WO2014171465A1 - 機器、機器の制御方法および制御プログラム、ならびにシステム - Google Patents

機器、機器の制御方法および制御プログラム、ならびにシステム Download PDF

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WO2014171465A1
WO2014171465A1 PCT/JP2014/060761 JP2014060761W WO2014171465A1 WO 2014171465 A1 WO2014171465 A1 WO 2014171465A1 JP 2014060761 W JP2014060761 W JP 2014060761W WO 2014171465 A1 WO2014171465 A1 WO 2014171465A1
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WO
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user
controller
pulsation
factor
motion
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PCT/JP2014/060761
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English (en)
French (fr)
Inventor
安島 弘美
Original Assignee
京セラ株式会社
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    • A61B2562/02Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0219Inertial sensors, e.g. accelerometers, gyroscopes, tilt switches

Definitions

  • the present invention relates to a device, a device control method, a control program, and a system.
  • a device equipped with an acceleration sensor is known.
  • Examples of the device including the acceleration sensor include a smartphone and a mobile phone.
  • detected acceleration is used for various controls.
  • An example in which the detected acceleration is used for state control at the time of falling is described in Patent Document 1.
  • an acceleration sensor is used for detecting the state of the mobile phone itself.
  • the object of the present invention is to provide a device, a control method, and a control program that can utilize the provided motion sensor.
  • An apparatus includes a motion sensor that detects a motion factor, and a controller that processes the motion factor detected by the motion sensor as a self-control factor, and the controller includes a vital sign factor of a user. As described above, the motion factor detected by the motion sensor is processed.
  • An apparatus includes a motion sensor that detects at least one of acceleration and angular velocity, and a controller that processes a motion factor detected by the motion sensor as a self-control factor. As a vital sign factor, a motion factor detected by the motion sensor is processed.
  • a device includes a controller that processes a motion factor detected by a motion sensor when the device is applied to a user's site as a vital sign factor of the user.
  • the device includes a controller that processes a motion factor detected by a motion sensor when the device is applied to the user's radial artery as a vital sign of the user.
  • the apparatus includes a controller that processes a motion factor continuously detected by a motion sensor as a continuous vital sign factor.
  • the apparatus includes a controller that calculates a user's pulsation force, blood pressure, pulse pressure, pulse, or a displacement associated with pulsation from a motion factor detected by a motion sensor.
  • the device calculates a user's pulsation pressure and a displacement amount accompanying pulsation from a motion factor detected by a motion sensor, and calculates the calculated pulsation pressure and the displacement accompanying the calculated pulsation. And a controller for estimating viscoelasticity of the user's blood vessel based on the quantity.
  • the apparatus includes a controller that estimates the viscoelasticity of a user's blood vessel based on the relationship between the time after the blood flow is released and the vital sign corresponding to the time after the blood flow is released.
  • the vital sign corresponding to the time after the blood flow is released is a maximum blood pressure, a maximum pulse force, a maximum pulse pressure, or a maximum displacement amount associated with the pulsation of each pulse of the user. .
  • An apparatus includes a plurality of sets including a first index calculated from a motion factor and a second index corresponding to the first index and corresponding to a pulse wave reflection phenomenon.
  • a controller is provided that estimates a regression line and estimates a user's blood pressure reflex function from the slope of the estimated regression line.
  • a device control method is a device control method including a motion sensor that detects a motion factor, and a controller that processes the motion factor detected by the motion sensor as a self-control factor. As a vital sign factor of a person, the controller processes a motion factor detected by the motion sensor.
  • a device control method is a device control method including a motion sensor that detects at least one of acceleration and angular velocity, and a controller that processes a motion factor detected by the motion sensor as a self-control factor. Then, the controller processes the motion factor detected by the motion sensor as the vital sign factor of the user.
  • a device control program is a device control program including a motion sensor that detects a motion factor and a controller that processes the motion factor detected by the motion sensor as a self-control factor. As a vital sign factor of a person, the controller processes a motion factor detected by the motion sensor.
  • a device control program is a device control program including a motion sensor that detects at least one of acceleration and angular velocity, and a controller that processes the motion factor detected by the motion sensor as a self-control factor. Then, the controller processes the motion factor detected by the motion sensor as the vital sign factor of the user.
  • the device includes a controller that calculates the pulsation force of the user based on the angular velocity detected by the angular velocity sensor.
  • An apparatus detects a continuous angular velocity associated with a user's pulsation with an angular velocity sensor, and based on the continuous angular velocity detected by the angular velocity sensor, calculates a continuous pulsating force of the user.
  • a controller for calculating is provided.
  • the apparatus includes a controller that calculates a blood pressure, a pulse pressure, a pulse, or a displacement associated with the pulsation of the user from the angular velocity detected by the angular velocity sensor.
  • the device calculates the user's pulsation pressure and the amount of displacement accompanying pulsation from the angular velocity detected by the angular velocity sensor, and calculates the calculated pulsation pressure and the amount of displacement associated with the calculated pulsation. And a controller for estimating the viscoelasticity of the blood vessel of the user.
  • the apparatus includes a controller that estimates the viscoelasticity of a user's blood vessel based on the relationship between the time after the blood flow is released and the vital sign corresponding to the time after the blood flow is released.
  • the vital sign corresponding to the time after the blood flow is released is the maximum blood pressure, the maximum pulse force, the maximum pulse pressure, or the maximum displacement amount associated with the pulsation of the user.
  • An apparatus includes a first index calculated based on a detected angular velocity, and a second index corresponding to the first index and corresponding to a pulse wave reflection phenomenon.
  • a controller is provided that estimates a regression line from a plurality of sets and estimates a user's blood pressure reflex function from the slope of the estimated regression line.
  • the device control method calculates the pulsation force of the user based on the angular velocity detected by the angular velocity sensor.
  • the device control program calculates the pulsation force of the user based on the angular velocity detected by the angular velocity sensor.
  • An apparatus includes an acceleration sensor that detects continuous acceleration accompanying a user's pulsation, and a user's continuous pulsation force based on the continuous acceleration detected by the acceleration sensor.
  • a controller for calculating.
  • the apparatus includes a controller that calculates a blood pressure, a pulse pressure, a pulse, or a displacement associated with the pulsation of the user from the acceleration detected by the acceleration sensor.
  • the device calculates a user's pulsation pressure and a displacement associated with the pulsation from the acceleration detected by the acceleration sensor, and calculates the calculated pulsation pressure and the displacement associated with the calculated pulsation. And a controller for estimating the viscoelasticity of the blood vessel of the user.
  • the apparatus includes a controller that estimates the viscoelasticity of a user's blood vessel based on the relationship between the time after the blood flow is released and the vital sign corresponding to the time after the blood flow is released.
  • the vital sign corresponding to the time after the blood flow is released is the maximum blood pressure for each pulse of the user, the maximum pulse pressure, the maximum pulse pressure, or the maximum displacement associated with the pulsation.
  • An apparatus includes a first index calculated based on detected acceleration, and a second index corresponding to the first index and corresponding to a pulse wave reflection phenomenon.
  • a controller is provided that estimates a regression line from a plurality of sets and estimates a user's blood pressure reflex function from the slope of the estimated regression line.
  • a system includes an acceleration sensor that detects continuous acceleration accompanying a user's pulsation, and a controller that calculates continuous pulsation force based on the continuous acceleration detected by the acceleration sensor. Including.
  • the system according to the embodiment of the present invention includes a controller that calculates the continuous blood pressure of the user from the continuous acceleration detected by the acceleration sensor.
  • the device control method calculates the continuous pulsation force of the user based on the continuous acceleration detected by the acceleration sensor.
  • the device control program calculates the continuous pulsation force of the user based on the continuous acceleration detected by the acceleration sensor.
  • the motion sensor provided in the device can be utilized.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating an appearance of a smartphone according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic front view showing the appearance of the smartphone according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic rear view illustrating the appearance of the smartphone according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the home screen.
  • FIG. 5 is a block schematic diagram illustrating functions of the smartphone according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a control flow performed by the smartphone according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an execution screen of the smartphone application according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an execution screen of the smartphone application according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating an appearance of a smartphone according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic front view showing the appearance of the smartphone according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic rear view illustrating the appearance of the smartphone according to the embodiment
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example in which a belt is attached to the smartphone according to the embodiment.
  • Drawing 10 is a schematic diagram showing the 1st example at the time of measuring vital signs with the smart phone concerning an embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a schematic waveform when a vital sign is measured by the smartphone according to the embodiment.
  • Drawing 12 is a schematic diagram showing the 2nd example at the time of measuring vital signs with the smart phone concerning an embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic view of the second example shown in FIG. 12 viewed from the x-axis direction.
  • FIG. 14 is a diagram showing the calculated continuous blood pressure.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a control flow performed by the smartphone according to the second embodiment.
  • FIG. 16A and FIG. 16B are diagrams showing the fluctuations associated with the calculated pulsation and the calculated continuous blood pressure.
  • FIG. 17 is a diagram showing the relationship between pulse pressure and AI.
  • the smartphone 1 has a housing 20.
  • the housing 20 includes a front face 1A, a back face 1B, and side faces 1C1 to 1C4.
  • the front face 1 ⁇ / b> A is the front of the housing 20.
  • the back face 1 ⁇ / b> B is the back surface of the housing 20.
  • the side faces 1C1 to 1C4 are side faces that connect the front face 1A and the back face 1B.
  • the side faces 1C1 to 1C4 may be collectively referred to as the side face 1C without specifying which face.
  • the smartphone 1 has a touch screen display 2, buttons 3A to 3C, an illuminance sensor 4, a proximity sensor 5, a receiver 7, a microphone 8, and a camera 12 on the front face 1A.
  • the smartphone 1 has a camera 13 on the back face 1B.
  • the smartphone 1 has buttons 3D to 3F and a connector 14 on the side face 1C.
  • the buttons 3A to 3F may be collectively referred to as the button 3 without specifying which button.
  • the touch screen display 2 has a display 2A and a touch screen 2B.
  • the display 2A includes a display device such as a liquid crystal display (Liquid Crystal Display), an organic EL panel (Organic Electro-Luminescence panel), or an inorganic EL panel (Inorganic Electro-Luminescence panel).
  • the display 2A displays characters, images, symbols, graphics, and the like.
  • the touch screen 2B detects contact of a finger or a stylus pen with the touch screen 2B.
  • the touch screen 2B can detect a position where a plurality of fingers, a stylus pen, or the like contacts the touch screen 2B.
  • the detection method of the touch screen 2B may be any method such as a capacitance method, a resistive film method, a surface acoustic wave method (or an ultrasonic method), an infrared method, an electromagnetic induction method, and a load detection method.
  • a capacitance method contact and approach of a finger or a stylus pen can be detected.
  • a finger, a stylus pen, or the like that the touch screen 2B detects contact may be simply referred to as a “finger”.
  • the smartphone 1 determines the type of gesture based on the contact detected by the touch screen 2B, the position where the contact is made, the time when the contact is made, and the change over time of the position where the contact is made.
  • the gesture is an operation performed on the touch screen display 2.
  • the gesture discriminated by the smartphone 1 includes touch, long touch, release, swipe, tap, double tap, long tap, drag, flick, pinch in, pinch out, and the like.
  • Touch is a gesture in which a finger touches the touch screen 2B.
  • the smartphone 1 determines a gesture in which a finger contacts the touch screen 2B as a touch.
  • the long touch is a gesture in which a finger touches the touch screen 2B for a predetermined time or more.
  • the smartphone 1 determines a gesture in which a finger is in contact with the touch screen 2B for a predetermined time or more as a long touch.
  • Release is a gesture in which a finger leaves the touch screen 2B.
  • the smartphone 1 determines that a gesture in which a finger leaves the touch screen 2B is a release.
  • the tap is a gesture for releasing following a touch.
  • the smartphone 1 determines a gesture for releasing following a touch as a tap.
  • the double tap is a gesture in which a gesture for releasing following a touch is continued twice.
  • the smartphone 1 determines a gesture in which a gesture for releasing following a touch is continued twice as a double tap.
  • a long tap is a gesture for releasing following a long touch.
  • the smartphone 1 determines a gesture for releasing following a long touch as a long tap.
  • Swipe is a gesture that moves while the finger is in contact with the touch screen display 2.
  • the smartphone 1 determines a gesture that moves while the finger is in contact with the touch screen display 2 as a swipe.
  • the drag is a gesture for performing a swipe from an area where a movable object is displayed.
  • the smartphone 1 determines, as a drag, a gesture for performing a swipe starting from an area where a movable object is displayed.
  • a flick is a gesture that is released while a finger moves at high speed in one direction following a touch.
  • the smartphone 1 determines, as a flick, a gesture that is released while the finger moves in one direction at high speed following the touch.
  • Flick Up flick that moves your finger up the screen, Down flick that moves your finger down the screen, Right flick that moves your finger right in the screen, Left flick that moves your finger left in the screen Etc.
  • the pinch-in is a gesture that swipes in the direction in which multiple fingers approach.
  • the smartphone 1 determines, as a pinch-in, a gesture that swipes in a direction in which a plurality of fingers approach.
  • the pinch-out is a gesture that swipes in a direction in which a plurality of fingers move away.
  • the smartphone 1 determines a gesture of swiping in a direction in which a plurality of fingers move away as a pinch out.
  • the smartphone 1 operates according to these gestures determined via the touch screen 2B. Since the smartphone 1 performs an operation based on a gesture, an operability that is intuitive and easy to use for the user is realized. The operation performed by the smartphone 1 according to the determined gesture differs depending on the screen displayed on the touch screen display 2.
  • FIG. 4 shows an example of the home screen.
  • the home screen is sometimes called a desktop, a launcher, or an idle screen.
  • the home screen is displayed on the display 2A.
  • the home screen is a screen that allows the user to select which application to execute from among the applications installed in the smartphone 1.
  • the smartphone 1 executes the application selected on the home screen in the foreground.
  • the screen of the application executed in the foreground is displayed in the display area 40 of the display 2A.
  • Smartphone 1 can place an icon on the home screen.
  • the home screen 50 shown in FIG. 4 is displayed in the first area 41 in the display area of the display 2A.
  • a plurality of icons 51 are arranged on the home screen 50.
  • Each icon 51 is associated with an application installed in the smartphone 1 in advance.
  • the smartphone 1 detects a gesture for the icon 51, the smartphone 1 executes an application associated with the icon 51. For example, when a tap on the icon 51 associated with the mail application is detected, the smartphone 1 executes the mail application.
  • the smartphone 1 When the smartphone 1 is executing the mail application in the foreground, for example, when a click on the button 3B is detected, the smartphone 1 displays the home screen 50 in the first area 41 of the display 2A and executes the mail application in the background. To do. Then, when a tap on the icon 51 associated with the browser application is detected, the smartphone 1 executes the browser application in the foreground.
  • An application being executed in the background can be interrupted or terminated depending on the execution status of the application and other applications.
  • the icon 51 includes an image and a character string.
  • the icon 51 may include a symbol or a graphic instead of the image.
  • the icon 51 may not include either an image or a character string.
  • the icons 51 are arranged according to a predetermined rule.
  • a wallpaper 52 is displayed behind the icon 51.
  • the wallpaper is sometimes called a photo screen or a back screen.
  • the smartphone 1 can use any image as the wallpaper 52. For example, an arbitrary image is determined as the wallpaper 52 according to the setting of the user.
  • the smartphone 1 can increase or decrease the number of home screens. For example, the smartphone 1 determines the number of home screens according to the setting by the user. The smartphone 1 displays the selected one on the display 2A even if there are a plurality of home screens. Alternatively, when the smartphone 1 detects a gesture while displaying the home screen, the smartphone 1 switches the home screen displayed on the display 2A. For example, when detecting a right flick, the smartphone 1 switches the home screen displayed on the display 2A to the left home screen. Further, when the smartphone 1 detects a left flick, the smartphone 1 switches the home screen displayed on the display 2A to the right home screen.
  • a second area 42 is provided at the upper end of the display area 40 of the display 2A.
  • a remaining amount mark 421 indicating the remaining amount of the rechargeable battery and a radio wave level mark 422 indicating the electric field strength of radio waves for communication are displayed.
  • the smartphone 1 may display the current time, weather information, the application being executed, the type of communication system, the status of the phone, the mode of the device, the event that has occurred in the device, and the like in the second area 42.
  • the second area 42 is used for various notifications to the user.
  • the second area 42 may be provided on a screen other than the home screen 50. The position where the second region 42 is provided is not limited to the upper end of the display 2A.
  • the vertical direction of the home screen 50 is a direction based on the vertical direction of the characters or images displayed on the display 2A. Therefore, in the home screen 50, the side closer to the second area 42 in the longitudinal direction of the touch screen display 2 is the upper side of the home screen 50, and the side far from the second area 42 is the lower side of the home screen 50.
  • the side where the radio wave level mark 422 is displayed in the second area 42 is the right side of the home screen 50, and the side where the remaining amount mark 421 is displayed in the second area 42 is the left side of the home screen 50.
  • the home screen 50 shown in FIG. 4 is an example, and the form of various elements, the arrangement of various elements, the number of home screens 50, how to perform various operations on the home screen 50, and the like are described above. It does not have to be street.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the smartphone 1.
  • the smartphone 1 includes a touch screen display 2, a button 3, an illuminance sensor 4, a proximity sensor 5, a communication unit 6, a receiver 7, a microphone 8, a storage 9, a controller 10, and cameras 12 and 13. , Connector 14 and motion sensor 15.
  • the touch screen display 2 has the display 2A and the touch screen 2B as described above.
  • the display 2A displays characters, images, symbols, graphics, or the like.
  • the touch screen 2B receives a contact with the reception area as an input. That is, the touch screen 2B detects contact.
  • the controller 10 detects a gesture for the smartphone 1.
  • the controller 10 detects an operation (gesture) on the touch screen 2B (touch screen display 2) by cooperating with the touch screen 2B.
  • the controller 10 detects an operation (gesture) on the display 2A (touch screen display 2) by cooperating with the touch screen 2B.
  • the button 3 is operated by the user.
  • the button 3 has buttons 3A to 3F.
  • the controller 10 detects an operation on the button by cooperating with the button 3.
  • the operations on the buttons are, for example, click, double click, push, long push, and multi push.
  • buttons 3A to 3C are a home button, a back button, or a menu button.
  • touch sensor type buttons are employed as the buttons 3A to 3C.
  • the button 3D is a power on / off button of the smartphone 1.
  • the button 3D may also serve as a sleep / sleep release button.
  • the buttons 3E and 3F are volume buttons.
  • the illuminance sensor 4 detects illuminance.
  • the illuminance is light intensity, brightness, luminance, or the like.
  • the illuminance sensor 4 is used for adjusting the luminance of the display 2A, for example.
  • the proximity sensor 5 detects the presence of a nearby object without contact.
  • the proximity sensor 5 detects that the touch screen display 2 is brought close to the face, for example.
  • the communication unit 6 communicates wirelessly.
  • the communication method performed by the communication unit 6 is a wireless communication standard.
  • wireless communication standards include cellular phone communication standards such as 2G, 3G, and 4G.
  • Examples of cellular phone communication standards include LTE (Long Term Evolution), W-CDMA, CDMA2000, PDC, GSM (registered trademark), and PHS (Personal Handy-phone System).
  • wireless communication standards include WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), IEEE 802.11, Bluetooth (registered trademark), IrDA, NFC, and the like.
  • the communication unit 6 may support one or more of the communication standards described above.
  • the receiver 7 outputs the audio signal transmitted from the controller 10 as audio.
  • the microphone 8 converts the voice of the user or the like into a voice signal and transmits it to the controller 10.
  • the smartphone 1 may further include a speaker in addition to the receiver 7.
  • the smartphone 1 may further include a speaker instead of the receiver 7.
  • Storage 9 stores programs and data.
  • the storage 9 is also used as a work area for temporarily storing the processing result of the controller 10.
  • the storage 9 may include any storage device such as a semiconductor storage device and a magnetic storage device.
  • the storage 9 may include a plurality of types of storage devices.
  • the storage 9 may include a combination of a portable storage medium such as a memory card and a storage medium reading device.
  • the programs stored in the storage 9 include an application executed in the foreground or the background and a basic program that supports the operation of the application.
  • the application displays a predetermined screen on the display 2 ⁇ / b> A, and causes the controller 10 to execute processing corresponding to the gesture detected via the touch screen 2 ⁇ / b> B.
  • the basic program is, for example, an OS.
  • the application and the basic program may be installed in the storage 9 via wireless communication by the communication unit 6 or a storage medium.
  • the storage 9 stores, for example, a basic program 9A, a mail application 9B, a browser application 9C, and a vital sign measurement application 9Z.
  • the mail application 9B provides an electronic mail function for creating, transmitting, receiving, and displaying an electronic mail.
  • the browser application 9C provides a WEB browsing function for displaying a WEB page.
  • the measurement application 9Z provides a function of measuring vital signs as numerical information indicating the current state of the user's human body via the smartphone 1.
  • the vital sign is an index indicating a living state.
  • the vital sign is a vital sign of the user, such as pulsation, pulse, heartbeat, movement associated with breathing, blood pressure, pulse pressure, and amount of change associated with pulsation.
  • the vital sign is calculated from the vital sign factor detected by the motion sensor. The vital sign is measured and calculated under the control of the controller 10.
  • the basic program 9A provides functions related to various controls for operating the smartphone 1.
  • the basic program 9A realizes a call by controlling the communication unit 6, the receiver 7, the microphone 8, and the like, for example. Note that the functions provided by the basic program 9A may be used in combination with functions provided by other programs such as the mail application 9B.
  • the controller 10 is, for example, a CPU (Central Processing Unit).
  • the controller 10 may be an integrated circuit such as a SoC (System-on-a-Chip) in which other components such as the communication unit 6 are integrated.
  • SoC System-on-a-Chip
  • the controller 10 controls various operations of the smartphone 1 to realize various functions.
  • the controller 10 executes instructions included in the program stored in the storage 9 while referring to the data stored in the storage 9 as necessary, and the display 2A, the communication unit 6 and the like. Various functions are realized by controlling.
  • the controller 10 can change the control according to the detection results of various detection units such as the touch screen 2B, the button 3, and the motion sensor 15.
  • the controller 10 according to the present embodiment can change the control mode for executing the control between the first mode and the second mode according to the detection results of the various detection units. This control mode can be changed when the detection target of the detection results of the various detection units is changed.
  • the camera 12 is an in-camera that captures an object facing the front face 1A.
  • the camera 13 is an out camera that captures an object facing the back face 1B.
  • the connector 14 is a terminal to which other devices are connected.
  • the connector 14 is a general-purpose device such as USB (Universal Serial Bus), HDMI (registered trademark), MHL (Mobile High-definition Link), Light Peak (Light Peak), Thunderbolt (Thunderbolt (registered trademark)), and an earphone microphone connector. It may be a typical terminal.
  • the connector 14 may be a dedicated terminal such as a dock connector.
  • the devices connected to the connector 14 include, for example, a charger, an external storage, a speaker, a communication device, and an information processing device.
  • Motion sensor 15 detects a motion factor. This motion factor is processed by the controller 10 as a control factor of the smartphone 1 that is its own device. The controller 10 processes the motion factor detected by the motion sensor 15 as a control factor indicating the situation where the device is placed.
  • the motion sensor 15 of the present embodiment includes an acceleration sensor 16, an orientation sensor 17, an angular velocity sensor 18, and a tilt sensor 19.
  • the acceleration sensor 16 detects the acceleration acting on the smartphone 1.
  • the acceleration sensor 16 outputs the detected acceleration.
  • the controller 10 can be used for processing as a control factor reflecting the direction in which the smartphone 1 is moving.
  • the controller 10 can be used for processing as a control factor that reflects the direction in which the smartphone 1 is moving.
  • a sensor capable of detecting acceleration in three axial directions is employed as the acceleration sensor 16.
  • the three axial directions detected by the acceleration sensor 16 of the present embodiment are substantially orthogonal to each other.
  • the x, y, and z directions shown in FIGS. 1 to 3 correspond to the three axial directions of the acceleration sensor 16.
  • the direction sensor 17 detects the direction of geomagnetism.
  • the direction sensor 17 outputs the detected direction of geomagnetism.
  • the controller 10 can be used for processing as a control factor that reflects the orientation of the smartphone 1.
  • the controller 10 can be used for processing as a control factor that reflects a change in the orientation of the smartphone 1.
  • the angular velocity sensor 18 detects the angular velocity of the smartphone 1.
  • the angular velocity sensor 18 outputs the detected angular velocity.
  • the controller 10 can be used for processing as a control factor reflecting the rotation of the smartphone 1.
  • the controller 10 can be used for processing as a control factor reflecting the rotation direction of the smartphone 1.
  • a sensor capable of detecting angular velocities in three axial directions is employed as the angular velocity sensor 18.
  • the x, y, and z directions shown in FIGS. 1 to 3 correspond to the three axial directions of the angular velocity sensor 18.
  • the tilt sensor 19 detects the tilt of the smartphone 1 with respect to the gravity direction.
  • the tilt sensor 19 outputs the detected tilt.
  • the controller 10 can be used for processing as a control factor that reflects the inclination of the smartphone 1.
  • the outputs of the acceleration sensor 16, the azimuth sensor 17, the angular velocity sensor 18, and the tilt sensor 19 of the motion sensor 15 can be used by combining the outputs of a plurality of sensors.
  • the controller 10 can execute processing that highly reflects the movement of the smartphone 1 that is the device itself.
  • the motion factor of the present embodiment includes at least one of acceleration and angular velocity.
  • the smartphone 1 processes the motion factor as a control factor that reflects at least one of posture change, position change, and direction change. Processing as this control factor is executed by the controller 10.
  • the change in the inclination of the smartphone 1 in the three-axis direction with respect to the direction of gravity is defined as a posture change.
  • An example of using this motion factor as a posture change control factor is a process of changing the display direction of the screen.
  • the display direction of the screen is changed so that the screen is displayed along the axial direction closer to the gravity direction by comparing the x-axis direction and the y-axis direction.
  • the smartphone 1 processes the motion factor as a control factor and determines the physical direction of the screen.
  • An example of using this motion factor as a position change control factor is a process of updating the position of the smartphone 1 in a place where a GPS signal cannot be received.
  • the smartphone 1 processes the motion factor as a control factor and calculates the movement distance.
  • This process is not limited to a place where the GPS signal cannot be received, and can be processed together with the GPS signal in order to improve the position accuracy.
  • An example of using this motion factor as a direction change control factor is a process of updating the direction of the smartphone 1 in a place where geomagnetism cannot be detected.
  • the smartphone 1 processes the motion factor as a control factor and calculates the amount of shaft rotation. This process is not limited to a place where geomagnetism cannot be detected, and can be processed together with a geomagnetism detection signal in order to increase direction accuracy.
  • the processing based on the motion factor differs between when the control mode of the controller 10 is the first mode and when the control mode is the second mode.
  • the detected motion factor is treated as a state change including at least one of a position change, a direction change, and a posture change of the smartphone 1, and is processed as a control factor (self-control factor) of the own device.
  • the detected motion factor is processed as the vital sign factor of the user.
  • the smartphone 1 processes a motion factor as a vital sign factor
  • processing such as calculation and output is executed based on the detected motion factor.
  • the output includes display on the display 2A and transmission to a server or the like.
  • different control is executed individually in the first mode and the second mode, but the present invention is not limited to this.
  • a new process may be added to the process in the first mode.
  • the acceleration sensor 16 and the angular velocity sensor 18 of the present embodiment employ those in which the three directions are orthogonal to each other, the three directions may not be orthogonal to each other.
  • the acceleration and the angular velocity in the three directions orthogonal to each other can be calculated by calculation.
  • the acceleration sensor and the angular velocity sensor may have different reference directions.
  • part or all of the program that the storage 9 stores in FIG. 5 may be downloaded from another device by wireless communication by the communication unit 6.
  • 5 may be stored in a storage medium that can be read by a reading device included in the storage 9.
  • 5 is stored in a storage medium such as a CD, DVD, or Blu-ray (registered trademark) that can be read by a reader connected to the connector 14. It may be stored.
  • buttons 3 are not limited to the example of FIG.
  • the smartphone 1 may include buttons such as a numeric keypad layout or a QWERTY layout instead of the buttons 3A to 3C as buttons for operations related to the screen.
  • the smartphone 1 may include only one button or may not include a button for operations related to the screen.
  • the smartphone 1 includes two cameras, but the smartphone 1 may include only one camera or may not include a camera.
  • the illuminance sensor 4 and the proximity sensor 5 may be composed of one sensor.
  • the smartphone 1 includes three types of sensors for detecting the position and orientation. However, the smartphone 1 may not include some of the sensors, Other types of sensors for detecting the attitude may be provided.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a first example of a flow executed by the smartphone according to the embodiment.
  • the flow shown in FIG. 6 is executed in cooperation with the basic program 9A and the measurement application 9Z.
  • the smartphone 1 proceeds to step S102 or step S106 depending on whether or not the measurement application 9Z has been started as shown in step S101.
  • the processes of steps S101, S106, and S107 are executed based on the basic program 9A, and the processes of steps S102 to S105 are executed based on the measurement application 9Z.
  • the measurement application 9Z can be activated by, for example, tapping the icon 51 shown in FIG.
  • the smartphone 1 displays the operation screen 60 of the application shown in FIG.
  • the smartphone 1 confirms whether to start measuring vital signs.
  • An example of a screen on which the vital sign measurement can be started is shown in FIG.
  • the smartphone 1 starts measuring vital signs.
  • the smartphone 1 proceeds to step S103 when the vital sign measurement is started, and proceeds to step S106 when the measurement is not started.
  • the mode in which the controller 10 executes the control based on the motion factor is changed from the first mode to the second mode.
  • the smartphone 1 measures the vital sign of the user in step S103.
  • step S103 the motion factor obtained from at least one of the acceleration sensor 16 and the angular velocity sensor 18 is processed as the vital sign factor of the user. That is, in this step S103, the motion factor obtained from at least one of the acceleration sensor 16 and the angular velocity sensor 18 is processed as the vital sign factor of the user.
  • the pulsation force based on the force that pushes the blood vessel due to pulsation is measured as the vital sign factor.
  • This pulse force is obtained by processing the motion factor obtained from at least one of the acceleration sensor 16 and the angular velocity sensor 18 as the movement of the smartphone 1 due to the pulse force when the smartphone 1 is applied to the measurement site.
  • the control mode of the controller 10 is set to the second mode. When the smartphone 1 measures the vital sign factor in step S103, the process proceeds to step S104.
  • the smartphone 1 calculates the data obtained as indicating the vital sign of the user in step S103 in step S104.
  • a pulse pressure, a continuous pulse pressure, a blood pressure, a continuous blood pressure, a pulse, and a displacement associated with the pulsation can be calculated by calculating the data indicating the vital sign.
  • blood pressure means systolic blood pressure (maximum blood pressure) and diastolic blood pressure (minimum blood pressure)
  • pulse pressure means the difference between maximum blood pressure and minimum blood pressure.
  • Continuous pulse pressure and continuous blood pressure mean pulse pressure and blood pressure in one cycle of pulsation that repeats contraction and expansion continuously, respectively, and mean pulse pressure and blood pressure including continuous temporal changes.
  • step S104 the motion factor obtained from at least one of the acceleration sensor 16 and the angular velocity sensor 18 is calculated as the vital sign factor of the user.
  • the control mode of the controller 10 is set to the second mode.
  • the smartphone 1 calculates the data indicating the vital sign
  • the process proceeds to step S105. Note that the vital sign calculation in step S104 will be described in detail later.
  • the smartphone 1 outputs the result calculated in step S104 in step S105.
  • the output of the vital sign calculation results there are various methods such as display on the display 2B and transmission to a server that collects vital signs. That is, in this step S105, the motion factor obtained from at least one of the acceleration sensor 16 and the angular velocity sensor 18 is output as the vital sign factor of the user.
  • the control mode of the controller 10 is set to the second mode.
  • the form which transmits the result which calculated the vital sign to the server was illustrated here, the form which transmits the measurement data which shows a vital sign to the said server may be employ
  • the smartphone 1 ends the flow when the output of the vital sign calculation result ends.
  • the smartphone 1 proceeds from step S101 or step S102 to steps S106 and S107.
  • the smartphone 1 measures the motion of the smartphone 1 in step S106.
  • the motion of the smartphone 1 is measured using at least one of the acceleration sensor 16 and the angular velocity sensor 18.
  • the smartphone 1 proceeds to step S107.
  • the smartphone 1 processes the motion factor corresponding to the detected motion as a control factor.
  • a control process based on motion is executed.
  • step S107 of the present embodiment the control mode of the controller 10 is set to the first mode.
  • this control there is control for changing the display direction of the screen when the x-axis direction of the smartphone 1 is along the gravity direction.
  • the acceleration sensor 16 measures the acceleration accompanying the user's pulsation as a vital sign.
  • the spring constant of the belt 70 is set to an appropriate value so as to follow the vibration of the pulse wave, that is, the pulsation.
  • the smartphone 1 with the belt 70 is attached to the wrist of the user and brought into contact with the measurement site.
  • the smartphone 1 in order to reduce the complexity of control due to gravity, it is preferable that the smartphone 1 be installed so that the xy plane is substantially parallel to the direction of gravity.
  • the acceleration sensor 16 continuously measures the acceleration accompanying the user's pulsation as a motion factor.
  • the measurement accuracy can be increased by stabilizing the wrist by grasping an installation object or the like.
  • the controller 10 calculates the pulsating force from the continuously measured acceleration. As a continuous waveform of the pulsation force obtained by the measurement, for example, the one shown in FIG. The method for calculating the pulse force will be described in detail next.
  • the smartphone 1 calculates the continuous blood pressure P (t) from the relationship shown in the following Equation 1 and Equation 2 from the measured acceleration. More specifically, the pulsation force f (t) is calculated from the measured acceleration based on Equation 2. Next, the continuous blood pressure P (t) is calculated from the calculated pulse force f (t) based on Equation 1. In the formula 2, the following variables and constants are used.
  • f (t) Pulse force
  • p (t) Force acting on the smartphone 1 based on the force of expanding the blood vessel
  • a (t) Acceleration measured by the acceleration sensor
  • S To the rib artery of the smartphone 1
  • M the mass of the smartphone 1
  • K the spring constant of the belt 70
  • D the speed damping constant of the belt 70-smartphone 1 system.
  • the constant M is used as an approximation assuming that the mass of the blood vessel and the skin system is extremely light compared to the mass M of the smartphone 1.
  • the constant K is adopted as an approximate value on the assumption that the spring constant of the blood vessel and the skin system is extremely smaller than the spring constant K of the belt 70.
  • the constant D is adopted as an approximate value, assuming that the viscous friction coefficient of the blood vessel and the skin system is extremely smaller than the velocity damping constant D of the belt 70-smartphone 1 system.
  • values measured in advance are adopted for the constants M, K, and D shown in Equation 2, values measured in advance are adopted.
  • the constants M, K, and D are set in advance in consideration of manufacturing errors.
  • the smartphone 1 and the rib arteries are not actually in contact, but the contact area S is a calculated parameter that assumes that both are in contact.
  • Approximate values of the constants A 1 and B 1 shown in Equation 1 are calculated by the following measurement method.
  • the pulsating force f (t) is calculated as a vital sign based on the acceleration a (t) measured by the acceleration sensor and Equation 2.
  • the maximum value f MAX of the pulse force and the minimum value f MIN of the pulse force are specified.
  • the maximum value P MAX and the minimum value P MIN of blood pressure are measured using a general home sphygmomanometer.
  • constants A 1 and B 1 are calculated from the maximum value f MAX and the minimum value f MIN of the pulsating force, and the maximum value P MAX and the minimum value P MIN of the blood pressure.
  • blood pressure can be calculated from the pulse force as a vital sign.
  • the calculated vital sign is a continuous value with the time counted by a timer built in the controller or the like as a variable. That is, the smartphone 1 can calculate continuous blood pressure.
  • the angular velocity sensor 18 measures the angular velocity associated with the user's pulsation as a vital sign.
  • the smartphone 1 is brought into contact with the wrist of the user as the measurement site.
  • the smartphone 1 is preferably installed on a table having a large friction coefficient and a low rolling resistance.
  • An example of a table having such characteristics is a rubber rug.
  • the angular velocity sensor 18 continuously measures the angular velocity accompanying pulsation as a motion factor.
  • the measurement accuracy can be increased by stabilizing the wrist by grasping an installation object or the like.
  • the controller 10 calculates a pulsating torque from the angular velocity measured continuously. The method for calculating the pulsating torque will be described in detail below.
  • the smartphone 1 calculates the continuous blood pressure P (t) from the relationship shown in the following Equation 3 and Equation 4 from the measured angular velocity. More specifically, the pulsating torque f (t) L is calculated from the measured angular velocity based on Equation 4. Next, the continuous blood pressure P (t) is calculated from the calculated pulsatile torque f (t) L based on Equation 3. In the formula 2, the following variables and constants are used.
  • f (t) pulsating force
  • p (t) force acting on the smartphone 1 based on the force for expanding the blood vessel
  • ⁇ (t) angular velocity measured by the angular velocity sensor 18
  • initial angle with respect to the direction of gravity
  • S smartphone 1 area of contact with the rib arteries
  • I moment of inertia of smartphone 1
  • M mass of smartphone 1
  • K spring constant of belt 70
  • D velocity damping constant of belt 70-smartphone 1 system
  • g Gravitational acceleration
  • L Distance from the rotation center of the smartphone 1 to the contact position.
  • Equation 4 the constant M is used as an approximation assuming that the mass of the blood vessel and the skin system is extremely light compared to the mass M of the smartphone 1.
  • the constant K is adopted as an approximate value on the assumption that the spring constant of the blood vessel and the skin system is extremely smaller than the spring constant K of the belt 70.
  • the constant D is adopted as an approximate value assuming that the viscous friction coefficient of the blood vessels and the skin system is extremely smaller than the viscous friction coefficient D of the belt 70-smartphone 1 system.
  • values measured in advance are adopted for the constants M, K, and D shown in Equation 4.
  • the constants M, K, and D are set in advance in consideration of manufacturing errors.
  • the smartphone 1 and the rib arteries are not actually in contact, but the contact area S is a calculated parameter that assumes that both are in contact.
  • Approximate values of the constants A 2 and B 2 shown in Equation 3 are calculated by the following measurement method.
  • the pulsatile torque f (t) L is calculated as a vital sign from the angular velocity ⁇ (t) measured by the angular velocity sensor and Equation 4.
  • the pulsating torque f (t) L is a rotational torque accompanying the user's pulsation.
  • the maximum value fL MAX of the pulsating force torque and the minimum value fL MIN of the pulsating force are specified.
  • the maximum value P MAX and the minimum value P MIN of blood pressure are measured using a general home sphygmomanometer.
  • constants A 2 and B 2 are calculated from the maximum value fL MAX of the pulsating torque, the minimum value fL MIN of the pulsating force, and the maximum value P MAX and the minimum value P MIN of the blood pressure.
  • the smartphone 1 can calculate the blood pressure from the pulsating torque as a vital sign.
  • the calculated vital sign is a continuous value with the time counted by a timer built in the controller or the like as a variable. That is, the smartphone 1 can calculate continuous blood pressure.
  • the pulsating torque can be calculated without multiplexing the differential or integral calculation of the output.
  • the smartphone 1 can reduce the influence due to rounding errors during calculation and increase the accuracy.
  • the pulsating force torque f (t) L is calculated has been shown, but the pulsating force f (t) may be calculated.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating the continuous blood pressure P (t) calculated based on the detected angular velocity or acceleration, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents blood pressure.
  • a change in volume caused by the inflow of blood into the blood vessel is regarded as a waveform from the body surface, and is referred to as a pulse wave.
  • the wave shown in FIG. 14 is hereinafter referred to as a pulse wave.
  • the pulse wave shown in FIG. 14 is a pulse for n times of the user, and n is an integer of 1 or more.
  • the controller 10 calculates the continuous blood pressure from the detected angular velocity according to Equations 3 and 4. Alternatively, the controller 10 calculates the continuous blood pressure from the detected acceleration according to Equations 1 and 2.
  • the pulsation component may be extracted by performing correction to remove the DC component.
  • the pulse wave is a composite wave in which a forward wave generated by ejection of blood from the heart and a reflected wave generated from a blood vessel branching or a blood vessel diameter changing portion overlap.
  • AI is a quantification of the magnitude of a reflected wave representing the reflection phenomenon of a pulse wave.
  • AI n represents the AI for each pulse.
  • AI may be increased in elderly people who have advanced arteriosclerosis and a high pulse wave propagation speed.
  • AI can be used as an index indicating the mechanical characteristics of blood vessels.
  • the mechanical characteristics of blood vessels are peripheral vascular resistance, compliance, characteristic impedance, pulse wave propagation time, and the like, and AI can be used as an index combining these characteristics.
  • the smartphone 1 can estimate the viscoelasticity of the user's blood vessel from the vital sign calculated in the present embodiment.
  • Viscoelasticity is a combination of both the inherent viscosity of a liquid and the inherent elasticity of a solid. It represents the difficulty of deformation of the object.
  • the viscoelasticity of blood vessels changes as arteriosclerosis progresses. Estimating the viscoelasticity of blood vessels is important for knowing the degree of progression of arteriosclerosis. However, a non-invasive method for evaluating the viscoelasticity of blood vessels has not been established. In this embodiment, the viscoelasticity of a user's blood vessel is estimated non-invasively.
  • the smartphone 1 measures the user's motion factor according to the measurement application and estimates the viscoelasticity of the user's blood vessel will be shown.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a flow executed by the smartphone 1 according to the second embodiment.
  • the smartphone 1 may process a motion factor corresponding to the detected motion as a control factor.
  • the flow shown in FIG. 15 is executed in cooperation with the basic program 9A and the measurement application 9Y.
  • the measurement application 9 ⁇ / b> Y detects a motion factor as numerical information indicating a user's vital signs via the smartphone 1.
  • the measurement application 9Y calculates a vital sign by processing the detected motion factor as a vital sign factor.
  • the measurement application 9Y provides a function of estimating the vascular viscoelasticity from the calculated vital sign.
  • the calculated vital sign of the present embodiment is blood pressure, pulse pressure, pulsation force, and displacement accompanying pulsation.
  • step S202 the smartphone 1 instructs the measurer to start driving.
  • the instruction to start blood driving may be displayed on the display 2 ⁇ / b> A of the smartphone 1, or may be performed by voice.
  • the measurer gives blood to the user in response to the instruction to start the blood drive.
  • Blood transfusion refers to obstructing blood flow to the measurement site. In the present embodiment, this is performed to prevent blood flow to the measurement site in the artery. Blood pumping is performed by rolling up a position close to the heart from a measurement site for detecting a motion factor with rubber or the like. For example, when the measurement site is the radial artery, the blood feeding position is preferably the upper arm.
  • the winding strength of the tourniquet may be such that the pulsation amplitude (corresponding to the pulse pressure) of the radial artery is smaller than about half before winding.
  • the smartphone 1 can further reduce variation in measurement for each measurer and for each user.
  • the blood feeding method is not limited to winding with rubber or the like, and air pressure may be used.
  • the method for obstructing blood flow to the measurement site is not limited to blood pumping, as long as it can temporarily block blood flow to the measurement site. For example, the user may raise the measurement site higher than the heart to block blood flow, and lower the measurement site lower than the heart to release the blood flow.
  • the smartphone 1 detects the start of blood drive in step S203 after instructing blood drive in step S202.
  • the measurer can notify the smartphone 1 of the start of blood driving by touching the screen of the smartphone 1 or the like.
  • the smartphone 1 continues the instruction of blood driving until the start of blood driving is detected.
  • the smartphone 1 When the smartphone 1 detects the start of blood driving in step S203, it starts measuring vital signs (step S204).
  • the smartphone 1 detects a motion factor from at least one of the acceleration sensor 16 and the angular velocity sensor 18 and processes it as a vital sign factor of the user.
  • a vital sign a pulsation force based on a force for expanding a blood vessel due to pulsation is measured.
  • the pulsating force is obtained by processing a motion factor obtained from at least one of the acceleration sensor 16 and the angular velocity sensor 18 as a movement of the smartphone 1 due to the pulsating force when the smartphone 1 is applied to the measurement site.
  • step S ⁇ b> 204 the smartphone 1 starts counting the measurement time with a timer along with the start of the vital sign measurement.
  • the timer outputs a clock signal having a preset frequency.
  • the timer receives a timer operation instruction from the controller 10 and outputs a clock signal to the controller 10.
  • At least one of the acceleration sensor 16 and the angular velocity sensor 18 acquires a motion factor a plurality of times in accordance with a clock signal input via the controller 10.
  • the timer may be provided outside the controller 10 or may be included in the controller 10.
  • the smartphone 1 instructs the measurer to open the tourniquet.
  • the instruction to open the tourniquet may be displayed on the display 2A of the smartphone 1 or may be made by voice.
  • the conditions for releasing the tourniquet are set as appropriate.
  • the condition for releasing the blood drive may be a case where the amplitude of the pulsation becomes a predetermined magnitude or less.
  • the smartphone 1 determines that the magnitude of the pulsation amplitude is equal to or less than a predetermined magnitude when the pulsation amplitude is less than or equal to half of the pulsation amplitude before blood pumping.
  • the condition for releasing the blood drive may be a predetermined elapsed time from the start of the blood drive.
  • the predetermined elapsed time is set to a sufficient time for the pulsation amplitude after blood driving to become a predetermined magnitude or less.
  • the time from the start of blood feeding to the release is approximately several seconds.
  • the smartphone 1 detects the release of the tourniquet in step S206 after instructing the release of the tourniquet in step S205.
  • the measurer can notify the smartphone 1 of the completion of the release of blood drive by touching the screen of the smartphone 1 or the like.
  • the smartphone 1 continues the instruction to release the blood drive until the completion of the blood drive release is detected.
  • the smartphone 1 When the smartphone 1 detects the completion of the release of blood drive in step S206, the smartphone 1 ends the vital sign measurement after a predetermined time (step S207).
  • the predetermined time is set in consideration of at least the time until the amplitude of pulsation is stabilized.
  • the time from the release of the tourniquet to the stabilization of the pulsation amplitude is approximately several seconds.
  • the smartphone 1 may predict in advance the time from the opening of the blood-feeding to the stabilization of the pulsation amplitude, and automatically terminate the measurement when the predicted time has elapsed.
  • the measurement is started and ended based on notification from the measurer to the smartphone 1, but the present invention is not limited to this.
  • the smartphone 1 may start measuring vital signs simultaneously with the activation of the measurement application 9Y.
  • the smartphone 1 may automatically detect the release of the blood pressure and the stability of the pulsation amplitude based on the measured vital sign factor and terminate the measurement.
  • the controller 10 calculates the vital sign of the user in step S208.
  • the controller 10 can calculate vital signs such as a pulsating force, a pulse pressure, a continuous pulse pressure, a blood pressure, a continuous blood pressure, a pulse, and a displacement associated with the pulsation.
  • a motion factor obtained from at least one of the controller acceleration sensor 16 and the angular velocity sensor 18 is processed as a vital sign factor of the user, and a vital sign is calculated.
  • Step S208 of the present embodiment shows an example of calculating the amount of displacement accompanying continuous blood pressure and pulsation.
  • the smartphone 1 calculates the vital sign factor
  • the process proceeds to step S209. Note that the vital sign factor calculation in step S208 is the same as step S104 in FIG.
  • the smartphone 1 estimates the vascular viscoelasticity of the user in step S209 from the continuous blood pressure calculated in step S208 and the amount of displacement accompanying pulsation. The estimation of the vascular viscoelasticity in step S209 will be described in detail later.
  • the smartphone 1 outputs the vital sign calculated in step S208 and the vascular viscoelasticity estimated in step S209 in step S210.
  • the smartphone 1 ends the flow when the output of the result ends.
  • the example in which the measurer performs measurement is shown, but the user may perform measurement.
  • 16 (A) and 16 (B) are diagrams showing a displacement amount associated with pulsation calculated based on the angular velocity measured in the above-described flow, and continuous blood pressure.
  • the horizontal axis represents time, indicating continuous blood pressure immediately after the start of blood transfusion.
  • FIG. 16A is a diagram showing the relationship between the amount of displacement accompanying pulsation and time.
  • the displacement amount z accompanying pulsation is calculated by integrating the angular velocity ⁇ (t) measured by the angular velocity sensor 18 of the smartphone 1 with time, with the initial value being zero. Since blood flow is disturbed at the start of blood pumping, the blood pressure expands and the pulse pressure decreases. Accordingly, the displacement amount z accompanying the pulsation gradually increases, and the displacement amount ⁇ z corresponding to the pulsation pressure gradually decreases (between 0 seconds and t A seconds in FIG. 16A).
  • n represents a pulse and is an integer of 1 or more.
  • the solid line shown in FIG. 16B shows the calculated continuous blood pressure P (t).
  • the continuous blood pressure P (t) is calculated by Equation 3 and Equation 4.
  • the calculated continuous blood pressure P (t) was corrected to remove the DC component in order to remove noise caused by the user's body movement.
  • the continuous blood pressure P (t) shown in FIG. 16B is obtained by extracting a pulse pressure component. Because blood flow is disturbed when starting the avascularization, pulse pressure P M is gradually decreased. (FIG. 16 (B) between 0 seconds and t A seconds). When avascular opened at t A second, because blood flow has been hampered flows once vessel, pulse pressure P Mn after avascularization opening is maximum, gradually returns to smaller becomes the steady state (FIG. 16 (B ) Between t A seconds and t B seconds).
  • the smartphone 1 estimates the viscoelasticity of the user's blood vessel. Since the blood vessel exhibits both elastic and viscous behavior, the smartphone 1 can estimate the viscoelasticity of the blood vessel by calculating the elastic modulus and the viscosity.
  • the elasticity of a blood vessel can be estimated from stress and strain on the blood vessel.
  • the smartphone 1 calculates the elastic modulus E and estimates the elasticity of the blood vessel.
  • the elastic modulus E is estimated based on the calculated pulsation pressure P Mn (stress on the blood vessel wall) and the calculated displacement amount ⁇ z n (strain) associated with the calculated pulsation.
  • the pulse pressure PMn and the displacement amount ⁇ z n accompanying pulsation are the pulse pressure and the displacement amount accompanying the pulsation in the same pulse.
  • n represents a pulse and is an integer of 1 or more.
  • a larger amount of displacement due to the pulse pressure and pulsation since the measurement error becomes smaller, it is preferable to extract the P Mn and Delta] z n from the first beat of the pulse after the avascularization open.
  • the viscosity of the blood vessel can be estimated from the behavior of the blood vessel after the blood vessel is released.
  • the smartphone 1 calculates the viscosity ⁇ to estimate the viscosity of the blood vessel.
  • the viscosity ⁇ is estimated on the basis of the relationship between the time after the release of blood and the vital sign corresponding to the time after the release of blood.
  • the vital sign corresponding to the time after the release of blood pressure is the maximum blood pressure for each pulse.
  • the dotted line shown in FIG. 16 (B) is an attenuation curve that approximates the relationship between the maximum blood pressure and the time for each pulse after the release of thrombus by the least square method.
  • the viscosity ⁇ of the blood vessel is estimated from the time constant ⁇ derived from this attenuation curve and the above-described elastic modulus E.
  • the time constant ⁇ is a time when the value indicated by the attenuation curve is 1 / e (e is the base of the natural logarithm) with reference to the time indicating the maximum blood pressure after the release of blood pressure.
  • the elastic modulus and viscosity of the blood vessel are calculated to estimate the viscoelasticity of the blood vessel, but the present invention is not limited to this.
  • the viscoelasticity of the blood vessel may be estimated by calculating at least one of the elastic modulus and the viscosity of the blood vessel.
  • the maximum blood pressure for each pulse is used as a vital sign corresponding to the time after the release of blood pressure, but the present invention is not limited to this. As a vital sign corresponding to the time after the blood transduction is released, the maximum pulse pressure for each pulse, the maximum pulsation force, or the maximum change amount associated with the pulsation may be used.
  • the viscoelasticity of the blood vessel can be estimated non-invasively and the progress of arteriosclerosis of the user can be known. Moreover, since the measurement time is several minutes and can be measured in a short time, the physical burden on the user can be reduced.
  • FIG. 17 is a plot of the relationship between the pulse pressure that is the first index and the AI that is the second index, and the dotted line indicates a regression line.
  • the blood pressure reflex function of the user can be estimated from the vital sign calculated in the present embodiment.
  • the blood pressure reflex function is a reflex system for maintaining the blood pressure value within a certain range via the autonomic nerve function.
  • a blood pressure reflex function In general, when the blood pressure rises, the pulse falls reflexively, the myocardial contraction force decreases, and the blood vessels dilate, so the blood pressure falls and returns to a normal value.
  • Such a function is called a blood pressure reflex function.
  • This decrease in blood pressure reflex function is one of the causes of hypertension. Therefore, estimating the blood pressure reflex function is important to know the cause of hypertension. In the present embodiment, this blood pressure reflex function can be estimated without using a large facility without being invasive.
  • the controller 10 calculates pulse pressures P M1 to P Mn for each pulse as a first index, and a pulse wave AI 1 to AI n for each pulse, which is a second index corresponding to the reflection phenomenon, is calculated.
  • n represents the measured pulse
  • the pulse pressure and the AI are associated with each pulse.
  • Pulse pressure is the difference between the minimum value P S of the peak P F and the pulse wave of the pulse wave due to the forward wave, it is possible to reduce the influence of noise due to body motion or device, preferably as a first indicator.
  • AI is the ratio between the peak P R of the pulse wave due to the reflected wave peak P F of the pulse wave due to the forward wave, it is possible to reduce the influence of noise due to the characteristics of body motion and the sensor itself, a second index As preferred.
  • the controller 10 estimates the regression line from the n sets of a plurality of sets of these correlated obtained pulse pressure P M and AI.
  • the blood vessel dilates due to the blood pressure reflection function of the blood vessel, and the AI that quantifies the magnitude of the reflected wave becomes smaller. Therefore, the blood pressure reflex function of the blood vessel can be estimated from the slope of the regression line. That is, it is estimated that the sensitivity of the blood pressure reflex function of the blood vessel decreases as the slope of the regression line approaches zero.
  • the blood pressure reflex function of the blood vessel can be estimated non-invasively and with a small device.
  • estimation is possible, and the measurement time is a few minutes, which can be measured in a short time.
  • the blood pressure may be changed intentionally by giving a stimulus to the user during measurement using an image or the like.
  • the angular velocity is detected as the motion factor.
  • the acceleration may be detected as long as the continuous motion accompanying the pulsation can be detected.
  • the pulse pressure is used as the first index, the present invention is not limited to this.
  • the first index may be an index calculated from a motion factor, and may be a displacement angle calculated from blood pressure, pulse force, pulsation torque, angular velocity, or an amount of displacement calculated from acceleration.
  • the second indicator may be one corresponding to the reflection phenomenon of a pulse wave may be used peak P R of the pulse wave due to the reflected waves.
  • regression analysis may be performed, and the blood pressure reflex function may be estimated based on the regression coefficient.
  • the blood pressure reflex function of the blood vessel is estimated, but the present invention is not limited to this.
  • the blood pressure reflex function of the heart can be estimated by performing regression analysis using the pulse interval RR as the second index. This is to estimate a reflection function in which the pulse drops reflexively when the pulse pressure increases.
  • the user's autonomic function is estimated based on the first index calculated from the motion factor or the correlation between the first index and the second index. Can do.
  • the smartphone 1 may determine whether the vital sign factor measured between Step S103 and Step S104 is normal. Whether or not the measured vital sign factor is normal is determined by whether or not the variation in the data indicating the vital sign is larger than a predetermined value. For example, when a side along the x direction is placed on a plane and the vital sign factor is measured by the angular velocity with the x direction as an axis, the values of the angular velocities with the x direction and the y direction as axes in an ideal measurement are Does not fluctuate. When the values of the angular velocities about the x direction and the y direction fluctuate greatly, it is highly possible that normal data cannot be measured and abnormal data has been measured. In this case, the measured data may be discarded and a display prompting remeasurement may be performed, or measurement of new data may be started.
  • steps S103 and 104 are described as independent steps S, but these steps may be performed in parallel.
  • An example in which the steps are advanced in parallel is the case of sequentially calculating from measured data.
  • the user's vital sign factor is measured using at least one of the acceleration sensor 16 and the angular velocity sensor 18, but the vital sign measurement means is not limited thereto.
  • the touch screen 2B can be used for vital sign measurement by bringing the user's arm into contact with the front face 1A of the smartphone 1.
  • information detected by the touch screen 2B that can be used to measure vital signs include the user's vital signs, positional information of the touch screen 2B, capacitance change of the touch screen 2B, and load on the touch screen 2B.
  • the position information of the touch screen 2B can be used for grasping the contact position between the smartphone 1 and the user's wrist.
  • a smartphone has been described as an example of a mobile device that measures vital signs.
  • the device according to the appended claims is not limited to a smartphone.
  • the device according to the appended claims may be a mobile electronic device such as a mobile phone, a portable personal computer, a digital camera, a media player, an electronic book reader, a navigator, or a game machine.
  • the continuous blood pressure p (t) may be directly calculated from Equation 2 or Equation 4.
  • the smartphone 1 of this embodiment may store the angle ⁇ with respect to the direction of gravity when the constants A 1 and B 1 or the constants A 2 and B 2 are calculated as the reference angle ⁇ 0 .
  • the smartphone 1 compares the measurement angle ⁇ x when measuring the vital sign with the reference angle ⁇ 0 before measuring the vital sign in step S103. If the deviation between the measurement angle ⁇ x and the reference angle ⁇ 0 is larger than a predetermined range, the contact state between the smartphone 1 and the user is large, and the calculated constants A and B are also greatly displaced. There is a high possibility. In such a case, the smartphone 1 may stop measuring vital signs or prompt the readjustment of the installation state of the smartphone 1.
  • the smartphone 1 is brought into direct contact with the measurement site.
  • an object that conveys the user's movement may be interposed, and the movement of the object may be measured as a vital sign of the user.
  • the smartphone 1 includes the motion sensor and the controller, but the motion sensor and the controller may be provided in different devices.
  • a system is configured by a device including a motion sensor and a device including a controller.
  • present invention may be configured as the following forms.
  • the apparatus of the present invention includes a motion sensor that detects a motion factor, and a controller that processes the motion factor detected by the motion sensor.
  • the controller calculates a vital sign factor of a user based on the motion factor. calculate.
  • the motion sensor detects at least one of acceleration and angular velocity as the motion factor
  • the controller detects at least one of pulsation force and pulsation torque based on at least one of the acceleration and angular velocity. Is calculated.
  • the motion sensor detects at least one of continuous acceleration and continuous angular velocity as the motion factor, and the controller converts at least one of the continuous acceleration and continuous angular velocity. Based on this, at least one of continuous pulsation force and continuous pulsation torque is calculated.
  • the controller calculates at least one of a user's blood pressure, pulse pressure, pulse, and displacement accompanying pulsation based on the motion factor.
  • the motion sensor detects at least one of continuous acceleration and continuous angular velocity as the motion factor, and the controller converts at least one of the continuous acceleration and continuous angular velocity. Based on this, continuous blood pressure is calculated.
  • the motion sensor detects continuous pulsation as the motion factor, and the controller calculates continuous blood pressure based on the continuous pulsation.
  • the motion sensor detects continuous pulsation as the motion factor, and the controller calculates continuous pulsation pressure based on the continuous pulsation.
  • the motion sensor detects continuous pulsation as the motion factor, and the controller calculates continuous acceleration based on the continuous pulsation.
  • the motion sensor detects a pulsation pressure and a displacement amount associated with the pulsation as the motion factor
  • the controller detects a blood vessel of the user based on the pulsation pressure and the displacement amount associated with the pulsation. Estimate viscoelasticity.
  • the controller estimates the viscoelasticity of the user's blood vessel based on the relationship between the time after the blood flow is released and the vital sign corresponding to the time after the blood flow is released.
  • the vital sign corresponding to the time after the blood flow is released is the maximum blood pressure, the maximum pulsation force, the maximum pulsation, or the maximum amount of displacement associated with the pulsation.
  • the controller includes a plurality of sets of a first index calculated from the motion factor and a second index corresponding to the first index and corresponding to a pulse wave reflection phenomenon.
  • a regression line is estimated from the above, and the blood pressure reflex function of the user is estimated from the slope of the estimated regression line.
  • the controller calculates a vital sign of the user based on a motion factor detected by the motion sensor when the device is applied to the user's site.
  • the controller calculates a vital sign of the user based on a motion factor detected by the motion sensor when the device is applied to the user's radial artery.
  • the controller calculates a continuous vital sign based on the continuous motion factor detected by the motion sensor.
  • the controller calculates at least one of the user's blood pressure and pulse from the motion factor detected by the motion sensor.
  • a device control method of the present invention is a device control method comprising a motion sensor that detects a motion factor and a controller that processes the motion factor detected by the motion sensor, and based on the motion factor, A step of calculating a vital sign of the user.
  • the motion sensor detects at least one of acceleration and angular velocity as the motion factor
  • the controller detects pulsation force and pulsation torque based on at least one of the acceleration and angular velocity.
  • the motion sensor detects at least one of continuous acceleration and continuous angular velocity as the motion factor, and the controller detects the continuous acceleration and continuous angular velocity. Calculating at least one of a continuous pulsating force and a continuous pulsating torque based on at least one.
  • the device control program of the present invention is a device control program comprising a motion sensor that detects a motion factor and a controller that processes the motion factor detected by the motion sensor, based on the motion factor, The controller calculates the vital sign of the user.

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Abstract

 携帯機器が備えるモーションセンサを活用することができる機器を提供する。 本実施形態に係るスマートフォンは、モーションセンサ、および、コントローラを備える。モーションセンサは、モーションファクタを検出する。コントローラは、モーションセンサが検出するモーションファクタをセルフコントロールファクタとして処理する。コントローラは、利用者のバイタルサインファクタとして、モーションセンサが検出するモーションファクタを処理可能である。

Description

機器、機器の制御方法および制御プログラム、ならびにシステム
 本発明は、機器、機器の制御方法および制御プログラム、ならびにシステムに関する。
 加速度センサを備える装置が知られている。加速度センサを備える装置には、例えば、スマートフォンおよび携帯電話が含まれる。加速度センサを備える装置では、検出した加速度が種々の制御に用いられている。検出した加速度を、落下時の状態制御に用いる例が、特許文献1に記載されている。特許文献1に記載された携帯電話を含む従来の携帯電話では、加速度センサが携帯電話自体の状態検出に用いられていた。
日本国特開2006-107657号公報
 本発明は、備えられたモーションセンサを活用することができる機器、制御方法、および制御プログラムを提供することを目的とする。
 本発明の実施形態に係る機器は、モーションファクタを検出するモーションセンサと、前記モーションセンサが検出するモーションファクタをセルフコントロールファクタとして処理するコントローラと、を備え、前記コントローラは、利用者のバイタルサインファクタとして、前記モーションセンサが検出するモーションファクタを処理する。
 本発明の実施形態に係る機器は、加速度および角速度の少なくとも一方を検出するモーションセンサと、前記モーションセンサが検出するモーションファクタをセルフコントロールファクタとして処理するコントローラと、を備え、前記コントローラは、利用者のバイタルサインファクタとして、前記モーションセンサが検出するモーションファクタを処理する。
 本発明の実施形態に係る機器は、前記機器を利用者の部位に当てた際にモーションセンサが検出するモーションファクタを、当該利用者のバイタルサインファクタとして処理するコントローラを備える。
 本発明の実施形態に係る機器は、前記機器を利用者の橈骨動脈に当てた際にモーションセンサが検出するモーションファクタを、当該利用者のバイタルサインとして処理するコントローラを備える。
 本発明の実施形態に係る機器は、モーションセンサで連続して検出されたモーションファクタを、連続したバイタルサインファクタとして処理するコントローラを備える。
 本発明の実施形態に係る機器は、モーションセンサで検出されたモーションファクタから利用者の脈力、血圧、脈圧、脈拍、または脈動に伴う変位量を算出するコントローラを備える。
 本発明の実施形態に係る機器は、モーションセンサで検出されたモーションファクタから利用者の脈圧と脈動に伴う変位量とを算出し、前記算出された脈圧と前記算出された脈動に伴う変位量とに基づいて、利用者の血管の粘弾性を推定するコントローラを備える。
 本発明の実施形態に係る機器は、血流開放後の時間と当該血流開放後の時間に対応するバイタルサインとの関係に基づいて、利用者の血管の粘弾性を推定するコントローラを備える。
 本発明の実施形態に係る機器において、前記血流開放後の時間に対応するバイタルサインは、利用者の脈拍毎の最大血圧、最大脈力、最大脈圧、または脈動に伴う最大変位量である。
 本発明の実施形態に係る機器は、モーションファクタから算出された第1の指標と、該第1の指標に対応し脈波の反射現象に応じた第2の指標と、からなる複数の組から回帰直線を推定し、該推定された回帰直線の傾きから、利用者の血圧反射機能を推定するコントローラを備える。
 本発明の実施形態に係る機器の制御方法は、モーションファクタを検出するモーションセンサ、および、前記モーションセンサが検出するモーションファクタをセルフコントロールファクタとして処理するコントローラを備える機器の制御方法であって、利用者のバイタルサインファクタとして、前記モーションセンサが検出するモーションファクタを前記コントローラに処理させる。
 本発明の実施形態に係る機器の制御方法は、加速度および角速度の少なくとも一方を検出するモーションセンサ、および、前記モーションセンサが検出するモーションファクタをセルフコントロールファクタとして処理するコントローラを備える機器の制御方法であって、利用者のバイタルサインファクタとして、前記モーションセンサが検出するモーションファクタを前記コントローラに処理させる。
 本発明の実施形態に係る機器の制御プログラムは、モーションファクタを検出するモーションセンサ、および、前記モーションセンサが検出するモーションファクタをセルフコントロールファクタとして処理するコントローラを備える機器の制御プログラムであって、利用者のバイタルサインファクタとして、前記モーションセンサが検出するモーションファクタを前記コントローラに処理させる。
 本発明の実施形態に係る機器の制御プログラムは、加速度および角速度の少なくとも一方を検出するモーションセンサ、および、前記モーションセンサが検出するモーションファクタをセルフコントロールファクタとして処理するコントローラを備える機器の制御プログラムであって、利用者のバイタルサインファクタとして、前記モーションセンサが検出するモーションファクタを前記コントローラに処理させる。
 本発明の実施形態に係る機器は、角速度センサが検出する角速度に基づいて利用者の脈力を算出するコントローラを備える。
 本発明の実施形態に係る機器は、角速度センサで利用者の脈動に伴う連続的な角速度を検出し、前記角速度センサが検出した連続的な角速度に基づいて、利用者の連続的な脈力を算出するコントローラを備える。
 本発明の実施形態に係る機器は、角速度センサで検出された角速度から利用者の血圧、脈圧、脈拍、または脈動に伴う変位量を算出するコントローラを備える。
 本発明の実施形態に係る機器は、角速度センサで検出された角速度から利用者の脈圧と脈動に伴う変位量とを算出し、前記算出された脈圧と前記算出された脈動に伴う変位量とに基づいて、利用者の血管の粘弾性を推定するコントローラを備える。
 本発明の実施形態に係る機器は、血流開放後の時間と当該血流開放後の時間に対応するバイタルサインとの関係に基づいて、利用者の血管の粘弾性を推定するコントローラを備える。
 本発明の実施形態に係る機器において、血流開放後の時間に対応するバイタルサインは、利用者の脈拍毎の最大血圧、最大脈力、最大脈圧、または脈動に伴う最大変位量である。
 本発明の実施形態に係る機器は、検出された角速度に基づいて算出された第1の指標と、該第1の指標に対応し脈波の反射現象に応じた第2の指標と、からなる複数の組から回帰直線を推定し、該推定された回帰直線の傾きから、利用者の血圧反射機能を推定するコントローラを備える。
 本発明の実施形態に係る機器の制御方法は、角速度センサが検出する角速度に基づいて利用者の脈力を算出する。
 本発明の実施形態に係る機器の制御プログラムは、角速度センサが検出する角速度に基づいて利用者の脈力を算出する。
 本発明の実施形態に係る機器は、利用者の脈動に伴う連続的な加速度を検出する加速度センサと、前記加速度センサの検出した連続的な加速度に基づいて、利用者の連続的な脈力を算出するコントローラと、を備える。
 本発明の実施形態に係る機器は、加速度センサで検出された加速度から利用者の血圧、脈圧、脈拍、または脈動に伴う変位量を算出するコントローラを備える。
 本発明の実施形態に係る機器は、加速度センサで検出された加速度から利用者の脈圧と脈動に伴う変位量とを算出し、前記算出された脈圧と前記算出された脈動に伴う変位量とに基づいて、利用者の血管の粘弾性を推定するコントローラを備える。
 本発明の実施形態に係る機器は、血流開放後の時間と当該血流開放後の時間に対応するバイタルサインとの関係に基づいて、利用者の血管の粘弾性を推定するコントローラを備える。
 本発明の実施形態に係る機器において、血流開放後の時間に対応するバイタルサインは、利用者の脈拍毎の最大血圧、最大脈圧、最大脈圧、または脈動に伴う最大変位量である。
 本発明の実施形態に係る機器は、検出された加速度に基づいて算出された第1の指標と、該第1の指標に対応し脈波の反射現象に応じた第2の指標と、からなる複数の組から回帰直線を推定し、該推定された回帰直線の傾きから利用者の血圧反射機能を推定するコントローラを備える。
 本発明の実施形態に係るシステムは、利用者の脈動に伴う連続的な加速度を検出する加速度センサと、前記加速度センサの検出した連続的な加速度に基づいて連続脈力を算出するコントローラと、を含む。
 本発明の実施形態に係るシステムは、加速度センサで検出された連続的な加速度から利用者の連続血圧を算出するコントローラを含む。
 本発明の実施形態に係る機器の制御方法は、加速度センサによって検出された連続的な加速度に基づいて、利用者の連続脈力を算出する。
 本発明の実施形態に係る機器の制御プログラムは、加速度センサによって検出された連続的な加速度に基づいて、利用者の連続脈力を算出する。
 本発明によれば、機器が備えるモーションセンサを活用することができる。
図1は、実施形態に係るスマートフォンの外観を示す斜視概略図である。 図2は、実施形態に係るスマートフォンの外観を示す正面概略図である。 図3は、実施形態に係るスマートフォンの外観を示す背面概略図である。 図4は、ホーム画面の一例を示す図である。 図5は、実施形態に係るスマートフォンの機能を示すブロック概略図である。 図6は、実施形態に係るスマートフォンが行う制御フローの一例を示す図である。 図7は、実施形態に係るスマートフォンのアプリケーションの実行画面の例を示す図である。 図8は、実施形態に係るスマートフォンのアプリケーションの実行画面の例を示す図である。 図9は、実施形態に係るスマートフォンにベルトを取り付けた例を示す概略図である。 図10は、実施形態に係るスマートフォンによって、バイタルサインを測定する際の第1の例を示す概略図である。 図11は、実施形態に係るスマートフォンによって、バイタルサインを測定した際の概略波形を示す図である。 図12は、実施形態に係るスマートフォンによって、バイタルサインを測定する際の第2の例を示す概略図である。 図13は、図12に示した第2の例をx軸方向から視した概略図である。 図14は、算出された連続血圧を示す図である。 図15は、第2実施形態に係るスマートフォンが行う制御フローの一例を示す図である。 図16(A)と図16(B)は、算出された脈動に伴う変動と、算出された連続血圧とを示す図である。 図17は、脈圧と、AIとの関係を示す図である。
発明の詳細な説明
 本発明を実施するための実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下では、機器の一例として、スマートフォンについて説明する。
 図1から図3を参照しながら、実施形態に係るスマートフォン1の外観について説明する。図1から図3に示すように、スマートフォン1は、ハウジング20を有する。ハウジング20は、フロントフェイス1Aと、バックフェイス1Bと、サイドフェイス1C1~1C4とを有する。フロントフェイス1Aは、ハウジング20の正面である。バックフェイス1Bは、ハウジング20の背面である。サイドフェイス1C1~1C4は、フロントフェイス1Aとバックフェイス1Bとを接続する側面である。以下では、サイドフェイス1C1~1C4を、どの面であるかを特定することなく、サイドフェイス1Cと総称することがある。
 スマートフォン1は、タッチスクリーンディスプレイ2と、ボタン3A~3Cと、照度センサ4と、近接センサ5と、レシーバ7と、マイク8と、カメラ12とをフロントフェイス1Aに有する。スマートフォン1は、カメラ13をバックフェイス1Bに有する。スマートフォン1は、ボタン3D~3Fと、コネクタ14とをサイドフェイス1Cに有する。以下では、ボタン3A~3Fを、どのボタンであるかを特定することなく、ボタン3と総称することがある。
 タッチスクリーンディスプレイ2は、ディスプレイ2Aと、タッチスクリーン2Bとを有する。ディスプレイ2Aは、液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display)、有機ELパネル(Organic Electro-Luminescence panel)、又は無機ELパネル(Inorganic Electro-Luminescence panel)等の表示デバイスを備える。ディスプレイ2Aは、文字、画像、記号又は図形等を表示する。
 タッチスクリーン2Bは、タッチスクリーン2Bに対する指、又はスタイラスペン等の接触を検出する。タッチスクリーン2Bは、複数の指、又はスタイラスペン等がタッチスクリーン2Bに接触した位置を検出することができる。
 タッチスクリーン2Bの検出方式は、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式(又は超音波方式)、赤外線方式、電磁誘導方式、および荷重検出方式等の任意の方式でよい。静電容量方式では、指、又はスタイラスペン等の接触および接近を検出することができる。以下では、説明を簡単にするため、タッチスクリーン2Bが接触を検出する指、又はスタイラスペン等は単に「指」ということがある。
 スマートフォン1は、タッチスクリーン2Bにより検出された接触、接触が行われた位置、接触が行われた時間、および接触が行われた位置の経時変化に基づいてジェスチャの種別を判別する。ジェスチャは、タッチスクリーンディスプレイ2に対して行われる操作である。スマートフォン1によって判別されるジェスチャには、タッチ、ロングタッチ、リリース、スワイプ、タップ、ダブルタップ、ロングタップ、ドラッグ、フリック、ピンチイン、ピンチアウト等が含まれる。
 タッチは、タッチスクリーン2Bに指が触れるジェスチャである。スマートフォン1は、タッチスクリーン2Bに指が接触するジェスチャをタッチとして判別する。ロングタッチとは、タッチスクリーン2Bに指が一定時間以上触れるジェスチャである。スマートフォン1は、タッチスクリーン2Bに指が一定時間以上接触するジェスチャをロングタッチとして判別する。リリースは、指がタッチスクリーン2Bから離れるジェスチャである。スマートフォン1は、指がタッチスクリーン2Bから離れるジェスチャをリリースとして判別する。
 タップは、タッチに続いてリリースをするジェスチャである。スマートフォン1は、タッチに続いてリリースをするジェスチャをタップとして判別する。ダブルタップは、タッチに続いてリリースをするジェスチャが2回連続するジェスチャである。スマートフォン1は、タッチに続いてリリースをするジェスチャが2回連続するジェスチャをダブルタップとして判別する。ロングタップは、ロングタッチに続いてリリースをするジェスチャである。スマートフォン1は、ロングタッチに続いてリリースをするジェスチャをロングタップとして判別する。
 スワイプは、指がタッチスクリーンディスプレイ2上に接触したままで移動するジェスチャである。スマートフォン1は、指がタッチスクリーンディスプレイ2上に接触したままで移動するジェスチャをスワイプとして判別する。ドラッグは、移動可能なオブジェクトが表示されている領域を始点としてスワイプをするジェスチャである。スマートフォン1は、移動可能なオブジェクトが表示されている領域を始点としてスワイプをするジェスチャをドラッグとして判別する。
 フリックは、タッチに続いて指が一方方向へ高速で移動しながらリリースするジェスチャである。スマートフォン1は、タッチに続いて指が一方方向へ高速で移動しながらリリースするジェスチャをフリックとして判別する。フリックは、指が画面の上方向へ移動する上フリック、指が画面の下方向へ移動する下フリック、指が画面の右方向へ移動する右フリック、指が画面の左方向へ移動する左フリック等を含む。
 ピンチインは、複数の指が近付く方向にスワイプするジェスチャである。スマートフォン1は、複数の指が近付く方向にスワイプするジェスチャをピンチインとして判別する。ピンチアウトは、複数の指が遠ざかる方向にスワイプするジェスチャである。スマートフォン1は、複数の指が遠ざかる方向にスワイプするジェスチャをピンチアウトとして判別する。
 スマートフォン1は、タッチスクリーン2Bを介して判別するこれらのジェスチャに従って動作を行う。スマートフォン1では、ジェスチャに基づいた動作が行われるので、利用者にとって直感的で使いやすい操作性が実現される。判別されるジェスチャに従ってスマートフォン1が行う動作は、タッチスクリーンディスプレイ2に表示されている画面に応じて異なる。
 図4を参照しながら、ディスプレイ2Aに表示される画面の例について説明する。図4は、ホーム画面の一例を示している。ホーム画面は、デスクトップ、ランチャ、又は待受画面(idle screen)と呼ばれることもある。ホーム画面は、ディスプレイ2Aに表示される。ホーム画面は、スマートフォン1にインストールされているアプリケーションのうち、どのアプリケーションを実行するかを利用者に選択させる画面である。スマートフォン1は、ホーム画面で選択されたアプリケーションをフォアグランドで実行する。フォアグランドで実行されるアプリケーションの画面は、ディスプレイ2Aの表示領域40に表示される。
 スマートフォン1は、ホーム画面にアイコンを配置することができる。図4に示すホーム画面50は、ディスプレイ2Aの表示領域のうち第1領域41に表示されている。ホーム画面50には、複数のアイコン51が配置されている。それぞれのアイコン51は、スマートフォン1にインストールされているアプリケーションと予め対応付けられている。スマートフォン1は、アイコン51に対するジェスチャを検出すると、そのアイコン51に対応付けられているアプリケーションを実行する。例えば、スマートフォン1は、メールアプリケーションに対応付けられたアイコン51に対するタップが検出されると、メールアプリケーションを実行する。
 スマートフォン1は、メールアプリケーションをフォアグランドで実行している状態で、例えばボタン3Bに対するクリックが検出されると、ホーム画面50をディスプレイ2Aの第1領域41に表示し、メールアプリケーションをバックグランドで実行する。そして、スマートフォン1は、ブラウザアプリケーションに対応付けられたアイコン51に対するタップが検出されると、ブラウザアプリケーションをフォアグランドで実行する。バックグランドで実行されているアプリケーションは、当該アプリケーションおよび他のアプリケーションの実行状況に応じて中断したり、終了させたりすることが可能である。
 アイコン51は、画像と文字列を含む。アイコン51は、画像に代えて、記号又は図形を含んでもよい。アイコン51は、画像又は文字列のいずれか一方を含まなくてもよい。アイコン51は、所定の規則に従って配置される。アイコン51の背後には、壁紙52が表示される。壁紙は、フォトスクリーン又はバックスクリーンと呼ばれることもある。スマートフォン1は、任意の画像を壁紙52として用いることができる。画像は、例えば、利用者の設定に従って任意の画像が壁紙52として決定される。
 スマートフォン1は、ホーム画面の数を増減することができる。スマートフォン1は、例えば、ホーム画面の数を利用者による設定に従って決定する。スマートフォン1は、ホーム画面の数が複数であっても、選択された1つをディスプレイ2Aに表示する。又はスマートフォン1は、ホーム画面を表示中にジェスチャを検出すると、ディスプレイ2Aに表示するホーム画面を切り替える。例えば、スマートフォン1は、右フリックを検出すると、ディスプレイ2Aに表示するホーム画面を1つ左のホーム画面に切り替える。また、スマートフォン1は、左フリックを検出すると、ディスプレイ2Aに表示するホーム画面を1つ右のホーム画面に切り替える。
 ディスプレイ2Aの表示領域40の上端には、第2領域42が設けられている。第2領域42には、充電池の残量を示す残量マーク421、および通信用の電波の電界強度を示す電波レベルマーク422が表示される。スマートフォン1は、第2領域42に、現在時刻、天気の情報、実行中のアプリケーション、通信システムの種別、電話のステータス、装置のモード、装置に生じたイベント等を表示してもよい。第2領域42は、利用者に対して各種の通知を行うために用いられる。第2領域42は、ホーム画面50以外の画面でも設けられることがある。第2領域42が設けられる位置は、ディスプレイ2Aの上端に限られない。
 ここで、ホーム画面50の上下方向について説明する。ホーム画面50の上下方向は、ディスプレイ2Aに表示される文字又は画像の上下方向を基準とした方向である。よって、ホーム画面50では、タッチスクリーンディスプレイ2の長手方向において第2領域42に近い側がホーム画面50の上側となり、第2領域42から遠い側がホーム画面50の下側となる。第2領域42において電波レベルマーク422が表示されている側がホーム画面50の右側であり、第2領域42において残量マーク421が表示されている側がホーム画面50の左側である。
 なお、図4に示したホーム画面50は、一例であり、各種の要素の形態、各種の要素の配置、ホーム画面50の数、およびホーム画面50での各種の操作の仕方等は上記の説明の通りでなくてもよい。
 図5は、スマートフォン1の構成を示すブロック図である。スマートフォン1は、タッチスクリーンディスプレイ2と、ボタン3と、照度センサ4と、近接センサ5と、通信ユニット6と、レシーバ7と、マイク8と、ストレージ9と、コントローラ10と、カメラ12および13と、コネクタ14と、モーションセンサ15と、を有する。
 タッチスクリーンディスプレイ2は、上述したように、ディスプレイ2Aと、タッチスクリーン2Bとを有する。ディスプレイ2Aは、文字、画像、記号、又は図形等を表示する。タッチスクリーン2Bは、受付領域に対する接触を入力として受け付ける。つまり、タッチスクリーン2Bは、接触を検出する。コントローラ10は、スマートフォン1に対するジェスチャを検出する。コントローラ10は、タッチスクリーン2Bと協働することによって、タッチスクリーン2B(タッチスクリーンディスプレイ2)における操作(ジェスチャ)を検出する。コントローラ10は、タッチスクリーン2Bと協働することによって、ディスプレイ2A(タッチスクリーンディスプレイ2)における操作(ジェスチャ)を検出する。
 ボタン3は、利用者によって操作される。ボタン3は、ボタン3A~ボタン3Fを有する。コントローラ10はボタン3と協働することによってボタンに対する操作を検出する。ボタンに対する操作は、例えば、クリック、ダブルクリック、プッシュ、ロングプッシュ、およびマルチプッシュである。
 例えば、ボタン3A~3Cは、ホームボタン、バックボタン又はメニューボタンである。本実施形態では、ボタン3A~3Cとしてタッチセンサ型のボタンを採用している。例えば、ボタン3Dは、スマートフォン1のパワーオン/オフボタンである。ボタン3Dは、スリープ/スリープ解除ボタンを兼ねてもよい。例えば、ボタン3Eおよび3Fは、音量ボタンである。
 照度センサ4は、照度を検出する。例えば、照度とは、光の強さ、明るさ、輝度等である。照度センサ4は、例えば、ディスプレイ2Aの輝度の調整に用いられる。近接センサ5は、近隣の物体の存在を非接触で検出する。近接センサ5は、例えば、タッチスクリーンディスプレイ2が顔に近付けられたことを検出する。
 通信ユニット6は、無線により通信する。通信ユニット6によって行われる通信方式は、無線通信規格である。例えば、無線通信規格として、2G、3G、4G等のセルラーフォンの通信規格がある。例えば、セルラーフォンの通信規格として、LTE(Long Term Evolution)、W-CDMA、CDMA2000、PDC、GSM(登録商標)、PHS(Personal Handy-phone System)等がある。例えば、無線通信規格として、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)、IEEE802.11、Bluetooth(登録商標)、IrDA、NFC等がある。通信ユニット6は、上述した通信規格の1つ又は複数をサポートしていてもよい。
 レシーバ7は、コントローラ10から送信される音声信号を音声として出力する。マイク8は、利用者等の音声を音声信号へ変換してコントローラ10へ送信する。なお、スマートフォン1は、レシーバ7に加えて、スピーカをさらに有してもよい。スマートフォン1は、レシーバ7に代えて、スピーカをさらに有してもよい。
 ストレージ9は、プログラムおよびデータを記憶する。また、ストレージ9は、コントローラ10の処理結果を一時的に記憶する作業領域としても利用される。ストレージ9は、半導体記憶デバイス、および磁気記憶デバイス等の任意の記憶デバイスを含んでよい。また、ストレージ9は、複数の種類の記憶デバイスを含んでよい。また、ストレージ9は、メモリカード等の可搬の記憶媒体と、記憶媒体の読み取り装置との組み合わせを含んでよい。
 ストレージ9に記憶されるプログラムには、フォアグランド又はバックグランドで実行されるアプリケーションと、アプリケーションの動作を支援する基本プログラムとが含まれる。アプリケーションは、例えば、ディスプレイ2Aに所定の画面を表示させ、タッチスクリーン2Bを介して検出されるジェスチャに応じた処理をコントローラ10に実行させる。基本プログラムは、例えば、OSである。アプリケーションおよび基本プログラムは、通信ユニット6による無線通信又は記憶媒体を介してストレージ9にインストールされてもよい。
 ストレージ9は、例えば、基本プログラム9A、メールアプリケーション9B、ブラウザアプリケーション9C、およびバイタルサインの測定アプリケーション9Zを記憶する。メールアプリケーション9Bは、電子メールの作成、送信、受信、および表示等のための電子メール機能を提供する。ブラウザアプリケーション9Cは、WEBページを表示するためのWEBブラウジング機能を提供する。測定アプリケーション9Zは、スマートフォン1を介して利用者の人体の現在の状態を示す数値情報としてバイタルサインを測定する機能を提供する。ここでバイタルサインとは、生きている状態を示す指標である。本実施形態において、バイタルサインは、脈力、脈拍、心拍、呼吸に伴う動き、血圧、脈圧、および脈動に伴う変化量等の、利用者の生体徴候である。本実施形態において、バイタルサインは、モーションセンサにより検出されたバイタルサインファクタから算出される。バイタルサインは、コントローラ10の制御により測定、算出される。
 基本プログラム9Aは、スマートフォン1を稼働させるための各種制御に関する機能を提供する。基本プログラム9Aは、例えば、通信ユニット6、レシーバ7、およびマイク8等を制御することによって、通話を実現させる。なお、基本プログラム9Aが提供する機能は、メールアプリケーション9B等の他のプログラムが提供する機能と組み合わせて利用されることがある。
 コントローラ10は、例えば、CPU(Central Processing Unit)である。コントローラ10は、通信ユニット6等の他の構成要素が統合されたSoC(System-on-a-Chip)等の集積回路であってもよい。コントローラ10は、スマートフォン1の動作を統括的に制御して各種の機能を実現する。
 具体的には、コントローラ10は、ストレージ9に記憶されているデータを必要に応じて参照しつつ、ストレージ9に記憶されているプログラムに含まれる命令を実行して、ディスプレイ2Aおよび通信ユニット6等を制御することによって各種機能を実現する。コントローラ10は、タッチスクリーン2B、ボタン3、モーションセンサ15等の各種検出部の検出結果に応じて、制御を変更することができる。本実施形態のコントローラ10は、各種検出部の検出結果に応じて制御を実行する制御モードを第1モードと第2モードとで変更することができる。この制御モードは、各種検出部の検出結果の検出対象を変更する際に、変更することが可能である。
 カメラ12は、フロントフェイス1Aに面している物体を撮影するインカメラである。カメラ13は、バックフェイス1Bに面している物体を撮影するアウトカメラである。
 コネクタ14は、他の装置が接続される端子である。コネクタ14は、USB(Universal Serial Bus)、HDMI(登録商標)、MHL(Mobile High-definition Link)、ライトピーク(Light Peak)、サンダーボルト(Thunderbolt(登録商標))、イヤホンマイクコネクタのような汎用的な端子であってもよい。コネクタ14は、Dockコネクタのような専用に設計された端子でもよい。コネクタ14に接続される装置には、例えば、充電器、外部ストレージ、スピーカ、通信装置、情報処理装置が含まれる。
 モーションセンサ15は、モーションファクタを検出する。このモーションファクタは、コントローラ10によって、自機であるスマートフォン1のコントロールファクタとして処理される。コントローラ10は、モーションセンサ15により検出されたモーションファクタを、自機のおかれた状況を示すコントロールファクタとして処理する。本実施形態のモーションセンサ15には、加速度センサ16と、方位センサ17と、角速度センサ18と、傾きセンサ19とが含まれている。
 加速度センサ16は、スマートフォン1に働く加速度を検出する。加速度センサ16は、検出した加速度を出力する。例えば加速度の方向がモーションファクタ出力されると、コントローラ10は、スマートフォン1の動いている方向を反映したコントロールファクタとして処理に利用することが可能となる。例えば加速度の大きさが出力されると、コントローラ10は、スマートフォン1の動いている方向を反映したコントロールファクタとして処理に利用することが可能となる。本実施形態では、加速度センサ16として3つの軸方向における加速度を検出可能なセンサを採用している。本実施形態の加速度センサ16が検出する3つの軸方向は、互いに略直交している。図1~3に示したx方向、y方向、z方向は、加速度センサ16の3つの軸方向と対応している。
 方位センサ17は、地磁気の向きを検出する。方位センサ17は、検出した地磁気の向きを出力する。例えば地磁気の向きがモーションファクタとして出力されると、コントローラ10は、スマートフォン1の向いている方位を反映したコントロールファクタとして処理に利用することが可能となる。例えば地磁気の向きの変化がモーションファクタとして出力されると、コントローラ10は、スマートフォン1の向いている方位の変化を反映したコントロールファクタとして処理に利用することが可能となる。
 角速度センサ18は、スマートフォン1の角速度を検出する。角速度センサ18は、検出した角速度を出力する。例えば角速度の有無がモーションファクタとして出力されると、コントローラ10は、スマートフォン1の回転を反映したコントロールファクタとして処理に利用することが可能となる。例えば角速度の向きがモーションファクタとして出力されると、コントローラ10は、スマートフォン1の回転方向を反映したコントロールファクタとして処理に利用することが可能となる。本実施形態では、角速度センサ18として3つの軸方向に対する角速度を検出可能なセンサを採用している。図1~3に示したx方向、y方向、z方向は、角速度センサ18の3つの軸方向と対応している。
 傾きセンサ19は、スマートフォン1の重力方向に対する傾きを検出する。傾きセンサ19は、検出した傾きを出力する。例えば重力方向に対する傾きがモーションファクタとして出力されると、コントローラ10は、スマートフォン1の傾きを反映したコントロールファクタとして処理に利用することが可能となる。
 これらモーションセンサ15の加速度センサ16、方位センサ17、角速度センサ18、および傾きセンサ19の出力は、複数センサの出力を組み合わせて利用することが可能である。モーションセンサ15の出力を組み合わせて処理することによって、自機であるスマートフォン1における動きを高度に反映させた処理をコントローラ10によって実行することが可能となる。
 本実施形態では、モーションセンサ15に含まれる加速度センサ16および角速度センサ17の少なくとも一方がスマートフォン1のモーションファクタの検出に用いられる。言い換えると、本実施形態のモーションファクタには、加速度、および角速度の少なくとも一方が含まれる。このモーションファクタを、スマートフォン1は、姿勢変化、位置変化、および方向変化の少なくとも1つを反映したコントロールファクタとして処理する。このコントロールファクタとして処理は、コントローラ10によって実行される。本実施形態では、重力方向に対するスマートフォン1の3軸方向の傾きの変化を姿勢変化としている。
 このモーションファクタを姿勢変化のコントロールファクタとして利用する例としては、画面の表示方向を変更する処理が挙げられる。スマートフォン1では、x軸方向とy軸方向とを比較して、重力方向により近い軸方向に沿って画面が表示されるように画面の表示方向を変更される。この画面の表示方向の変更に際して、スマートフォン1では、モーションファクタがコントロールファクタとして処理し、画面の物理的な向きを判断している。
 このモーションファクタを位置変化のコントロールファクタとして利用する例としては、GPS信号を受信できない場所でスマートフォン1の位置を更新する処理が挙げられる。この位置の更新に際して、スマートフォン1では、モーションファクタをコントロールファクタとして処理し、移動距離を算出している。この処理は、GPS信号を受信できない場所に限られるものではなく、位置精度を高めるべく、GPS信号と併せて処理することも可能である。
 このモーションファクタを方向変化のコントロールファクタとして利用する例としては、地磁気が検知できない場所でスマートフォン1の方向を更新する処理が挙げられる。この方向変化の更新に際して、スマートフォン1では、モーションファクタをコントロールファクタとして処理し、軸回転の量を算出している。この処理は、地磁気が検知できない場所に限られるものではなく、方向の精度を高めるべく、地磁気の検出信号と併せて処理することも可能である。
 本実施形態では、コントローラ10の制御モードが第1モードである場合と、第2モードである場合とで、モーションファクタに基づく処理が異なっている。第1モードでは、検出したモーションファクタが、スマートフォン1の位置変化、方向変化、および姿勢変化の少なくとも1つを含む状態変化であるとして、自機のコントロールファクタ(セルフコントロールファクタ)として処理される。第2モードでは、検出したモーションファクタが、利用者のバイタルサインファクタとして処理される。スマートフォン1は、例えば、バイタルサインファクタとしてモーションファクタを処理する場合、検出したモーションファクタに基づいて例えば演算および出力などの処理が実行される。出力には、ディスプレイ2Aへの表示、およびサーバ等への送信などが含まれる。なお、本実施形態では、第1モードと第2モードとで個々に異なる制御を実行しているが、これに限られない。例えば、コントローラ10の制御モードを第2モードに変更した際に、第1モードでの処理に加えた新たな処理としてもよい。
 なお、本実施形態の加速度センサ16および角速度センサ18として3方向が互いに直交するものを採用したが、3方向が互いに直交していなくてもよい。3方向が互いに直交していない加速度センサおよび角速度センサでは、演算によって直交する3方向における加速度および角速度を算出可能である。また、加速度センサと角速度センサとは基準とする方向が異なっていてもよい。
 なお、図5においてストレージ9が記憶することとしたプログラムの一部又は全部は、通信ユニット6による無線通信で他の装置からダウンロードされてもよい。また、図5においてストレージ9が記憶することとしたプログラムの一部又は全部は、ストレージ9に含まれる読み取り装置が読み取り可能な記憶媒体に記憶されていてもよい。また、図5においてストレージ9が記憶することとしたプログラムの一部又は全部は、コネクタ14に接続される読み取り装置が読み取り可能なCD、DVD、又はBlu-ray(登録商標)等の記憶媒体に記憶されていてもよい。
 図5に示したスマートフォン1の構成は一例であり、本発明の要旨を損なわない範囲において適宜変更してよい。例えば、ボタン3の数と種類は図5の例に限定されない。例えば、スマートフォン1は、画面に関する操作のためのボタンとして、ボタン3A~3Cに代えて、テンキー配列又はQWERTY配列等のボタンを備えていてもよい。スマートフォン1は、画面に関する操作のために、ボタンを1つだけ備えてもよいし、ボタンを備えなくてもよい。図5に示した例では、スマートフォン1が2つのカメラを備えることとしたが、スマートフォン1は、1つのカメラのみを備えてもよいし、カメラを備えなくてもよい。照度センサ4と近接センサ5とは、1つのセンサから構成されていてもよい。図5に示した例では、スマートフォン1が位置および姿勢を検出するために3種類のセンサを備えることとしたが、スマートフォン1は、このうちいくつかのセンサを備えなくてもよいし、位置および姿勢を検出するための他の種類のセンサを備えてもよい。
 以下に、スマートフォン1が、測定アプリケーション9Zに従って利用者のバイタルサインを測定する例を示す。
 図6は、実施形態に係るスマートフォンで実行されるフローの第1の例を示す図である。この図6に示したフローは、基本プログラム9Aおよび測定アプリケーション9Zが協業して実行される。スマートフォン1は、ステップS101に示したように測定アプリケーション9Zを起動済であるか否かによって、ステップS102又はステップS106に進む。ステップS101,S106,S107の処理は、基本プログラム9Aに基づいて実行され、ステップS102~ステップS105の処理は、測定アプリケーション9Zに基づいて実行される。この測定アプリケーション9Zは、例えば、図5に示したアイコン51をタップすることで起動することができる。
 スマートフォン1は、測定アプリケーション9Zが起動されると、例えば図7に示したアプリケーションの操作画面60を第1領域41に表示する。スマートフォン1は、アイコン61をタップするとバイタルサインの測定を開始することが可能な画面に遷移させ、アイコン62がタップされると測定アプリケーション9Zの設定を変更することが可能な画面に遷移させ、アイコン63がタップされると測定アプリケーション9Zを終了させる。スマートフォン1は、ステップS102において、バイタルサインの測定を開始するかを確認する。バイタルサインの測定を開始することが可能な画面の例を図8に示す。スマートフォン1は、図8に示した例のアイコン64がタップされると、バイタルサインの測定が開始される。スマートフォン1は、バイタルサインの測定が開始されるとステップS103に進み、測定が開始されないとステップS106に進む。このフローでは、ステップS102からステップS103に進む際に、コントローラ10がモーションファクタに基づく制御を実行するモードが第1モードから第2モードに変更される。
 スマートフォン1は、ステップS103において、利用者のバイタルサインを測定する。ステップS103では、加速度センサ16および角速度センサ18の少なくとも一方から得られるモーションファクタを利用者のバイタルサインファクタとして処理する。つまり、このステップS103では、加速度センサ16および角速度センサ18の少なくとも一方から得られるモーションファクタが、利用者のバイタルサインファクタとして処理される。本実施形態では、バイタルサインファクタとして、脈動による血管を押し広げる力に基づく脈力を測定する。この脈力は、スマートフォン1を測定部位に当てた際に、加速度センサ16および角速度センサ18の少なくとも一方から得られるモーションファクタを、脈力によるスマートフォン1の動きとして処理することで得られる。本実施形態のステップS103は、コントローラ10の制御モードが第2モードに設定されている。スマートフォン1は、ステップS103のバイタルサインファクタを測定すると、ステップS104に進む。
 スマートフォン1は、ステップS103にて利用者のバイタルサインを示すものとして得られたデータを、ステップS104において演算する。このバイタルサインを示すデータの演算によって、例えば脈圧、連続脈圧、血圧、連続血圧、脈拍、および脈動に伴う変位量などを算出することができる。なお、以降の記載では、血圧は、収縮期血圧(最大血圧)と拡張期血圧(最小血圧)を意味し、脈圧は最大血圧と最小血圧との差を意味する。また、連続脈圧と連続血圧は、連続に収縮拡張を繰り返す脈動の1周期における脈圧と血圧とをそれぞれ意味し、連続的な時間変化を含む脈圧と血圧をそれぞれ意味する。つまり、このステップS104では、加速度センサ16および角速度センサ18の少なくとも一方から得られるモーションファクタが、利用者のバイタルサインファクタとして演算される。本実施形態のステップS104は、コントローラ10の制御モードが第2モードに設定されている。スマートフォン1は、バイタルサインを示すデータを演算すると、ステップS105に進む。なお、このステップS104におけるバイタルサインの演算については後に詳述する。
 スマートフォン1は、ステップS104にて演算した結果を、ステップS105において出力する。ここでは、バイタルサインの演算結果を出力としては、例えばディスプレイ2Bへの表示、バイタルサインを収集するサーバへの送信など種々の方法が挙げられる。つまり、このステップS105では、加速度センサ16および角速度センサ18の少なくとも一方から得られるモーションファクタを、利用者のバイタルサインファクタとして出力される。本実施形態のステップS105は、コントローラ10の制御モードが第2モードに設定されている。なお、ここでは、バイタルサインを演算した結果をサーバに送信する形態を例示したが、バイタルサインを示す測定データを当該サーバに送信する形態を採用してもよい。スマートフォン1は、バイタルサインの演算結果の出力が終了すると、フローを終了する。
 スマートフォン1は、ステップS101又はステップS102からステップS106およびS107に進む。スマートフォン1は、ステップS106において、スマートフォン1のモーションを測定する。このスマートフォン1のモーションは、加速度センサ16および角速度センサ18の少なくとも一方を用いて測定される。スマートフォン1は、モーションを検出すると、ステップS107に進む。スマートフォン1は、ステップS107において、検出したモーションに対応するモーションファクタをコントロールファクタとして処理する。ステップS107では、モーションに基づくコントロール処理が実行される。
 本実施形態のステップS107は、コントローラ10の制御モードが第1モードに設定されている。この制御の例としては、スマートフォン1のx軸方向が重力方向に沿ったときに画面の表示方向を変更する制御が挙げられる。
 以下に、加速度センサ16で、バイタルサインとしての利用者の脈動に伴う加速度を測定する例を示す。
 まず、図9に例として示したようなベルト70を、スマートフォン1に装着する。このベルト70のバネ定数は、脈波の振動、すなわち脈動に追随させるべく適切な値が設定される。次に、図10に例として示したように、ベルト70を装着したスマートフォン1を利用者の手首に装着し、測定部位に接触させる。このとき、重力により制御が複雑になるのを低減するために、スマートフォン1のx-y平面が重力方向に対して略平行になるように設置することが好ましい。次に、この状態で加速度センサ16がモーションファクタとして利用者の脈動に伴う加速度を連続して測定する。この加速度の測定に際しては、図10を例に示したように、設置物などを握って手首を安定させることで、測定精度を高めることができる。次にコントローラ10は連続して測定された加速度から、脈力を算出する。測定により得られた脈力の連続波形としては、例えば図11に示すものが挙げられる。脈力の算出方法については次に詳述する。
 スマートフォン1は、測定された加速度から次の数式1および数式2に示す関係から連続血圧P(t)を演算する。より詳しくは、測定された加速度から数式2に基づいて脈力f(t)を演算する。次に、演算した脈力f(t)から数式1に基づいて連続血圧P(t)を演算する。この数式2では次の変数および定数を用いている。f(t):脈力、p(t):血管を押し広げる力に基づくスマートフォン1に働く力、a(t):加速度センサで測定した加速度、S:スマートフォン1の橈骨(とうこつ)動脈への接触面積、M:スマートフォン1の質量、K:ベルト70のバネ定数、D:ベルト70-スマートフォン1系の速度減衰定数。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 なお、この数式2では、血管および皮膚系の質量がスマートフォン1の質量Mに比べて極めて軽いとして、近似として定数Mを採用している。この数式2のバネ系では、血管および皮膚系のバネ定数がベルト70のバネ定数Kに比べて極めて小さいとして、近似値として定数Kを採用している。この数式2の速度減衰系では、血管および皮膚系の粘性摩擦係数がベルト70-スマートフォン1系の速度減衰定数Dに比べて極めて小さいとして、近似値として定数Dを採用している。この数式2に示した定数M,K,Dは、事前に測定した値を採用している。この定数M,K,Dは、製造誤差を考慮して事前に設定されている。スマートフォン1と橈骨(とうこつ)動脈とは、実際には接触していないが、接触面積Sは両者が接触していると仮定した計算上のパラメータである。 この数式1に示した定数A,Bは、次の測定方法により近似値が算出される。まず、加速度センサで測定した加速度a(t)と数式2によって、バイタルサインとして脈力f(t)を算出する。算出した脈力f(t)から、脈力の最大値fMAXおよび脈力の最小値fMINを特定する。次に、一般の家庭用血圧計を用いて血圧の最大値PMAXおよび最小値PMINを測定する。この際に用いられる一般の血圧計としては、測位部位による違いを少なくするために、手首に巻く方式を採用する血圧計が好ましい。最後に、脈力の最大値fMAXおよび脈力の最小値fMIN、ならびに血圧の最大値PMAXおよび最小値PMINから、定数A,Bを算出する。
 上述のように算出した定数を用いて、バイタルサインとしての脈力から血圧を算出することができる。このとき、算出されるバイタルサインは、コントローラ等に内蔵されるタイマーでカウントされた時間を変数とする連続値となる。つまり、スマートフォン1では、連続血圧を算出することが可能となる。
 以下に、角速度センサ18でバイタルサインとしての利用者の脈動に伴う角速度を測定する例を示す。
 まず、図12および図13に例として示したように、スマートフォン1を測定部位である利用者の手首に接触させる。このとき、スマートフォン1は、摩擦係数が大きく、転がり抵抗の小さい台に設置することが好ましい。このような特性を備える台としては、例えばゴム製の敷物が挙げられる。次に、この状態で角速度センサ18がモーションファクタとして脈動に伴う角速度を連続して測定する。この角速度の測定に際しては、図12に示したように、設置物などを握って手首を安定させることで、測定精度を高めることができる。次にコントローラ10は連続して測定された角速度から、脈力トルクを算出する。脈力トルクの算出方法については次に詳述する。
 スマートフォン1は、測定された角速度から次の数式3および数式4に示す関係から連続血圧P(t)を演算する。より詳しくは、測定された角速度から数式4に基づいて脈力トルクf(t)Lを演算する。次に、演算した脈力トルクf(t)Lから数式3に基づいて連続血圧P(t)を演算する。この数式2では次の変数および定数を用いている。f(t):脈力、p(t):血管を押し広げる力に基づくスマートフォン1に働く力、ω(t):角速度センサ18で測定した角速度、Θ:重力方向に対する初期角度、S:スマートフォン1の橈骨(とうこつ)動脈への接触面積、I:スマートフォン1の慣性モーメント、M:スマートフォン1の質量、K:ベルト70のバネ定数、D:ベルト70-スマートフォン1系の速度減衰定数、g:重力加速度、L:スマートフォン1の回転中心から接触位置までの距離。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 なお、この数式4では、血管および皮膚系の質量がスマートフォン1の質量Mに比べて極めて軽いとして、近似として定数Mを採用している。この数式4のバネ系では、血管および皮膚系のバネ定数がベルト70のバネ定数Kに比べて極めて小さいとして、近似値として定数Kを採用している。この数式4の粘性摩擦係数では、血管および皮膚系の粘性摩擦係数がベルト70-スマートフォン1系の粘性摩擦係数Dに比べて極めて小さいとして、近似値として定数Dを採用している。この数式4に示した定数M,K,Dは、事前に測定した値を採用している。この定数M,K,Dは、製造誤差を考慮して事前に設定されている。スマートフォン1と橈骨(とうこつ)動脈とは、実際には接触していないが、接触面積Sは両者が接触していると仮定した計算上のパラメータである。
 この数式3に示した定数A,Bは、次の測定方法により近似値が算出される。まず、角速度センサで測定した角速度ω(t)と数式4によって、バイタルサインとして、脈力トルクf(t)Lを算出する。脈力トルクf(t)Lは、利用者の脈動に伴う回転トルクである。算出した脈力トルクf(t)Lから、脈力トルクの最大値fLMAXおよび脈力の最小値fLMINを特定する。次に、一般の家庭用血圧計を用いて血圧の最大値PMAXおよび最小値PMINを測定する。この際に用いられる一般の血圧計としては、測位部位による違いを少なくするために、手首に巻く方式を採用する血圧計が好ましい。最後に、脈力トルクの最大値fLMAXおよび脈力の最小値fLMIN、ならびに血圧の最大値PMAXおよび最小値PMINから、定数A,Bを算出する。
 上述のように算出した定数を用いて、スマートフォン1はバイタルサインとしての脈力トルクから血圧を算出することができる。このとき、算出されるバイタルサインは、コントローラ等に内蔵されるタイマーでカウントされた時間を変数とする連続値となる。つまり、スマートフォン1では、連続血圧を算出することが可能となる。
 脈力トルクの算出に際して角速度センサ18の出力を利用すると、当該出力の微分又は積分の演算を多重しなくても脈力トルクを算出することができる。スマートフォン1は、角速度センサ18を利用することによって、演算の際の丸め誤差による影響を低減し、精度を高めることができる。上述の説明において、脈力トルクf(t)Lを算出する例を示したが、脈力f(t)を算出してもよい。
 図14は、検出された角速度もしくは加速度に基づいて算出された連続血圧P(t)を示す図であり、横軸は時間、縦軸は血圧を示す。血管への血液の流入によって生じる容積変化を体表面から波形としてとらえたものを脈波といい、以降図14に示す波を脈波と呼ぶ。図14に示す脈波は、利用者のn回分の脈拍であり、nは1以上の整数である。コントローラ10は、検出された角速度から、数式3、数式4に従って連続血圧を演算する。もしくは、コントローラ10は検出された加速度から、数式1、数式2に従って連続血圧を演算する。算出された連続血圧は、利用者の体動などが原因のノイズを含む場合があるので、DC成分を除去する補正を行い、脈動成分を抽出してもよい。脈波は、心臓からの血液の駆出により生じた前進波と、血管分岐や血管径の変化部から生じた反射波とが重なりあった合成波である。脈拍毎の前進波による脈波のピークをPFn、脈拍毎の反射波による脈波のピークをPRn、脈拍毎の脈波の最小値をPSnすると、脈圧はPMn=PFn-PSn、AI=(PRn-PSn)/(PFn-PSn)で表わされる。AIは、脈波の反射現象を表す反射波の大きさを定量化したものである。AIは脈拍毎のAIを表す。AIは、動脈硬化が進んで脈波伝搬速度が速くなった高齢者などでは大きくなることがある。AIは、血管の機械的特性を示す指標として用いることができる。血管の機械的特性とは末梢血管抵抗、コンプライアンス、特性インピーダンス、脈波伝搬時間等であり、AIはこれらの特性を総合した指標として用いることができる。
 スマートフォン1は、本実施形態で算出されたバイタルサインから、利用者の血管の粘弾性を推定することができる。粘弾性とは、液体固有の粘性および固体固有の弾性の両性質を合わせたものである。物体の変形のしにくさを表している。血管の粘弾性は、動脈硬化の進行に従い変化する。血管の粘弾性を推定することは、動脈硬化の進行度合いを知るために重要である。しかし、非侵襲で血管の粘弾性を評価する方法は確立されていない。本実施形態では、非侵襲で利用者の血管の粘弾性を推定する。
 以下に、スマートフォン1が、測定アプリケーションに従って利用者のモーションファクタを測定し、利用者の血管の粘弾性を推定する例を示す。
 図15は、第2実施形態に係るスマートフォン1で実行されるフローを示す図である。以下、図6に示した第1の実施形態と同じ点については説明を省略し、異なる点について説明を行う。図15に図示していないが、スマートフォン1は、検出したモーションに対応するモーションファクタをコントロールファクタとして処理してもよい。
 図15に示したフローは、基本プログラム9Aおよび測定アプリケーション9Yが協業して実行される。測定アプリケーション9Yは、スマートフォン1を介して利用者の生体徴候を示す数値情報としてモーションファクタを検出する。測定アプリケーション9Yは、検出されたモーションファクタをバイタルサインファクタとして処理してバイタルサインを算出する。測定アプリケーション9Yは、算出されたバイタルサインから血管粘弾性を推定する機能を提供する。本実施形態の算出されたバイタルサインは、血圧、脈圧、脈力、および脈動に伴う変位量である。
 スマートフォン1は、ステップS201で測定アプリケーション9Yを起動済であると、ステップS202に進む。スマートフォン1は、ステップS202において、測定者に駆血の開始を指示する。駆血の開始の指示は、スマートフォン1のディスプレイ2Aに表示してもよいし、音声でアナウスしてもよい。測定者は駆血開始の指示により、利用者に駆血を行う。駆血とは、測定部位への血流を妨げることである。本実施形態では、動脈における測定部位への血流を妨げるために行う。駆血は、モーションファクタを検出する測定部位から心臓に近い位置をゴム等で巻き上げることにより行われる。例えば測定部位が橈骨動脈の場合、駆血位置は上腕部とすることが好ましい。駆血は、市販の駆血帯を用いてもよい。駆血帯の巻き上げ強さは、橈骨動脈の脈動振幅(脈圧に相当する)が巻き上げ前の約半分より小さくなる程度でよい。駆血帯の巻き上げ強さを圧力センサ等で一定に制御できる装置を用いることにより、スマートフォン1は測定者毎および利用者毎の測定のばらつきをより小さくすることができる。駆血方法はゴム等による巻き上げに限らず、空気圧によってもよい。測定部位への血流を妨げる方法は駆血に限らず、測定部位への血流を一時的に妨げることができればよい。例えば、利用者は自ら、測定部位を心臓より高く上げて血流を妨げ、測定部位を心臓より低くして血流開放を行ってもよい。
 スマートフォン1は、ステップS202で駆血の指示をした後に、ステップS203において駆血開始の検知を行う。測定者は、スマートフォン1の画面上をタッチするなどして、駆血の開始をスマートフォン1に報知することができる。スマートフォン1は駆血開始を検知するまで、駆血の指示を継続する。
 スマートフォン1はステップS203で駆血の開始を検知したら、バイタルサインの測定を開始する(ステップS204)。スマートフォン1は、加速度センサ16および角速度センサ18の少なくとも一方からモーションファクタを検出し、利用者のバイタルサインファクタとして処理する。本実施形態では、バイタルサインとして、脈動による血管を押し広げる力に基づく脈力を測定する。脈力は、スマートフォン1を測定部位に当てた際に、加速度センサ16および角速度センサ18の少なくとも一方から得られるモーションファクタを、脈力によるスマートフォン1の動きとして処理することで得られる。ステップS204において、スマートフォン1はバイタルサインの測定の開始と共に、タイマーによって測定時間のカウントを開始する。タイマーはあらかじめ設定された周波数のクロック信号を出力する。タイマーはコントローラ10からタイマー動作の指示を受け、クロック信号をコントローラ10に出力する。加速度センサ16および角速度センサ18の少なくとも一方は、コントローラ10を介して入力されるクロック信号に従って、モーションファクタを複数回取得する。タイマーはコントローラ10の外部に備えられていてもよいし、コントローラ10に含まれていてもよい。スマートフォン1はバイタルサインの測定を開始すると、ステップS205に進む。
 スマートフォン1は、ステップS205において、測定者に駆血の開放を指示する。駆血の開放指示は、スマートフォン1のディスプレイ2Aに表示してもよいし、音声でアナウスしてもよい。駆血を開放する条件は適宜設定される。例えば、駆血を開放する条件は、脈動の振幅が所定の大きさ以下になった場合としてもよい。例えばスマートフォン1は、脈動振幅の大きさが駆血前の脈動振幅の半分以下となった場合を、所定の大きさ以下と判断する。もしくは、駆血を開放する条件は、駆血開始からの所定の経過時間でもよい。所定の経過時間は、駆血後の脈動振幅が所定の大きさ以下となるための十分な時間とする。駆血開始から開放までの時間は、おおよそ数秒である。
 スマートフォン1は、ステップS205で駆血の開放を指示した後に、ステップS206において駆血の開放の検知を行う。測定者は、スマートフォン1の画面上をタッチするなどして、駆血の開放の完了をスマートフォン1に報知することができる。スマートフォン1は駆血の開放の完了を検知するまで、駆血の開放の指示を継続する。
 スマートフォン1は、ステップS206で駆血の開放の完了を検知したら、所定時間後にバイタルサインの測定を終了する(ステップS207)。所定時間は、少なくとも脈動の振幅が安定するまでの時間を考慮して設定する。駆血の開放から脈動振幅が安定するまでの時間は、おおよそ数秒である。スマートフォン1は駆血の開放から脈動振幅の安定までの時間をあらかじめ予測し、予測時間が経過したら、自動的に測定を終了するようにしてもよい。本実施形態では、測定者のスマートフォン1への報知に基づいて測定の開始及び終了を行ったが、本発明はこれに限らない。例えばスマートフォン1は、測定アプリケーション9Yの起動と同時にバイタルサインの測定を開始してもよい。例えばスマートフォン1は、測定されたバイタルサインファクタに基づいて駆血の開放と脈動振幅の安定とを自動的に検知し、測定を終了してもよい。
 コントローラ10は、利用者のバイタルサインをステップS208において演算する。バイタルサインファクタの演算によって、コントローラ10は、例えば脈力、脈圧、連続脈圧、血圧、連続血圧、脈拍、および脈動に伴う変位量などのバイタルサインを算出することができる。ステップS208では、コントローラ加速度センサ16および角速度センサ18の少なくとも一方から得られるモーションファクタが、利用者のバイタルサインファクタとして処理され、バイタルサインが演算される。本実施形態のステップS208は、連続血圧および脈動に伴う変位量を演算する一例を示す。スマートフォン1は、バイタルサインファクタを演算すると、ステップS209に進む。なお、ステップS208におけるバイタルサインファクタの演算については、図6のステップS104と同様なのでここでは省略する。
 スマートフォン1は、ステップS208にて演算した連続血圧および脈動に伴う変位量から、ステップS209において利用者の血管粘弾性を推定する。なお、このステップS209における血管粘弾性の推定については後に詳述する。
 スマートフォン1は、ステップS208で演算したバイタルサイン、およびステップS209にて推定した血管粘弾性の結果を、ステップS210において出力する。スマートフォン1は、結果の出力が終了すると、フローを終了する。なお、上述のフローでは測定者が測定を行う例を示したが、利用者が測定を行ってもよい。
 図16(A)と図16(B)は、上述のフローにおいて測定された角速度に基づいて算出された脈動に伴う変位量と、連続血圧を示す図である。横軸は時間であり、駆血開始直後からの連続血圧を示している。
 図16(A)は脈動に伴う変位量と時間の関係を示す図である。脈動に伴う変位量zは、初期値を0とし、スマートフォン1の角速度センサ18で測定された角速度ω(t)を時間で積分することにより算出される。駆血開始と共に血流が妨げられるため、血管は膨張しながら脈圧は小さくなっていく。従って、脈動に伴う変位量zは徐々に大きくなり、脈圧に相当する変位量Δzは徐々に小さくなっていく(図16(A)0秒からt秒の間)。なお、nは脈拍を表し、1以上の整数である。t秒で駆血開放されると、妨げられていた血流が一気に血管を流れるため、脈圧は大きくなり、徐々に定常状態に戻る。従って、駆血開放後の脈圧に相当する変位量Δzは最大となり、徐々に小さくなり定常状態に戻る。(図16(A)t秒からt秒の間)。
 図16(B)に示す実線は算出された連続血圧P(t)を示す図である。連続血圧P(t)は数式3および数式4によって算出される。なお、算出された連続血圧P(t)は、利用者の体動などが原因のノイズを除去するために、DC成分を除去する補正を行った。その結果、図16(b)に示す連続血圧P(t)は脈圧成分を抽出したものとなっている。駆血を開始すると血流が妨げられるため、脈圧Pは徐々に小さくなっていく。(図16(B)0秒からt秒の間)。t秒で駆血開放されると、妨げられていた血流が一気に血管を流れるため、駆血開放後の脈圧PMnは最大となり、徐々に小さくなり定常状態に戻る(図16(B)t秒からt秒の間)。
 次に、スマートフォン1は利用者の血管の粘弾性を推定する。血管は、弾性と粘性の両方の挙動を示すので、スマートフォン1は弾性率および粘性率を算出することで、血管の粘弾性を推定することができる。
 血管の弾性は、血管への応力と歪みから推定することができる。本実施形態では、スマートフォン1は弾性率Eを算出して血管の弾性を推定する。弾性率Eは、算出された脈圧PMn(血管壁への応力)と算出された脈動に伴う変位量Δz(歪み)とに基づいて推定される。弾性率E=PMn/Δzの関係から弾性率Eを推定する。脈圧PMnおよび脈動に伴う変位量Δzは、同一脈拍における脈圧および脈動に伴う変位量である。なお、nは脈拍を表し、1以上の整数である。好ましくは脈圧および脈動に伴う変位量が大きい方が、測定誤差がより小さくなるので、駆血開放後の1拍目の脈拍からPMnおよびΔzを抽出することが好ましい。
 血管の粘性は、駆血開放後の血管の挙動から推定することができる。本実施形態では、スマートフォン1は粘性率γを算出して血管の粘性を推定する。粘性率γは、駆血開放後の時間と、駆血開放後の時間に対応するバイタルサインとの関係に基づいて推定される。図16(B)において、駆血開放後の時間に対応するバイタルサインは脈拍毎の最大血圧である。図16(B)に示す点線は、駆血開放後の脈拍毎の最大血圧と時間との関係を最小二乗法で近似した減衰曲線である。この減衰曲線から導かれる時定数τと前述の弾性率Eから血管の粘性率γは推定される。血管の粘性率γは、γ=E×τに従って推定される。時定数τは、駆血開放後の最大血圧を示す時間を基準に、減衰曲線の示す値が1/e(eは自然対数の底)となる時間とする。
 上述の実施形態では、血管の弾性率と粘性率を算出して血管の粘弾性を推定したが、本発明はこれに限らない。血管の弾性率と粘性率の少なくとも一方を算出して血管の粘弾性を推定してもよい。上述の実施形態では、駆血開放後の時間に対応するバイタルサインとして脈拍毎の最大血圧を用いたが、本発明はこれに限らない。駆血開放後の時間に対応するバイタルサインとして、脈拍毎の最大脈圧、最大脈力、または脈動に伴う最大変化量を用いてもよい。
 本実施形態では、スマートフォン1のセンサを用いるので、装置が小型で、かつ非侵襲に血管の粘弾性を推定することができ、利用者の動脈硬化の進行度合いを知ることができる。また、測定時間は数分であり、短時間で測定できるため、利用者の身体的負担を小さくすることができる。
 次に図17を用いて、算出された連続血圧から利用者の血圧反射機能を推定する方法について説明する。図17は、第1の指標である脈圧と、第2の指標であるAIとの関係をプロットしたもので、点線は回帰直線を示す。
 本実施形態で演算されたバイタルサインから、利用者の血圧反射機能を推定することができる。血圧反射機能とは、自律神経機能を介した、血圧の値を一定の範囲に保持するための反射システムのことである。一般に血圧が上昇すると、反射的に脈拍が下がり、心筋の収縮力が低下し、血管が拡張するので血圧が下がって正常値に復帰する。このような機能を血圧反射機能と呼ぶ。この血圧反射機能が低下することが、高血圧症の原因の一つになっている。そのため、血圧反射機能を推定することは、高血圧症の原因を知るために重要である。本実施形態では、この血圧反射機能を、非侵襲で、大型の設備を用いることなく推定することが可能である。
 コントローラ10は、検出されたモーションファクタ(本実施形態では角速度)に基づいて算出された連続血圧P(t)から、第1の指標である脈拍毎の脈圧PM1~PMnと、脈波の反射現象に応じた第2の指標である脈拍毎のAI~AIを算出する。なお、前述の通りnは測定された脈拍を表し、脈拍毎に脈圧とAIとは対応づけられている。脈圧は、前進波による脈波のピークPと脈波の最小値PSとの差であり、体動や装置に起因するノイズの影響を少なくできるので、第1の指標として好ましい。AIは、前進波による脈波のピークPと反射波による脈波のピークPとの比であり、体動およびセンサ自体の特性に起因するノイズの影響を少なくできるので、第2の指標として好ましい。
 コントローラ10は、これら対応づけられた脈圧PとAIとからなるn組の複数の組から回帰直線を推定する。脈圧が上昇すると、血管の血圧反射機能によって血管は拡張し、反射波の大きさを定量化したAIは小さくなる。従って、回帰直線の傾きによって、血管の血圧反射機能を推定することができる。すなわち、回帰直線の傾きがゼロに近づくほど、血管の血圧反射機能の感受性は低下していると推定される。
 本実施形態では、スマートフォン1のセンサを用いるので、装置が小型で、かつ非侵襲に血管の血圧反射機能を推定することができる。また、数十組以上程度のデータがあれば推定が可能であり、測定時間は数分で、短時間で測定できる。血圧は大小幅のあるデータを用いることが回帰直線の精度上好ましい。従って、測定中利用者に映像等で刺激を与えて意図的に血圧を変動させてもよい。第1の指標に脈圧を、第2の指標にAIを用いることにより、体動や装置に起因するノイズの影響を少なくでき、高精度な推定が可能である。第2の指標にAIを用いることにより、血管の機械的特性を総合した推定が可能である。
 上述の実施形態では、モーションファクタとして角速度を検出したが、加速度を検出してもよく、脈動に伴う連続的な動きを検出できればよい。また第1の指標として脈圧を用いたが、本発明はこれに限らない。第1の指標は、モーションファクタから算出された指標であればよく、血圧、脈力、脈力トルク、角速度から算出された変位角、もしくは加速度から算出された変位量等でもよい。第2の指標は、脈波の反射現象に応じたものであればよく、反射波による脈波のピークPを用いてもよい。第1の指標、第2の指標によっては、回帰分析を行い、回帰係数によって血圧反射機能を推定してもよい。
 上述の実施形態では、血管の血圧反射機能を推定したが、本発明はこれに限らない。例えば、第2の指標として、脈拍間隔RRを用いて回帰分析を行うことにより、心臓の血圧反射機能を推定することができる。これは、脈圧が上昇すると反射的に脈拍が下がる反射機能を推定するものである。例えば、第1の指標として算出された脈波に基づいて周波数分析を行うことにより、利用者のストレスおよび痛み等の推定を行うことができる。以上説明した通り、本実施形態では、モーションファクタから算出された第1の指標、もしくは第1の指標と第2の指標との相関関係に基づいて、利用者の自律神経機能の推定を行うことができる。
 本発明を完全かつ明瞭に開示するために特徴的な実施例に関し記載してきた。しかし、添付の請求項は、上記実施例に限定されるべきものでなく、本明細書に示した基礎的事項の範囲内で当該技術分野の当業者が創作しうるすべての変形例および代替可能な構成を具現化するように構成されるべきである。
 上述の実施形態において、スマートフォン1は、ステップS103とステップS104との間に測定したバイタルサインファクタが正常であるかを判定してもよい。この測定したバイタルサインファクタが正常である否かは、バイタルサインを示すデータのバラツキが所定値よりも大きいか否かによって判断される。例えば、x方向に沿った辺を平面に載置して当該x方向を軸とする角速度によってバイタルサインファクタを測定する場合、理想的な測定ではx方向およびy方向を軸とする角速度の値は変動しない。かかるx方向およびy方向を軸とする角速度の値が大きく変動する場合は正常なデータを測定できずに、異常なデータを測定してしまった可能性が高い。この場合、測定したデータを破棄して再測定を促う表示をおこなったり、新たなデータの測定を開始したりしてもよい。
 上述の実施形態において、ステップS103,104を独立のステップSとして記載したが、これらのステップを並行して進めてもよい。並行してステップを進める例としては、計測したデータから逐次演算する場合が挙げられる。
 上述の実施形態では、ステップS103において、利用者のバイタルサインファクタを加速度センサ16および角速度センサ18の少なくとも一方を用いて測定したが、バイタルサインの測定手段はこれらに限られない。例えば、スマートフォン1のフロントフェイス1Aに利用者の腕を接触させることで、タッチスクリーン2Bをバイタルサインの測定に利用することができる。バイタルサインの測定に利用可能なタッチスクリーン2Bで検出される情報の例としては、利用者のバイタルサインをタッチスクリーン2Bの位置情報、タッチスクリーン2Bの静電容量変化、およびタッチスクリーン2Bへの荷重などが挙げられる。例えばタッチスクリーン2Bの位置情報は、スマートフォン1と利用者の手首との接触位置の把握に利用することができる。利用者の手首との接触位置を把握することで、スマートフォン1の偏重心によって生じる演算パラメータの誤差を低減することができる。また、タッチスクリーン2Bによって静電容量の変化を検出したり、タッチスクリーン2Bに対する荷重を検出したりすることによって、スマートフォン1と利用者の手首との接触が安定しているか否かを判断することができる。
 上記の実施形態では、バイタルサインを測定する携帯機器の一例として、スマートフォンについて説明したが、添付の請求項に係る装置は、スマートフォンに限定されない。例えば、添付の請求項に係る装置は、モバイルフォン、携帯型パソコン、デジタルカメラ、メディアプレイヤ、電子書籍リーダ、ナビゲータ、又はゲーム機等の携帯電子機器であってもよい。
 上記の数式2では、弾性係数および減衰係数に近似値を採用した。数式2の弾性係数Kおよび減衰係数Dは、ステップ応答法によって、より精度よく求めることができる。ステップ応答法では、ベルト70を用いてスマートフォン1を利用者の手首に装着した状態で、強制的な振動を生じさせ、当該振動が減衰していく際の振幅変化から弾性係数Kおよび減衰係数Dを求めることができる。このステップ応答法などによって実測した係数を数式2に採用してもよい。
 スマートフォン1と橈骨動脈との接触面積Sの値を測定可能である場合は、数式2又は数式4から連続血圧p(t)を直接演算してもよい。
 本実施形態のスマートフォン1は、定数A,B又は定数A,Bを演算した際の重力方向に対する角度Θを基準角度Θとして記憶してもよい。スマートフォン1は、ステップS103においてバイタルサインを測定する前に、当該バイタルサインを測定する際の測定角度Θと基準角度Θとを比較する。この測定角度Θと基準角度Θのずれが所定の範囲よりも大きくなっていると、スマートフォン1と利用者のとの接触状態が大きくことなり、演算した定数A,Bもまた大きくずれている可能性が高い。このような場合、スマートフォン1は、バイタルサインの測定を中止したり、スマートフォン1の設置状態の再調整を促したりしてもよい。
 上述の実施形態では、スマートフォン1を測定部位に直に接触させているが、測定部位とスマートフォン1との間に介在するものがあってもよい。例えば、利用者の動きを伝える物を介在させて、かかる物の動きを利用者のバイタルサインとして測定してもよい。
 上述の実施形態では、スマートフォン1がモーションセンサおよびコントローラを備えていたが、モーションセンサおよびコントローラが別々の機器に備えられていてもよい。この場合、モーションセンサを備える機器と、コントローラを備える機器とでシステムが構成される。
 また、本発明は、下記のような形態として構成されても良い。     
 本発明の機器は、モーションファクタを検出するモーションセンサと、上記モーションセンサが検出するモーションファクタを処理するコントローラと、を備え、上記コントローラは、上記モーションファクタに基づいて、利用者のバイタルサインファクタを算出する。
 本発明の機器において、上記モーションセンサは、上記モーションファクタとして、加速度および角速度の少なくとも一方を検出し、上記コントローラは、上記加速度および角速度の少なくとも一方に基づいて、脈力および脈力トルクの少なくとも一方を算出する。
 本発明の機器において、上記モーションセンサは、上記モーションファクタとして、連続的な加速度および連続的な角速度の少なくとも一方を検出し、上記コントローラは、上記連続的な加速度および連続的な角速度の少なくとも一方に基づいて、連続的な脈力および連続的な脈力トルクの少なくとも一方を算出する。
 本発明の機器において、上記コントローラは、上記モーションファクタに基づいて、利用者の血圧、脈圧、脈拍、および脈動に伴う変位量の少なくともいずれか1つを算出する。
 本発明の機器において、上記モーションセンサは、上記モーションファクタとして、連続的な加速度および連続的な角速度の少なくとも一方を検出し、上記コントローラは、上記連続的な加速度および連続的な角速度の少なくとも一方に基づいて、連続血圧を算出する。
 本発明の機器において、上記モーションセンサは、上記モーションファクタとして、連続的な脈動を検出し、上記コントローラは、上記連続的な脈動に基づいて、連続血圧を算出する。
 本発明の機器において、上記モーションセンサは、上記モーションファクタとして、連続的な脈動を検出し、上記コントローラは、上記連続的な脈動に基づいて、連続脈圧を算出する。
 本発明の機器において、上記モーションセンサは、上記モーションファクタとして、連続的な脈動を検出し、上記コントローラは、上記連続的な脈動に基づいて、連続加速度を算出する。
 本発明の機器において、上記モーションセンサは、上記モーションファクタとして、脈圧と脈動に伴う変位量を検出し、上記コントローラは、上記脈圧と脈動に伴う上記変位量に基づいて、利用者の血管の粘弾性を推定する。
 本発明の機器において、上記コントローラは、血流開放後の時間と当該血流開放後の時間に対応するバイタルサインとの関係に基づいて、利用者の血管の粘弾性を推定する。
 本発明の機器において、上記血流開放後の時間に対応するバイタルサインは、利用者の脈拍毎の最大血圧、最大脈力、最大脈圧、または脈動に伴う最大変位量である。
 本発明の機器において、上記コントローラは、上記モーションファクタから算出された第1の指標と、該第1の指標に対応し脈波の反射現象に応じた第2の指標と、からなる複数の組から回帰直線を推定し、該推定された回帰直線の傾きから、利用者の血圧反射機能を推定する。
 本発明の機器において、上記コントローラは、上記機器を利用者の部位に当てた際に上記モーションセンサが検出するモーションファクタに基づいて、当該利用者のバイタルサインを算出する。
 本発明の機器において、上記コントローラは、上記機器を利用者の橈骨動脈に当てた際に上記モーションセンサが検出するモーションファクタに基づいて、当該利用者のバイタルサインを算出する。
 本発明の機器において、上記コントローラは、上記モーションセンサで検出された連続的なモーションファクタに基づいて、連続的なバイタルサインを算出する。
 本発明の機器において、上記コントローラは、上記モーションセンサで検出されたモーションファクタから利用者の血圧と脈拍の少なくとも一方を算出する。
 本発明の機器の制御方法は、モーションファクタを検出するモーションセンサと、上記モーションセンサが検出するモーションファクタを処理するコントローラと、を備える、機器の制御方法であって、上記モーションファクタに基づいて、利用者のバイタルサインを算出する工程を備える。
 本発明の機器の制御方法において、上記モーションセンサは、上記モーションファクタとして、加速度および角速度の少なくとも一方を検出し、上記コントローラは、上記加速度および角速度の少なくとも一方に基づいて、脈力および脈力トルクの少なくとも一方を算出する工程を備える。
 本発明の機器の制御方法において、上記モーションセンサは、上記モーションファクタとして、連続的な加速度および連続的な角速度の少なくとも一方を検出し、上記コントローラは、上記連続的な加速度および連続的な角速度の少なくとも一方に基づいて、連続的な脈力および連続的な脈力トルクの少なくとも一方を算出する工程を備える。
 本発明の機器の制御プログラムは、モーションファクタを検出するモーションセンサと、上記モーションセンサが検出するモーションファクタを処理するコントローラと、を備える、機器の制御プログラムであって、上記モーションファクタに基づいて、上記コントローラに、利用者のバイタルサインを算出させる。
 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
 本出願は、2013年4月16日出願の日本特許出願・出願番号2013-085964、2013年8月28日出願の日本特許出願・出願番号2013-177107、2014年1月30日出願の日本特許出願・出願番号2014-016044、2014年2月27日出願の日本特許出願・出願番号2014-036931に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 1 スマートフォン
 2 タッチスクリーンディスプレイ
 2A ディスプレイ
 2B タッチスクリーン
 3 ボタン
 4 照度センサ
 5 近接センサ
 6 通信ユニット
 7 レシーバ
 8 マイク
 9 ストレージ
 9A 基本プログラム
 9B メールアプリケーション
 9C ブラウザアプリケーション
 9Z 測定アプリケーション
10 コントローラ
12,13 カメラ
14 コネクタ
15 モーションセンサ
16 加速度センサ
17 方位センサ
18 角速度センサ
19 角度センサ
20 ハウジング
40 表示領域
41 第1領域
42 第2領域
50 ホーム画面
51 アイコン
60 操作画面
61,62,63,64 アイコン
70 ベルト

Claims (33)

  1.  モーションファクタを検出するモーションセンサと、
     前記モーションセンサが検出するモーションファクタを、セルフコントロールファクタとして処理するコントローラと、を備え、
     前記コントローラは、利用者のバイタルサインファクタとして、前記モーションセンサが検出するモーションファクタを処理する、機器。
  2.  加速度および角速度の少なくとも一方を検出するモーションセンサと、
     前記モーションセンサが検出するモーションファクタを、セルフコントロールファクタとして処理するコントローラと、を備え、
     前記コントローラは、利用者のバイタルサインファクタとして、前記モーションセンサが検出するモーションファクタを処理する、機器。
  3.  前記コントローラは、前記機器を利用者の部位に当てた際に前記モーションセンサが検出するモーションファクタを、当該利用者のバイタルサインファクタとして処理する、請求項1または2に記載の機器。
  4.  前記コントローラは、前記機器を利用者の橈骨動脈に当てた際に前記モーションセンサが検出するモーションファクタを、当該利用者のバイタルサインファクタとして処理する、請求項1から3のいずれかに記載の機器。
  5.  前記コントローラは、前記モーションセンサで連続して検出されたモーションファクタを、連続したバイタルサインファクタとして処理する、請求項1から4のいずれかに記載の機器。
  6.  前記コントローラは、前記モーションセンサで検出されたモーションファクタから利用者の脈力、血圧、脈圧、脈拍、または脈動に伴う変位量を算出する、請求項1から5のいずれかに記載の機器。
  7.  前記コントローラは、
      前記モーションセンサで検出されたモーションファクタから利用者の脈圧と脈動に伴う変位量とを算出し、
      前記算出された脈圧と前記算出された脈動に伴う変位量とに基づいて、利用者の血管の粘弾性を推定する、請求項1から6のいずれかに記載の機器。
  8.  前記コントローラは、血流開放後の時間と当該血流開放後の時間に対応するバイタルサインとの関係に基づいて、利用者の血管の粘弾性を推定する、請求項1から7のいずれかに記載の機器。
  9.  前記血流開放後の時間に対応するバイタルサインは、利用者の脈拍毎の最大血圧、最大脈力、最大脈圧、または脈動に伴う最大変位量である、請求項8に記載の機器。
  10.  前記コントローラは、
     前記モーションファクタから算出された第1の指標と、該第1の指標に対応し脈波の反射現象に応じた第2の指標と、からなる複数の組から回帰直線を推定し、
     該推定された回帰直線の傾きから、利用者の血圧反射機能を推定する、請求項1から9のいずれかに記載の機器。
  11.  モーションファクタを検出するモーションセンサ、および、前記モーションセンサが検出するモーションファクタをコントロールファクタとして処理するコントローラを備える機器の制御方法であって、
     利用者のバイタルサインとして、前記モーションセンサが検出するモーションファクタを前記コントローラに処理させる、機器の制御方法。
  12.  加速度および角速度の少なくとも一方を検出するモーションセンサ、および、前記モーションセンサが検出するモーションファクタをセルフコントロールファクタとして処理するコントローラを備える機器の制御方法であって、
     利用者のバイタルサインファクタとして、前記モーションセンサが検出するモーションファクタを前記コントローラに処理させる、機器の制御方法。
  13.  モーションファクタを検出するモーションセンサ、および、前記モーションセンサが検出するモーションファクタをセルフコントロールファクタとして処理するコントローラを備える機器の制御プログラムであって、
     利用者のバイタルサインファクタとして、前記モーションセンサが検出するモーションファクタを前記コントローラに処理させる、機器の制御プログラム。
  14.  加速度および角速度の少なくとも一方を検出するモーションセンサ、および、前記モーションセンサが検出するモーションファクタをセルフコントロールファクタとして処理するコントローラを備える機器の制御プログラムであって、
     利用者のバイタルサインファクタとして、前記モーションセンサが検出するモーションファクタを前記コントローラに処理させる、機器の制御プログラム。
  15.  角速度センサが検出する角速度に基づいて、利用者の脈力を算出するコントローラを備える、機器。
  16.  前記角速度センサは、利用者の脈動に伴う連続的な角速度を検出し、
     前記コントローラは、前記角速度センサが検出した連続的な角速度に基づいて、利用者の連続的な脈力を算出する、請求項15に記載の機器。
  17.  前記コントローラは、前記角速度センサで検出された角速度から利用者の血圧、脈圧、脈拍、または脈動に伴う変位量を算出する、請求項15または16に記載の機器。
  18.  前記コントローラは、
      前記角速度センサで検出された角速度から利用者の脈圧と脈動に伴う変位量とを算出し、
      前記算出された脈圧と前記算出された脈動に伴う変位量とに基づいて、利用者の血管の粘弾性を推定する、請求項15から17のいずれかに記載の機器。
  19.  前記コントローラは、血流開放後の時間と当該血流開放後の時間に対応するバイタルサインとの関係に基づいて、利用者の血管の粘弾性を推定する、請求項15から18のいずれかに記載の機器。
  20.  前記血流開放後の時間に対応するバイタルサインは、利用者の脈拍毎の最大血圧、最大脈力、最大脈圧、または脈動に伴う最大変位量である、請求項19に記載の機器。
  21.  前記コントローラは、
     前記検出された角速度に基づいて算出された第1の指標と、該第1の指標に対応し脈波の反射現象に応じた第2の指標と、からなる複数の組から回帰直線を推定し、
     該推定された回帰直線の傾きから、利用者の血圧反射機能を推定する、請求項15から20のいずれかに記載の機器。
  22.  角速度センサが検出する角速度に基づいて利用者の脈力を算出する、機器の制御方法。
  23.  角速度センサが検出する角速度に基づいて利用者の脈力を算出する、機器の制御プログラム。
  24.  利用者の脈動に伴う連続的な加速度を検出する加速度センサと、
     前記加速度センサの検出した連続的な加速度に基づいて、利用者の連続的な脈力を算出するコントローラと、を備える、機器。
  25.  前記コントローラは、前記加速度センサで検出された加速度から利用者の血圧、脈圧、脈拍、または脈動に伴う変位量を算出する、請求項24に記載の機器。
  26.  前記コントローラは、
      前記加速度センサで検出された加速度から利用者の脈圧と脈動に伴う変位量とを算出し、
      前記算出された脈圧と前記算出された脈動に伴う変位量とに基づいて、利用者の血管の粘弾性を推定する、請求項24または25に記載の機器。
  27.  前記コントローラは、血流開放後の時間と当該血流開放後の時間に対応するバイタルサインとの関係に基づいて、利用者の血管の粘弾性を推定する、請求項24から26のいずれかに記載の機器。
  28.  前記血流開放後の時間に対応するバイタルサインは、利用者の脈拍毎の最大血圧、最大脈力、最大脈圧、または脈動に伴う最大変位量である、請求項27に記載の機器。
  29.  前記コントローラは、
     前記検出された加速度に基づいて算出された第1の指標と、該第1の指標に対応し脈波の反射現象に応じた第2の指標と、からなる複数の組から回帰直線を推定し、
     該推定された回帰直線の傾きから利用者の血圧反射機能を推定する、請求項24から28のいずれかに記載の機器。
  30.  利用者の脈動に伴う連続的な加速度を検出する加速度センサと、
     前記加速度センサの検出した連続的な加速度に基づいて連続脈力を算出するコントローラと、を含む、システム。
  31.  前記コントローラは、前記加速度センサで検出された連続的な加速度から利用者の連続血圧を算出する、請求項30に記載のシステム。
  32.  加速度センサによって検出された連続的な加速度に基づいて、利用者の連続脈力を算出する、機器の制御方法。
  33.  加速度センサによって検出された連続的な加速度に基づいて、利用者の連続脈力を算出する、機器の制御プログラム。
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