WO2015060284A1

WO2015060284A1 - 生体情報測定装置

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Publication number: WO2015060284A1
Application number: PCT/JP2014/077903
Authority: WO
Inventors: 遠藤　誠; 大滝　幸夫
Original assignee: アルプス電気株式会社
Priority date: 2013-10-22
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2015-04-30
Also published as: JPWO2015060284A1

Abstract

【課題】離れた位置から生体情報を精度良く測定できる生体情報測定装置を提供することを目的とする。【解決手段】生体情報測定装置は、送信信号ＴＳを放射し反射信号ＲＳを受信するアンテナＡ１と送信信号ＴＳを生成する送信部２と検波部３と情報信号ＪＳを処理する制御部Ｃ５とを備え、制御部Ｃ５が、情報信号ＪＳの第１生体信号Ｆ１から脈拍値を算出するとともに、情報信号ＪＳの第２生体信号Ｆ２から呼吸値を算出し、第１生体信号Ｆ１から脈拍値を算出する際に、第１生体信号Ｆ１の第１特徴点ＣＰ１に対応した値から算出された計算値が所定時間内で所定範囲内に入る一定群値として得られる場合は、一定群値から脈拍値を算出し、計算値が一定群値として得られない場合は、第２生体信号Ｆ２の第２特徴点ＣＰ２に対応した第１生体信号Ｆ１の第３特徴点の近傍における対応値を抽出し、対応値を用いて算出された特徴値から脈拍値を算出することを特徴とする。

Description

生体情報測定装置

　本発明は、離れた位置から生体情報を測定する無線式の生体情報測定装置に関する。

　近年、高血圧、高脂血症、糖尿病など生活習慣病の増加に伴い、各人の健康志向が高まってきており、血圧、脈拍、呼吸及び体温等の生体情報を定期的に測定することが多くなってきた。また、医療関係の現場においても、生体情報を測定する機会が年々増えてきている。このような状況により、生体情報を気軽に測定できる生体情報測定装置の要望が益々高まってきている。

　このような生体情報測定装置の例として、特許文献１（従来例１）では、図８に示すような脈拍計測装置８０１が提案されている。図８は、脈拍計測装置８０１を説明する図であって、図８（ａ）は、脈拍計測装置８０１の上面図であり、図８（ｂ）は、ユーザの手首８８ｒに脈拍計測装置８０１が巻かれた状態を示している。

　図８に示す従来例１の脈拍計測装置８０１は、腕時計型に構成され、装置本体８１０と、この装置本体８１０の６時位置及び１２時位置から延びてユーザの腕（手首）に巻回されるリストバンド（帯状体）８１１とを備え、ジョギングやランニング等の運動を行う際にユーザが容易に装着可能に構成されている。また、装置本体８１０は、図８（ａ）に示すように、脈拍数や時刻等の各種情報を表示する表示部８１５と、複数の操作スイッチ（８１６Ａ、８１６Ｂ、８１６Ｃ）と、を有し、その内部に、図８（ｂ）に示すように、一個の発光素子８２１と一個の受光素子８２２とを備えた生体情報検出部８２０等を有している。

　そして、脈拍計測装置８０１は、発光素子８２１から出射した出射光Ｌａがユーザの手首８８ｒの血管ＢＬ等で反射され、この反射光Ｌｒを受光素子８２２で受光し、受光量に応じた信号レベルの受光信号を出力させている。その際に、発光素子８２１の点滅周波数を脈拍周波数より十分高く設定し、その点滅周波数近傍の周波数成分を抽出するフィルタと、それより低い周波数成分を抽出するフィルタを用い、後者により体動の周波数スペクトル成分を得て、それを前者から取り除くことによって脈拍情報を得るものである。

　一方、このような生体情報測定装置が使用される場面が多様化することに伴って、ユーザの体に装着（従来例１）しないで、離れた位置から生体情報を測定することへの要望が高まってきた。しかしながら、呼吸に伴う体動や心拍に伴う体表面の動き等の検出対象の動きが小さく、生体情報測定装置と検出対象の距離によって検出感度が著しく変わってしまうことが考えられる。そこで、一般に広く使用されている従来例１のような直進性の強い光を利用しないで、回り込みができて離れた場所からも測定に有利である電波を利用する方法が考えられる。図９は、特許文献２（従来例２）における、電波を利用した生体情報測定装置（無線センサ装置と以下述べる）９１０の構成を示す機能ブロック図である。

　図９に示す従来例２の無線センサ装置９１０では、送受信アンテナＡＮＴと、送受信アンテナＡＮＴに供給するパルス信号を生成するＲＦ発振回路９１１と、パルス信号を分配する分配器９１２と、分配器９１２から対象物ＯＢの反射波を受信するミキサ回路９１４と、ミキサ回路９１４から出力された信号（混合出力）を受信する差動増幅回路９１５と、差動増幅回路９１５からフィルタ９１６（図９では、ローパスフィルタ）を介して入力した信号の変化を解析する信号処理回路９１７と、を備えて構成される。そして、無線センサ装置９１０は、ＲＦ発振回路９１１で生成したパルス信号を送受信アンテナＡＮＴに給電して２つの直交偏波を同時に放射し、この無線波が対象物ＯＢに反射した反射波から対象物ＯＢの動き等を検出するものである。

特開２００８－２２０７２２号公報特開２０１１－８９８６４公報

　この無線センサ装置９１０は、複数の送受信アンテナＡＮＴから放射される放射波が互いに干渉波とならず、アンテナ間隔を拡張しなくても測定装置を構成できるので、小型化を図ることができる優れた装置である。しかしながら、このような優れた無線センサ装置９１０であっても、生体情報の内、脈拍情報及び呼吸情報に対して更なる感度向上への要望が強くあった。図１０は、従来例２の無線センサ装置における測定結果を説明する図であって、送信信号と反射信号の位相差を周波数領域で表したグラフである。図１０に示すように、得られるデータは、低い周波数側にピークを有する呼吸に相当する呼吸信号ＫＳと、呼吸信号ＫＳより高い周波数側にピークを有する脈拍に相当する脈拍信号ＭＳとに分かれている。そして、低い周波数側にピークを有する呼吸信号ＫＳを用いて呼吸を正確に測定することができるが、高い周波数側にピークを有する脈拍信号ＭＳは、呼吸信号ＫＳの高調波成分やノイズと重なってしまい、場合によっては、脈拍の測定精度の劣化を招いてしまう虞があった。

　本発明は、上述した課題を解決するもので、離れた位置から生体情報を精度良く測定できる生体情報測定装置を提供することを目的とする。

　この課題を解決するために、本発明の生体情報測定装置は、送信信号を放射するとともに前記送信信号が検出対象で反射した反射信号を受信するアンテナと、前記送信信号を生成する送信部と、前記送信信号の一部と前記アンテナで受信された前記反射信号とが入力される検波部と、前記検波部に接続され前記検波部から出力される情報信号を処理する制御部と、を備え、生体の脈拍情報及び呼吸情報を含んだ前記情報信号から、脈拍値及び呼吸値を含む生体情報値を抽出する生体情報測定装置であって、前記制御部が、前記情報信号の周波数の違いにより、所定の波形を有した第１生体信号と前記第１生体信号より周波数の低い波形を有した第２生体信号とを抽出し、前記第１生体信号から脈拍値を算出するとともに、前記第２生体信号から呼吸値を算出し、前記制御部が、前記第１生体信号から前記脈拍値を算出する際に、前記第１生体信号の前記波形の第１特徴点に対応した値から算出された計算値が所定時間内で所定範囲内に入る一定群値として得られる場合は、前記一定群値から前記脈拍値を算出し、前記計算値が前記一定群値として得られない場合は、前記第２生体信号の前記波形の第２特徴点に対応した前記第１生体信号の前記波形の第３特徴点の近傍における対応値を抽出し、該対応値を用いて算出された特徴値から前記脈拍値を算出することを特徴としている。

　これによれば、本発明の生体情報測定装置は、連続して得られた一定群値が呼吸情報からの呼吸信号やノイズによる影響を受けていない脈拍情報の脈拍信号であると判断でき、一方、連続して得られない場合であっても、第２生体信号の第２特徴点に対応した第１生体信号の第３特徴点に対応した特徴値が第２特徴点以外の第２生体信号の情報が入っておらず、呼吸情報による変動をより受けていない脈拍情報の脈拍信号であると判断できる。このことにより、脈拍情報と呼吸情報とを切り分けることができ、脈拍値と呼吸値を精度良く算出することができる。従って、離れた位置から生体情報を精度良く測定する生体情報測定装置を提供することができる。

　また、本発明の生体情報測定装置は、前記特徴値を近い値同士の第１群特徴値と第２群特徴値に振り分け、前記第１群特徴値か前記第２群特徴値のどちらか多い方を前記脈拍値の算出基準値とすることを特徴としている。

　これによれば、呼吸情報による変動を受けていない脈拍情報の脈拍信号から脈拍値を算出した上に、更に変動分をキャンセルできるようになる。このことにより、より精度が向上した測定を行うことができる。

　また、本発明の生体情報測定装置は、前記第２特徴点が前記第２生体信号の値における極大値であるトップ点或いは極小値であるボトム点であることを特徴としている。

　これによれば、変動の多い呼吸情報の中でも一番変動が少ないトップ点或いはボトム点、つまり息を吸いきった時点或いは息を吐ききった時点での呼吸情報の時に呼吸信号及び脈拍信号から呼吸値及び脈拍値を算出することになる。このことにより、呼吸値をより正確に算出できるばかりでなく、呼吸情報による変動をより一層受けていない脈拍情報の脈拍信号から脈拍値を算出でき、より一層精度が向上した測定を行うことができる。

　本発明の生体情報測定装置は、連続して得られた一定群値が呼吸情報からの呼吸信号やノイズによる影響を受けていない脈拍情報の脈拍信号であると判断でき、一方、連続して得られない場合であっても、第２生体信号の第２特徴点に対応した第１生体信号の第３特徴点に対応した特徴値が第２特徴点以外の第２生体信号の情報が入っておらず、呼吸情報による変動をより受けていない脈拍情報の脈拍信号であると判断できる。このことにより、脈拍情報と呼吸情報とを切り分けることができ、脈拍値と呼吸値を精度良く算出することができる。

本発明の第１実施形態に係わる生体情報測定装置の動作概要を説明する図である。本発明の第１実施形態に係わる生体情報測定装置の構成を示す機能ブロック図である。本発明の第１実施形態の生体情報測定装置における制御動作を説明するフローチャートである。本発明の第１実施形態の生体情報測定装置における制御動作フローチャートである。本発明の第１実施形態の生体情報測定装置による測定データの一例を示しており、図５（ａ）は、検波部で検波を行った後の情報信号を示したグラフであり、図５（ｂ）は、信号処理回路で信号処理を行った後の第１生体信号及び第２生体信号を示したグラフである。本発明の第１実施形態の生体情報測定装置における制御動作を説明する図であって、図６（ａ）は、図５（ｂ）に示すＰ部分を拡大したグラフであり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す特徴点から脈拍値を算出した結果を示すグラフである。本発明の第１実施形態の生体情報測定装置による測定データの一例を示しており、第１生体信号及び第２生体信号と脈拍値を算出した結果を示すグラフである。従来例１の脈拍計測装置を説明する図であって、図８（ａ）は、脈拍計測装置の上面図であり、図８（ｂ）は、ユーザの手首に脈拍計測装置が巻かれた状態を示している。電波を利用した従来例２の無線センサ装置の構成を示す機能ブロック図である。従来例２の無線センサ装置における測定結果を説明する図であって、送信信号と反射信号の位相差を周波数領域で表したグラフである。

　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

　［第１実施形態］
　図１は、本発明の第１実施形態に係わる生体情報測定装置１０１の動作概要を説明する図である。図２は、本発明の第１実施形態に係わる生体情報測定装置１０１の構成を示す機能ブロック図である。

　先ず、本発明の第１実施形態に係わる生体情報測定装置１０１の動作概要について説明する。本発明の第１実施形態の生体情報測定装置１０１は、図１に示すように、生体（検出対象）５００に対して送信信号ＴＳを放射して、生体５００から反射する反射信号ＲＳを検出することで、生体５００における脈拍情報及び呼吸情報を含む生体情報を検知するものである。そして、この脈拍情報及び呼吸情報を含んだ情報信号から、脈拍値及び呼吸値を含む生体情報値を抽出することができる。

　次に、生体情報測定装置１０１の構成について説明する。本発明の第１実施形態の生体情報測定装置１０１は、図２に示すように、送信信号ＴＳを放射するとともに反射信号ＲＳを受信するアンテナＡ１と、送信信号ＴＳを生成する送信部２と、送信信号ＴＳの一部と反射信号ＲＳとが入力される検波部３と、検波部３から出力される情報信号を処理する制御部Ｃ５と、を備えて構成される。他に、第１実施形態の生体情報測定装置１０１には、第１伝送線路１７と、第２伝送線路２７と、切換え手段である第１スイッチ１８及び第２スイッチ２８と、を備えている。また、生体情報測定装置１０１には、図示しない電源回路を有しており、生体情報測定装置１０１の各部に動作に必要な電力を供給している。

　生体情報測定装置１０１のアンテナＡ１は、図２に示すように、切換え手段である第１スイッチ１８に接続されており、第１伝送線路１７を伝送してきた送信信号ＴＳを放射するとともに、送信信号ＴＳが検出対象（生体）５００で反射した反射信号ＲＳを受信し、第２伝送線路２７へ送信している。なお、図２では、第１伝送線路１７の一端と接続されているが、図２の状態から第１スイッチ１８を切り換えることにより、第２伝送線路２７の一端と接続することができる。

　また、第１伝送線路１７と第２伝送線路２７の他端には、図２に示すように、切換え手段である第２スイッチ２８が接続されており、この第２スイッチ２８により、第１伝送線路１７或いは第２伝送線路２７の一方を選択し、第１伝送線路１７或いは第２伝送線路２７の他端と接続することができる。また、第２スイッチ２８は、送信部２の出力端子２ａに接続されている。

　生体情報測定装置１０１の送信部２は、送信回路を有して構成されており、図２に示すように、出力端子２ａに接続されている。そして、送信部２は、送信信号ＴＳを生成し、図２では、第２スイッチ２８、第１伝送線路１７、第１スイッチ１８を経由して、アンテナＡ１に送信信号ＴＳを送信している。

　一方、アンテナＡ１で受信された反射信号ＲＳは、図２の状態から第１スイッチ１８及び第２スイッチ２８を切り換えて、アンテナＡ１、第１スイッチ１８、第２伝送線路２７、第２スイッチ２８を経由して、出力端子２ａに入力される。なお、送信信号ＴＳの送信及び反射信号ＲＳの受信において、第１伝送線路１７及び第２伝送線路２７のいずれかを選択するのは、第１スイッチ１８及び第２スイッチ２８を切り換えることにより、任意に行うことができる。

　生体情報測定装置１０１の検波部３は、検波回路を有して構成されており、図２に示すように、送信部２の出力端子２ａに接続されている。そして、検波部３は、送信部２が送信動作中に出力端子２ａから出力される送信信号ＴＳの一部と、アンテナＡ１で受信された反射信号ＲＳと、が入力され、送信信号ＴＳ及び反射信号ＲＳの検波を行い、情報信号を制御部Ｃ５に出力している。

　生体情報測定装置１０１の制御部Ｃ５は、図２に示すように、信号処理回路１５と制御回路３５と記憶部５５とを有して構成されており、送信部２及び検波部３に接続されている。そして、制御部Ｃ５は、送信信号ＴＳの制御や情報信号の信号処理等を行い、生体（検出対象）５００の脈拍値及び呼吸値を算出している。

　制御部Ｃ５の信号処理回路１５は、検波部３に接続され、検波部３から出力される情報信号の信号処理を行い、その結果を制御回路３５へ出力している。その際に、信号処理回路１５は、検波部３からの情報信号の振幅の変化を増幅し、増幅した増幅信号をアナログ－デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）により、アナログ信号からデジタル信号へ変換して、ＡＤ変換信号（Analog-to-Digital Convertion 信号）とし、このＡＤ変換信号を制御回路３５へ出力している。

　制御部Ｃ５の制御回路３５は、送信部２と、信号処理回路１５と、第１スイッチ１８と、第２スイッチ２８と、に接続されている。そして、制御回路３５は、送信部２の動作状態を制御するとともに、第１スイッチ１８及び第２スイッチ２８を制御し、第１伝送線路１７または第２伝送線路２７のどちらか一方を選択して、アンテナＡ１と出力端子２ａとを接続するための制御信号を出力している。

　また、制御回路３５は、信号処理回路１５を制御するとともに、信号処理回路１５からの出力信号（ＡＤ変換信号）を取得し、順次、記憶部５５に出力信号（ＡＤ変換信号）を格納している。そして、制御回路３５は、この出力信号（ＡＤ変換信号）を処理して演算することにより、生体（検出対象）５００の脈拍値及び呼吸値を算出している。

　以上のような構成により、本発明の第１実施形態の生体情報測定装置１０１は、送信信号ＴＳを放射して、生体（検出対象）５００から反射する反射信号ＲＳを検出することで、生体（検出対象）５００の呼吸に伴う体動や、脈拍に伴う体表面の動きを検出して、生体５００における脈拍情報及び呼吸情報を含む生体情報を検知することができる。

　次に、第１実施形態の生体情報測定装置１０１の制御動作について、図３ないし図７を用いて説明する。なお、図５ないし図７は、実際の測定データの一例を示しており、これらの例を用いて説明する。図３は、本発明の第１実施形態の生体情報測定装置における制御動作を説明するフローチャートである。図４は、本発明の第１実施形態の生体情報測定装置における制御動作を説明するフローチャートであって、図３に示す２点鎖線の部分の詳細を示した図である。図５は、本発明の第１実施形態の生体情報測定装置による測定データの一例を示しており、図５（ａ）は、検波部３で検波を行った後の情報信号ＪＳを示したグラフであり、図５（ｂ）は、信号処理回路１５で信号処理を行った後の第１生体信号Ｆ１及び第２生体信号Ｆ２を示したグラフである。図５における横軸は、経過時間を示しており、縦軸は、送信信号ＴＳと反射信号ＲＳの位相差を示しており、電圧（出力）で表している。図６は、本発明の第１実施形態の生体情報測定装置における制御動作を説明する図であって、図６（ａ）は、図５（ｂ）に示すＰ部分を拡大したグラフであり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す特徴点から脈拍値を算出した結果を示すグラフである。図６における横軸は、経過時間を示しており、右表側の縦軸は、算出した脈拍値（１分間における脈拍数）を示しており、脈拍値の単位は、ＢＰＭ（Beat Per Minute）である。なお、参考のために、図６（ａ）に示す第１生体信号Ｆ１を同時掲載している。図７は、本発明の第１実施形態の生体情報測定装置による測定データの一例を示しており、第１生体信号Ｆ１及び第２生体信号Ｆ２と脈拍値を算出した結果を示すグラフである。図６における横軸は、経過時間を示しており、左表側の縦軸は、第１生体信号Ｆ１及び第２生体信号Ｆ２の出力（電圧）を示しており、右表側の縦軸は、算出した脈拍値（１分間における脈拍数）を示している。

　先ず、第１実施形態の生体情報測定装置１０１は、図３のフローチャートに示すように、送信部２から送信信号ＴＳを送信し、図１に示すアンテナＡ１を介して、図１に示す生体（検出対象）５００に向けて送信信号ＴＳを放射する。そして、生体（検出対象）５００から反射してきた反射信号ＲＳをアンテナＡ１で受信する。

　次に、図３に示すように、アンテナＡ１を介して受信された反射信号ＲＳと送信信号ＴＳの一部とが、検波部３に入力される。そして、検波部３は、送信信号ＴＳ及び反射信号ＲＳの検波を行い、検波部３から図５（ａ）に示すような情報信号ＪＳを制御部Ｃ５に送信する。

　次に、検波部３から情報信号ＪＳが制御部Ｃ５に入力されると、制御部Ｃ５は、図３に示すように、情報信号ＪＳの周波数の違いを用いてフィルタリング処理を行い、図５（ｂ）に示すような所定の波形を有した第１生体信号Ｆ１と第１生体信号Ｆ１より周波数の低い波形を有した第２生体信号Ｆ２とを抽出する。そして、第１生体信号Ｆ１と第２生体信号Ｆ２のデータを、順次記憶部５５に格納する。

　次に、制御部Ｃ５は、図３に示すように、格納した第１生体信号Ｆ１からその波形の第１特徴点ＣＰ１に対応した出力値を抽出して脈拍値を算出するとともに、格納した第２生体信号Ｆ２からその波形の第２特徴点ＣＰ２に対応した出力値を抽出して呼吸値を算出している。そして、制御部Ｃ５は、算出された脈拍値及び呼吸値の検証を行い、生体情報測定装置１０１外の機器に生体（検出対象）５００の脈拍値及び呼吸値として出力している。

　ここで、前述したように、低い周波数側にピークを有する第２生体信号Ｆ２のデータは、図５（ｂ）に示すように、明確な出力差の変動が見られるので、この第２生体信号Ｆ２から呼吸値を容易に算出することができる。具体的には、第２生体信号Ｆ２の出力値の内、第２特徴点ＣＰ２に対応した出力値を抽出して、呼吸値を算出する。

　例えば、図５（ｂ）に示す第２生体信号Ｆ２の出力値における、極大値であるトップ点（最大点）を第２特徴点ＣＰ２ｔとすると（図５（ｂ）を参照）、３～４秒の周期で繰り返されているので、呼吸値は１５～２０（回／分）と算出される。なお、第２特徴点ＣＰ２は、第２生体信号Ｆ２の値における極小値であるボトム点（最少点）（図５（ｂ）中のＣＰ２ｂ）であっても良いし、ある一定の出力値の部分を抽出して良い。但し、極大値であるトップ点或いは極小値であるボトム点の方が、息を吸いきった時点或いは息を吐ききった時点で脈拍情報が得られ、呼吸に伴う体動による変動が一番少なくなるので、脈拍値をより正確に算出でき、より好適である。

　一方、前述したように、高い周波数側にピークを有する第１生体信号Ｆ１のデータは、呼吸信号の高調波成分やノイズと重なってしまい（図１０を参照）、図５（ｂ）に示すように、明確な出力差の変動が分かり辛くなっている。そこで、制御部Ｃ５は、図４のフローチャートに示すような制御を行っている。

　制御部Ｃ５は、第１生体信号Ｆ１から脈拍値を算出する際に、図４のフローチャートに示すように、第１生体信号Ｆ１の出力値の内、第１特徴点ＣＰ１に対応した出力値を抽出して、その出力値から計算値（本発明の第１実施形態では脈拍値に相当する計算値）を算出する。そして、この算出された計算値が所定時間内で所定範囲内に入る一定群値として得られる場合は、その連続した一定群値を平均して脈拍値を算出するようにしている。

　例えば、図６（ａ）に示す第１生体信号Ｆ１の出力値における、高い側のトップ点（最大点）及び低い側のボトム点（最少点）を第１特徴点ＣＰ１ｔ及び第１特徴点ＣＰ１ｂとすると、この第１特徴点ＣＰ１（ＣＰ１ｔ、ＣＰ１ｂ）に対応した値から算出された計算値は、図６（ｂ）に示す脈拍値となる。その際に、例えば１２秒から１５秒の所定時間内を見ると、図６（ｂ）に示す脈拍値Ｍｐ_１に対して、脈拍値Ｍｐ_２、脈拍値Ｍｐ_３、脈拍値Ｍｐ_４及び脈拍値Ｍｐ_５は、１０ＢＰＭ以内の所定範囲内で推移しており、しかも前後して隣り合う脈拍値同士の差が、３．５ＢＰＭ以内の所定範囲内に収まっている。このように、算出された計算値、つまり、この５つの脈拍値（Ｍｐ_１、Ｍｐ_２、Ｍｐ_３、Ｍｐ_４、Ｍｐ_５）が所定時間内で所定範囲内で収まっているので、一定群値が得られたと見なし、この連続した一定群値を平均して脈拍値を算出している。因みに、１０秒から１２秒の間は、算出された計算値が所定時間内で所定範囲内に入る一定群値として得られていない。なお、第１特徴点ＣＰ１は、第１生体信号Ｆ１の値における極大値であるトップ点（最大点）か極小値であるボトム点（最少点）かの何れか１つでも良いし、ある一定の出力値の部分でもあっても良い。但し、極大値であるトップ点或いは極小値であるボトム点の方が、脈動の最大時点或いは最少次点での脈拍情報が得られ、脈動の仕方による変動が一番少なくなるので、より好適である。

　一方、制御部Ｃ５は、第１生体信号Ｆ１から脈拍値を算出する際に、算出された計算値が所定時間内で所定範囲内に入る一定群値として得られない場合は（前述した１０秒から１２秒の間や１４秒から１６秒の間）、図４のフローチャートに示すように、第１生体信号Ｆ１出力値の内、第２生体信号Ｆ２の第２特徴点ＣＰ２に対応した第１生体信号Ｆ１からその波形の第３特徴点ＣＰ３の近傍における対応値を抽出して、その対応値から第３特徴点ＣＰ３の近傍に対応した特徴値ＣＶ（本発明の第１実施形態では脈拍値に相当する計算値）を算出する。そして、この第３特徴点ＣＰ３の近傍に対応した特徴値ＣＶから、脈拍値を算出するようにしている。なお、本発明の第１実施形態では、第２生体信号Ｆ２の第２特徴点ＣＰ２は、極大値であるトップ点（最大点）或いは極小値であるボトム点（最少点）を選択しており、息を吸いきった時点或いは息を吐ききった時点での脈拍情報が得られるので、呼吸情報による変動をより一層受けていない脈拍情報の脈拍信号から脈拍値を算出でき、精度が向上した測定を行うことができる。

　また、本発明の第１実施形態では、図４に示すように、特徴値ＣＶを近い値同士の第１群特徴値ＣＶ１と第２群特徴値ＣＶ２に振り分け、第１群特徴値ＣＶ１か第２群特徴値ＣＶ２のどちらが多くの数を有しているか比較し、どちらか多い方を脈拍値の算出基準値とし、平均した値を算出した脈拍値としている。これにより、呼吸情報による変動を受けていない脈拍情報の脈拍信号から脈拍値を算出した上に、更に変動分をキャンセルできるようになる。

　例えば、第２生体信号Ｆ２の第２特徴点ＣＰ２を極小値であるボトム点（最少点）とし（図７に示すＣＰ２ｂ）、第２特徴点ＣＰ２（ＣＰ２ｂ）に対応した第１生体信号Ｆ１の第３特徴点ＣＰ３（図示していない）の近傍における対応値を抽出して、その対応値から第３特徴点ＣＰ３の近傍に対応した特徴値ＣＶ（本発明の第１実施形態では脈拍値に相当する計算値）を算出する。更に、本発明の第１実施形態では、値が近い特徴値ＣＶ値同士に振り分け、例えば図７に示すように、第１群特徴値ＣＶ１ａ、第１群特徴値ＣＶ１ｂ、第１群特徴値ＣＶ１ｃ及び第１群特徴値ＣＶ１ｄと、第２群特徴値ＣＶ２ａ、第２群特徴値ＣＶ２ｂ及び第２群特徴値ＣＶ２ｃとする。そして、第１群特徴値ＣＶ１ａと第２群特徴値ＣＶ２ａとを比較して、データの数が多い第１群特徴値ＣＶ１ａを選択して、平均した値を脈拍値として算出する。同様にして、第１群特徴値ＣＶ１ｂと第２群特徴値ＣＶ２ｂとの比較では第２群特徴値ＣＶ２ｂを選択し、第１群特徴値ＣＶ１ｃ及び第１群特徴値ＣＶ１ｄと第２群特徴値ＣＶ２ｃとの比較では第２群特徴値ＣＶ２ｃを選択し、平均した値を脈拍値として算出する。

　以上のようにして、本発明の第１実施形態の生体情報測定装置１０１は、送信信号ＴＳを放射して、生体（検出対象）５００から反射する反射信号ＲＳを検出し、制御部Ｃ５が検出した情報信号ＪＳから脈拍値及び呼吸値を算出し、生体（検出対象）５００の脈拍値及び呼吸値を生体情報測定装置１０１外の機器に出力している。

　以上のように構成された本発明の第１実施形態の生体情報測定装置１０１における、効果について、以下に説明する。

　本発明の生体情報測定装置１０１は、制御部Ｃ５が脈拍情報の特徴を強く含んだ第１生体信号Ｆ１と呼吸情報の特徴を強く含んだ第２生体信号Ｆ２とを抽出し、第１生体信号Ｆ１から脈拍値を算出するとともに、第２生体信号Ｆ２から呼吸値を算出するように構成している。そして、第１生体信号Ｆ１の第１特徴点ＣＰ１に対応した値から算出された計算値が所定時間内で所定範囲内に入る一定群値として得られる場合は、この一定群値から脈拍値を算出し、計算値が所定時間内で所定範囲内に入る一定群値として得られない場合は、第２生体信号Ｆ２の第２特徴点ＣＰ２に対応した第１生体信号Ｆ１の第３特徴点ＣＰ３に対応した特徴値ＣＶから脈拍値を算出している。このため、連続して得られた一定群値は、呼吸情報からの呼吸信号やノイズによる影響を受けていない脈拍情報の脈拍信号であると判断できる。一方、連続して得られない場合であっても、第２生体信号Ｆ２の第２特徴点ＣＰ２に対応した第１生体信号Ｆ１の第３特徴点ＣＰ３に対応した特徴値ＣＶは、第２特徴点ＣＰ２以外の第２生体信号Ｆ２の情報が入っておらず、呼吸情報による変動をより受けていない脈拍情報の脈拍信号であると判断できる。このことにより、脈拍情報と呼吸情報とを切り分けることができ、脈拍値と呼吸値を精度良く算出することができる。従って、離れた位置から生体情報を精度良く測定する生体情報測定装置１０１を提供することができる。

　また、特徴値ＣＶを近い値同士の第１群特徴値ＣＶ１と第２群特徴値ＣＶ２に振り分け、第１群特徴値ＣＶ１か第２群特徴値ＣＶ２のどちらか多い方を脈拍値の算出基準値としたので、呼吸情報による変動を受けていない脈拍情報の脈拍信号から脈拍値を算出した上に、更に変動分をキャンセルできるようになる。このことにより、より精度が向上した測定を行うことができる。

　また、第２特徴点ＣＰ２が第２生体信号Ｆ２の値における極大値であるトップ点或いは極小値であるボトム点であるので、変動の多い呼吸情報の中でも一番変動が少ないトップ点或いはボトム点、つまり息を吸いきった時点或いは息を吐ききった時点での呼吸情報の時に呼吸信号及び脈拍信号から呼吸値及び脈拍値を算出することになる。このことにより、呼吸値をより正確に算出できるばかりでなく、呼吸情報による変動をより一層受けていない脈拍情報の脈拍信号から脈拍値を算出でき、より一層精度が向上した測定を行うことができる。

　なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。

＜変形例１＞
　上記第１実施形態では、生体情報測定装置１０１が生体（検出対象）５００から離れている図（図１）を示して説明を行ったが、これに限るものではなく、例えば生体（検出対象）５００に携行或いは装着されていても良い。

　＜変形例２＞
　上記第１実施形態では、１回の送信ごとに第１伝送線路１７と第２伝送線路２７とを切換える例を示して説明を行ったが、これに限るものではなく、例えば複数回の送信動作ごとに切替えるよう制御しても良い。

　本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。

　　Ａ１　　アンテナ
　　２　　　送信部
　　３　　　検波部
　　Ｃ５　　制御部
　　ＣＰ１、ＣＰ１ｂ、ＣＰ１ｔ　第１特徴点
　　ＣＰ２、ＣＰ２ｂ、ＣＰ２ｔ　第２特徴点
　　ＣＰ３　第３特徴点
　　ＣＶ　　特徴値
　　ＣＶ１、ＣＶ１ａ、ＣＶ１ｂ、ＣＶ１ｃ、ＣＶ１ｄ　第１群特徴値
　　ＣＶ２、ＣＶ２ａ、ＣＶ２ｂ、ＣＶ２ｃ　第２群特徴値
　　Ｆ１　　第１生体信号
　　Ｆ２　　第２生体信号
　　Ｍｐ_１、Ｍｐ_２、Ｍｐ_３、Ｍｐ_４、Ｍｐ_５　脈拍値
　　ＪＳ　　情報信号
　　ＲＳ　　反射信号
　　ＴＳ　　送信信号
　　５００　検出対象（生体）
　　１０１　生体情報測定装置

Claims

　送信信号を放射するとともに前記送信信号が検出対象で反射した反射信号を受信するアンテナと、
前記送信信号を生成する送信部と、
前記送信信号の一部と前記アンテナで受信された前記反射信号とが入力される検波部と、前記検波部に接続され前記検波部から出力される情報信号を処理する制御部と、を備え、生体の脈拍情報及び呼吸情報を含んだ前記情報信号から、脈拍値及び呼吸値を含む生体情報値を抽出する生体情報測定装置であって、
　前記制御部は、前記情報信号の周波数の違いにより、所定の波形を有した第１生体信号と前記第１生体信号より周波数の低い波形を有した第２生体信号とを抽出し、前記第１生体信号から脈拍値を算出するとともに、前記第２生体信号から呼吸値を算出し、
　前記制御部は、前記第１生体信号から前記脈拍値を算出する際に、
前記第１生体信号の前記波形の第１特徴点に対応した値から算出された計算値が所定時間内で所定範囲内に入る一定群値として得られる場合は、前記一定群値から前記脈拍値を算出し、
前記計算値が前記一定群値として得られない場合は、前記第２生体信号の前記波形の第２特徴点に対応した前記第１生体信号の前記波形の第３特徴点の近傍における対応値を抽出し、該対応値を用いて算出された特徴値から前記脈拍値を算出すること特徴とする生体情報測定装置。
　前記特徴値を近い値同士の第１群特徴値と第２群特徴値に振り分け、前記第１群特徴値か前記第２群特徴値のどちらか多い方を前記脈拍値の算出基準値とすることを特徴とする請求項１に記載の生体情報測定装置。
　前記第２特徴点は、前記第２生体信号の値における極大値であるトップ点或いは極小値であるボトム点であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の生体情報測定装置。