JPWO2021149048A5 - - Google Patents

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Claims (22)

被験者の脈遷移時間PTT)を算出するための方法であって、前記方法は、
カメラによって前記被験者の顔および指から光データを取得することと、
それぞれ前記カメラと通信するコンピュータデバイスによって、前記被験者の顔および指に関連するデータを選択するために前記光データを分析することと、
前記顔の皮膚および前記指の皮膚から光データを検出することと
経過期間に到達するまで前記光データを収集することによって前記光データから時系列を決定し、その後、前記経過期間に関して収集された光データから前記時系列を算出することと、
前記時系列から前記PTTを算出することと
を備え
前記光データはビデオデータを備え、前記指の皮膚から前記光データを取得することは、前記被験者の顔のビデオデータを取得することを備え、
前記指から前記光データを取得することは、前記被験者の指先のビデオデータを取得することを備え、前記指先のビデオデータを取得することは、前記指先を前記カメラの上に置くことによって前記指先の皮膚のビデオデータを取得することを備え、
前記顔の皮膚から前記光データを検出することは、複数の顔境界を決定し、最も確率の高い顔境界を選択し、前記顔からのビデオデータにヒストグラム分析を適用することを備え、
前記指の皮膚から前記光データを検出することは、前記指の皮膚に関する複数の皮膚境界を決定し、最も確率の高い皮膚境界を選択し、前記指の皮膚からのビデオデータにヒストグラム分析を適用することを備え方法。
A method for calculating pulse transition time ( PTT ) of a subject, the method comprising:
obtaining light data from the subject's face and fingers by a camera;
analyzing the light data to select data related to the subject 's face and fingers, respectively, by a computing device in communication with the camera;
detecting optical data from the facial skin and the finger skin;
determining a time series from the light data by collecting the light data until an elapsed period is reached, and then calculating the time series from the light data collected for the elapsed period;
Calculating the PTT from the time series ;
Equipped with
the light data comprises video data, and obtaining the light data from the finger skin comprises obtaining video data of the subject's face;
Obtaining the light data from the finger comprises obtaining video data of the subject's fingertip, and obtaining video data of the fingertip comprises detecting the fingertip by placing the fingertip over the camera. comprises acquiring video data of the skin of
Detecting the light data from the skin of the face comprises determining a plurality of face boundaries, selecting the most probable face boundary, and applying a histogram analysis to video data from the face;
Detecting the optical data from the finger skin includes determining a plurality of skin boundaries for the finger skin, selecting the skin boundary with the highest probability, and applying a histogram analysis to the video data from the finger skin. A method of preparing to do .
前記カメラは複数のモバイルフォンカメラを備え、前記光データを取得することは、前記複数のモバイルフォンカメラからビデオデータを取得することを更に備え、前記顔からの光データは、前記複数のモバイルフォンカメラのうちの第1のモバイルフォンカメラによって取得され、前記指からの光データは、前記複数のモバイルフォンカメラのうちの第2のモバイルフォンカメラによって取得される、請求項に記載の方法。 The camera comprises a plurality of mobile phone cameras, and the obtaining the light data further comprises obtaining video data from the plurality of mobile phone cameras, and the light data from the face is transmitted to the plurality of mobile phone cameras. 2. The method of claim 1 , wherein the light data from the finger is acquired by a first mobile phone camera of the cameras and the light data from the finger is acquired by a second mobile phone camera of the plurality of mobile phone cameras. 前記指および前記顔のビデオデータを取得するために、前記被験者は、前記指を背面モバイルフォンカメラの上置き、前記被験者の顔は、前面モバイルフォンカメラの正面に位置する、請求項に記載の方法。 3. To obtain video data of the finger and the face, the subject places the finger over a rear mobile phone camera and the subject 's face is located in front of the front mobile phone camera . Method described. 前記背面モバイルフォンカメラ上の指先は、光を提供するために前記背面モバイルフォンカメラに関連するフラッシュを起動することを更に備える、請求項に記載の方法。 4. The method of claim 3 , further comprising a fingertip on the rear mobile phone camera activating a flash associated with the rear mobile phone camera to provide light. 前記第1のモバイルフォンカメラおよび前記第2のモバイルフォンカメラからのビデオデータの各々は、前記指および前記顔の皮膚からのパルス信号情報を提供するために分析される、請求項に記載の方法。 4. The video data of claim 3 , wherein each of the video data from the first mobile phone camera and the second mobile phone camera is analyzed to provide pulse signal information from the finger and the facial skin. Method. 前記第1のモバイルフォンカメラおよび前記第2のモバイルフォンカメラから決定されたパルス信号間の遅延が、単一のハードウェアクロックを介する同期に従って決定される、請求項に記載の方法。 6. The method of claim 5 , wherein the delay between pulse signals determined from the first mobile phone camera and the second mobile phone camera is determined according to synchronization via a single hardware clock. 前記パルス信号は同期され、その後、同じサンプリングレートを生じるように補間され
前記方法は、前記パルス信号の同期に従って顔脈波形および指先脈波形を算出することを備え、
前記補間は、可変のフレーム取得レートを与えられた固定フレームレートに変換するために、前記顔および前記指先の各々からの時系列データを補間することを更に備える、請求項に記載の方法。
the pulse signals are synchronized and then interpolated to yield the same sampling rate ;
The method comprises calculating a facial pulse waveform and a fingertip pulse waveform according to synchronization of the pulse signal,
7. The method of claim 6 , wherein the interpolation further comprises interpolating time series data from each of the face and the fingertip to convert a variable frame acquisition rate to a given fixed frame rate. .
前記複数の顔境界を決定することは、前記顔境界を決定するために前記顔からのビデオデータにマルチパラメータ畳み込みニューラルネット(CNN)を適用することを備える、請求項に記載の方法。 2. The method of claim 1 , wherein determining the plurality of face boundaries comprises applying a multi-parameter convolutional neural network (CNN) to video data from the face to determine the face boundaries. 前記複数の皮膚境界を決定することは、前記皮膚境界を決定するために前記指からのビデオデータにマルチパラメータ畳み込みニューラルネット(CNN)を適用することを備える、請求項に記載の方法。 2. The method of claim 1 , wherein determining the plurality of skin boundaries comprises applying a multiparameter convolutional neural network (CNN) to video data from the finger to determine the skin boundaries. 前記指の皮膚から前記光データを検出することは、複数の指先境界を決定し、最も確率い指先境界を選択し、前記指先からのビデオデータにヒストグラム分析を適用することを備える、請求項に記載の方法。 Detecting the optical data from the finger skin comprises determining a plurality of fingertip boundaries, selecting the most probable fingertip boundary, and applying histogram analysis to video data from the fingertip. , the method of claim 1 . 前記複数の指先境界を決定することは、前記指先境界を決定するために前記指先からのビデオデータにマルチパラメータ畳み込みニューラルネット(CNN)を適用することを備える、請求項10に記載の方法。 11. The method of claim 10 , wherein determining the plurality of fingertip boundaries comprises applying a multi-parameter convolutional neural network (CNN) to video data from the fingertips to determine the fingertip boundaries. 前記PTTを算出することは、前記顔の皮膚および前記指の皮膚からの光データからの測定値メタデータを結合することを更に備え、前記メタデータは、前記被験者の体重、年齢、身長、生物学的性別、体脂肪率、および体筋率のうちのつ以上を備える、請求項に記載の方法。 Calculating the PTT further comprises combining measurements and metadata from light data from the facial skin and the finger skin, the metadata including the subject's weight, age, height, 2. The method of claim 1 , comprising one or more of biological sex, body fat percentage, and body muscle percentage. 前記方法は、少なくとも1つの追加の生理信号から前記PTTを決定することを更に備え
前記生理信号は、緊張、血圧、呼気量、および酸素飽和度(pSO2)から成る群から選択される、請求項に記載の方法。
The method further comprises determining the PTT from at least one additional physiological signal ;
2. The method of claim 1 , wherein the physiological signal is selected from the group consisting of tone, blood pressure, expiratory volume, and oxygen saturation (pSO2) .
前記方法は、少なくとも前記PTTから少なくとも1つの追加の生理信号を決定することを更に備え
前記生理信号は、緊張、血圧、呼気量、および酸素飽和度(pSO2)から成る群から選択される、請求項13に記載の方法。
The method further comprises determining at least one additional physiological signal from at least the PTT ;
14. The method of claim 13 , wherein the physiological signal is selected from the group consisting of tone, blood pressure, expiratory volume, and oxygen saturation (pSO2) .
前記PTTを算出する前に、前記指および前記顔の皮膚からのパルス信号を雑音除去および正規化することを更に備える、請求項に記載の方法。 2. The method of claim 1 , further comprising denoising and normalizing pulse signals from the finger and facial skin before calculating the PTT. 前記パルス信号をフィルタリングすることと、
PPG様式の信号構築を行うことと、
前記PPG様式の信号構築から心拍数(HR)を決定することと、
前記HRから前記PTTを算出することと、
前記PTTから血圧を算出することと、
を更に備える、請求項15に記載の方法。
filtering the pulse signal ;
performing PPG style signal construction;
determining heart rate (HR) from the PPG-style signal construction;
Calculating the PTT from the HR;
Calculating blood pressure from the PTT;
16. The method of claim 15 , further comprising:
被験者の脈遷移時間PTT)を算出するためのシステムであって、前記システムは、
前記被験者の顔および指先から光データを取得するためのカメラと、
前記カメラから光データを受信するためのユーザコンピュータデバイスであって、前記ユーザコンピュータデバイスは、プロセッサと、複数の命令を格納するためのメモリとを備え、前記プロセッサは、
前記被験者の顔および指先に関連するデータを選択するために前記光データを分析し、
前記顔の皮膚および前記指先の皮膚から光データを検出し、
経過期間に到達するまで前記光データを収集することによって前記光データから時系列を決定し、その後、前記経過期間に関して収集された光データから前記時系列を算出し、
前記時系列から前記PTTを算出する
ために前記命令を実行する、ユーザコンピューティングデバイスと、
を備える、システムであり、
前記メモリは、定義済みのネイティブ命令コードセットを格納するために構成され、前記プロセッサは、前記メモリ内に格納された定義済みのネイティブ命令コードセットから選択される対応する基本命令を受信することに応答して定義済みの基本動作セットを行うように構成され、
前記メモリは、前記被験者の顔に関連するデータを選択するために前記光データを分析することに関する、前記ネイティブ命令コードセットから選択される第1の機械コードセットと、前記顔の皮膚から光データを検出することに関する、前記ネイティブ命令コードセットから選択される第2の機械コードセットと、経過期間に到達するまで前記光データを収集することによって前記光データから時系列を決定し、その後、前記経過期間に関して収集された光データから前記時系列を算出することに関する、前記ネイティブ命令コードセットから選択される第3の機械コードセットと、前記時系列から生理信号を算出することに関する、前記ネイティブ命令コードセットから選択される第4の機械コードセットとを格納し、
前記メモリは、複数の顔境界を決定することを備える、前記顔の皮膚から前記光データを検出することに関する、前記ネイティブ命令コードセットから選択される第5の機械コードセットと、最も確率の高い顔境界を選択することに関する、前記ネイティブ命令コードセットから選択される第6の機械コードセットと、前記顔からのビデオデータにヒストグラム分析を適用することに関する、前記ネイティブ命令コードセットから選択される第7の機械コードセットとを更に格納し、
前記メモリは、前記被験者の指先に関連するデータを選択するために前記光データを分析することに関する、前記ネイティブ命令コードセットから選択される第9の機械コードセットと、前記指先の皮膚から光データを検出することに関する、前記ネイティブ命令コードセットから選択される第10の機械コードセットと、経過期間に到達するまで前記光データを収集することによって前記光データから時系列を決定し、その後、前記経過期間に関して収集された光データから前記時系列を算出することに関する、前記ネイティブ命令コードセットから選択される第11の機械コードセットと、前記時系列から前記生理信号を算出することに関する、前記ネイティブ命令コードセットから選択される第12の機械コードセットとを更に格納し、
前記メモリは、複数の指先境界を決定することを備える、前記指先の皮膚から前記光データを検出することに関する、前記ネイティブ命令コードセットから選択される第13の機械コードセットと、最も確率の高い指先境界を選択することに関する、前記ネイティブ命令コードセットから選択される第14の機械コードセットと、前記指先からのビデオデータにヒストグラム分析を適用することに関する、前記ネイティブ命令コードセットから選択される第15の機械コードセットとを更に格納する、システム。
A system for calculating pulse transition time ( PTT ) of a subject, the system comprising:
a camera for acquiring optical data from the subject's face and fingertips;
A user computing device for receiving optical data from the camera, the user computing device comprising a processor and a memory for storing a plurality of instructions, the processor comprising:
analyzing the optical data to select data related to the subject 's face and fingertips ;
detecting optical data from the skin of the face and the skin of the fingertips;
determining a time series from the light data by collecting the light data until an elapsed period is reached, and then calculating the time series from the light data collected for the elapsed period;
a user computing device executing the instructions to calculate the PTT from the time series;
A system comprising:
The memory is configured to store a predefined native instruction code set, and the processor is configured to receive a corresponding primitive instruction selected from the predefined native instruction code set stored in the memory. configured to perform a predefined set of basic actions in response;
The memory includes a first machine code set selected from the native instruction code set relating to analyzing the light data to select data related to the subject's face and light data from the facial skin. a second machine code set selected from the native instruction code set relating to detecting the optical data; and determining a time series from the optical data by collecting the optical data until an elapsed period is reached; a third machine code set selected from the native instruction code set for calculating the time series from optical data collected for an elapsed time period; and a third machine code set selected from the native instruction code set for calculating a physiological signal from the time series. a fourth machine code set selected from the code sets;
The memory includes a fifth set of machine codes selected from the native instruction code sets relating to detecting the light data from the skin of the face, comprising determining a plurality of facial boundaries; a sixth set of machine codes selected from the set of native instruction codes relating to selecting facial boundaries; and a set of machine codes selected from the set of native instruction codes relating to applying a histogram analysis to video data from the face. 7 machine code sets are further stored,
The memory includes a ninth machine code set selected from the native instruction code set relating to analyzing the optical data to select data related to a fingertip of the subject and optical data from the skin of the fingertip. a tenth machine code set selected from the native instruction code set relating to detecting the optical data; and determining a time series from the optical data by collecting the optical data until an elapsed period is reached; an eleventh machine code set selected from the native instruction code set, the machine code set being related to calculating the time series from optical data collected for an elapsed time period; a twelfth machine code set selected from the instruction code set;
The memory includes a thirteenth machine code set selected from the native instruction code set relating to detecting the optical data from the skin of the fingertip, comprising determining a plurality of fingertip boundaries; a fourteenth machine code set selected from the native instruction code set relating to selecting a fingertip boundary; and a fourteenth machine code set selected from the native instruction code set relating to applying a histogram analysis to video data from the fingertip. The system further stores 15 machine code sets .
前記メモリは、前記顔境界を決定するために前記顔からのビデオデータにマルチパラメータ畳み込みニューラルネット(CNN)を適用することに関する、前記ネイティブ命令コードセットから選択される第8の機械コードセットを更に格納する、請求項17に記載のシステム。 The memory further comprises an eighth machine code set selected from the native instruction code set relating to applying a multi-parameter convolutional neural network (CNN) to video data from the face to determine the face boundaries. 18. The system of claim 17 , wherein the system stores : 前記メモリは、前記指先境界を決定するために前記指先からのビデオデータにマルチパラメータ畳み込みニューラルネット(CNN)を適用することに関する、前記ネイティブ命令コードセットから選択される第16の機械コードセットを更に格納する、請求項18に記載のシステム。 The memory further comprises a sixteenth machine code set selected from the native instruction code set relating to applying a multi-parameter convolutional neural network (CNN) to video data from the fingertip to determine the fingertip boundary. 20. The system of claim 18 , wherein the system stores : 光データを取得するため前記カメラに前記指先が押し付けられ、そのようにして、指先検出ではなく皮膚検出のみが行われる、請求項17に記載のシステム。 18. The system of claim 17 , wherein the fingertip is pressed against the camera to acquire optical data , such that only skin detection rather than fingertip detection is performed. 前記カメラはモバイルフォンカメラを備え、前記光データは、前記モバイルフォンカメラからビデオデータとして取得され、前記ユーザコンピューティングデバイスはモバイル通信デバイスを備え、前記モバイルフォンカメラは背面カメラを備え、前記被験者の指先は、前記ビデオデータを取得するために前記カメラの上に置かれる、請求項17に記載のシステム。 the camera comprises a mobile phone camera; the optical data is obtained as video data from the mobile phone camera ; the user computing device comprises a mobile communication device; the mobile phone camera comprises a rear camera; 18. The system of claim 17 , wherein a fingertip is placed over the camera to acquire the video data . 前記光データを取得するための光を提供するために、前記モバイルフォンカメラに関連するフラッシュを更に備える、請求項21に記載のシステム。 22. The system of claim 21 , further comprising a flash associated with the mobile phone camera to provide light for acquiring the light data.
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