JPWO2017199597A1 - 生体情報処理装置、生体情報処理方法、及び情報処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記脈波センサ部は、脈波信号を出力する。
前記複数の算出部は、各々が前記出力された脈波信号に基づいて心拍候補情報を信頼度とともに算出する。
前記出力部は、前記複数の算出部の各々により算出された前記心拍候補情報とその信頼度とに基づいて、心拍情報を出力する。
体動ノイズが分離された脈波信号に基づいて、精度の高い心拍候補情報を算出することが可能となる。この結果、精度の高い心拍測定が実現する。
瞬時心拍数を算出可能であるので、心拍変動を精度よく測定することが可能となる。
これにより精度よく信頼度を算出することが可能となる。
自己相関解析により心拍傾向に基づいた心拍数を取得することが可能となる。
これにより精度よく信頼度を算出することが可能となる。
これにより精度の高い心拍測定が可能となる。
これにより体動ノイズを精度よく低減することができる。
第1の誤差信号からさらに体動ノイズが分離されるので、体動ノイズを十分に低減させることが可能となる。この結果、精度の高い心拍測定が実現する。
脈波信号を生成する第1の脈波信号に加えて、参照脈波信号を生成する第2の脈波センサを設けることで、体動ノイズの低減を高精度に実行することが可能となる。
互いに波長域の異なる光を出射する2つの脈波センサを用いることで、精度の高い心拍測定が可能となる。
第1の体動解析結果を利用することで、体動ノイズを精度よく低減させることができる。
第2の体動解析結果を利用することで、体動ノイズを精度よく低減させることができる。
これにより精度の高い心拍測定が実現する。
これにより信頼度が低い心拍情報が生成されることを防止しつつ、心拍測定を継続することが可能となる。
これにより信頼度が低い心拍情報が生成されることを防止しつつ、心拍測定を継続することが可能となる。
複数の算出部の各々により前記生成された脈波信号に基づいて心拍候補情報が信頼度とともに算出される。
前記複数の算出部の各々により算出された前記心拍候補情報とその信頼度とに基づいて、心拍情報が出力される。
前記取得部は、脈波信号を取得する。
前記複数の算出部は、各々が前記取得された脈波信号に基づいて心拍候補情報を信頼度とともに算出する。
前記出力部は、前記複数の算出部の各々により算出された前記心拍候補情報とその信頼度とに基づいて、心拍情報を出力する。
図1は、本技術の一実施形態に係る心拍測定装置の構成例を示す概略図である。心拍測定装置100は、リストバンド型のPPG方式の心拍センサであり、ユーザの手首に装着されて使用される。心拍測定装置100は、本実施形態において、生体情報処理装置に相当する。
図3は、心拍情報の出力例を示すフローチャートである。まずバンドパスフィルタ16a〜16cにより、バンドパスフィルタ処理が実行される(ステップ101)。バンドパスフィルタ16a及び16bにより、各PPGセンサの出力信号から脈動や体組織の変形に伴う変動成分が抽出される。またバンドパスフィルタ16bにより、重力加速度によるオフセット及び電気的ノイズの除去が実行される。
0<α<1
直前の極小値と極大値から現在の極大値の凸度、具体的にはレベル差を算出し閾値判定する。
体動で脈波強度が変調することを考慮し、第1及び/又は第2の体動解析結果に応じて上記閾値を適応的に制御する。
心拍トレンド検出部70により求められた心拍数を探索範囲中心として、極大値を検出する範囲を限定する。この場合、心拍変動検出部60と心拍トレンド検出部70とが、カスケード接続されてもよい。
例えば上記の処理を実行することで、第1及び第2のノイズ低減処理部30及び40でノイズ除去しきれなかった体動ノイズによる疑似ピークの誤検出を軽減することが可能となる。この結果、心拍変動検出部60による瞬時心拍数の精度が向上する。
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
各々が前記出力された脈波信号に基づいて心拍候補情報を信頼度とともに算出する複数の算出部と、
前記複数の算出部の各々により算出された前記心拍候補情報とその信頼度とに基づいて、心拍情報を出力する出力部と
を具備する生体情報処理装置。
(2)(1)に記載の生体情報処理装置であって、さらに、
体動信号を出力する体動センサと、
前記体動信号に基づいて前記脈波センサ部から出力された脈波信号から体動ノイズを分離するノイズ低減処理部と
を具備し、
前記複数の算出部の各々は、前記体動ノイズが分離された脈波信号に基づいて、前記心拍候補情報とその信頼度とを算出する
生体情報処理装置。
(3)(2)に記載の生体情報処理装置であって、
前記複数の算出部は、前記体動ノイズが分離された脈波信号に基づいて、前記脈波信号のピーク位置を検出し、瞬時心拍数を算出する第1の算出部を有する
生体情報処理装置。
(4)(3)に記載の生体情報処理装置であって、
前記第1の算出部は、前記脈波信号の極大値と極小値との差に基づいて、前記瞬時心拍数の信頼度を算出する
生体情報処理装置。
(5)(3)又は(4)に記載の生体情報処理装置であって、
前記複数の算出部は、前記体動ノイズが分離された脈波信号に基づいて、自己相関解析により前記脈波信号の周期を検出し、心拍数を算出する第2の算出部を有する
生体情報処理装置。
(6)(5)に記載の生体情報処理装置であって、
前記第2の算出部は、前記検出された周期における自己相関値に基づいて、前記心拍数の信頼度を算出する
生体情報処理装置。
(7)(2)から(6)のうちいずれか1つに記載の生体情報処理装置であって、
前記脈波センサ部は、複数の脈波センサを有し、前記複数の脈波センサにより生成される複数の脈波候補信号のいずれか1つを前記脈波信号として出力する
生体情報処理装置。
(8)(7)に記載の生体情報処理装置であって、
前記ノイズ低減処理部は、体動の血流への影響をモデル化して算出された伝達関数によってフィルタ処理された前記体動信号が入力信号として入力される第1の適応フィルタを有し、前記脈波センサ部から出力された脈波信号から前記第1の適応フィルタの出力値を減算した第1の誤差信号を出力する
生体情報処理装置。
(9)(7)から(9)のうちいずれか1つに記載の生体情報処理装置であって、さらに、
前記複数の脈波センサにより生成される前記複数の脈波候補信号に基づいて、前記体動ノイズを分離するための参照信号を生成する生成部を具備し、
前記ノイズ低減処理部は、前記参照信号が入力信号として入力される第2の適応フィルタを有し、前記第1の誤差信号から前記第2の適応フィルタの出力値を減算した第2の誤差信号を出力する
生体情報処理装置。
(10)(9)に記載の生体情報処理装置であって、
前記複数の脈波センサは、前記脈波信号を生成する第1の脈波センサと、前記参照信号の生成用の参照脈波信号を生成する第2の脈波センサとを有する
生体情報処理装置。
(11)(10)に記載の生体情報処理装置であって、
前記第1の脈波センサは、第1の波長域の光を出射する第1の発光部と、前記第1の波長域の光の反射光を検出する第1の受光部とを有し、
前記第2の脈波センサは、前記第1の波長域よりも長い第2の波長域の光を出射する第2の発光部と、前記第2の波長域の光の反射光を検出する第2の受光部とを有する
生体情報処理装置。
(12)(10)又は(11)に記載の生体情報処理装置であって、さらに、
前記体動信号を解析することによって体動変化を検出し第1の体動解析結果として出力する体動解析部を具備し、
前記ノイズ低減処理部は、前記出力された第1の体動解析結果に基づいて、前記第1の適応フィルタにおける適応フィルタ係数を更新する
生体情報処理装置。
(13)(12)に記載の生体情報処理装置であって、
前記体動解析部は、前記参照脈波信号を解析することによって体動変化を検出し第2の体動解析結果として出力し、
前記ノイズ低減処理部は、前記出力された第2の体動解析結果に基づいて、前記第2の適応フィルタにおける適応フィルタ係数を更新する
生体情報処理装置。
(14)(1)から(13)のうちいずれか1つに記載の生体情報処理装置であって、
前記出力部は、最も信頼度が高い前記心拍候補情報を、前記心拍情報として出力する
生体情報処理装置。
(15)(1)から(14)のうちいずれか1つに記載の生体情報処理装置であって、
前記出力部は、前記複数の算出部の各々が算出する信頼度に基づいて、フォールバックを実行するか否かを判定する
生体情報処理装置。
(16)(15)に記載の生体情報処理装置であって、
前記出力部は、体動ノイズが分離された脈波信号とともに算出される信頼度に基づいて、前記フォールバックを実行するか否かを判定する
生体情報処理装置。
12…第1のPPGセンサ
13…第2のPPGセンサ
14…加速度センサ
15…コントローラ
20…体動解析部
30…第1のノイズ低減処理部
31、41…適応フィルタ
35…ノイズモデル
40…第2のノイズ低減処理部
50…参照信号生成部
60…心拍変動検出部
62…ピーク検出部
63…信頼度算出部
70…心拍トレンド検出部
72…自己相関解析部
75…トレンド検出部
80…統合処理部
100…心拍測定装置
Claims (18)
- 脈波信号を出力する脈波センサ部と、
各々が前記出力された脈波信号に基づいて心拍候補情報を信頼度とともに算出する複数の算出部と、
前記複数の算出部の各々により算出された前記心拍候補情報とその信頼度とに基づいて、心拍情報を出力する出力部と
を具備する生体情報処理装置。 - 請求項1に記載の生体情報処理装置であって、さらに、
体動信号を出力する体動センサと、
前記体動信号に基づいて前記脈波センサ部から出力された脈波信号から体動ノイズを分離するノイズ低減処理部と
を具備し、
前記複数の算出部の各々は、前記体動ノイズが分離された脈波信号に基づいて、前記心拍候補情報とその信頼度とを算出する
生体情報処理装置。 - 請求項2に記載の生体情報処理装置であって、
前記複数の算出部は、前記体動ノイズが分離された脈波信号に基づいて、前記脈波信号のピーク位置を検出し、瞬時心拍数を算出する第1の算出部を有する
生体情報処理装置。 - 請求項3に記載の生体情報処理装置であって、
前記第1の算出部は、前記脈波信号の極大値と極小値との差に基づいて、前記瞬時心拍数の信頼度を算出する
生体情報処理装置。 - 請求項3に記載の生体情報処理装置であって、
前記複数の算出部は、前記体動ノイズが分離された脈波信号に基づいて、自己相関解析により前記脈波信号の周期を検出し、心拍数を算出する第2の算出部を有する
生体情報処理装置。 - 請求項5に記載の生体情報処理装置であって、
前記第2の算出部は、前記検出された周期における自己相関値に基づいて、前記心拍数の信頼度を算出する
生体情報処理装置。 - 請求項2に記載の生体情報処理装置であって、
前記脈波センサ部は、複数の脈波センサを有し、前記複数の脈波センサにより生成される複数の脈波候補信号のいずれか1つを前記脈波信号として出力する
生体情報処理装置。 - 請求項7に記載の生体情報処理装置であって、
前記ノイズ低減処理部は、体動の血流への影響をモデル化して算出された伝達関数によってフィルタ処理された前記体動信号が入力信号として入力される第1の適応フィルタを有し、前記脈波センサ部から出力された脈波信号から前記第1の適応フィルタの出力値を減算した第1の誤差信号を出力する
生体情報処理装置。 - 請求項8に記載の生体情報処理装置であって、さらに、
前記複数の脈波センサにより生成される前記複数の脈波候補信号に基づいて、前記体動ノイズを分離するための参照信号を生成する生成部を具備し、
前記ノイズ低減処理部は、前記参照信号が入力信号として入力される第2の適応フィルタを有し、前記第1の誤差信号から前記第2の適応フィルタの出力値を減算した第2の誤差信号を出力する
生体情報処理装置。 - 請求項9に記載の生体情報処理装置であって、
前記複数の脈波センサは、前記脈波信号を生成する第1の脈波センサと、前記参照信号の生成用の参照脈波信号を生成する第2の脈波センサとを有する
生体情報処理装置。 - 請求項10に記載の生体情報処理装置であって、
前記第1の脈波センサは、第1の波長域の光を出射する第1の発光部と、前記第1の波長域の光の反射光を検出する第1の受光部とを有し、
前記第2の脈波センサは、前記第1の波長域よりも長い第2の波長域の光を出射する第2の発光部と、前記第2の波長域の光の反射光を検出する第2の受光部とを有する
生体情報処理装置。 - 請求項10に記載の生体情報処理装置であって、さらに、
前記体動信号を解析することによって体動変化を検出し第1の体動解析結果として出力する体動解析部を具備し、
前記ノイズ低減処理部は、前記出力された第1の体動解析結果に基づいて、前記第1の適応フィルタにおける適応フィルタ係数を更新する
生体情報処理装置。 - 請求項12に記載の生体情報処理装置であって、
前記体動解析部は、前記参照脈波信号を解析することによって体動変化を検出し第2の体動解析結果として出力し、
前記ノイズ低減処理部は、前記出力された第2の体動解析結果に基づいて、前記第2の適応フィルタにおける適応フィルタ係数を更新する
生体情報処理装置。 - 請求項1に記載の生体情報処理装置であって、
前記出力部は、最も信頼度が高い前記心拍候補情報を、前記心拍情報として出力する
生体情報処理装置。 - 請求項1に記載の生体情報処理装置であって、
前記出力部は、前記複数の算出部の各々が算出する信頼度に基づいて、フォールバックを実行するか否かを判定する
生体情報処理装置。 - 請求項15に記載の生体情報処理装置であって、
前記出力部は、体動ノイズが分離された脈波信号とともに算出される信頼度に基づいて、前記フォールバックを実行するか否かを判定する
生体情報処理装置。 - 脈波センサにより脈波信号を生成し、
複数の算出部の各々により前記生成された脈波信号に基づいて心拍候補情報を信頼度とともに算出し、
前記複数の算出部の各々により算出された前記心拍候補情報とその信頼度とに基づいて、心拍情報を出力する
生体情報処理方法。 - 脈波信号を取得する取得部と、
各々が前記取得された脈波信号に基づいて心拍候補情報を信頼度とともに算出する複数の算出部と、
前記複数の算出部の各々により算出された前記心拍候補情報とその信頼度とに基づいて、心拍情報を出力する出力部と
を具備する情報処理装置。
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