＳ１３１を設定して構成している。脈拍異常監視装置１７を装着した使用者１３２それぞれの装置に独自のＩＤ情報を付加し、異常状態受信手段１２２との通信で送信する状態情報にＩＤを付与することで、その状態情報がいずれの使用者１３２のものであるかを判定する。異常状態受信手段１２２はその判定結果から、それぞれの使用者１３２の担当医あるいは家族などの、あらかじめ登録した情報送信先に個別に状態信号を送信する。受信したＰＨＳ１３１は、例えば独自の着信音やバイブレーション機能を用いて使用者１３２の脈拍異常状態を遠隔的に把握することができる。なお、ここでは病院内などで使用することを想定したことから警報受信装置としてＰＨＳを図示したが、これはもちろん携帯電話やポケットベルなどの公衆電話回線網を使用する他の端末でもよいし、もちろん専用回線を用いたり、アマチュア無線などの無線を用いて独立システムとして構築してもよい。
（実施の形態４）
実施の形態４の脈拍異常監視装置について図面を参照しながら説明する。図１６は本発明の一実施の形態４の脈拍異常警報システムの概略構成図を示すものである。以下に本実施の形態４における構成を説明する。
【００７２】
本実施の形態４は、図１４で示したシステムの警報受信装置として、ＰＣ上のインターネットブラウザ１４１を設定して構成している。異常状態受信手段１２２では、あらかじめ契約したプロバイダを介し、受信した状態情報およびいずれの使用者のものであるかの情報をプロバイダ上のサーバに蓄積する。送信された状態情報および使用者情報は、開設したインターネットのウェブページ上から参照することが出来る。ここで、それぞれの使用者１３２の担当医あるいは家族などがウェブページにアクセスし、状態情報を参照するが、ログイン時にあらかじめ登録した人物のみが認識しているパスワードにより前記状態情報を保護するようにする。担当医あるいは家族は、状態情報を参照したい場合にパスワードを入力することにより、プライバシーを保護したうえでウェブページを利用することができる。
【００７３】
なお、ここではウェブページには異常状態情報を載せるとしているが、これはもちろん、姿勢情報、活動量、脈拍情報を載せ、たとえば時系列の変動の状態などを確認するように構成することもできる。また、ここではウェブページとしたが、もちろん専用のプッシュ型コンテンツ配信サービスにより情報提供を実現するなどの方法を用いてもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上示した発明を用いることにより、現在までは有効な方法が存在しなかった脈拍の異常状態を高精度にかつ自動的に判定することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常監視装置の概略構成図である。
【図２】
本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常監視装置を装着した人物および脈波測定結果例である。
【図３】
本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常判定手段における脈拍要注意の判定例である。
【図４】
本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常判定手段における脈拍要注意の判定例である。
【図５】
本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常判定手段における脈拍要注意の判定例である。
【図６】
本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常の判定フローである。
【図７】
本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常の判定フローである。
【図８】
本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常の判定フローである。
【図９】
本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常の判定フローである。
【図１０】
本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常の判定処理概念図である。
【図１１】
本発明の一実施の形態１にかかる姿勢が変化した場合における加速度センサの向きである。
【図１２】
本発明の一実施の形態１にかかる姿勢が変化した場合における加速度センサ出力である。
【図１３】
本発明の一実施の形態１にかかる活動量が変化した場合における加速度センサ出力である。
【図１４】
本発明の一実施の形態２にかかる脈拍異常警報システムの概略構成図である。
【図１５】
本発明の一実施の形態３にかかる脈拍異常警報システムの概略構成図である。
【図１６】
本発明の一実施の形態４にかかる脈拍異常警報システムの概略構成図である。
【符号の説明】
１１．加速度センサ
１２．姿勢判定部
１３．血流計
１４．脈拍算出部
１５．メモリ
１６．脈拍異常判定部
１７．脈拍異常監視装置
２１．使用者
３１．脈拍情報
３２．姿勢情報
９１．使用者
９２．立位
９３．座位
９４．臥位
１２１．異常状態送信部
１２２．異常状態受信手段
１２３．警報受信装置
１３１．ＰＨＳ
１３２．装置使用者
１３３．公衆回線網
１３４．公衆回線基地局
１４１．インターネットブラウザ
１４２．サービスプロバイダ
１４３．サーバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を検知判定する姿勢判定手段と、
前記脈拍算出手段により算出された脈拍情報および前記姿勢判定手段により判定された姿勢情報からあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段と、を備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置。
【請求項２】 人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を判定する姿勢判定手段と、
前記加速度により活動量を判定する活動量判定手段と、
前記算出された脈拍情報および前記検知判定された姿勢情報および活動量の組み合わせからあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段とを、備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置。
【請求項３】 前記異常判定手段の判定結果を装置使用者に報知する報知手段をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲１〜２のいずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項４】 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で判定された姿勢情報に対応してあらかじめ規定した脈拍の第１のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする第１〜３のいずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
【請求項５】 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報に対応してあらかじめ規定した脈拍の第２のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする第１〜４の、いずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
【請求項６】 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報および前記活動量判定手段で得られた活動量の組み合わせによりあらかじめ規定した脈拍の第５のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする第２〜３のいずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
【請求項７】 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報および前記活動量判定手段で得られた活動量の組み合わせによりあらかじめ規定した脈拍の第６のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする第２〜３のいずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
【請求項８】 前記判定結果を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記判定結果の時系列変化に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする第２〜３、６、および７の、いずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
【請求項９】 前記判定結果を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記判定結果の規定時間中の頻度に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする第１および２〜５、６および７の、いずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
【請求項１０】 前記異常判定手段において異常と判定されたときに異常判定情報を送信する異常状態送信手段をさらに備えた第１〜９のいずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
【請求項１１】 第１０の請求の範囲の脈拍異常監視装置と、
前記異常状態受信手段と通信を行い、前記異常判定情報を受信する異常状態受信手段を備えたことを特徴とする脈拍異常警報システム。
【請求項１２】 前記異常状態受信手段と接続し、前記異常判定情報を提示する前記情報提示手段をさらに備えたことを特徴とする第１１の請求の範囲の脈拍異常警報システム。
【請求項１３】 前記異常状態受信手段と接続し、前記異常状態受信手段が前記異常判定情報を受信したときに利用者に警報を発する警報手段をさらに備えたことを特徴とする第１１あるいは１２の請求の範囲の脈拍異常警報システム。
【請求項１４】 前記異常状態送信手段および前記異常状態受信手段は前記異常判定情報に暗号化を行う暗号化手段をさらに備えていることを特徴とする第１１〜１３のいずれかの請求の範囲の脈拍異常警報システム。
【請求項１５】 前記異常状態受信手段は前記異常判定情報を送信した前記脈拍異常監視装置に基づきあらかじめ指定した前記情報提示手段に情報を提示する情報提示選択手段をさらに備えたことを特徴とする第１１〜１２および１４の、いずれかの請求の範囲の脈拍異常警報システム。
【請求項１６】 前記異常状態受信手段は前記異常判定情報を送信した前記脈拍異常監視装置に基づきあらかじめ指定した前記警報手段に警報を発信する警報発報選択手段をさらに備えたことを特徴とする第１１および１３〜１４の、いずれかの請求の範囲の脈拍異常警報システム。
【請求項１７】 前記異常状態受信手段と情報提示手段の間に接続され、前記異常状態情報を蓄積する異常状態情報蓄積手段をさらに備え、利用者が前記異常情報蓄積手段に任意の時に接続して異常状態情報を取得することにより前記情報提示手段は前記異常状態情報を提示することを特徴とする第１１〜１２および１４〜１５の、いずれかの請求の範囲の脈拍異常警報システム。
【請求項１８】 前記異常判定情報には、前記脈拍情報、前記姿勢情報および前記活動量情報の少なくとも１種の情報を含むことを特徴とする第１１〜１７のいずれかの請求の範囲の脈拍異常警報システム。
【請求項１９】 前記姿勢判定手段により、あるいは前記活動量判定手段により、姿勢があるいは活動量が推移したことが判明した場合、その推移から一定時間は、前記異常判定部はその判定動作を停止することを特徴とする第１〜２のいずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
【請求項２０】 第２の請求の範囲の脈拍異常監視装置における、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を判定する姿勢判定手段と、前記加速度により活動量を判定する活動量判定手段と、前記算出された脈拍情報および前記検知判定された姿勢情報および活動量の組み合わせからあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項２１】 第２０の請求の範囲のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体の状態を検知して異常時に警報を発する装置およびシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高齢社会の到来という背景のもとに高齢者の介護が注目されている。特に、持病などの疾患を伴う高齢者の介護は大変重要視され、これら高齢者の行動を自動的に見守り、異常状態に陥った場合に外部に自動通報することは介護の観点から大変重要であると考えられる。また、近年の核家族化による小人数世帯の増加などに注目するに、高齢者に限らず、人の異常状態を自動監視することができるならば、異常状態の早期発見という観点から人の生活に大変有効である。特に心臓に疾患を持つ人の場合、異常状態が脈拍の上昇などの脈拍異常という形で発生し、異常状態の指標になる。
【０００３】
脈拍を計測するためには脈波の計測が必要となるが、脈波を計測する主な技術として、腕に巻きつける方式による血圧の変化を計測する方式が病院用、家庭用ともに広く使用されている。また、近年では、耳たぶや手指内の血管に対して光の透過率変化を計測することができる方式が提案されてきている。脈波の変化状態を検出することにより、脈拍を算出することができる。なお、脈拍の判定結果から異常を判定する手法としてはすでに知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１８９６８４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように脈波および脈拍の計測方法は数多く提案されているが、そのとき得られた脈拍が異常状態であるかを評価するのかについては、高精度なものは発案されておらず、事実上は医師などの専門家の判断に頼っているのが現状である。
【０００６】
さらに、評価するべき脈拍は、安静時に意識的に計測時間を設けて計測したものを用いており、日常生活を送りながら脈拍の異常状態を常に監視するということは不可能であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、高精度にかつ日常生活の中から脈拍の異常状態を検出できる装置及びシステムを提供することを目的とする。
【０００８】
一般的に、正常な脈拍範囲は人間の取る姿勢によって異なることが言われている。人間工学からの知見によれば、立位における正常な脈拍範囲は90〜100拍/分、座位における正常な脈拍範囲は60〜100拍/分、臥位における正常な脈拍範囲は40〜60拍/分といわれている。そこで、脈拍とともに、そのときの人体の姿勢および活動量の変化を算出し、その姿勢あるいは活動量における脈拍が正常範囲であるかどうかを判定することにより、高精度に脈拍異常を検出することができる。また、検出した脈拍異常情報を担当医や家族などに自動的に送信することで、遠隔的に患者の脈拍の異常状態を評価することができるようになる。また、その送信端末に携帯電話などを設定することにより、担当医や家族などが移動中においても自動的に状態を把握することができる。
【０００９】
第１の本発明は、人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を検知判定する姿勢判定手段と、
前記脈拍算出手段により算出された脈拍情報および前記姿勢判定手段により判定された姿勢情報からあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段と、を備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置である。
【００１０】
第２の本発明は、人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の活動量を判定する活動量判定手段と、
前記脈拍算出手段により算出された脈拍情報および前記姿勢判定手段により判定された活動量からあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段と、を備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置である。
【００１１】
第３の本発明は、人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を判定する姿勢判定手段と、
前記加速度により活動量を判定する活動量判定手段と、
前記算出された脈拍情報および前記検知判定された姿勢情報および活動量の組み合わせからあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段とを、備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置である。
【００１２】
第４の本発明は、前記異常判定手段の判定結果を装置使用者に報知する報知手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００１３】
第５の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で判定された姿勢情報に対応してあらかじめ規定した脈拍の第１のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする第１および第３〜４のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００１４】
第６の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報に対応してあらかじめ規定した脈拍の第２のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする第１および３〜５の、いずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００１５】
第７の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記活動量判定手段で得られた活動量に対応してあらかじめ規定した脈拍の第３のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする第２〜４のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００１６】
第８の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記活動量判定手段で得られた活動量に対応してあらかじめ規定した脈拍の第４のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする第２〜４および７のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００１７】
第９の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報および前記活動量判定手段で得られた活動量の組み合わせによりあらかじめ規定した脈拍の第５のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする第３〜４のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００１８】
第１０の本発明は、前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報および前記活動量判定手段で得られた活動量の組み合わせによりあらかじめ規定した脈拍の第６のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする第３〜４のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００１９】
第１１の本発明は、前記脈拍情報、前記姿勢情報および前記活動量情報を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記情報の少なくとも一部の時系列変化に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする第２〜４および７〜１０の、いずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００２０】
第１２の本発明は、前記判定結果を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記判定結果の時系列変化に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする第３〜４、９、および１０の、いずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００２１】
第１３の本発明は、前記判定結果を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記判定結果の規定時間中の頻度に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする第１および３〜６、９および１０の、いずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００２２】
第１４の本発明は、前記異常判定手段において異常と判定されたときに異常判定情報を送信する異常状態送信手段をさらに備えた第１〜１３のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００２３】
第１５の本発明は、第１４の本発明の脈拍異常監視装置と、
前記異常状態受信手段と通信を行い、前記異常判定情報を受信する異常状態受信手段を備えたことを特徴とする脈拍異常警報システムである。
【００２４】
第１６の本発明は、前記異常状態受信手段と接続し、前記異常判定情報を提示する前記情報提示手段をさらに備えたことを特徴とする第１５の本発明の脈拍異常警報システムである。
【００２５】
第１７の本発明は、前記異常状態受信手段と接続し、前記異常状態受信手段が前記異常判定情報を受信したときに利用者に警報を発する警報手段をさらに備えたことを特徴とする第１５あるいは１６の本発明の脈拍異常警報システムである。
【００２６】
第１８の本発明は、前記異常状態送信手段および前記異常状態受信手段は前記異常判定情報に暗号化を行う暗号化手段をさらに備えていることを特徴とする第１５〜１７のいずれかの本発明の脈拍異常警報システムである。
【００２７】
第１９の本発明は、前記異常状態受信手段は前記異常判定情報を送信した前記脈拍異常監視装置に基づきあらかじめ指定した前記情報提示手段に情報を提示する情報提示選択手段をさらに備えたことを特徴とする第１５〜１６および１８の、いずれかの本発明の脈拍異常警報システムである。
【００２８】
第２０の本発明は、前記異常状態受信手段は前記異常判定情報を送信した前記脈拍異常監視装置に基づきあらかじめ指定した前記警報手段に警報を発信する警報発報選択手段をさらに備えたことを特徴とする第１５および１７〜１８の、いずれかの本発明の脈拍異常警報システムである。
【００２９】
第２１の本発明は、前記異常状態受信手段と情報提示手段の間に接続され、前記異常状態情報を蓄積する異常状態情報蓄積手段をさらに備え、利用者が前記異常情報蓄積手段に任意の時に接続して異常状態情報を取得することにより前記情報提示手段は前記異常状態情報を提示することを特徴とする第１５〜１６および１８〜１９の、いずれかの本発明の脈拍異常警報システムである。
【００３０】
第２２の本発明は、前記異常判定情報には、前記脈拍情報、前記姿勢情報および前記活動量情報の少なくとも１種の情報を含むことを特徴とする第１５〜２１のいずれかの本発明の脈拍異常警報システムである。
【００３１】
第２３の本発明は、前記姿勢判定手段により、あるいは前記活動量判定手段により、姿勢があるいは活動量が推移したことが判明した場合、その推移から一定時間は、前記異常判定部はその判定動作を停止することを特徴とする第１〜３のいずれかの本発明の脈拍異常監視装置である。
【００３２】
第２４の本発明は、第３の本発明の脈拍異常監視装置における、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を判定する姿勢判定手段と、前記加速度により活動量を判定する活動量判定手段と、前記算出された脈拍情報および前記検知判定された姿勢情報および活動量の組み合わせからあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【００３３】
第２５の本発明は、第２４の本発明のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
【００３４】
本発明により、脈拍の評価を行いたい人間が通常の生活を行いながらにして自動的に脈拍の異常状態を検出できるようになる。また、この装置から得られた脈拍異常を担当医などに自動的に送信することで、遠隔的に患者の脈拍の異常状態を評価することが出来、大変有効に作用する。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１から図１５を用いて説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１の脈拍異常監視装置について図面を参照しながら説明する。
【００３６】
図１は本発明の一実施の形態の脈拍異常監視装置の概略構成図を示すものである。以下に本実施の形態における構成を説明する。本実施の形態１は、重力加速度を検知する加速度センサ１１、加速度センサ１１から得た重力加速度から人体の姿勢を判定する姿勢判定部１２、脈波を計測する血流計１３、血流計による血流変化から人体の脈拍を算出する脈拍算出部１４、脈拍異常を判定するための判定情報を保持したメモリ１５、脈拍算出部１４により算出した脈拍情報と姿勢判定部１２により判定した姿勢情報からメモリ１５を参照し、脈拍の異常を判定する脈拍異常判定部１６で構成される。
【００３７】
脈拍異常監視装置１７は人体が装着する。装着個所は、体幹である腰部等を選択すると望ましいに。また、脈拍の異常と判定した場合に装置の使用者に報知する報知手段１８をさらに備え、音や光で注意を喚起するよう構成することもできる。
【００３８】
また、姿勢判定部１２の代わりに活動量判定部１２ｂを備え、加速度センサ１１から得られる加速度から人体の活動量を判定するようにしてもよく、あるいは、姿勢判定部１２と活動量判定部１２ｂを両方備えてもよい。両方備えた場合は、１つの加速度センサ１１により同時に姿勢と活動量を判定できるというメリットがある。
【００３９】
さらに、脈拍異常判定部１６に接続した情報保持手段１９をさらに備え、脈拍情報および／あるいは姿勢情報および／あるいは活動量を一時的に保持するように構成することもできる。
【００４０】
図２（ａ）は脈拍異常監視装置を腰部に装着した人物を示したものである。使用者２１は腰部に脈拍異常監視装置１７を装着し、別途血流計１３を装着する。血流計１３として耳たぶの血管における光の透過率から血流量を測定する方式のものなどがあり、この図ではこれを使用した場合を示している。血流計１３から得た脈波から脈拍異常監視装置１７内の脈拍算出部１４により脈拍を算出して、脈拍異常判定部１６により判定した結果から脈拍が異常状態に陥った場合に使用者に報知する、あるいは外部へ脈拍異常監視装置１７により警報を発するなどの処理を行う。それを受けて使用者２１は医者への連絡などをおこなうことにより、さらに危険な状態に陥るのを未然に防ぐことができる。
【００４１】
また、図２（ｂ）は血流計における血流量の測定結果の波形例を示したものである。図２（ｂ）に示すような測定結果から、脈拍異常監視装置１７内の脈拍算出部１４において、例えば単位時間内のピーク数を検出することによって脈拍を算出する。
【００４２】
図３は、脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定例を示したものである。脈拍算出部１４における脈拍情報３１と姿勢判定部１２における姿勢情報３２の組み合わせから脈拍異常を判定する。人間工学からの知見によれば、立位における正常な脈拍範囲は90〜100拍/分、座位における正常な脈拍範囲は60〜100拍/分、臥位における正常な脈拍範囲は40〜60拍/分である。
【００４３】
そこで、異常状態の判定基準例として、姿勢情報３２が立位で、かつ脈拍情報３１が0〜90拍/分および100拍/分以上の場合、姿勢情報３２が座位で、かつ脈拍情報３１が0〜60拍/分および100拍/分以上の場合、姿勢情報３２が臥位で、かつ脈拍情報３１が0〜40拍/分および90拍/分以上の場合に脈拍の異常として判定する例を示した。なお、ここでは各姿勢について脈拍の正常な範囲として上限と下限の両方を示しているが、これは上限か下限のいずれか一方のみを用いて異常と判定する方式にしてもよい。また、個人差をあらかじめ考慮して正常な脈拍範囲を変更できるようにしても良いし、逐次学習させることにより正常な脈拍範囲を自動変更させてもよい。
【００４４】
また、図４は脈拍異常判定部における脈拍異常の判定例を示したものである。脈拍算出部１４における脈拍情報３１と活動量判定部１８における活動量４１の組み合わせから脈拍異常を判定する。活動量４１は、例えば一定時間における加速度の変動を積算した結果について、あらかじめ定めた規定値により分類することで設定することができる。
【００４５】
図５は脈拍異常判定部における脈拍異常の判定例を示したものである。脈拍算出部１４における脈拍情報３１と姿勢判定部１２、および活動量判定部１８における姿勢情報３２および活動量４１の組み合わせから脈拍異常を判定する。たとえばある時点における姿勢が同じであっても、その時点での活動状態が異なる場合、脈拍の状態は異なってきてしかるべきである。一定時間活動した後、例えば立位を保った状態で身体の回復を行った場合と、臥位になって身体の回復を行った場合では臥位における回復のほうが大きいことが容易に考えられる。このことから、ある程度継続して活動を行った場合、とりうる脈拍の早さは活動量とともに姿勢に応じて変動すると考えられ、活動後の姿勢に応じた脈拍異常を検知することができるようになる。また、活動量および姿勢に伴う脈拍の上昇には個人差が含まれることが考えられるため、個人差をあらかじめ考慮して個人毎に正常な脈拍範囲を変更できるようにしても良いし、逐次学習させることにより正常な脈拍範囲を自動変更させてもよい。
【００４６】
図６（ａ），（ｂ）は脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定フローを示したものである。まず、姿勢判定部１２において判定した姿勢情報３２および脈拍算出部１４において算出した脈拍情報３１を取得する。取得した姿勢情報３２に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａあるいはしきい値Ｂをメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａあるいはしきい値Ｂと脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。その比較した結果、脈拍情報３１がしきい値Ａを上回っていた場合、あるいはしきい値Ｂを下回っていた場合においては、脈拍の異常であると判定し、たとえば使用者に結果を放置したり、警報手段を作動させ、警報を発するなどとすることができる。
【００４７】
なお、このフローでは姿勢情報３２としたが、これをこのまま活動量４１としてあらたにしきい値Ａ’およびしきい値Ｂ’をそれぞれ規定してもよい。
【００４８】
図７は、脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定フローを示したものである。まず、姿勢判定部１２において判定した姿勢情報３２、活動量判定部１８において判定した活動量４１および脈拍算出部１４において算出した脈拍情報３１を取得する。
【００４９】
まず取得した姿勢情報３１に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａあるいはしきい値Ｂをメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａあるいはしきい値Ｂと脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。
【００５０】
その比較した結果、脈拍情報３１がしきい値Ａを上回っていた場合、あるいはしきい値Ｂを下回っていた場合において、取得した活動量４１に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａ’あるいはしきい値Ｂ’をメモリ内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａ’あるいはしきい値Ｂ’と脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。その結果脈拍の異常である場合、異常と判定する。この上にさらに警報手段を作動させ、警報を発するようにすることもできる。
【００５１】
図８は、脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定フローを示したものである。まず、姿勢判定部１２において判定した姿勢情報３２および脈拍算出部１４において算出した脈拍情報３１を取得する。取得した姿勢情報３２に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａあるいはしきい値Ｂをメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａあるいはしきい値Ｂと脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。その比較した結果、脈拍情報３１がしきい値Ａを上回っていた場合、あるいはしきい値Ｂを下回っていた場合においては、脈拍の異常であると判定し、その結果を一定時間情報保持手段１９へ保存する。
【００５２】
このような判定を１／６０秒毎に繰り返す。
【００５３】
そこで、異常という判定が連続して、例えば３回異常続いた場合に始めて、脈拍異常と判定し、警報を発する。
【００５４】
このようにして、異常と判定する場合におけるノイズによる誤判定を回避できる。
【００５５】
図９は脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定フローを示したものである。
【００５６】
まず、姿勢判定部１２において判定した姿勢情報３２、活動量判定部１８において判定した活動量４１および脈拍算出部１４において算出した脈拍情報３１を取得する。取得した姿勢情報３２、活動量４１および脈拍情報３１は一定時間情報保持手段１９に保持しておく。
【００５７】
まず取得した姿勢情報３２に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａあるいはしきい値Ｂをメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａあるいはしきい値Ｂと脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。
【００５８】
その比較した結果、脈拍情報３１がしきい値Ａを上回っていた場合、あるいはしきい値Ｂを下回っていた場合においては、次に、取得した活動量４１に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａ‘あるいはしきい値Ｂ’をメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａ‘あるいはしきい値Ｂ’と脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。その結果脈拍の異常である場合、現周期の異常判定結果として仮異常と判定する。
【００５９】
仮異常ともし判定された場合、情報保持手段１９に保持しておいた姿勢情報３２、活動量４１および脈拍情報３１のうちサンプリング周期として１周期前に取得したものを参照し、その情報を用いて同様の判定処理を行わせる。その結果、もし１周期前の判定結果も仮異常である場合には、その時点の状態を異常状態と確定する。このようにすることにより、瞬間的な異常判定を生じさせることによる誤検知をあらかじめ防ぐことが出来、精度の高い異常判定を行うことができる。なお、ここでは１周期前を再判定することで異常と確定させたが、もちろん２周期前、３周期前まで情報保持手段１９に保持させて再判定させる形式にしてもよい。また、現周期の判定結果が異常であるか否かにかかわらず異常判定結果を逐次情報保持手段１９に保持し、次周期において仮異常と判定された場合に異常判定結果のみを参照させるようにすることも出来る。この場合は情報保持手段１９の必要とする保持容量が大きくなるが、その反面、処理の負荷を低減させることができる。このように、日常の中で、ある程度継続して活動を行った場合、とりうる脈拍の早さは活動量４１に応じて変動すると考えられ、活動状態に応じた脈拍異常を検知することができるようになる。また、活動量に伴う脈拍の上昇には個人差が含まれることが考えられるため、個人差をあらかじめ考慮して個人毎にしきい値を変更できるようにしても良いし、逐次学習させることによりしきい値を自動変更させてもよい。
【００６０】
図１０は、脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定処理の概念図を示したものである。まず、脈拍算出部１４における脈拍情報３１と姿勢判定部１２における姿勢情報３２の組み合わせから脈拍異常を判定する。判定した脈拍異常結果は逐次情報保持手段１９に保持しておく。
【００６１】
図１０（ａ）は、情報保持手段１９内に保持された脈拍異常結果を示したもので、横軸が時間軸、縦軸が異常判定結果を示したものであり、すなわち判定結果を時系列に並べたものを示している。
【００６２】
また、１０（ｂ）は、その時における実際の動作推移をしめしたもので、例として激しい活動を行ったあとに、寝転んだ場合を示している。実際の脈拍の推移からすると、活動を止めた後に脈拍数が減少するまでには時間がかかるため、図に示したような脈拍推移および姿勢推移になる。この時、脈拍異常判定部１６においては、激しい活動を止めた直後には脈拍が減少しきっていないため脈拍異常と判定していることになる。そこで、一定時間の間異常判定結果を保持し、その間の判定結果について異常と判定された頻度を算出することで、瞬間的な異常判定結果を排除することができ、高精度な脈拍異常判定を行うことができる。
【００６３】
なお、姿勢の推移があった場合は、姿勢判定部１２で判定可能であるが、そのような場合、推移の後一定時間の間は脈拍異常判定部１６の判定動作を停止して、誤判定を防ぐことも可能である。
【００６４】
また、姿勢の推移にかぎらず、活動量の推移があった場合にも同様に一定時間異常判定を停止することが望ましい。
【００６５】
図１１は、加速度センサ１１を用いて姿勢変化を検出する模式図を示したものである。なお、加速度センサ１１は脈拍異常監視装置１７に固定し、前方および重力方向の少なくとも２方向に感度を持ち、かつ重力加速度を検知できる加速度センサ１１を使用する。加速度センサ１１が装備されている脈拍異常監視装置１７は使用者９１の腰部に装着しているのを想定しており、加速度センサ１１の傾きに伴って変化する重力加速度の大きさに比例する出力は、脈拍異常監視装置１７内の姿勢判定部１２により処理される。図１０は左から立位９２、座位９３、臥位（あおむけ）９４を示しており、立位９２の場合に人体の前方がｘ軸を、重力方向がｙ軸を向いている場合を想定している。このｘ軸およびｙ軸の出力から重力加速度成分を検出することにより、人体の姿勢を判定する。
【００６６】
図１２は加速度センサを用いて姿勢変化を検出する場合における加速度センサの出力を示したものである。なお、加速度センサは重力加速度を検知できるものを使用する。図１１の左から立位９２、座位９３、臥位９４の時の加速度センサ出力を示している。なお、グラフの上方向が加速度センサからの出力が大きいことを示しており、加速度センサに大きい重力加速度がかかるほど出力が大きくなる場合を想定している。このｘ軸およびｙ軸の出力から重力加速度成分を検出することにより、人体の姿勢を判定する。
【００６７】
図１３は加速度センサを用いて活動量を検出する場合における加速度センサの出力を示したものである。もし活動量のみを検出するのであれば、必ずしも重力加速度成分を検出できるものを加速度センサに使用する必要はなく、加速度変動成分を検出するものでよい。図１３の左から活動量が大きくなっていく場合の加速度センサ出力を示している。活動量は活動量判定部において、たとえば加速度センサ出力の一次微分結果を一定時間積分し、クラス分けすることにより算出することができる。なお、グラフの上方向が加速度センサからの出力が大きいことを示している。このｘ軸およびｙ軸の出力から加速度変動成分を検出することにより、人体の活動量を判定する。
（実施の形態２）
実施の形態２の脈拍異常監視装置について図面を参照しながら説明する。図１４は本発明の一実施の形態２の脈拍異常警報システムの概略構成図を示すものである。
【００６８】
以下に本実施の形態２における構成を説明する。本実施の形態２は、図１に示した構成からなる脈拍異常監視装置１７および、脈拍異常監視装置１７内脈拍異常判定部１６と接続し、脈拍異常判定部１６により脈拍異常と判定した場合に無線通信を行う異常状態送信部１２１、および異常状態送信部から送られた異常を示す信号を受信する異常状態受信手段１２２と、異常状態受信手段１２２が異常信号を受信した際に作動される警報受信装置１２３から構成される。
【００６９】
異常状態受信手段１２２と脈拍異常監視装置１７は無線により通信を行う。なお、この図で警報受信装置１２３と示している装置は、例えば外部の病院などに設置した専用端末などとして設定することができる。このようにすることにより、使用者が自ら通報することなく自動的に病院などに通報できる。また、脈拍異常監視装置１７にさらにスピーカを搭載し、脈拍異常の判定結果を異常状態受信手段１２２が受信した場合に異常状態受信手段１２２側から使用者に対してスピーカを通して安否を確認するシステムにしてもよいし、脈拍異常監視装置１７にスイッチをさらに装備して使用者が自らの意志で通報できる機能を付加してもよい。なお、ここでは脈拍異常監視装置１７に接続している装置として警報受信装置１２３を示したが、これはこのまま情報提示手段に置き換えて運用することもできる。
【００７０】
なお、本情報は多分に個人情報を含むことから異常状態受信手段１２２の中にあらかじめ情報を暗号化させる処理をする機能を付加すると、警報受信装置との通信においてプライバシー上も考慮され、公衆通信網を用いたシステムとして構築した場合にも、情報セキュリティ面にも有効であり、かつ安価なシステムにすることができる。なお、ここでの異常状態受信手段１２２と脈拍異常監視装置１７間における通信形態としては、装置の装着時における拘束性から無線が望ましいが、もちろん有線でも実現できないことはない。また、この無線形式としては、専用の無線仕様を用いて他の無線ネットワークから切り離した形でシステム構築することもできる一方、bluetooth規格や無線ＬＡＮなどの汎用無線や、ＰＨＳ回線網などの電話回線を用いて、他のネットワークとの親和性を確保するように構築することも出来る。
（実施の形態３）
実施の形態３の脈拍異常監視装置について図面を参照しながら説明する。図１４は本発明の一実施の形態３の脈拍異常警報システムの概略構成図を示すものである。以下に本実施の形態３における構成を説明する。
【００７１】
本実施の形態３は、図１４で示したシステムの警報受信装置として、複数のＰＨＳ１３１を設定して構成している。脈拍異常監視装置１７を装着した使用者１３２それぞれの装置に独自のＩＤ情報を付加し、異常状態受信手段１２２との通信で送信する状態情報にＩＤを付与することで、その状態情報がいずれの使用者１３２のものであるかを判定する。異常状態受信手段１２２はその判定結果から、それぞれの使用者１３２の担当医あるいは家族などの、あらかじめ登録した情報送信先に個別に状態信号を送信する。受信したＰＨＳ１３１は、例えば独自の着信音やバイブレーション機能を用いて使用者１３２の脈拍異常状態を遠隔的に把握することができる。なお、ここでは病院内などで使用することを想定したことから警報受信装置としてＰＨＳを図示したが、これはもちろん携帯電話やポケットベルなどの公衆電話回線網を使用する他の端末でもよいし、もちろん専用回線を用いたり、アマチュア無線などの無線を用いて独立システムとして構築してもよい。
（実施の形態４）
実施の形態４の脈拍異常監視装置について図面を参照しながら説明する。図１６は本発明の一実施の形態４の脈拍異常警報システムの概略構成図を示すものである。以下に本実施の形態４における構成を説明する。
【００７２】
本実施の形態４は、図１４で示したシステムの警報受信装置として、ＰＣ上のインターネットブラウザ１４１を設定して構成している。異常状態受信手段１２２では、あらかじめ契約したプロバイダを介し、受信した状態情報およびいずれの使用者のものであるかの情報をプロバイダ上のサーバに蓄積する。送信された状態情報および使用者情報は、開設したインターネットのウェブページ上から参照することが出来る。ここで、それぞれの使用者１３２の担当医あるいは家族などがウェブページにアクセスし、状態情報を参照するが、ログイン時にあらかじめ登録した人物のみが認識しているパスワードにより前記状態情報を保護するようにする。担当医あるいは家族は、状態情報を参照したい場合にパスワードを入力することにより、プライバシーを保護したうえでウェブページを利用することができる。
【００７３】
なお、ここではウェブページには異常状態情報を載せるとしているが、これはもちろん、姿勢情報、活動量、脈拍情報を載せ、たとえば時系列の変動の状態などを確認するように構成することもできる。また、ここではウェブページとしたが、もちろん専用のプッシュ型コンテンツ配信サービスにより情報提供を実現するなどの方法を用いてもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上示した発明を用いることにより、現在までは有効な方法が存在しなかった脈拍の異常状態を高精度にかつ自動的に判定することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常監視装置の概略構成図である。
【図２】
本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常監視装置を装着した人物および脈波測定結果例である。
【図３】
本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常判定手段における脈拍要注意の判定例である。
【図４】
本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常判定手段における脈拍要注意の判定例である。
【図５】
本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常判定手段における脈拍要注意の判定例である。
【図６】
本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常の判定フローである。
【図７】
本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常の判定フローである。
【図８】
本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常の判定フローである。
【図９】
本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常の判定フローである。
【図１０】
本発明の一実施の形態１にかかる脈拍異常の判定処理概念図である。
【図１１】
本発明の一実施の形態１にかかる姿勢が変化した場合における加速度センサの向きである。
【図１２】
本発明の一実施の形態１にかかる姿勢が変化した場合における加速度センサ出力である。
【図１３】
本発明の一実施の形態１にかかる活動量が変化した場合における加速度センサ出力である。
【図１４】
本発明の一実施の形態２にかかる脈拍異常警報システムの概略構成図である。
【図１５】
本発明の一実施の形態３にかかる脈拍異常警報システムの概略構成図である。
【図１６】
本発明の一実施の形態４にかかる脈拍異常警報システムの概略構成図である。
【符号の説明】
１１．加速度センサ
１２．姿勢判定部
１３．血流計
１４．脈拍算出部
１５．メモリ
１６．脈拍異常判定部
１７．脈拍異常監視装置
２１．使用者
３１．脈拍情報
３２．姿勢情報
９１．使用者
９２．立位
９３．座位
９４．臥位
１２１．異常状態送信部
１２２．異常状態受信手段
１２３．警報受信装置
１３１．ＰＨＳ
１３２．装置使用者
１３３．公衆回線網
１３４．公衆回線基地局
１４１．インターネットブラウザ
１４２．サービスプロバイダ
１４３．サーバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を検知判定する姿勢判定手段と、
前記脈拍算出手段により算出された脈拍情報および前記姿勢判定手段により判定された姿勢情報からあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段と、を備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置。
【請求項２】 人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の活動量を判定する活動量判定手段と、
前記脈拍算出手段により算出された脈拍情報および前記姿勢判定手段により判定された活動量からあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段と、を備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置。
【請求項３】 人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を判定する姿勢判定手段と、
前記加速度により活動量を判定する活動量判定手段と、
前記算出された脈拍情報および前記検知判定された姿勢情報および活動量の組み合わせからあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段とを、備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置。
【請求項４】 前記異常判定手段の判定結果を装置使用者に報知する報知手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項５】 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で判定された姿勢情報に対応してあらかじめ規定した脈拍の第１のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする請求項１および３〜４のいずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項６】 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報に対応してあらかじめ規定した脈拍の第２のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする請求項１および３〜５の、いずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項７】 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記活動量判定手段で得られた活動量に対応してあらかじめ規定した脈拍の第３のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項８】 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記活動量判定手段で得られた活動量に対応してあらかじめ規定した脈拍の第４のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする請求項２〜４および７のいずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項９】 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報および前記活動量判定手段で得られた活動量の組み合わせによりあらかじめ規定した脈拍の第５のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする請求項３〜４のいずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項１０】 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報および前記活動量判定手段で得られた活動量の組み合わせによりあらかじめ規定した脈拍の第６のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする請求項３〜４のいずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項１１】 前記脈拍情報、前記姿勢情報および前記活動量情報を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記情報の少なくとも一部の時系列変化に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする請求項２〜４および７〜１０の、いずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項１２】 前記判定結果を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記判定結果の時系列変化に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする請求項３〜４、９、および１０の、いずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項１３】 前記判定結果を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記判定結果の規定時間中の頻度に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする請求項１および３〜６、９および１０の、いずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項１４】 前記異常判定手段において異常と判定されたときに異常判定情報を送信する異常状態送信手段をさらに備えた請求項１〜１３のいずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項１５】 請求項１４記載の脈拍異常監視装置と、
前記異常状態受信手段と通信を行い、前記異常判定情報を受信する異常状態受信手段を備えたことを特徴とする脈拍異常警報システム。
【請求項１６】 前記異常状態受信手段と接続し、前記異常判定情報を提示する前記情報提示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１５に記載の脈拍異常警報システム。
【請求項１７】 前記異常状態受信手段と接続し、前記異常状態受信手段が前記異常判定情報を受信したときに利用者に警報を発する警報手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１５あるいは１６に記載の脈拍異常警報システム。
【請求項１８】 前記異常状態送信手段および前記異常状態受信手段は前記異常判定情報に暗号化を行う暗号化手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれかに記載の脈拍異常警報システム。
【請求項１９】 前記異常状態受信手段は前記異常判定情報を送信した前記脈拍異常監視装置に基づきあらかじめ指定した前記情報提示手段に情報を提示する情報提示選択手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１５〜１６および１８の、いずれかに記載の脈拍異常警報システム。
【請求項２０】 前記異常状態受信手段は前記異常判定情報を送信した前記脈拍異常監視装置に基づきあらかじめ指定した前記警報手段に警報を発信する警報発報選択手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１５および１７〜１８の、いずれかに記載の脈拍異常警報システム。
【請求項２１】 前記異常状態受信手段と情報提示手段の間に接続され、前記異常状態情報を蓄積する異常状態情報蓄積手段をさらに備え、利用者が前記異常情報蓄積手段に任意の時に接続して異常状態情報を取得することにより前記情報提示手段は前記異常状態情報を提示することを特徴とする請求項１５〜１６および１８〜１９の、いずれかに記載の脈拍異常警報システム。
【請求項２２】 前記異常判定情報には、前記脈拍情報、前記姿勢情報および前記活動量情報の少なくとも１種の情報を含むことを特徴とする請求項１５〜２１のいずれかに記載の脈拍異常警報システム。
【請求項２３】 前記姿勢判定手段により、あるいは前記活動量判定手段により、姿勢があるいは活動量が推移したことが判明した場合、その推移から一定時間は、前記異常判定部はその判定動作を停止することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項２４】 請求項３記載の脈拍異常監視装置における、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を判定する姿勢判定手段と、前記加速度により活動量を判定する活動量判定手段と、前記算出された脈拍情報および前記検知判定された姿勢情報および活動量の組み合わせからあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項２５】 請求項２４記載のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
【請求項１】 人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を検知判定する姿勢判定手段と、
前記脈拍算出手段により算出された脈拍情報および前記姿勢判定手段により判定された姿勢情報からあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段と、を備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置。
【請求項２】 人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の活動量を判定する活動量判定手段と、
前記脈拍算出手段により算出された脈拍情報および前記姿勢判定手段により判定された活動量からあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段と、を備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置。
【請求項３】 人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を判定する姿勢判定手段と、
前記加速度により活動量を判定する活動量判定手段と、
前記算出された脈拍情報および前記検知判定された姿勢情報および活動量の組み合わせからあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段とを、備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置。
【請求項４】 前記異常判定手段の判定結果を装置使用者に報知する報知手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項５】 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で判定された姿勢情報に対応してあらかじめ規定した脈拍の第１のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする請求項１および３〜４のいずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項６】 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報に対応してあらかじめ規定した脈拍の第２のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする請求項１および３〜５の、いずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項７】 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記活動量判定手段で得られた活動量に対応してあらかじめ規定した脈拍の第３のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項８】 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記活動量判定手段で得られた活動量に対応してあらかじめ規定した脈拍の第４のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする請求項２〜４および７のいずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項９】 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報および前記活動量判定手段で得られた活動量の組み合わせによりあらかじめ規定した脈拍の第５のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする請求項３〜４のいずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項１０】 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報および前記活動量判定手段で得られた活動量の組み合わせによりあらかじめ規定した脈拍の第６のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする請求項３〜４のいずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項１１】 前記脈拍情報、前記姿勢情報および前記活動量情報を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記情報の少なくとも一部の時系列変化に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする請求項２〜４および７〜１０の、いずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項１２】 前記判定結果を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記判定結果の時系列変化に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする請求項３〜４、９、および１０の、いずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項１３】 前記判定結果を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記判定結果の規定時間中の頻度に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする請求項１および３〜６、９および１０の、いずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項１４】 前記異常判定手段において異常と判定されたときに異常判定情報を送信する異常状態送信手段をさらに備えた請求項１〜１３のいずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項１５】 請求項１４記載の脈拍異常監視装置と、
前記異常状態受信手段と通信を行い、前記異常判定情報を受信する異常状態受信手段を備えたことを特徴とする脈拍異常警報システム。
【請求項１６】 前記異常状態受信手段と接続し、前記異常判定情報を提示する前記情報提示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１５に記載の脈拍異常警報システム。
【請求項１７】 前記異常状態受信手段と接続し、前記異常状態受信手段が前記異常判定情報を受信したときに利用者に警報を発する警報手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１５あるいは１６に記載の脈拍異常警報システム。
【請求項１８】 前記異常状態送信手段および前記異常状態受信手段は前記異常判定情報に暗号化を行う暗号化手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれかに記載の脈拍異常警報システム。
【請求項１９】 前記異常状態受信手段は前記異常判定情報を送信した前記脈拍異常監視装置に基づきあらかじめ指定した前記情報提示手段に情報を提示する情報提示選択手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１５〜１６および１８の、いずれかに記載の脈拍異常警報システム。
【請求項２０】 前記異常状態受信手段は前記異常判定情報を送信した前記脈拍異常監視装置に基づきあらかじめ指定した前記警報手段に警報を発信する警報発報選択手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１５および１７〜１８の、いずれかに記載の脈拍異常警報システム。
【請求項２１】 前記異常状態受信手段と情報提示手段の間に接続され、前記異常状態情報を蓄積する異常状態情報蓄積手段をさらに備え、利用者が前記異常情報蓄積手段に任意の時に接続して異常状態情報を取得することにより前記情報提示手段は前記異常状態情報を提示することを特徴とする請求項１５〜１６および１８〜１９の、いずれかに記載の脈拍異常警報システム。
【請求項２２】 前記異常判定情報には、前記脈拍情報、前記姿勢情報および前記活動量情報の少なくとも１種の情報を含むことを特徴とする請求項１５〜２１のいずれかに記載の脈拍異常警報システム。
【請求項２３】 前記姿勢判定手段により、あるいは前記活動量判定手段により、姿勢があるいは活動量が推移したことが判明した場合、その推移から一定時間は、前記異常判定部はその判定動作を停止することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の脈拍異常監視装置。
【請求項２４】 請求項３記載の脈拍異常監視装置における、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を判定する姿勢判定手段と、前記加速度により活動量を判定する活動量判定手段と、前記算出された脈拍情報および前記検知判定された姿勢情報および活動量の組み合わせからあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項２５】 請求項２４記載のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
図６（ａ），（ｂ）は脈拍異常判定部１６における脈拍異常の判定フローを示したものである。まず、姿勢判定部１２において判定した姿勢情報３２および脈拍算出部１４において算出した脈拍情報３１を取得する。取得した姿勢情報３２に伴いあらかじめ定めたしきい値Ａあるいはしきい値Ｂをメモリ１５内から判定しきい値として抽出し、そのしきい値Ａあるいはしきい値Ｂと脈拍算出部１４における脈拍情報３１とを比較する。その比較した結果、脈拍情報３１がしきい値Ａを上回っていた場合、あるいはしきい値Ｂを下回っていた場合においては、脈拍の異常であると判定し、たとえば使用者に結果を報知したり、警報手段を作動させ、警報を発するなどとすることができる。
図１２は加速度センサを用いて姿勢変化を検出する場合における加速度センサの出力を示したものである。なお、加速度センサは重力加速度を検知できるものを使用する。図１２の左から立位９２、座位９３、臥位９４の時の加速度センサ出力を示している。なお、グラフの上方向が加速度センサからの出力が大きいことを示しており、加速度センサに大きい重力加速度がかかるほど出力が大きくなる場合を想定している。このｘ軸およびｙ軸の出力から重力加速度成分を検出することにより、人体の姿勢を判定する。
なお、本情報は多分に個人情報を含むことから異常状態受信手段１２２の中にあらかじめ情報を暗号化させる処理をする機能を付加すると、警報受信装置との通信においてプライバシー上も考慮され、公衆通信網を用いたシステムとして構築した場合にも、情報セキュリティ面にも有効であり、かつ安価なシステムにすることができる。なお、ここでの異常状態受信手段１２２と脈拍異常監視装置１７間における通信形態としては、装置の装着時における拘束性から無線が望ましいが、もちろん有線でも実現できないことはない。また、この無線形式としては、専用の無線仕様を用いて他の無線ネットワークから切り離した形でシステム構築することもできる一方、bluetooth規格や無線ＬＡＮなどの汎用無線
や、ＰＨＳ回線網などの電話回線を用いて、他のネットワークとの親和性を確保するように構築することも出来る。
（実施の形態３）
実施の形態３の脈拍異常監視装置について図面を参照しながら説明する。図１５は本発明の一実施の形態３の脈拍異常警報システムの概略構成図を示すものである。以下に本実施の形態３における構成を説明する。
や、ＰＨＳ回線網などの電話回線を用いて、他のネットワークとの親和性を確保するように構築することも出来る。
（実施の形態３）
実施の形態３の脈拍異常監視装置について図面を参照しながら説明する。図１５は本発明の一実施の形態３の脈拍異常警報システムの概略構成図を示すものである。以下に本実施の形態３における構成を説明する。
Claims (21)
- 人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を検知判定する姿勢判定手段と、
前記脈拍算出手段により算出された脈拍情報および前記姿勢判定手段により判定された姿勢情報からあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段と、を備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置。 - 人体の脈波を計測する脈波計測手段と、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、
人体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を判定する姿勢判定手段と、
前記加速度により活動量を判定する活動量判定手段と、
前記算出された脈拍情報および前記検知判定された姿勢情報および活動量の組み合わせからあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段とを、備えたことを特徴とする脈拍異常監視装置。 - 前記異常判定手段の判定結果を装置使用者に報知する報知手段をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲１〜２のいずれかに記載の脈拍異常監視装置。
- 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で判定された姿勢情報に対応してあらかじめ規定した脈拍の第１のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする第１〜３のいずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
- 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報に対応してあらかじめ規定した脈拍の第２のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする第１〜４の、いずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
- 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報および前記活動量判定手段で得られた活動量の組み合わせによりあらかじめ規定した脈拍の第５のしきい値を上回る場合に異常と判定することを特徴とする第２〜３のいずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
- 前記異常判定手段は、前記脈拍算出手段で算出された脈拍が、前記姿勢判定手段で得られた姿勢情報および前記活動量判定手段で得られた活動量の組み合わせによりあらかじめ規定した脈拍の第６のしきい値を下回る場合に異常と判定することを特徴とする第２〜３のいずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
- 前記判定結果を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記判定結果の時系列変化に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする第２〜３、６、および７の、いずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
- 前記判定結果を一時的に保持する情報保持手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記情報保持手段に保持した前記判定結果の規定時間中の頻度に基づき前記脈拍が異常であると判定することを特徴とする第１および２〜５、６および７の、いずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
- 前記異常判定手段において異常と判定されたときに異常判定情報を送信する異常状態送信手段をさらに備えた第１〜９のいずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
- 第１０の請求の範囲の脈拍異常監視装置と、
前記異常状態受信手段と通信を行い、前記異常判定情報を受信する異常状態受信手段を備えたことを特徴とする脈拍異常警報システム。 - 前記異常状態受信手段と接続し、前記異常判定情報を提示する前記情報提示手段をさらに備えたことを特徴とする第１１の請求の範囲の脈拍異常警報システム。
- 前記異常状態受信手段と接続し、前記異常状態受信手段が前記異常判定情報を受信したときに利用者に警報を発する警報手段をさらに備えたことを特徴とする第１１あるいは１２の請求の範囲の脈拍異常警報システム。
- 前記異常状態送信手段および前記異常状態受信手段は前記異常判定情報に暗号化を行う暗号化手段をさらに備えていることを特徴とする第１１〜１３のいずれかの請求の範囲の脈拍異常警報システム。
- 前記異常状態受信手段は前記異常判定情報を送信した前記脈拍異常監視装置に基づきあらかじめ指定した前記情報提示手段に情報を提示する情報提示選択手段をさらに備えたことを特徴とする第１１〜１２および１４の、いずれかの請求の範囲の脈拍異常警報システム。
- 前記異常状態受信手段は前記異常判定情報を送信した前記脈拍異常監視装置に基づきあらかじめ指定した前記警報手段に警報を発信する警報発報選択手段をさらに備えたことを特徴とする第１１および１３〜１４の、いずれかの請求の範囲の脈拍異常警報システム。
- 前記異常状態受信手段と情報提示手段の間に接続され、前記異常状態情報を蓄積する異常状態情報蓄積手段をさらに備え、利用者が前記異常情報蓄積手段に任意の時に接続して異常状態情報を取得することにより前記情報提示手段は前記異常状態情報を提示することを特徴とする第１１〜１２および１４〜１５の、いずれかの請求の範囲の脈拍異常警報システム。
- 前記異常判定情報には、前記脈拍情報、前記姿勢情報および前記活動量情報の少なくとも１種の情報を含むことを特徴とする第１１〜１７のいずれかの請求の範囲の脈拍異常警報システム。
- 前記姿勢判定手段により、あるいは前記活動量判定手段により、姿勢があるいは活動量が推移したことが判明した場合、その推移から一定時間は、前記異常判定部はその判定動作を停止することを特徴とする第１〜２のいずれかの請求の範囲の脈拍異常監視装置。
- 第２の請求の範囲の脈拍異常監視装置における、
前記脈波計測手段により計測された脈波波形から人体の脈拍を算出する脈拍算出手段と、前記加速度検出手段により検出された加速度により人体の姿勢を判定する姿勢判定手段と、前記加速度により活動量を判定する活動量判定手段と、前記算出された脈拍情報および前記検知判定された姿勢情報および活動量の組み合わせからあらかじめ規定した判定情報に基づき異常判定を行う異常判定手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。 - 第２０の請求の範囲のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
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