WO2016031179A1 - 生体情報検出装置 - Google Patents

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WO2016031179A1
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pulse wave
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晋一郎 渡邊
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セイコーエプソン株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a biological information detection device and the like.
  • Holter electrocardiographs require multiple electrodes to be applied to the human chest, and the problem is that the skin may be rubbed by the electrodes and the tape used to hold the electrodes, and long-term (low frequency attacks can be missed) It is a period that can prevent sex, and it is difficult to wear it for 3 to 10 days, for example. In recent years, an electrocardiograph capable of recording for 40 days can be seen, but the problem of rash has not been solved, and it is not practical to use it continuously for a long time.
  • Patent Document 1 discloses an apparatus capable of recording an electrocardiogram by placing a portable electrocardiograph on the chest and pressing a recording button (event button) when the patient feels symptoms.
  • a recording button event button
  • Patent Document 2 discloses a wristwatch type electrocardiograph.
  • the device of Patent Document 2 since the device is fixed to the user by a support member such as a band as in the case of the wristwatch, problems such as rash are hardly caused.
  • electrocardiographs such as Holter electrocardiograms are not suitable for long-term monitoring because of electrode irritation and electrode cord annoyance.
  • problems such as rash are unlikely to occur.
  • measurement itself cannot be performed unless the user (patient, wearer) intentionally attempts to measure an electrocardiogram. That is, when a patient feels an arrhythmia attack, the patient himself performs an electrocardiogram recording operation to record the electrocardiogram.
  • an arrhythmia is detected based on pulse wave information, and control related to measurement of an electrocardiogram is performed based on the detection result, thereby suppressing a leakage of an electrocardiogram at the time of arrhythmia onset.
  • An information detection apparatus can be provided.
  • an arrhythmia is detected based on a pulse wave information measurement unit that measures pulse wave information, an electrocardiogram measurement unit that measures an electrocardiogram, and detection result information obtained by an analysis process based on the pulse wave information.
  • the power control of the electrocardiogram measurement unit, the storage control of the electrocardiogram measurement result information measured by the electrocardiogram measurement unit, and the notification information regarding the measurement of the electrocardiogram using the electrocardiogram measurement unit to the user
  • a control unit that performs at least one control of the notification control to be output.
  • control related to measurement of an electrocardiogram is performed based on the result of analysis processing using pulse wave information. This makes it possible to appropriately measure an electrocardiogram even for an arrhythmia that does not involve subjective symptoms.
  • an output unit that outputs the electrocardiogram measurement result information is included, and the output unit associates the electrocardiogram measurement result information with the detection result information of the arrhythmia based on the pulse wave information. It may be output.
  • the output unit may include the user's body motion information acquired by a body motion sensor or the user's behavior information determined by the body motion information in the electrocardiogram measurement result information. You may output in relation.
  • the output unit may output autonomic nerve activity information obtained based on the pulse wave information in association with the electrocardiogram measurement result information.
  • control unit may perform at least one of the power control, the storage control, and the notification control by using the detection result of atrial fibrillation as the detection result information of the arrhythmia. Good.
  • control unit may perform at least one of the power control, the storage control, and the notification control by using a tachycardia detection result as the detection result information of the arrhythmia. .
  • control unit may perform at least one of the power control, the storage control, and the notification control by using a bradycardia detection result as the detection result information of the arrhythmia. .
  • control unit performs the power control to start supplying power to the electrocardiogram measurement unit when it is determined that the arrhythmia is detected based on the pulse wave information. May be.
  • the storage control for starting storage of the electrocardiogram measurement result information in a storage unit is performed. You may go.
  • the control unit determines that the arrhythmia is detected based on the pulse wave information
  • the notification information that prompts measurement of the electrocardiogram using the electrocardiogram measurement unit is provided.
  • the notification control for starting output may be performed.
  • control unit controls the supply stop of the power supply, the storage stop of the electrocardiogram measurement result information, or the notification information based on the detection result information of the arrhythmia.
  • Output stop control may be performed.
  • an analysis processing unit that performs the analysis processing based on the pulse wave information to obtain the detection result information of the arrhythmia may be included.
  • the present invention includes a reception unit that receives the detection result information of the arrhythmia based on the pulse wave information, and the control unit is configured to control the power supply control based on the received detection result information. At least one of storage control and notification control may be performed.
  • the apparatus includes a case unit that houses the pulse wave information measurement unit, the electrocardiogram measurement unit, and the control unit, and the case unit has a surface opposite to the subject.
  • a first electrode for electrocardiogram measurement may be provided, and a second electrode for electrocardiogram measurement may be provided on the subject-side surface of the case portion.
  • the case portion includes a top case and a bottom case
  • the first electrode is provided on a surface of the top case opposite to the subject
  • the second case The electrode may be provided on a surface of the bottom case on the subject side.
  • a light emitting unit that irradiates light to the subject, a light receiving unit that receives light from the subject, and the subject that is irradiated with light from the light emitting unit.
  • a detection window for receiving light from, the pulse wave information measuring unit measures the pulse wave information based on a signal from the light receiving unit, and the electrode for measuring the electrocardiogram is: It may be provided in the periphery of the detection window.
  • the detection window includes a convex portion for applying pressure to the subject, and includes a pressure suppression unit that suppresses the pressure applied to the subject by the convex portion,
  • the electrode may be provided in the press suppressing part.
  • the convex portion and the pressure suppressing portion it becomes possible to give an appropriate and stable pressure to the subject, and by providing the electrode on the pressure suppressing portion, the electrode and the subject can be connected. It becomes possible to make it contact stably.
  • FIGS. 3A to 3C are specific examples of realization of a system including a biological information detection apparatus.
  • 4A is a diagram for explaining a pulse AC signal and a pulse interval
  • FIG. 4B is a diagram for explaining processing for obtaining LF and HF from pulse wave information.
  • 6A and 6B show examples of the shape of the biological information detection apparatus.
  • 7A and 7B show examples of the posture of the user when measuring an electrocardiogram. Sectional drawing showing the structure of a detection window and its periphery. The figure explaining that signal sensitivity and noise sensitivity change by pressing.
  • 1 is a detailed configuration example of a biological information detection apparatus according to the present embodiment.
  • 13A and 13B are graphs showing the frequency analysis processing results based on the electrocardiographic RR interval.
  • 14 (A) and 14 (B) are graphs showing the frequency analysis processing results based on the average pulse wave RR interval.
  • arrhythmia is known as one of the diseases relating to the heart.
  • Arrhythmia includes tachyarrhythmia in which the pulse rate tends to increase, and conversely, bradyarrhythmia in which the pulse rate tends to decrease, and among tachyarrhythmias, supraventricular tachycardia, atrial flutter, Finer classification such as atrial fibrillation is possible.
  • arrhythmia can be detected and classified by measuring an electrocardiogram.
  • various information obtained from the electrocardiogram such as regularity of the RR interval, presence / absence of P wave and F wave, PQ interval, etc. will be used.
  • regularity of the RR interval such as regularity of the RR interval, presence / absence of P wave and F wave, PQ interval, etc.
  • PQ interval such as regularity of the RR interval
  • PQ interval a known method
  • detailed description is omitted. To do.
  • arrhythmias without subjective symptoms especially atrial fibrillation tends to cause blood clots in the heart, which may cause serious cardiogenic cerebral infarction by flying into the brain and clogging the blood vessels of the brain. Therefore, it is required to detect atrial fibrillation without subjective symptoms at an early stage. In other words, from the viewpoint of appropriate detection of arrhythmia and prevention of serious symptoms, it is necessary to suppress as much as possible the situation where electrocardiograms are not measured due to absence of subjective symptoms.
  • the biological information detection apparatus 100 includes a pulse wave information measurement unit 110 that measures pulse wave information, an electrocardiogram measurement unit 120 that measures an electrocardiogram, and a pulse wave.
  • a pulse wave information measurement unit 110 that measures pulse wave information
  • an electrocardiogram measurement unit 120 that measures an electrocardiogram
  • a pulse wave When it is determined that an arrhythmia is detected based on the detection result information obtained by the analysis processing based on the information, the power control of the electrocardiogram measurement unit 120 and the storage control of the electrocardiogram measurement result information measured by the electrocardiogram measurement unit 120 , And a control unit 130 that performs at least one control of notification control for outputting notification information regarding measurement of an electrocardiogram using the electrocardiogram measurement unit 120 to a user.
  • a pulse wave sensor used for measuring pulse wave information can be realized by, for example, a photoelectric sensor.
  • the specific form of the biological information detection device 100 differs depending on whether the light receiving unit receives transmitted light or received reflected light. In either form, the biological information detection device 100 is What is necessary is just to fix to a user's given site
  • the given part here may be a wrist as will be described later with reference to FIG. 3A or the like, or may be another part such as a finger, a neck, or an ankle.
  • the biological information detecting apparatus 100 is less likely to cause problems such as skin irritation and can be continuously worn for a long period of time. Therefore, it is easy to continuously acquire pulse wave information for a period of about 3 days to 10 days, and even if the onset frequency of arrhythmia is low, in the arrhythmia detection process based on pulse wave information, The possibility of detection omission can be suppressed.
  • arrhythmia an increase in pulse rate (tachycardia), a decrease (bradycardia), or irregularity of the heartbeat interval (pulse interval) appear as symptoms, so even if the user himself has no subjective symptoms, Many types of arrhythmia can be detected by using wave information.
  • the frequency of occurrence of arrhythmia is low, or the onset does not involve subjective symptoms, and the onset is detected using pulse wave information. It can be said that it can be detected appropriately.
  • the detection result of the arrhythmia based on the pulse wave information is used as a trigger for control related to the electrocardiogram measurement.
  • at least one control of power supply control of the electrocardiogram measurement unit 120, storage control of the measured electrocardiogram, and notification control for the user may be performed.
  • the electrocardiogram can be measured and stored at an appropriate timing using the detection result of the arrhythmia based on the pulse wave information, the electrocardiogram can be measured regardless of whether or not the arrhythmia is accompanied by subjective symptoms. It is possible to suppress measurement omissions.
  • FIG. 2 shows a detailed system configuration example of the biological information detection apparatus 100 according to this embodiment.
  • the biological information detection apparatus 100 includes a pulse wave sensor 42, an electrode unit 20, a pulse wave information measurement unit 110, an electrocardiogram measurement unit 120, a control unit 130, and an analysis processing unit 140.
  • the output unit 150 and the notification unit 160 are included.
  • the configuration of the biological information detection apparatus 100 is not limited to that shown in FIG. 2, and various modifications such as omitting some of these components or adding other components are possible. Further, the points that can be modified are the same in the configuration of each unit included in FIG. 2 and other system configuration examples such as FIG.
  • the pulse wave sensor 42 is a sensor for detecting a pulse wave signal.
  • a photoelectric sensor including a light emitting unit 43 and a light receiving unit 44 can be considered.
  • the pulse wave sensor 42 can be realized by various sensors such as a photoelectric sensor and other forms of sensors (for example, an ultrasonic sensor), and those sensors can be widely applied to the pulse wave sensor 42 of the present embodiment. It is.
  • the pulse wave information measurement unit 110 includes a pulse wave detection circuit 113 and a pulse wave information storage unit 115.
  • the pulse wave detection circuit 113 is connected to the pulse wave sensor 42 and detects (acquires) pulse wave information based on sensor information from the pulse wave sensor 42.
  • the pulse wave information storage unit 115 stores the pulse wave information detected by the pulse wave detection circuit 113.
  • the function of the pulse wave information storage unit 115 can be realized by a memory such as a RAM or an HDD (hard disk drive).
  • the electrode unit 20 includes a first electrode 21 and a second electrode 22 in a narrow sense.
  • the electrode units are insulated from each other in the biological information detecting device 100, and the electrocardiogram is measured with reference to the user's heart.
  • the first electrode 21 is in contact with the user part on the first direction side
  • the second electrode 22 is in contact with the user part on the second direction side opposite to the first direction side.
  • the biological information detecting device 100 has the shape shown in FIG. 5 described later, and the biological information detecting device 100 is worn on the left arm of the user, the user is in the state of FIG. 7A and FIG.
  • the first electrode 21 contacts the user's right finger 1 and the like
  • the second electrode 22 contacts the user's left wrist 2. That is, in the example of FIGS. 7A and 7B, the first direction is the right direction with respect to the heart when the front direction of the user is used as a reference, and the second direction is The direction is to the left with respect to the heart.
  • the electrocardiogram measurement unit 120 includes an electrocardiogram detection circuit 123 and an electrocardiogram storage unit 125.
  • the electrocardiogram detection circuit 123 is connected to the electrode unit 20 and measures (detects) an electrocardiogram based on an electric signal from the electrode unit 20.
  • the electrocardiogram storage unit 125 stores an electrocardiogram (electrocardiogram measurement result information) detected by the electrocardiogram detection circuit 123.
  • the function of the electrocardiogram storage unit 125 can be realized by a memory such as a RAM or an HDD (hard disk drive).
  • the pulse wave information storage unit 115 and the electrocardiogram storage unit 125 are described as separate blocks. However, these may be realized by a single memory or the like.
  • the control unit 130 performs various controls based on the arrhythmia analysis result (detection result) based on the pulse wave information. Specifically, at least one of power control, storage control, and notification control may be performed.
  • the power control is control of power supply from an unillustrated battery to the electrocardiogram measurement unit 120.
  • the storage control is control for determining whether or not the electrocardiogram storage unit 125 stores the electrocardiogram output from the electrocardiogram detection circuit 123.
  • the notification control is control in the notification unit 160 that determines the start or end timing of notification to the user or the specific content of the notification mode. Details of the control contents in the control unit 130 will be described later.
  • the analysis processing unit 140 reads the pulse wave information stored in the pulse wave information storage unit 115 and performs an arrhythmia analysis process.
  • the function of the analysis processing unit 140 can be realized by hardware such as various processors (CPU and the like), ASIC (gate array and the like), a program, and the like. Details of the arrhythmia analysis processing will be described later.
  • the biological information detection apparatus 100 includes an analysis processing unit 140 that performs analysis processing based on pulse wave information and obtains detection result information of arrhythmia.
  • the arrhythmia analysis process can be executed inside the biological information detection apparatus 100.
  • the output unit 150 reads the electrocardiogram stored in the electrocardiogram storage unit 125 and outputs it to the outside.
  • the output unit 150 may be a communication unit that communicates with an external device via a network.
  • the biological information detection apparatus 100 is connected to an external device (for example, the server system 200) via the network NE, and transmits electrocardiogram measurement result information to the server system 200.
  • the external device here is not limited to the server system 200 but may be a smartphone or the like used by the user.
  • the network NE can be realized by a WAN (Wide Area Network), a LAN (Local Area Network), or the like, regardless of wired or wireless. If the external device is a smartphone used by the user, the network NE can also be realized by short-range wireless communication.
  • the output unit 150 outputs electrocardiogram measurement result information.
  • the information to be output is not limited to this, and other information may be added to the electrocardiogram measurement result information for output.
  • the output unit 150 may output the electrocardiogram measurement result information in association with the arrhythmia detection result information based on the pulse wave information.
  • the electrocardiogram measurement unit 120 when there is a period in which the electrocardiogram measurement result information is not properly acquired, it is possible to substitute the detection result information based on the pulse wave information for the information in the period.
  • control for appropriately operating the electrocardiogram measurement unit 120 and control for notifying the start of measurement are performed.
  • the electrocardiogram is not measured such that the user is not aware of the notification, or the measurement operation cannot be performed even if the notification is noticed for various reasons, or the measurement operation is performed but the electrode contact is not sufficient. It can happen. In that case, there may be no information at all during the period in which measurement could not be performed.
  • the detection result information can be used without increasing the processing load. It is possible to prevent the data blank period from occurring.
  • the output unit 150 may output the user's body motion information acquired by the body motion sensor or the user's behavior information determined by the body motion information in association with the electrocardiogram measurement result information.
  • the biological information detection apparatus 100 may include a body motion sensor that acquires body motion information.
  • the body motion sensor can be realized by various sensors such as an acceleration sensor, a gyro sensor, and a direction sensor.
  • the body motion information here is information acquired by a body motion sensor, and is information representing the degree of movement of the user's body. As an example, information representing the magnitude of acceleration may be used.
  • the behavior information is information obtained from body movement information, and is information that represents a user's specific behavior.
  • the behavior information may be information indicating whether the user is in an awake state or a sleep state.
  • the awake state may be subdivided into an exercise state and a rest state. More specifically, the exercise state can be subdivided into a walking state and a running state, and the resting state can be subdivided into a sitting state, a supine state, a standing state, and the like.
  • Various methods for obtaining behavior information from body motion information are known, and in the present embodiment, these methods can be widely applied, and thus further detailed description is omitted.
  • the information relating the body motion information (behavior information) and the electrocardiogram measurement result information is associated with the electrocardiogram measurement result information at a given time, for example, and the body motion information at the corresponding time (same time in the narrow sense). It may be information.
  • Atrial fibrillation includes sympathetic nerve-dependent atrial fibrillation and vagus nerve-dependent atrial fibrillation. It is known that the former is effective for ⁇ -blockers and the latter is effective for anticholinergic drugs. It is also known that sympathetic nerve-dependent atrial fibrillation is likely to occur during exercise, and vagus nerve-dependent atrial fibrillation is likely to occur at rest. That is, it can be said that outputting body motion information and action information together is useful for arrhythmia diagnosis and treatment policy determination.
  • the output unit 150 may output the autonomic nerve activity information obtained based on the pulse wave information in association with the electrocardiogram measurement result information.
  • the pulse interval indicated by t in FIG. 4A is measured over a certain period of time to obtain time-series data of the pulse interval.
  • the pulse interval is not always constant but fluctuates (fluctuates). It is known that the fluctuation is caused by the activity of the sympathetic nerve and the activity of the parasympathetic nerve, and it is also known that the degree of fluctuation due to the activity of the sympathetic nerve is different from the degree of fluctuation due to the activity of the parasympathetic nerve.
  • frequency conversion is performed on time-series data of pulse intervals.
  • An example of data after frequency conversion is shown in FIG. As can be seen from FIG. 4B, a relatively low frequency peak LF and a relatively high frequency peak HF are obtained from the data after frequency conversion.
  • LF represents a slow change in the pulse interval and mainly reflects sympathetic activity.
  • HF represents a quick change in the pulse interval, and mainly reflects the activity of the parasympathetic nerve. Strictly speaking, LF can reflect both sympathetic nerves and parasympathetic nerves, but in the following, in order to simplify the description, it is described that it mainly reflects sympathetic nerve activities.
  • the ratio of LF to HF (for example, the ratio of the signal intensity at each peak) is obtained, so that the sympathetic nerve is dominant or the parasympathetic nerve is dominant in the measurement period of the pulse wave information. It is possible to determine whether there is.
  • the autonomic nerve activity information for example, two values of HF value and LF / HF value may be used. If HF is large, the parasympathetic nerve is dominant, and if LF / HF is large, it can be determined that the sympathetic nerve is dominant.
  • the association between the autonomic nerve activity information and the electrocardiogram measurement result information may be performed by associating information acquired at the same timing, for example, as in the example of the body motion information described above.
  • FIG. 5 shows an example of an external view of the biological information detection device 100 according to this embodiment.
  • the biological information detection apparatus 100 of the present embodiment includes a band unit 10 and a case unit 30, and a sensor unit 40 (not shown in FIG. 5).
  • the case part 30 is attached to the band part 10.
  • the sensor unit 40 is provided in the case unit 30 as described later with reference to FIG.
  • the band unit 10 is for wrapping around the wrist of the user and mounting the biological information detecting device 100.
  • the band part 10 has a band hole 12 and a buckle part 14.
  • the buckle portion 14 has a band insertion portion 15 and a projection portion 16. The user inserts one end side of the band part 10 into the band insertion part 15 of the buckle part 14, and inserts the protrusion 16 of the buckle part 14 into the band hole 12 of the band part 10, whereby the biological information detection device 100 is inserted. Wear on your wrist.
  • the case part 30 corresponds to the main body part of the biological information detecting device 100.
  • Various components of the biological information detection device 100 such as the sensor unit 40 and a circuit board (not shown) are provided inside the case unit 30. That is, the case part 30 is a housing for housing these components.
  • the biological information detection apparatus 100 is worn on the user's wrist as shown in FIG. 3A and the like, and pulse wave information (biological information in a broad sense) is measured in the worn state.
  • the biological information detection apparatus 100 includes the case unit 30 that houses the pulse wave information measurement unit 110, the electrocardiogram measurement unit 120, and the control unit 130.
  • the second electrode 22 for electrocardiogram measurement is provided on the surface
  • the first electrode 21 for electrocardiogram measurement is provided on the surface of the case portion 30 opposite to the surface in contact with the subject.
  • the case part 30 is a hollow member which accommodates various components, the surface of the case part 30 can consider both an inner surface and an outer surface. In that case, considering that the first and second electrodes need to contact a given part of the user, both the first and second electrodes should be provided on the outer surface of the case portion 30.
  • the second electrode 22 for electrocardiogram measurement is provided on the subject-side surface of the outer surface of the case unit 30, and the surface of the outer surface of the case unit 30 opposite to the subject is provided.
  • a first electrode 21 for electrocardiogram measurement may be provided.
  • the case unit 30 may have a top case 31 and a bottom case 32.
  • the case unit 30 is configured by connecting a top case 31 and a bottom case 32, and a pulse wave information measurement unit 110 (a pulse signal in a narrow sense) is provided between the top case 31 and the bottom case 32.
  • a circuit board on which the wave detection circuit 113 and the like are mounted is stored.
  • the bottom case may be a plate-like (lid-like) member, and the bottom case in this case serves as the back lid of the case portion 30.
  • the second electrode 22 for electrocardiogram measurement is provided on the subject-side surface of the bottom case 32, and the first electrode for electrocardiogram measurement is provided on the surface of the top case 31 opposite to the subject.
  • An electrode 21 is provided.
  • the direction from the subject (user's wrist) toward the case unit 30 is the first direction DR1
  • the opposite direction is the second direction. It is a top view at the time of observing from the DR1 side position rather than the biometric information detection apparatus 100 when it is set as direction DR2.
  • FIG. 6A is a side view when the case unit 30 of the biological information detection apparatus 100 is observed in the DR3 direction shown in FIG. 5 among the directions orthogonal to DR1 and DR2.
  • (B) is a plan view when the case unit 30 is observed from a position closer to the DR2 side than the biological information detecting device 100.
  • FIG. 5 represents the top case 31 side
  • the case part shown in FIG. 6B represents the bottom case 32 side.
  • the upper side (DR1 side) of the drawing is the top case 31, and the lower side (DR2 side) of the drawing is the bottom case 32.
  • the biological information detection apparatus 100 is fixed to one wrist of the user by the band unit 10, one electrode of the electrode units 20 is attached to the subject-side surface of the bottom case 32 or the band unit 10.
  • the electrode unit 20 can be brought into contact with the subject by being provided on the surface in contact with the subject (the surface on the back side of the surface drawn by the band unit 10 in FIG. 5).
  • the electrode unit 20 (here, the second electrode 22) is preferably provided on the surface of the bottom case 32 on the subject side.
  • the first electrode 21 is insulated from the second electrode 22 and is applied to the left wrist of the subject. Need not touch. This is because in the measurement of the electrocardiogram, electrodes are arranged on different sides (so that the heart is sandwiched) with respect to the heart. If such a condition is satisfied and the connection between the first electrode 21 and the electrocardiogram measurement unit 120 is taken into consideration, the first electrode 21 is desirably provided on the surface of the top case 31 opposite to the subject. .
  • the first electrode 21 may be brought into contact with the portion opposite to the second electrode 22 with respect to the heart. If the biological information detection apparatus 100 is attached to the left arm, the first electrode 21 needs to be brought into contact with a given site on the right half of the user. As an example, as shown in FIG. 7A, an operation of holding the top case 31 with the user's right finger 1 (or right hand) may be performed. In this way, the first electrode 21 is in contact with the user's right finger 1 (or right hand) as shown in FIG. 7B, and the left wrist 2 and the second electrode 22 are in contact with each other. An electrocardiogram called the first lead electrocardiogram can be measured.
  • the pulse wave sensor 42 here may be a photoelectric sensor as described above.
  • Light of a predetermined wavelength is absorbed by hemoglobin in the blood, and the amount of absorption is related to the blood flow in the blood vessel.
  • the blood flow in the blood fluctuates with periodicity due to the pulsation of the heart (pulsation). Therefore, by irradiating the subject with light from the light emitting unit and receiving the reflected light (transmitted light depending on the configuration of the device), information on the blood flow can be acquired, and the information is obtained from the subject's pulse (heart rate, It represents information related to (pulse wave). Since it is common to use a photoelectric sensor as the pulse wave sensor 42, further explanation is omitted.
  • the light receiving unit 44 constituting the pulse wave sensor does not have to receive all light. Specifically, the reflected light irradiated from the light emitting unit 43 and reflected by the subject should be received, and reception of other disturbance light should be suppressed.
  • the disturbance light here may be ambient light such as sunlight or illumination light.
  • the biological information detection apparatus 100 includes a light emitting unit 43 that irradiates light to the subject, a light receiving unit 44 that receives light from the subject, and light emitted from the light emitting unit 43 to the subject. And a detection window 33 for receiving light from the light source.
  • the pulse wave information measurement unit 110 measures the pulse wave information based on the signal from the light receiving unit 44.
  • the light emitting unit 43 and the light receiving unit 44 constitute the pulse wave sensor 42.
  • the detection window 33 is provided between the pulse wave sensor 42 and the subject when the biological information detection apparatus 100 is mounted. For example, as shown in FIG. Provided on the specimen side surface.
  • the detection window 33 is composed of a light transmissive member that transmits light.
  • the subject-side surface of the bottom case 32 is pressed against the subject with a load applied by the band unit 10. Therefore, by setting the detection window 33 to the position of FIG. 6B, disturbance light such as ambient light can be prevented from entering the light receiving unit 44, and pulse wave information can be detected with high accuracy. Further, from the viewpoint of suppressing the incidence of disturbance light, it is desirable that a portion other than the detection window in the surface of the bottom case 32 on the subject side is configured by a light shielding member that does not transmit light.
  • the detection window 33 may be a portion constituted by a translucent member in a portion on the subject side of the case portion 30 (bottom case 32).
  • the detection window 33 may be a portion constituted by an exposed translucent member in a portion of the case 30 on the subject side (bottom case 32).
  • “exposed” represents a state in which the inside of the case unit 30 can be observed from the outside in a situation where the biological information detection apparatus 100 is being used in a form normally assumed (without disassembly or the like).
  • FIG. 6B when the bottom case 32 is observed from a viewpoint set at a position closer to the DR2 side than the bottom case 32, the fact that it can be observed is “exposed. Can be defined.
  • any one of the electrodes 20 may be provided on the surface of the case 30 on the subject side.
  • the electrode is generally made of a metal or the like that does not transmit light, it is not desirable that the electrode overlaps the position of the detection window 33. On the contrary, it can be said that it is desirable that the light shielding member and the electrode overlap or that the electrode is used as the light shielding member.
  • the electrode unit 20 for measuring an electrocardiogram may be provided in the periphery of the detection window 33.
  • the second electrode 22 is provided so as to surround the detection window 33 in a plan view when the case portion 30 is observed from a viewpoint set on the DR2 side with respect to the case portion 30.
  • the second electrode 22 has a concentric shape as shown in FIG. 6B, and is not limited to the one in which the detection window 33 is disposed inside a circle inside the concentric circle.
  • an electrode having the same shape as the first electrode 21 shown in FIG. 5 (elliptical shape in the plan view) may be disposed in the vicinity of the detection window 33 to serve as the second electrode 22.
  • FIG. 8 shows a cross-sectional structure of the sensor unit 40, the detection window 33, and the periphery thereof.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view when the sensor unit 40 and the like are observed in the DR3 direction, for example, as in FIG.
  • the sensor unit 40 includes a light emitting unit 43 and a light receiving unit 44, and the pulse wave sensor 42 is realized by the light emitting unit 43 and the light receiving unit 44. Since the direct light from the light emitting unit 43 to the light receiving unit 44 does not include a component related to the pulse wave, that is, becomes a noise component, the sensor unit 40 shields the light incident on the light receiving unit 44 from the direct light. May be included.
  • the detection window 33 has a convex portion 34 for applying pressure to the subject, and the biological information detection apparatus 100 (particularly the case portion 30 and, in a narrow sense, the bottom case 32) is subject to the subject by the convex portion 34.
  • the pressure suppression part 35 which suppresses the pressure added to may be included.
  • the convex part 34 protrudes so that it may become (DELTA) h> 0 from the press suppression surface of the press suppression part 35 to the subject side. That is, the convex portion 34 protrudes toward the subject side by ⁇ h from the pressure suppression surface of the pressure suppression portion 35.
  • the convex portion 34 where ⁇ h> 0, it is possible to apply an initial pressure to the subject to exceed the venous vanishing point, for example.
  • the pressure suppressing unit 35 for suppressing the pressure applied to the subject by the convex portion 34, it is possible to minimize the pressure fluctuation in the usage range in which the biological information detecting device 100 measures the biological information. This makes it possible to reduce noise components and the like. If the convex portion 34 protrudes from the pressure suppression surface so that ⁇ h> 0, the pressure suppression surface of the pressure suppression portion 35 is subjected to the initial pressure after the convex portion 34 comes into contact with the subject. The pressure applied to the subject by the convex portion 34 can be suppressed.
  • the vein vanishing point is reduced to such an extent that the signal caused by the vein superimposed on the pulse wave signal disappears or does not affect the pulse wave measurement when the convex portion 34 is brought into contact with the subject and the pressure is gradually increased. This is a point and corresponds to p2 in FIG.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a change in absorbance with respect to pressing.
  • the horizontal axis indicates the pressure, and the vertical axis indicates the absorbance in the blood vessel.
  • the blood vessels that are most susceptible, i.e., affected by the lowest pressure are capillaries.
  • the amount of change in absorbance increases when the pressure exceeds p ⁇ b> 1, which means that the capillary has started to collapse due to the pressure.
  • the change in absorbance becomes gentle, which means that the capillaries are almost completely collapsed (closed). It is the artery that is affected next to the capillaries.
  • the horizontal axis represents the load generated by the band portion 10 and the like
  • the vertical axis represents the pressure (pressure applied to the blood vessel) that the convex portion 34 applies to the subject.
  • the amount of change in pressing of the convex portion 34 with respect to the load by the load mechanism that generates pressing of the convex portion 34 is assumed to be the amount of change in pressing. This amount of change in pressure corresponds to the inclination of the change characteristic of pressure against the load.
  • the pressure suppression unit 35 has a second load range in which the load of the load mechanism is larger than FL1 with respect to the pressure change amount VF1 in the first load range RF1 in which the load of the load mechanism is 0 to FL1.
  • the pressing applied to the subject by the convex portion 34 is suppressed so that the pressing change amount VF2 at RF2 is reduced. That is, in the first load range RF1 that is the initial pressing range, the pressing change amount VF1 is increased, while in the second load range RF2 that is the usage range of the biological information detecting device 100, the pressing change amount VF2 is decreased. .
  • the pressure change amount VF1 is increased to increase the inclination of the pressure change characteristic with respect to the load.
  • a pressing with a large gradient of the change characteristic is realized by ⁇ h corresponding to the protrusion amount of the convex portion 34.
  • the pressure change amount VF2 is reduced, and the inclination of the pressure change characteristic with respect to the load is reduced.
  • Such a pressing with a small inclination of the change characteristic is realized by pressing suppression by the pressing suppressing unit 35.
  • the pressure applied to the subject by the convex portion 34 is suppressed by the pressure suppression unit 35, so that, in the usage range of the biological information detection device 100, even when there is a load variation, the variation in the pressure is minimized. It becomes possible to suppress to. As a result, noise components can be reduced.
  • the detection window 33 may be provided with a groove portion 36.
  • the height of the bottom surface of the groove portion 36 is the height of the outer surface of the pressure suppression portion 35 (the surface on the subject side during mounting). This is lower than the height (the height at the highest end), and the bottom surface of the groove 36 is a surface below the outer surface (on the sensor unit 40 side).
  • the skin when a relatively soft material such as skin is brought into contact with the contact surface of a light-transmitting member made of a hard material made of resin, in the vicinity of the peripheral portion (outer peripheral portion) of the light-transmitting member, the skin An area that is not in contact with the area or an area where the contact pressure is weak is generated. Therefore, for example, if the flat portion is formed without providing the groove portion 36 around the convex portion 34, the flat portion does not come into contact with the skin or becomes in a weak contact state, so that the contact state dynamically changes. . And, due to such dynamic changes in the contact state, the intensity of light tends to occur optically, and if such light enters the light receiving part, it becomes noise that has no correlation with the pulse component. End up.
  • one of the electrodes for measuring the electrocardiogram may be provided in the pressing suppression unit 35.
  • the pressing suppression unit 35 tends to be in close contact with the subject due to the characteristic of controlling the pressing of the subject during measurement. Therefore, by providing an electrode in the pressing suppression unit 35, the subject and the electrode can be brought into firm contact, so that the electrocardiogram can be reliably measured.
  • the surface portion of the pressing suppression portion 35 (which is a part of the surface in FIG. 8 but may be all) may be realized by the second electrode 22.
  • the second electrode 22 may be provided so as to protrude from the pressing suppression unit 35 as long as the degree of contact between the electrode unit 20 and the subject is increased.
  • the biological information detection device 100 includes an analysis processing unit 140 that performs an arrhythmia analysis process based on pulse wave information.
  • the configuration of the present embodiment is not limited to this, and the configuration shown in FIG. 11 may be used.
  • the biological information detection apparatus 100 includes a reception unit 170 that receives arrhythmia detection result information based on pulse wave information, and the control unit 130 performs power control, storage control, and control based on the received detection result information. At least one control of the notification control is performed.
  • the output unit 150 of the biological information detection device 100 outputs the pulse wave information read from the pulse wave information storage unit 115 to another information processing device, and the arrhythmia analysis process based on the pulse wave information This is performed in another information processing apparatus.
  • the reception unit 170 receives the analysis processing result.
  • the subsequent control of the control unit 130 is the same as the configuration of FIG. 2, and FIG. 2 and FIG. 11 are different in that the analysis process is performed inside the biological information detection apparatus 100 or an external device.
  • the server system 200 can be used as the information processing apparatus by adopting the same configuration as the example shown in FIG. Since the biological information detection apparatus 100 worn by the user needs to be small and light, there are great restrictions on the processing performance of the battery and the processing unit inside the apparatus, or the data storage capacity. On the other hand, since the server system 200 has relatively small resource constraints, it is possible to perform an arrhythmia analysis process at a high speed and hold more data (pulse wave information or arrhythmia analysis results). is there.
  • the server system 200 may be the same device as the device that is the output destination of the electrocardiogram measurement result information, or may be a different device.
  • the information processing apparatus described above may be realized not by the server system 200 but by a processing device (in a narrow sense, a mobile terminal device) such as the smartphone 300.
  • a processing device in a narrow sense, a mobile terminal device
  • FIG. 3 Mobile terminal devices such as the smart phone 300 are often limited in processing performance, storage area, and battery capacity compared to the server system 200, but considering the recent performance improvement, it is possible to ensure sufficient processing performance, etc. It is also possible to become. Therefore, if requirements such as processing performance are satisfied, a smartphone or the like can be used as the other information processing apparatus as illustrated in FIG.
  • the biological information detecting apparatus 100 when connected to the server system 200, it may be directly connected via the network NE as shown in FIG. ) May be connected via another device such as a smartphone, and the connection form can be variously modified.
  • the server system 200 here may be a device that performs arrhythmia analysis processing as described above, may be a device that is an output destination of electrocardiogram measurement result information, or a device that serves as both of them. It may be.
  • control unit 130 performs power supply control to start supplying power to the electrocardiogram measurement unit 120 when it is determined that an arrhythmia is detected based on the pulse wave information.
  • control for starting power supply from the battery (not shown in FIG. 2) to the electrocardiogram measurement unit 120 may be performed.
  • the case where an arrhythmia is detected is a case where it is determined that it is highly necessary to measure the electrocardiogram and output the measured electrocardiogram. Therefore, by performing power supply control for starting the supply of power, the electrocardiogram can be measured by the electrocardiogram measurement unit 120, so that an electrocardiogram at an appropriate timing (period) can be acquired.
  • this power control can also be regarded as a control that does not supply power to the electrocardiogram measurement unit 120 or a control that regulates when an arrhythmia is not detected based on the pulse wave information. . That is, by performing such power supply control, it is possible to not supply power in a situation where the need for electrocardiogram measurement is low, that is, to reduce power consumption.
  • the power supply control is not performed only by the detection result of the arrhythmia based on the pulse wave information, but other information may be used together.
  • an arrhythmia is detected based on pulse wave information, or when an explicit measurement instruction is given by the user (for example, the operation unit is operated), power supply to the electrocardiogram measurement unit 120 is performed, In other cases, power supply may not be performed.
  • control unit 130 may perform storage control for starting storage of the electrocardiogram measurement result information in the storage unit (electrocardiogram storage unit 125) when it is determined that an arrhythmia is detected based on the pulse wave information.
  • the electrocardiogram measurement result information is stored in a short span such as one timing or several seconds. It is desirable that the data is not time series data but continuous time series data of, for example, several hours. That is, it is assumed that the electrocardiogram measurement by the electrocardiogram measurement unit 120 is continuously performed to some extent.
  • the storage of the electrocardiogram measurement result information in the living body information detection apparatus 100 does not need to be considered much.
  • the storage control may be performed by the control unit 130.
  • the control unit 130 since it is the electrocardiogram measurement result information during a period in which the onset of arrhythmia is suspected, it is only necessary to start the storage when it is determined that the arrhythmia is detected based on the pulse wave information.
  • the memory may not be stored or may be regulated.
  • the information stored in the electrocardiogram storage unit 125 is limited to information in a period in which the onset of arrhythmia is suspected, information that is presumed to have a low relationship with arrhythmia, that is, low priority It is possible to prevent information from being stored in the electrocardiogram storage unit 125 or output via the output unit 150.
  • storage control may be performed using information other than the detection result of arrhythmia based on pulse wave information, similarly to the above-described example of power control.
  • control unit 130 determines that an arrhythmia has been detected based on the pulse wave information
  • the control unit 130 starts outputting notification information that prompts measurement of an electrocardiogram using the electrocardiogram measurement unit 120 (in a narrow sense, output to the user). Notification control may be performed.
  • the electrode unit 20 used for measuring the electrocardiogram is not always in contact with the measurement site of the subject.
  • the user touches the first electrode 21 with the right finger (right hand). Need to be done.
  • the biological information detection device 100 recognizes that an arrhythmia is detected based on pulse wave information. Therefore, an electrocardiogram cannot be measured unless the fact is communicated to the user. Therefore, in this embodiment, if it is determined that an arrhythmia is detected based on the pulse wave information, the user is prompted to measure an electrocardiogram. Specifically, the notification unit 160 performs notification for prompting measurement.
  • the display unit 161 prompts the measurement by performing some display.
  • the notification in this case may be text information such as “Start ECG measurement” or “Place your right hand on the electrode”, or image information representing the user posture as shown in FIG. They may be present or they may be combined. Alternatively, a part or all of the display unit 161 may simply emit light with a predetermined color.
  • the notification unit 160 when the notification unit 160 includes the buzzer 163 as shown in FIG. 2, it may be a notification that generates a given buzzer sound. If the notification unit 160 can output a voice, a voice such as “Please start measurement of an electrocardiogram” may be read out. Alternatively, if the notification unit 160 includes a vibration unit (not shown), the notification may be performed by vibrating the vibration unit. In addition, various modifications can be made to the specific configuration of the notification unit 160 and the content of the notification that prompts the measurement.
  • control unit 130 may perform power supply stop control, electrocardiogram measurement result information storage stop control, or notification information output stop control based on arrhythmia detection result information.
  • the power control for supplying power and the memory control for storing the electrocardiogram measurement result information be continued during a period when it is determined that an arrhythmia is detected. Otherwise, there may be a period in which the electrocardiogram is not measured despite the occurrence of arrhythmia.
  • the notification control for prompting the measurement may be stopped regardless of the detection result of the arrhythmia based on the pulse wave information.
  • the notification control may be stopped when a given time has elapsed after the start of the notification control.
  • the electrocardiogram measurement result information may be monitored, and the notification control may be stopped at a timing when it is determined that measurement by the user has started, that is, acquisition of a signal assumed as a human electrocardiogram has started.
  • notification control that prompts measurement of an electrocardiogram stop the notification control when a predetermined time elapses, and then perform notification control that prompts the end of measurement of the electrocardiogram.
  • notification control that prompts the end of electrocardiogram measurement may be performed.
  • notification control that prompts the end of the electrocardiogram measurement may be performed when a predetermined period has elapsed.
  • the measurement of the electrocardiogram is started, and at least a part of the functions of the pulse wave information measurement unit 110 is stopped, and when a predetermined period elapses from the start of the electrocardiogram measurement, the pulse wave information
  • the pulse wave information may be detected by the measurement unit 110, and control may be performed so that the electrocardiogram measurement is terminated when it is not determined that an arrhythmia is detected based on the pulse wave information. In this case, since it is possible to avoid supplying power to both the electrocardiogram measurement unit and the pulse wave information measurement unit, power consumption can be further suppressed.
  • the present invention is not limited to this, and any one or two are performed. Variations such as selection and combination are possible.
  • Arrhythmia Detection Method A method for detecting arrhythmia based on pulse wave information will be described. The processing described here is performed in the analysis processing unit 140 of the biological information detection device 100 or a processing unit of a processing device other than the biological information detection device 100. Hereinafter, an example performed by the analysis processing unit 140 will be described. Also, here, arrhythmia is divided into atrial fibrillation, tachyarrhythmia and bradyarrhythmia, and each detection method will be described. Strictly speaking, atrial fibrillation is a tachyarrhythmia, but it causes serious symptoms such as cerebral infarction and is highly important for detection, and irregularity of the pulse interval is not a simple pulse rate. Considering the points used for detection, the description will be made separately from tachyarrhythmia.
  • the control unit 130 of the biological information detection apparatus 100 performs at least one control of power supply control, storage control, and notification control using the detection result of atrial fibrillation as detection result information of arrhythmia. You may go. Atrial fibrillation is determined based on the irregularity of the pulse interval (RR interval).
  • the analysis processing unit 140 includes a noise reduction unit 141, an RR interval calculation unit 142, a power calculation unit 143, and a determination unit 144, and a detection waveform signal storage area serving as a storage area for various data. 145, the RR waveform signal storage area 146, and the power waveform signal storage area 147.
  • the noise reduction unit 141 performs a filtering process for reducing body motion noise components other than the frequency band corresponding to the RR interval from the detection waveform signal L stored in the detection waveform signal storage area 145 and outputs the result.
  • the detection waveform signal storage area 145 and the noise reduction unit 141 function as an acquisition unit that acquires the detection waveform signal L used for frequency analysis in the RR interval calculation unit 142.
  • the body motion noise component is reduced, and the influence thereof is reduced from the detected waveform signal L.
  • the accuracy of the atrial fibrillation can be determined to the same extent as when the electrocardiogram is used. It is not possible to measure the RR interval.
  • the RR interval calculation unit 142 cuts out a frame for each sampling of the detected waveform signal L whose body motion noise component has been reduced in the noise reduction unit 141, and performs frequency analysis in a short time (STFT (Short-Time-Fourier transform) analysis). To calculate the frequency spectrum. Then, the RR interval calculation unit 142 calculates a parameter corresponding to the RR interval for each frame based on the calculated frequency spectrum, and the RR waveform signal FRR indicating the time change of this parameter is stored in the RR waveform signal storage area 146.
  • STFT Short-Time-Fourier transform
  • the calculated parameter is a value (average pulse wave RR interval) indicating the average of the RR intervals in the frame, and is, for example, the frequency that is the maximum peak of the frequency spectrum. Therefore, the RR waveform signal FRR indicates a time change of the average pulse wave RR interval.
  • FIGS. 13 (A) and 13 (B) show a waveform signal indicating fluctuations in the electrocardiogram RR interval with 480 seconds as one frame, and frequency analysis is performed in a band from 0.01 Hz to 0.2 Hz in that frame.
  • 14A and 14B are graphs showing logarithmic conversion of peak frequency and power.
  • FIGS. 14A and 14B show the same frequency analysis for the output of the RR interval calculation unit 142, that is, the average pulse wave RR interval. It is a graph at the time of performing.
  • FIGS. 13A and 14A are graphs when atrial fibrillation is not developed, and FIGS. 13B and 14B are graphs when atrial fibrillation is developed.
  • the intercept and slope of the regression line change depending on whether or not atrial fibrillation has occurred. Can determine atrial fibrillation.
  • FIGS. 14 (A) and 14 (B) when the average pulse wave RR interval is used, although the body motion noise can be reduced, the difference between the intercept and the inclination due to the presence or absence of the onset becomes small. The same determination is difficult.
  • the change in power in this frequency band can be an index for determining the presence or absence of atrial fibrillation.
  • atrial fibrillation is determined based on this power change.
  • the power calculation unit 143 performs frequency analysis (STFT analysis) in a short time on the RR waveform signal FRR stored in the RR waveform signal storage area 146, and based on the obtained frequency spectrum, a part of frequency bands (hereinafter referred to as frequency bands) , Calculated frequency band) (hereinafter referred to as band power).
  • the power calculation unit 143 stores the power waveform signal Pa indicating the time variation of the calculated band power in the power waveform signal storage area 147.
  • the determination unit 144 determines whether or not a specific determination condition is satisfied for the power waveform signal Pa stored in the power waveform signal storage area 147, and outputs information according to the determination result.
  • the specific determination condition is that the value (band power) of the power waveform signal Pa is a predetermined threshold Pth (for example, “1”) for the observation time of the past 30 minutes from the determination time. The excess time is 50% or more. That is, when this specific determination condition is satisfied, it is determined that atrial fibrillation is present at the determination time.
  • the specific determination condition can be variously set, and it may be determined that atrial fibrillation is detected when the value of the power waveform signal Pa exceeds the threshold value Pth for a certain time. Moreover, even if the time exceeding the threshold Pth is less than 50% with respect to the observation time of 30 minutes, the number of times exceeding the threshold Pth exceeds a certain number of times, so that it is atrial fibrillation. It may be determined, or if the integrated value of the band power for 30 minutes exceeds a certain value, it may be determined as atrial fibrillation.
  • the observation time may be 15 minutes before and after the determination time instead of the observation time of the past 30 minutes.
  • the time when the power exceeds Pth can be used as the AF ratio (reliability). That is, the determination unit 144 outputs the determination result of the atrial fibrillation to the control unit 130 or the like, but may output the information of the AF ratio together.
  • the AF ratio is output from the output unit 150 in association with, for example, electrocardiogram measurement result information.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining a period determined as atrial fibrillation.
  • the waveform shown in FIG. 15 is an example of the waveform of the power waveform signal Pa, and is a waveform obtained by detecting a pulse wave over 24 hours.
  • Periods Ta, Tb, and Tc indicate periods determined by the determination unit 144 as atrial fibrillation. In this period Ta, Tb, Tc, as shown in FIG. 15, the value of the power waveform signal Pa is large.
  • FIG. 16 is a flowchart for explaining atrial fibrillation determination processing in the present embodiment.
  • the analysis processing unit 140 starts the flow shown in FIG.
  • the analysis processing unit 140 determines whether or not the user has input an instruction to end the determination process (step S110).
  • the analysis processing unit 140 ends the determination process for atrial fibrillation.
  • the analysis processing unit 140 acquires the pulse wave information (detected waveform signal L) from the pulse wave information measurement unit 110 (step S120). Then, body noise reduction processing is performed by the noise reduction unit 141 (step S130). At this time, the analysis processing unit 140 stores the detected waveform signal L in the detected waveform signal storage area 145, but may store the detected waveform signal L subjected to the body movement noise reduction processing.
  • the analysis processing unit 140 determines whether or not one frame of the waveform signal subjected to the body movement noise reduction processing is stored in the RAM (step S140). If one frame has not been accumulated (step S140; No), the analysis processing unit 140 returns to step S110 and continues the processing. On the other hand, when one frame is accumulated (step S140; Yes), the analysis processing unit 140 calculates the average pulse wave RR interval by the RR interval calculation unit 142 (step S210).
  • the analysis processor 140 stores the average pulse wave RR interval calculated by the RR interval calculator 142 in the RR waveform signal storage area 146 (step S220).
  • the time change of the average pulse wave RR interval stored in this storage area becomes the RR waveform signal FRR.
  • the analysis processing unit 140 determines whether or not one frame of the RR waveform signal FRR stored in the RR waveform signal storage area 146 has been accumulated (step S230). If one frame has not been accumulated (step S230; No), the analysis processing unit 140 returns to step S110 and continues processing. On the other hand, when one frame is accumulated (step S230; Yes), the analysis processing unit 140 calculates band power by the power calculation unit 143 (step S310).
  • the analysis processing unit 140 stores the band power calculated by the power calculation unit 143 in the power waveform signal storage area 147 (step S320).
  • the time change of the band power stored in this storage area becomes the power waveform signal Pa.
  • the analysis processing unit 140 refers to the stored power waveform signal Pa, and the determination unit 144 satisfies the determination condition of atrial fibrillation that 50% or more of the band power in the past 30 minutes exceeds the threshold value Pth. Is determined (step S410). If it is determined that the determination condition is not satisfied (step S410; No), the analysis processing unit 140 determines that atrial fibrillation has not occurred (step S415), returns to step 110, and continues the processing.
  • step S410 determines that the determination condition is satisfied (step S410; Yes)
  • the analysis processing unit 140 determines that atrial fibrillation has developed (step S420), and returns to step S110 to perform the process. to continue.
  • the influence of body motion noise is reduced by measuring the average pulse wave RR interval instead of the pulse wave RR interval for each beat, and atrial fibrillation. Judgment can be made.
  • the control unit 130 may perform at least one of power control, storage control, and notification control using the tachycardia detection result as arrhythmia detection result information.
  • the control unit 130 may perform at least one of power control, storage control, and notification control using the bradycardia detection result as arrhythmia detection result information.
  • Tachycardia or bradycardia can be detected by determining the pulse rate from the pulse wave information. For example, an average value of pulse wave intervals for each beat for an arbitrary number of seconds (for example, 15 seconds) is obtained from the pulse wave information, and the pulse rate may be obtained by converting it to a pulse rate for 1 minute.
  • Various methods for obtaining the pulse rate from the pulse wave information are known, and they can be widely applied in the present embodiment.
  • a state in which the pulse rate is abnormally high may be detected.
  • the pulse rate is equal to or higher than the first pulse rate threshold (for example, 150 or higher) and the user is determined to be in a resting state based on body motion information (or behavior information)
  • tachycardia is detected.
  • the body motion information can be acquired from sensor information of a body motion sensor such as an acceleration sensor as described above.
  • the pulse rate should be a lower value when resting. In other words, if the pulse rate is high to some extent (greater than or equal to the first threshold) while in a resting state, it is regarded as tachycardia because it is an abnormal state.
  • the pulse rate is equal to or higher than a second pulse rate threshold (for example, 200 or higher). It detects as tachycardia. This is because if the user is in an exercise state, the pulse rate tends to be high originally, but if the condition of the second pulse rate threshold value, which is a more severe condition, is satisfied, it can be determined as abnormal. That is, the second pulse rate threshold value is larger than the first pulse rate threshold value.
  • a second pulse rate threshold for example, 200 or higher. It detects as tachycardia. This is because if the user is in an exercise state, the pulse rate tends to be high originally, but if the condition of the second pulse rate threshold value, which is a more severe condition, is satisfied, it can be determined as abnormal. That is, the second pulse rate threshold value is larger than the first pulse rate threshold value.
  • bradycardia may be detected when the pulse rate is abnormally low. Specifically, the pulse rate is detected when the pulse rate is equal to or lower than a third pulse rate threshold (generally 40 or lower).

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Abstract

 脈波情報に基づいて不整脈を検出し、検出結果に基づいて心電図の測定に関する制御を行うことで、不整脈発症時の心電図の記録漏れ等を抑止する生体情報検出装置を提供すること。 生体情報検出装置100は、脈波情報を測定する脈波情報測定部110と、心電図を測定する心電図測定部120と、脈波情報に基づく解析処理により得られた検出結果情報に基づいて、不整脈が検出されたと判定された場合に、心電図測定部120の電源制御、心電図測定部120で測定された心電図測定結果情報の記憶制御、及び心電図測定部120を用いた心電図の測定に関する報知情報をユーザーに対して出力する報知制御の少なくとも1つの制御を行う制御部130を含む。

Description

生体情報検出装置
 本発明は、生体情報検出装置等に関する。
 心疾患患者などの状態モニタリングでは、ホルター心電計を患者や被験者に24時間又は48時間装着させ、日常生活上で心電図データを観察し確定診断が行われている。しかし不整脈の発作では、特に月や週に数回程度といった低頻度での発作も考えられる。そのような発作では不整脈の発症期間とホルター心電図の装着期間が重複しない可能性もあり、不整脈等の心疾患の症状を記録できない場合がある。
 また、ホルター心電計では複数の電極を人体胸部に貼る必要があり、電極や電極を押さえるためのテープにより、皮膚がかぶれることが課題となっており、長期間(低頻度の発作を見逃す可能性を抑止できる程度の期間であり、例えば3日~10日程度)の装着が難しい。近年では40日間の記録が可能な心電計もみられるが、かぶれの問題は解決されておらず、やはり連続して長時間使用することは現実的でない。
 これに対して、特許文献1には患者自身が症状を感じた場合に携帯型心電計を胸に当てて記録ボタン(イベントボタン)を押すことで心電図が記録できる装置が開示されている。特許文献1の装置のうち、特に本体電極部を用いて行う心電図測定では、電極をテープ等で抑える必要がないため、かぶれの問題が生じることはない。
 また、特許文献2には、腕時計型の心電計が開示されている。特許文献2の装置では、腕時計と同様にバンド等の支持部材により装置をユーザーに固定するため、やはりかぶれ等の問題が生じにくい。
特開2009-82364号公報 特開昭60-103935号公報
 上述したように、ホルター心電図等の心電計は、電極によるかぶれや電極コードの煩わしさなどがあり、長時間モニタリングに適していない。特許文献1や特許文献2に開示された装置であれば、電極を貼り付けることがないため、かぶれ等の問題は生じにくい。しかし逆に言えば、特許文献1や特許文献2の手法では、ユーザー(患者、装着者)が意図的に心電図の測定を試みなければ、測定自体を行うことができない。つまり、患者が不整脈発作を感じた場合に、患者自身が心電図記録操作を行って心電図を記録する装置である。
 それに対して、患者自身が不整脈発作を感じない無症候性の患者も多く、その場合は特許文献1等の装置ではそもそも心電図の測定が行われないため、不整脈等の心疾患の検出において役に立たない場合がある。
 本発明の幾つかの態様によれば、脈波情報に基づいて不整脈を検出し、検出結果に基づいて心電図の測定に関する制御を行うことで、不整脈発症時の心電図の記録漏れ等を抑止する生体情報検出装置を提供することができる。
 本発明の一態様は、脈波情報を測定する脈波情報測定部と、心電図を測定する心電図測定部と、前記脈波情報に基づく解析処理により得られた検出結果情報に基づいて、不整脈が検出されたと判定された場合に、前記心電図測定部の電源制御、前記心電図測定部で測定された心電図測定結果情報の記憶制御、及び前記心電図測定部を用いた心電図の測定に関する報知情報をユーザーに対して出力する報知制御の少なくとも1つの制御を行う制御部と、を含む生体情報検出装置に関係する。
 本発明の一態様では、脈波情報を用いた解析処理の結果に基づいて、心電図の測定に関する制御を行う。これにより、自覚症状を伴わない不整脈等であっても、適切に心電図の測定を行うこと等が可能になる。
 また、本発明の一態様では、前記心電図測定結果情報を出力する出力部を含み、前記出力部は、前記心電図測定結果情報を、前記脈波情報に基づく前記不整脈の前記検出結果情報に関連付けて出力してもよい。
 これにより、心電図測定結果情報に、付加情報を関連づけて出力すること等が可能になる。
 また、本発明の一態様では、前記出力部は、体動センサーにより取得された前記ユーザーの体動情報、又は前記体動情報によって判定される前記ユーザーの行動情報を、前記心電図測定結果情報に関連付けて出力してもよい。
 これにより、心電図測定結果情報に、付加情報を関連づけて出力すること等が可能になる。
 また、本発明の一態様では、前記出力部は、前記脈波情報に基づいて得られた自律神経活動情報を、前記心電図測定結果情報に関連付けて出力してもよい。
 これにより、心電図測定結果情報に、付加情報を関連づけて出力すること等が可能になる。
 また、本発明の一態様では、前記制御部は、心房細動の検出結果を前記不整脈の前記検出結果情報として、前記電源制御、前記記憶制御及び前記報知制御の少なくとも1つの制御を行ってもよい。
 これにより、不整脈として心房細動を検出し、検出結果情報に基づいて心電図の測定に関する制御を行うことが可能になる。
 また、本発明の一態様では、前記制御部は、頻脈の検出結果を前記不整脈の前記検出結果情報として、前記電源制御、前記記憶制御及び前記報知制御の少なくとも1つの制御を行ってもよい。
 これにより、不整脈として頻脈を検出し、検出結果情報に基づいて心電図の測定に関する制御を行うことが可能になる。
 また、本発明の一態様では、前記制御部は、徐脈の検出結果を前記不整脈の前記検出結果情報として、前記電源制御、前記記憶制御及び前記報知制御の少なくとも1つの制御を行ってもよい。
 これにより、不整脈として徐脈を検出し、検出結果情報に基づいて心電図の測定に関する制御を行うことが可能になる。
 また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記脈波情報に基づいて、前記不整脈が検出されたと判断した場合に、前記心電図測定部への電源の供給を開始する前記電源制御を行ってもよい。
 これにより、不整脈が検出されたと判断したことをトリガーに、電源供給を開始すること等が可能になる。
 また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記脈波情報に基づいて、前記不整脈が検出されたと判断した場合に、記憶部に前記心電図測定結果情報の記憶を開始する前記記憶制御を行ってもよい。
 これにより、不整脈が検出されたと判断したことをトリガーに、心電図測定結果情報の記憶を開始すること等が可能になる。
 また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記脈波情報に基づいて、前記不整脈が検出されたと判断した場合に、前記心電図測定部を用いた前記心電図の測定を促す前記報知情報の出力を開始する前記報知制御を行ってもよい。
 これにより、不整脈が検出されたと判断したことをトリガーに、心電図の測定を促す報知制御を開始すること等が可能になる。
 また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記不整脈の前記検出結果情報に基づいて、前記電源の供給の停止制御、又は前記心電図測定結果情報の記憶の停止制御、又は前記報知情報の出力の停止制御を行ってもよい。
 これにより、不整脈の検出結果情報に基づいて、種々の動作の停止制御を行うことが可能になる。
 また、本発明の一態様では、前記脈波情報に基づいて前記解析処理を行って前記不整脈の前記検出結果情報を求める解析処理部を含んでもよい。
 これにより、生体情報検出装置の内部において、脈波情報に基づく不整脈の解析処理を行うことが可能になる。
 また、本発明の一態様では、前記脈波情報に基づく前記不整脈の前記検出結果情報を受信する受信部を含み、前記制御部は、受信した前記検出結果情報に基づいて、前記電源制御、前記記憶制御及び前記報知制御の少なくとも1つの制御を行ってもよい。
 これにより、他の処理装置等で行われた解析処理の結果を表す検出結果情報を取得し、心電図の測定に関する制御を行うこと等が可能になる。
 また、本発明の一態様では、前記脈波情報測定部と、前記心電図測定部と、前記制御部と、を収納するケース部を有し、前記ケース部の被検体とは反対側の面に、心電図測定のための第1の電極が設けられ、前記ケース部の前記被検体側の面に、心電図測定のための第2の電極が設けられてもよい。
 これにより、心電図測定のための電極を、生体情報検出装置のケース部に適切に配置すること等が可能になる。
 また、本発明の一態様では、前記ケース部は、トップケース及びボトムケースを有し、前記第1の電極は、前記トップケースの前記被検体とは反対側の面に設けられ、前記第2の電極は、前記ボトムケースの前記被検体側の面に設けられてもよい。
 これにより、生体情報検出装置をトップケースとボトムケースから構成するとともに、心電図測定のための電極のうちの1つをトップケースに配置し、他の1つをボトムケースに配置すること等が可能になる。
 また、本発明の一態様では、被検体に対して光を照射する発光部と前記被検体からの光を受光する受光部と、前記発光部からの光を前記被検体に照射し前記被検体からの光を受光するための検出窓と、を有し、前記脈波情報測定部は、前記受光部からの信号に基づいて、前記脈波情報を測定し、前記心電図を測定する電極は、前記検出窓の周辺部に設けられてもよい。
 これにより、発光部及び受光部を有するセンサーを用いる場合に、検出窓を設けることで適切な光の照射、受光が可能になるとともに、当該検出窓と電極との関係を適切に設定すること等が可能になる。
 また、本発明の一態様では、前記検出窓は、押圧を前記被検体に与えるための凸部を有し、前記凸部により前記被検体に加えられる押圧を抑制する押圧抑制部を含み、前記電極は、前記押圧抑制部に設けられてもよい。
 これにより、凸部と押圧抑制部を設けることで、被検体に対して適切且つ安定した押圧を与えることが可能になるとともに、当該押圧抑制部に電極を設けることで、電極と被検体とを安定して接触させること等が可能になる。
本実施形態に係る生体情報検出装置の構成例。 本実施形態に係る生体情報検出装置の詳細な構成例。 図3(A)~図3(C)は生体情報検出装置を含むシステムの具体的な実現例。 図4(A)は脈AC信号と脈拍間隔を説明する図、図4(B)は脈波情報からLF,HFを求める処理を説明する図。 生体情報検出装置の形状の例。 図6(A)、図6(B)は生体情報検出装置の形状の例。 図7(A)、図7(B)は心電図を測定する際のユーザーの姿勢の例。 検出窓及びその周辺の構造を表す断面図。 押圧により信号感度及びノイズ感度が変化することを説明する図。 押圧抑制部を設ける場合の加重に対する押圧変化の説明図。 本実施形態に係る生体情報検出装置の詳細な構成例。 解析処理部の詳細な構成例。 図13(A)、図13(B)は心電RR間隔に基づく周波数解析処理結果を表すグラフ。 図14(A)、図14(B)は平均脈波RR間隔に基づく周波数解析処理結果を表すグラフ。 心房細動として判定された期間を説明する図。 心房細動判定処理(解析処理)を説明するフローチャート。
 以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
 1.本実施形態の手法
 まず本実施形態の手法について説明する。上述したように、心臓に関する疾患の1つとして、不整脈が知られている。不整脈には、脈拍数が増加傾向にある頻脈性不整脈と、逆に脈拍数が低下傾向にある徐脈性不整脈があり、頻脈性不整脈のなかでも上室性頻脈、心房粗動、心房細動等のさらに細かい分類が可能である。
 いずれの種類であっても、不整脈は心電図を測定することで検出、分類が可能であることがわかっている。具体的にはRR間隔の規則性や、P波、F波の有無、PQ間隔等、心電図から求められる種々の情報を用いることになるが、これは公知の手法であるため詳細な説明は省略する。
 不整脈の発作では、特に月や週に数回程度といった低頻度での発作も考えられる。そのような発作では不整脈の発症期間とホルター心電図の装着期間が重複しない可能性もあり、不整脈等の心疾患の症状を記録できない場合がある。これに対しては、ホルター心電図を3日~10日といったスパンで装着すれば、不整脈の発症期間とホルター心電図の装着期間が重複する、すなわち心電図を適切に計測し、不整脈を適切に検出することが可能になる。
 しかし、ホルター心電図等の一般的な心電計では、電極をテープ等で固定する必要がある。そのため、皮膚のかぶれ等の問題が生じ、長時間の機器装着が難しく、不整脈の検出漏れが生じるおそれが残る。
 それに対して特許文献1や特許文献2に開示された装置(心電計)では、不整脈の自覚症状があった場合に、ユーザーが電極を自身の所定の部位に接触させることで、心電図の測定を行う。このようにすれば、ユーザーは電極を常時装着している必要がないため、かぶれ等の問題も生じない。さらに、自覚症状があった際に測定を行うため、所望の心電図、すなわち不整脈等の心疾患の判定(狭義には医師の診断)に有用な心電図を取得することが可能なように思える。
 しかし、「自覚症状があった際に測定を行うため、所望の心電図を取得できる」というためには、不整脈が発症していることをユーザーが自覚可能であることが前提となる。そして不整脈には自覚症状がない不整脈(例えば無症候性の心房細動)があり得るため、このような前提は成り立たない場合がある。自覚症状がなければ、ユーザーはそもそも心電計を用いた測定を行おうとしないため、実際には不整脈が発症しているにもかかわらず、その間の心電図が測定されないことになる。
 自覚症状が無い不整脈のうち、特に心房細動は心臓内で血栓ができやすく、それが脳に飛び脳の血管が詰まることで重篤な心原性脳梗塞をおこす危険がある。そのため、自覚症状の無い心房細動を早期に発見することが求められている。つまり、不整脈の適切な検出と、重篤な症状の予防という観点からすれば、自覚症状がないことで心電図の測定が行われないという事態を可能な限り抑止しなければならない。
 そこで本出願人は、脈波情報に基づいて不整脈の判定を行う手法を提案する。具体的には、本実施形態に係る生体情報検出装置100は図1に示したように、脈波情報を測定する脈波情報測定部110と、心電図を測定する心電図測定部120と、脈波情報に基づく解析処理により得られた検出結果情報に基づいて、不整脈が検出されたと判定された場合に、心電図測定部120の電源制御、心電図測定部120で測定された心電図測定結果情報の記憶制御、及び心電図測定部120を用いた心電図の測定に関する報知情報をユーザーに対して出力する報知制御の少なくとも1つの制御を行う制御部130を含む。
 詳細については後述するが、脈波情報の測定に用いられる脈波センサーは例えば光電センサーにより実現することができる。受光部が透過光を受光するか、或いは反射光を受光するかに応じて、生体情報検出装置100の具体的な形態は異なることになるが、いずれの形態にせよ、生体情報検出装置100はバンド等の支持部材によりユーザーの所与の部位に固定されればよい。ここでの所与の部位とは、図3(A)等を用いて後述するように手首であってもよいし、指や頸部、足首等の他の部位であってもよい。
 そのため、ホルター心電図のような心電図測定装置に比べて、本実施形態に係る生体情報検出装置100は皮膚のかぶれ等の問題が生じにくく、長期間の連続装着が可能である。そのため、3日~10日程度の期間、継続して脈波情報を取得することも容易であり、不整脈の発症頻度が低い状態であったとしても、脈波情報に基づく不整脈検出処理においては、検出漏れの可能性を抑止可能である。
 そして、不整脈においては脈拍数の増加(頻脈)、減少(徐脈)、或いは心拍間隔(脈拍間隔)の不規則性等が症状として現れるため、ユーザー自身は自覚症状がなかったとしても、脈波情報を用いることで多くの種類の不整脈を検出可能である。以上をまとめると、本実施形態に係る生体情報検出装置100では、不整脈の発症の頻度が低い、或いは発症が自覚症状を伴わないといった点が問題とならず、脈波情報を用いて当該発症を適切に検出可能であると言える。
 ただし、本出願人の実験により、脈波情報を用いてある程度の精度で不整脈を検出できることはわかっているが、現状、医学的な不整脈の確定診断においては心電図を用いることとなっており判断精度も高くできる。そのため、不整脈発症時の心電図を測定しておくことも重要である。
 そこで本実施形態では、脈波情報に基づく不整脈の検出結果を、心電図測定に関する制御のトリガーとして利用する。詳細については後述するが、心電図測定部120の電源制御、測定された心電図の記憶制御、ユーザーに対する報知制御の少なくとも1つの制御を行えばよい。このようにすれば、脈波情報に基づく不整脈の検出結果を用いて、適切なタイミングで心電図の測定、記憶が可能になるため、当該不整脈が自覚症状を伴うか否かに関係なく、心電図の測定漏れを抑止すること等が可能になる。
 以下、本実施形態に係る生体情報検出装置の具体的な構成例について説明した後、脈波情報に基づく不整脈の検出結果を用いた制御手法について詳細に説明する。最後に、脈波情報に基づいて不整脈を検出する手法の具体例をいくつかのパターンに分けて説明する。
 2.生体情報検出装置の構成例
 次に生体情報検出装置100の構成例について説明する。まずシステム構成例(機能ブロック図)について説明し、その後具体的な形状の例について説明する。また、生体情報検出装置100が他の機器と連動する場合のシステム例についても説明する。
 2.1 機能ブロック図
 図2に本実施形態に係る生体情報検出装置100の詳細なシステム構成例を示す。図2に示したように、生体情報検出装置100は、脈波センサー42と、電極部20と、脈波情報測定部110と、心電図測定部120と、制御部130と、解析処理部140と、出力部150と、報知部160を含む。ただし、生体情報検出装置100の構成は図2に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。また、変形実施が可能な点は図2に含まれる各部の構成や、図11等の他のシステム構成例を表す図でも同様である。
 脈波センサー42は、脈波信号を検出するためのセンサーであり、例えば発光部43と受光部44とを含む光電センサー等が考えられる。光電センサーや、その他の形態のセンサー(例えば超音波センサー)等、脈波センサー42は種々のセンサーにより実現できることが知られており、本実施形態の脈波センサー42はそれらのセンサーを広く適用可能である。
 脈波情報測定部110は、脈波検出回路113と、脈波情報記憶部115を含む。脈波検出回路113は、脈波センサー42に接続され、脈波センサー42からのセンサー情報に基づいて脈波情報を検出(取得)する。脈波情報記憶部115は、脈波検出回路113で検出された脈波情報を記憶する。脈波情報記憶部115の機能は、RAM等のメモリーやHDD(ハードディスクドライブ)などにより実現できる。
 電極部20は、狭義には第1の電極21と第2の電極22を含み、各電極部は生体情報検出装置100内で互いに絶縁され、心電図の測定時においては、ユーザーの心臓を基準として、第1の電極21は第1の方向側のユーザーの部位に接触し、第2の電極22は第1の方向側とは反対の第2の方向側のユーザーの部位に接触する。生体情報検出装置100が後述する図5の形状であり、当該生体情報検出装置100がユーザーの左腕に装着される場合、心電図測定時にはユーザーは図7(A)、図7(B)の状態となることから、第1の電極21はユーザーの右指1等に接触し、第2の電極22はユーザーの左手首2に接触する。すなわち、図7(A)、図7(B)の例であれば第1の方向とはユーザーの正面方向を基準とした場合に、心臓に対して右側の方向であり、第2の方向は心臓に対して左側の方向となる。
 心電図測定部120は、心電図検出回路123と、心電図記憶部125を含む。心電図検出回路123は、電極部20に接続され、電極部20からの電気信号に基づいて心電図の測定(検出)を行う。心電図記憶部125は、心電図検出回路123で検出された心電図(心電図測定結果情報)を記憶する。心電図記憶部125の機能は、RAM等のメモリーやHDD(ハードディスクドライブ)などにより実現できる。また、図2では脈波情報記憶部115と心電図記憶部125を別ブロックとして記載したが、これらを1つのメモリー等により実現してもよい。
 制御部130は、脈波情報に基づく不整脈の解析結果(検出結果)に基づいて、種々の制御を行う。具体的には、電源制御、記憶制御、報知制御のうちの少なくとも1つの制御を行えばよい。電源制御とは、不図示のバッテリーから心電図測定部120に対する電源供給の制御である。記憶制御とは、心電図検出回路123から出力された心電図を、心電図記憶部125で記憶するか否かを決定する制御である。報知制御とは、報知部160における、ユーザーに対する報知の開始、終了のタイミング、或いは報知態様の具体的内容を決定する制御である。制御部130における制御内容の詳細については後述する。
 また、解析処理部140は、脈波情報記憶部115に記憶された脈波情報を読み出し、不整脈の解析処理を行う。この解析処理部140の機能は、各種プロセッサ(CPU等)、ASIC(ゲートアレイ等)などのハードウェアや、プログラムなどにより実現できる。不整脈の解析処理の詳細については後述する。
 図2の例では、生体情報検出装置100が、脈波情報に基づいて解析処理を行って不整脈の検出結果情報を求める解析処理部140を含む。この場合、不整脈の解析処理を、生体情報検出装置100の内部で実行することが可能になる。
 出力部150は、心電図記憶部125に記憶された心電図を読み出し、外部に対して出力する。ここでの出力部150は、ネットワークを介して外部の機器と通信を行う通信部であってもよい。この場合、図3(A)に示したように、生体情報検出装置100はネットワークNEを介して外部の機器(例えばサーバーシステム200)に接続され、心電図測定結果情報をサーバーシステム200に対して送信することになる。ただしここでの外部の機器は、サーバーシステム200に限定されるものではなく、ユーザーの使用するスマートフォン等であってもよい。またネットワークNEは、WAN(Wide Area Network)やLAN(Local Area Network)などにより実現することができ、有線・無線を問わない。上記外部の機器がユーザーの使用するスマートフォンであれば、ネットワークNEを短距離無線通信により実現することもできる。
 ここで、出力部150が出力する情報について説明する。上述したように、不整脈の確定診断には心電図を用いることから、出力部150は心電図測定結果情報の出力を行う。ただし、出力する情報はこれに限定されず、心電図測定結果情報に他の情報を付加して出力してもよい。
 例えば、出力部150は、心電図測定結果情報を、脈波情報に基づく不整脈の検出結果情報に関連付けて出力してもよい。
 これにより、例えば心電図測定結果情報が適切に取得されなかった期間があった場合に、当該期間における情報を脈波情報に基づく検出結果情報で代用すること等が可能になる。本実施形態の手法では、脈波情報から不整脈が疑われる場合には、心電図測定部120を適切に動作させる制御や、測定開始を報知する制御を行う。しかし場合によっては、ユーザーが報知に気がつかない、或いは諸事情により報知に気づいても測定動作を行えない、或いは測定動作を行ったが電極の接触が十分でない、といったように心電図が測定されない状況も起こりえる。その場合、測定できなかった期間で、全く情報無しとしてもよいが、脈波情報からの検出結果情報が取得されている以上、当該検出結果情報を流用することで、処理負荷を増大させることなくデータの空白期間が生じることを抑止できる。
 また、出力部150は、体動センサーにより取得されたユーザーの体動情報、又は体動情報によって判定されるユーザーの行動情報を、心電図測定結果情報に関連付けて出力してもよい。
 この場合、生体情報検出装置100は体動情報を取得する体動センサーを含んでもよい。体動センサーは加速度センサー、ジャイロセンサー、方位センサー等、種々のセンサーにより実現できる。ここでの体動情報とは、体動センサーにより取得される情報であり、ユーザーの体の動きの程度を表す情報となる。一例としては加速度の大きさを表す情報であってもよい。
 また、行動情報とは体動情報により求められる情報であり、ユーザーの具体的な行動を表す情報である。行動情報の具体例も種々考えられるが、例えばユーザーが覚醒状態か睡眠状態かを表す情報であってもよいし、その場合、覚醒状態を運動状態と安静状態に細分化してもよい。さらにいえば、運動状態を歩行状態や走行状態等に細分化することや、安静状態を座位状態、臥位状態、立位状態等に細分化することもできる。体動情報から行動情報を求める手法は種々知られており、本実施形態ではそれらの手法を広く適用可能であるため、これ以上の詳細な説明は省略する。
 また、体動情報(行動情報)と心電図測定結果情報を関連づけた情報とは、例えば所与の時刻での心電図測定結果情報と、対応する時刻(狭義には同じ時刻)の体動情報を関連づけた情報であってもよい。
 このようにすれば、単純な心電図の情報だけでなく、そのときユーザーがどのような動き(行動)をしていたかを出力することができる。不整脈には種々の種類があり、種類に応じて治療方針が異なる。例えば、心房細動には交感神経依存型心房細動と、迷走神経依存型心房細動があり、前者はβブロッカーが有効であり、後者は抗コリン薬が有効であることがわかっている。そして、交感神経依存型心房細動は運動時に起こりやすく、迷走神経依存型心房細動は安静時に起こりやすいことも知られている。つまり、体動情報、行動情報を合わせて出力することで、不整脈の診断や治療方針の決定に有用であると言える。
 また、自律神経系としての迷走神経は副交感神経としての働きが強いことを鑑みれば、上記交感神経依存型心房細動と迷走神経依存型心房細動の分類を容易にするという観点からは、ユーザーの自律神経の活動状態に関する情報を取得することが有用と考えられる。よって出力部150は、脈波情報に基づいて得られた自律神経活動情報を、心電図測定結果情報に関連付けて出力してもよい。
 脈波情報から自律神経活動状態を判定するには、まず図4(A)のtに示した脈拍間隔をある程度の期間にわたって計測することで、脈拍間隔の時系列的なデータを取得する。脈拍間隔は常時一定となるものではなく変動(揺らぎ)が生じる。そして、当該変動は交感神経の活動と副交感神経の活動により生じることが知られており、且つ交感神経の活動による変動度合いと、副交感神経の活動による変動度合いが異なることも知られている。
 そこで、脈拍間隔の時系列的なデータを周波数変換する。周波数変換後のデータの一例を図4(B)に示す。図4(B)からわかるように、周波数変換後のデータからは、比較的低い周波数のピークLFと、比較的高い周波数のピークHFが取得される。
 LFは脈拍間隔のゆっくりとした変化を表すものであり、主として交感神経の活動を反映したものとなる。それに対して、HFは脈拍間隔の素早い変化を表すものであり、主として副交感神経の活動を反映したものとなる。なお、厳密にはLFは交感神経と副交感神経の両方を反映しうるものであるが、以下では、説明を簡略化するために主として交感神経の活動を反映するものと記載する。
 このような特性を考慮すれば、LFとHFの比(例えばそれぞれのピークでの信号強度の比)を求めることで、脈波情報の計測期間において交感神経が優位であるか副交感神経が優位であるかを判定することが可能である。
 自律神経活動情報としては、例えばHFの値及びLF/HFの値の2つを用いればよい。HFが大きければ副交感神経が優位であるし、LF/HFが大きければ交感神経が優位であると判定できる。自律神経活動情報と心電図測定結果情報との関連づけは、例えば上述した体動情報の例と同様に、同じタイミングで取得された情報を関連づけることにより行えばよい。
 2.2 生体情報検出装置の形状の例
 図5に本実施形態に係る生体情報検出装置100の外観図の一例を示す。本実施形態の生体情報検出装置100はバンド部10とケース部30と、図5には不図示のセンサー部40を有する。ケース部30はバンド部10に取り付けられる。センサー部40は、図8を用いて後述するように、ケース部30に設けられる。
 バンド部10はユーザーの手首に巻き付けて生体情報検出装置100を装着するためのものである。バンド部10はバンド穴12、バックル部14を有する。バックル部14はバンド挿入部15と突起部16を有する。ユーザーは、バンド部10の一端側を、バックル部14のバンド挿入部15に挿入し、バンド部10のバンド穴12にバックル部14の突起部16を挿入することで、生体情報検出装置100を手首に装着する。
 ケース部30は、生体情報検出装置100の本体部に相当するものである。ケース部30の内部には、センサー部40や不図示の回路基板等の生体情報検出装置100の種々の構成部品が設けられる。即ち、ケース部30は、これらの構成部品を収納する筐体である。
 生体情報検出装置100は、図3(A)等に示すようにユーザーの手首に装着され、当該装着された状態で脈波情報(広義には生体情報)の計測が行われる。
 また、生体情報検出装置100は、上述したように、脈波情報測定部110と、心電図測定部120と、制御部130と、を収納するケース部30を含み、ケース部30の被検体側の面に、心電図測定のための第2の電極22が設けられ、ケース部30の被検体と接触する面とは反対側の面に、心電図測定のための第1の電極21が設けられてもよい。ここで、ケース部30は種々の部品を収納する中空の部材であることが想定されるため、ケース部30の面は内面と外面の両方を考えることができる。その場合、第1,第2の電極がユーザーの所与の部位と接触する必要があることを考慮すれば、第1,第2の電極はともにケース部30の外面に設けられるはずである。つまり狭義には、ケース部30の外面のうちの被検体側の面に、心電図測定のための第2の電極22が設けられ、ケース部30の外面のうちの被検体とは反対側の面に、心電図測定のための第1の電極21が設けられてもよい。
 また、ケース部30はトップケース31及びボトムケース32を有してもよい。図5の例であれば、ケース部30がトップケース31とボトムケース32とが接続されることで構成され、トップケース31とボトムケース32の間に脈波情報測定部110(狭義には脈波検出回路113等が実装される回路基板)等が収納される。ここで、ボトムケースとは板状(蓋状)の部材であってもよく、その場合のボトムケースはケース部30の裏蓋となる。
 この場合、ボトムケース32の被検体側の面に、心電図測定のための第2の電極22が設けられ、トップケース31の被検体とは反対側の面に、心電図測定のための第1の電極21が設けられる。
 上述した図5は、生体情報検出装置100がユーザーに装着された状態において、被検体(ユーザーの手首)からケース部30へと向かう方向を第1の方向DR1とし、その反対方向を第2の方向DR2とした場合に、生体情報検出装置100よりもDR1側の位置から観察した場合の平面図である。
 一方、図6(A)は生体情報検出装置100のうちのケース部30を、DR1及びDR2に直交する方向のうちの図5に示したDR3方向で観察した場合の側面図であり、図6(B)はケース部30を生体情報検出装置100よりもDR2側の位置から観察した場合の平面図である。この場合、図5に示されたケース部30はトップケース31側を表し、図6(B)に示されたケース部はボトムケース32側を表す。また、図6(A)では紙面上側(DR1側)がトップケース31であり、紙面下側(DR2側)がボトムケース32である。
 この場合、生体情報検出装置100はバンド部10によりユーザーの一方の手首に固定されることから、電極部20のうちの一方の電極をボトムケース32の被検体側の面、或いはバンド部10のうち被検体に接する面(図5のバンド部10で描画される面の裏側の面)に設けることで、電極部20を被検体と接触させることが可能である。この際、電極部20と心電図測定部120との接続を考慮すれば、電極部20(ここでは第2の電極22)はボトムケース32の被検体側の面に設けられることが望ましい。
 第2の電極22が装置の装着される側の手首(例えば左手首)に接触するのであれば、第1の電極21は、第2の電極22とは絶縁され、且つ被検体の左手首には接触しない必要がある。なぜなら心電図の測定では、心臓を基準として異なる側に(心臓を挟むように)電極を配置するためである。このような条件を満たし、且つ第1の電極21と心電図測定部120との接続を考慮すれば、第1の電極21はトップケース31の被検体とは反対側の面に設けられることが望ましい。
 そして心電図の測定の際には、心臓を基準として第2の電極22とは反対側の部位と、第1の電極21とを接触させればよい。生体情報検出装置100が左腕に装着されているのであれば、第1の電極21はユーザーの右半身の所与の部位と接触させる必要がある。一例としては、図7(A)に示したように、ユーザーの右指1(或いは右手)によりトップケース31を抑える動作を行わせればよい。このようにすれば、第1の電極21は図7(B)に示したようにユーザーの右指1(或いは右手)に接触し、且つ左手首2と第2の電極22が接触するため、第I誘導心電図と呼ばれる心電図を測定できる。
 次に、脈波センサー42を含むセンサー部40と、当該センサー部40の周辺部分の詳細な構造例について説明する。ここでの脈波センサー42は具体的には上述したように光電センサーであってもよい。所定の波長の光は血液中のヘモグロビンによって吸収され、その吸収量は血管中の血流量に関係する。そして、心臓の拍動(脈動)により血液中の血流量は、周期性をもって変動する。そのため、発光部からの光を被検体に照射し、その反射光(機器の構成によっては透過光)を受光することで、血流量に関する情報が取得でき、当該情報は被検体の脈拍(心拍、脈波)に関する情報を表すものとなる。光電センサーを脈波センサー42として用いることは一般的であるため、これ以上の説明は省略する。
 この場合、脈波センサーを構成する受光部44は全ての光を受光すればよいものではない。具体的には、発光部43から照射され、被検体により反射された反射光を受光すべきであり、その他の外乱光の受光は抑止されるべきである。ここでの外乱光とは、例えば太陽光や照明光のような環境光が考えられる。
 そのため、生体情報検出装置100は、被検体に対して光を照射する発光部43と、被検体からの光を受光する受光部44と、発光部43からの光を被検体に照射し被検体からの光を受光するための検出窓33とを有してもよい。図2等にも示したように、脈波情報測定部110は、受光部44からの信号に基づいて脈波情報を測定する。ここでの発光部43及び受光部44は、脈波センサー42を構成するものである。そして、検出窓33は、生体情報検出装置100の装着時において、脈波センサー42と被検体との間に設けられるものであり、例えば図6(B)に示したようにボトムケース32の被検体側の面に設けられる。検出窓33は光を透過する透光部材により構成される。
 生体情報検出装置100の装着時には、ボトムケース32の被検体側の面は、バンド部10により加えられる荷重で被検体に対して押しつけられる。そのため、検出窓33を図6(B)の位置とすることで、環境光等の外乱光が受光部44へ入射することを抑止でき、高精度での脈波情報の検出が可能になる。また、外乱光の入射抑止という観点からは、ボトムケース32の被検体側の面のうち、検出窓以外の部分については、光を透過しない遮光部材により構成されることが望ましい。
 すなわち、ケース部30(狭義にはボトムケース32)のうち、検出窓33以外の部分からはケース部30への光の入射が抑止されることが望ましい。その意味では、検出窓33とは、ケース部30の被検体側の部分(ボトムケース32)のうち、透光部材により構成される部分であってもよい。
 さらにいえば、ボトムケース32の所与の部分が透光部材で構成されたとしても、当該透光部材が遮光部材で覆われていれば、当該透光部材の部分からの光の入射は抑止可能である。ここで、透光部材が遮光部材に覆われるとは、機器装着時において、当該透光部材よりも被検体側となる位置に遮光部材が設けられることを表す。つまり、検出窓33とは、ケース部30の被検体側の部分(ボトムケース32)のうち、露出した透光部材により構成される部分であってもよい。ここでの「露出した」とは、生体情報検出装置100を通常想定される形態で(分解等せずに)使用している状況において、外部からケース部30の内部を観察できる状態を表す。一例としては、図6(B)に示したように、ボトムケース32を、当該ボトムケース32よりもDR2側の位置に設定された視点から観察した場合に、観察可能であることを「露出した」と定義することが可能である。
 上述したように、電極部20のうちのいずれかの電極(第2の電極22)はケース部30のうちの被検体側の表面に設けられるとよい。ただし、電極は一般的に光を透過しない金属等により構成されるものであるから、当該電極が検出窓33の位置と重なることは望ましくない。逆に、上記遮光部材と電極が重なる、或いは、電極を遮光部材として用いることが望ましいと言える。
 つまり、心電図を測定する電極部20(狭義にはそのうちの1つの電極でありここでは第2の電極22)は、検出窓33の周辺部に設けられるとよい。図6(B)の例では、ケース部30を当該ケース部30よりもDR2側に設定された視点から観察した平面視において、検出窓33を囲むように第2の電極22が設けられている。ただし、第2の電極22は図6(B)に示した同心円状の形状であって、当該同心円の内側の円の内部に検出窓33が配置されるものに限定されない。例えば、図5に示した第1の電極21と同様の形状(平面図において楕円形状)となる電極を、検出窓33の近傍に配置して第2の電極22としてもよい。
 図8にセンサー部40、検出窓33及びその周辺の断面構造を示す。図8は例えば図6(A)と同様に、センサー部40等をDR3の方向で観察した場合の断面図である。図8に示したように、センサー部40は、発光部43と受光部44を含み、発光部43及び受光部44により脈波センサー42が実現される。なお、発光部43から受光部44への直接光は脈波に関する成分を含まない、すなわちノイズ成分となるため、センサー部40は、当該直接光の受光部44への入射を遮光する遮光壁45を含んでもよい。
 また、検出窓33は、押圧を被検体に与えるための凸部34を有し、さらに生体情報検出装置100(特にケース部30であり、狭義にはボトムケース32)は凸部34により被検体に加えられる押圧を抑制する押圧抑制部35を含んでもよい。
 そして本実施形態では、凸部34は、押圧抑制部35の押圧抑制面から被検体側に、Δh>0となるように突出している。即ち、凸部34は、押圧抑制部35の押圧抑制面よりも、Δhの分だけ被検体側に突出している。
 このように、Δh>0となる凸部34を設けることで、例えば静脈消失点を超えるための初期押圧を被検体に対して与えることが可能になる。また、凸部34が被検体に与える押圧を抑制するための押圧抑制部35を設けることで、生体情報検出装置100により生体情報の測定を行う使用範囲において、押圧変動を最小限に抑えることが可能になり、ノイズ成分等の低減を図れる。また、Δh>0となるように凸部34が押圧抑制面から突出していれば、凸部34が被検体に接触して初期押圧を与えた後に、押圧抑制部35の押圧抑制面が被検体に接触して、凸部34が被検体に与える押圧を抑制できるようになる。ここで静脈消失点とは、被検体に凸部34を接触させ押圧を次第に強くした時に、脈波信号に重畳された静脈に起因する信号が消失、または脈波測定に影響しない程度に小さくなる点のことであり、図9のp2に相当する。
 図9は、押圧に対する吸光度の変化を例示する図である。横軸は押圧を、縦軸は血管における吸光度を示している。押圧が変化すると、影響を受ける血管が変化する。最も影響を受けやすい、すなわち最も低い押圧で影響を受ける血管は毛細血管である。図9の例では、押圧がp1を超えたところで吸光度の変化量が大きくなっているが、これは押圧で毛細血管がつぶれ始めたことを意味する。押圧がp2を超えると吸光度の変化がなだらかになっているが、これは毛細血管がほぼ完全につぶれている(閉じている)ことを意味する。毛細血管の次に影響を受けるのは動脈である。さらに押圧が増してp3を超えると吸光度の変化量が再び大きくなっているが、これは押圧で動脈がつぶれ始めたことを意味する。押圧がp4を超えると吸光度の変化がなだらかになっているが、これは動脈がほぼ完全につぶれている(閉じている)ことを意味する。
 例えば図10では、横軸はバンド部10等が発生する荷重を表しており、縦軸は、凸部34が被検体に与える押圧(血管にかかる圧力)を表している。そして凸部34の押圧を発生させる荷重機構による荷重に対する凸部34の押圧の変化量を押圧変化量としたとする。この押圧変化量は、荷重に対する押圧の変化特性の傾きに相当する。
 この場合に押圧抑制部35は、荷重機構の荷重が0~FL1となる第1の荷重範囲RF1での押圧変化量VF1に対して、荷重機構の荷重がFL1よりも大きくなる第2の荷重範囲RF2での押圧変化量VF2が小さくなるように、凸部34が被検体に与える押圧を抑制する。即ち、初期押圧範囲である第1の荷重範囲RF1では、押圧変化量VF1を大きくする一方で、生体情報検出装置100の使用範囲である第2の荷重範囲RF2では、押圧変化量VF2を小さくする。
 つまり、第1の荷重範囲RF1では、押圧変化量VF1を大きくして、荷重に対する押圧の変化特性の傾きを大きくしている。このような変化特性の傾きが大きな押圧は、凸部34の飛び出し量に相当するΔhにより実現される。即ち、Δh>0となる凸部34を設けることで、荷重機構による荷重が少ない場合であっても、静脈消失点を超えるのに必要十分な初期押圧を、被検体に対して与えることが可能になる。
 一方、第2の荷重範囲RF2では、押圧変化量VF2を小さくして、荷重に対する押圧の変化特性の傾きを小さくしている。このような変化特性の傾きが小さな押圧は、押圧抑制部35による押圧抑制により実現される。即ち、凸部34が被検体に与える押圧を、押圧抑制部35が抑制することで、生体情報検出装置100の使用範囲では、荷重の変動等があった場合にも、押圧の変動を最小限に抑えることが可能になる。これにより、ノイズ成分の低減等を図れる。
 このように、最適化された押圧(例えば16kPa程度)が被検体に与えられるようにすることで、より高いM/N比(S/N比)の脈波検出信号を得ることが可能になる。すなわち、脈波センサー42の信号成分を増加させると共に、ノイズ成分を低減できる。ここでMは脈波検出信号の信号レベルを表し、Nはノイズレベルを表す。
 また、検出窓33には図8に示したように溝部36が設けられてもよく、溝部36の底面の高さは、押圧抑制部35の外面(装着時における被検体側の面)の高さ(最も高い端部での高さ)よりも低くなっており、溝部36の底面は、上記外面よりも下方(センサー部40側)の面となる。
 例えば、樹脂で形成される硬い素材の透光部材の接触面に対して、肌のように相対的に柔らかいものを接触させると、透光部材の周縁部(外周部)の付近においては、肌と接触していない領域や、接触圧の弱い領域が生じる。従って、例えば凸部34の周囲に溝部36を設けずに平坦部にすると、この平坦部が肌と接触しなかったり、弱い接触状態になるなどして、接触状態が動的に変化してしまう。そして、このような接触状態の動的な変化が原因で、光学的に光の強弱が発生しやすくなり、そのような光が受光部に入射すれば、脈成分とは相関の無いノイズとなってしまう。
 この点、図8のような溝部36を設ければ、このように接触状態が動的に変化する領域が発生してしまうのを、効果的に防止できるようになるため、信号品位の向上等を図れるようになる。
 この場合、心電図を測定する電極のうちの1つ(第2の電極22)は、押圧抑制部35に設けられるとよい。上述したように、押圧抑制部35は、測定時における被検体の押圧をコントロールするという特性上、被検体に対して密着した状態となりやすい。そのため、押圧抑制部35に電極を設けることで、被検体と電極をしっかりと接触させることができるため、心電図の測定を確実に行うこと等が可能になる。一例としては、図8に示したように押圧抑制部35の表面部分(図8では表面の一部であるが全部でもよい)を第2の電極22により実現すればよい。或いは、電極部20と被検体との接触度合いを高めるのであれば、第2の電極22は押圧抑制部35から突出するように設けられてもよい。
 2.3 生体情報検出装置を含むシステムの例
 図2の例では、脈波情報に基づいて不整脈の解析処理を行う解析処理部140が、生体情報検出装置100に含まれるものとした。しかし本実施形態の構成はこれに限定されず、図11に示した構成であってもよい。図11では、生体情報検出装置100は、脈波情報に基づく不整脈の検出結果情報を受信する受信部170を含み、制御部130は、受信した検出結果情報に基づいて、電源制御、記憶制御及び報知制御の少なくとも1つの制御を行う。
 この場合、生体情報検出装置100の出力部150は、脈波情報記憶部115から読み出した脈波情報を、他の情報処理装置に対して出力し、脈波情報に基づく不整脈の解析処理は当該他の情報処理装置において行われる。生体情報検出装置100では、解析処理の結果を受信部170で受信する。その後の制御部130の制御は図2の構成と同様であり、図2と図11は、解析処理を生体情報検出装置100内部で行うか外部の機器で行うかという点で相違する。
 図11の構成の場合、図3(A)に示した例と同様の構成とすることで、情報処理装置としてサーバーシステム200を用いることが可能である。ユーザーが装着する生体情報検出装置100は、小型軽量となる必要があるため、バッテリーや装置内部の処理部の処理性能、或いはデータの記憶容量に制約が大きい。それに対して、サーバーシステム200はリソースの制約が比較的小さいため、不整脈の解析処理等を高速で行ったり、より多くのデータ(脈波情報、或いは不整脈の解析結果)を保持することが可能である。
 ここでのサーバーシステム200は、心電図測定結果情報の出力先となる装置と同一の装置であってもよいし、異なる装置であってもよい。また、上記の情報処理装置はサーバーシステム200ではなく、スマートフォン300等の処理装置(狭義には携帯端末装置)により実現されてもよい。この場合の構成例が図3(B)である。スマートフォン300等の携帯端末装置は、サーバーシステム200に比べれば処理性能や記憶領域、バッテリー容量に制約があることが多いが、近年の性能向上を考慮すれば、十分な処理性能等を確保可能となることも考えられる。よって、処理性能等の要求が満たされるのであれば、図3(B)に示したようにスマートフォン等を上記他の情報処理装置とすることが可能である。
 また、本実施形態に係る生体情報検出装置100がサーバーシステム200と接続される場合、図3(A)に示すようにネットワークNEを介して直接的に接続されてもよいし、図3(C)に示すようにスマートフォン等の他の機器を介して接続されてもよく、接続形態は種々の変形実施が可能である。また、ここでのサーバーシステム200は、上述したように不整脈の解析処理を行う機器であってもよいし、心電図測定結果情報の出力先となる機器であってもよいし、その両方を兼ねる機器であってもよい。
 3.不整脈の検出結果情報を用いた制御例
 次に制御部130で行われる制御の例について説明する。制御部130は、脈波情報に基づいて、不整脈が検出されたと判断した場合に、心電図測定部120への電源の供給を開始する電源制御を行う。
 具体的には、図2等には不図示のバッテリーから心電図測定部120(狭義には心電図検出回路123)への電源供給を開始する制御を行えばよい。上述してきたように、不整脈が検出された場合とは、心電図の測定を行い、測定された心電図を出力する必要性が高いと判断された場合である。よって電源の供給を開始する電源制御を行うことで、心電図測定部120による心電図の測定が可能になるため、適切なタイミング(期間)での心電図を取得することが可能になる。
 また、この電源制御は、脈波情報に基づいて不整脈が検出されたと判断されなかった場合には、心電図測定部120への電源供給を行わない制御、または規制する制御と捉えることも可能である。つまり、このような電源制御を行うことで、心電図測定の必要性が低い状況では電源供給を行わない、すなわち消費電力を低減することも可能である。
 ただし、脈波情報に基づいて不整脈が検出されていない場合であっても、ユーザーが自身の意志により心電図の測定を望む場合もあり得る。そのため、脈波情報に基づく不整脈の検出結果だけで電源制御を行うのではなく、他の情報も併せて用いてもよい。一例としては、脈波情報に基づいて不整脈が検出された場合、又はユーザーによる明示の測定指示が行われた(例えば操作部が操作された)場合に心電図測定部120への電源供給を行い、それ以外の場合に電源供給を行わないものとしてもよい。
 また、制御部130は、脈波情報に基づいて、不整脈が検出されたと判断した場合に、記憶部(心電図記憶部125)に心電図測定結果情報の記憶を開始する記憶制御を行ってもよい。
 心電図測定結果情報に基づいて閲覧者(出力先の機器を操作するユーザーであり、例えば医師)が何らかの判断を行うためには、当該心電図測定結果情報は、1タイミング、或いは数秒といった短いスパンでのデータではなく、例えば数時間程度の継続した時系列データであることが望ましい。つまり、心電図測定部120での心電図の測定もある程度継続して行われることが想定される。
 その場合、測定した情報を逐次出力部150から出力するものとすれば、生体情報検出装置100内部での心電図測定結果情報の記憶はさほど考慮する必要がない。しかし、出力処理(通信処理)による電力消費等を考慮すれば、ある程度のデータを蓄積して記憶しておき、当該蓄積されたデータを単位として出力を行うとよい。
 以上の点を考慮すれば、心電図の測定においては心電図測定結果情報の記憶も重要な要素であるため、制御部130で記憶制御を行ってもよい。上述してきたように、記憶したいのは不整脈の発症が疑われる期間での心電図測定結果情報であるため、脈波情報に基づいて不整脈が検出されたと判断した場合に、記憶を開始すればよい。
 また、脈波情報に基づいて不整脈が検出されたと判断されなかった場合には、記憶を行わない、または規制するものとしてもよい。この場合、心電図記憶部125に記憶されている情報は不整脈の発症が疑われる期間での情報に限定されることになるため、不整脈との関係が薄いと推定される情報、すなわち優先度の低い情報が、心電図記憶部125に記憶されたり、出力部150を介して出力されたりすることを抑止できる。ただし、上記の電源制御の例と同様に、脈波情報に基づく不整脈の検出結果以外の情報を用いて記憶制御が行われてもよい。
 また、制御部130は、脈波情報に基づいて、不整脈が検出されたと判断した場合に、心電図測定部120を用いた心電図の測定を促す報知情報の出力(狭義にはユーザーに対する出力)を開始する報知制御を行ってもよい。
 図5等に示したように、本実施形態に係る生体情報検出装置100では、心電図の測定に用いる電極部20が、常時被検体の測定部位に接触しているとは限らない。図5の生体情報検出装置100であれば、図7(A)、図7(B)を用いて上述したように、ユーザーに対して右指(右手)を第1の電極21に接触させる動作を行わせる必要がある。
 このように、心電図の測定のためにユーザーに所与の動作を強いる実施形態の場合、脈波情報に基づいて不整脈が検出されたとして、生体情報検出装置100がそれを認識するだけでは不十分であり、ユーザーに対してその旨が伝わらなくては心電図測定ができない。そのため本実施形態では、脈波情報に基づいて不整脈が検出されたと判断されたら、ユーザーに対して心電図の測定を促すものとする。具体的には、報知部160により測定を促す報知を行う。
 報知部160が図2に示したように表示部161を含む場合には、表示部161に何らかの表示を行うことで測定を促す。この場合の報知は、「心電図の測定を開始してください」「右手を電極にのせてください」といったテキスト情報であってもよいし、図7(A)のようなユーザー姿勢を表す画像情報であってもよいし、それらを組み合わせてもよい。或いは、単純に表示部161の一部或いは全部を所定色で発光させるものであってもよい。
 また、報知部160が図2に示したようにブザー163を含む場合には、所与のブザー音を発生させる報知であってもよい。報知部160が音声の出力が可能であれば、「心電図の測定を開始してください」といった音声を読み上げてもよい。或いは、報知部160が不図示の振動部を含むのであれば、当該振動部を振動させることで報知を行ってもよい。その他、報知部160の具体的な構成や、測定を促す報知の内容は種々の変形実施が可能である。
 以上では、電源供給の開始、記憶の開始、測定を促す報知の開始に関する制御について説明したが、それらの停止に関する制御手法も種々考えられる。例えば、制御部130は、不整脈の検出結果情報に基づいて、電源の供給の停止制御、又は心電図測定結果情報の記憶の停止制御、又は報知情報の出力の停止制御を行ってもよい。
 具体的には、脈波情報に基づいて不整脈が検出されたと判断されなくなった場合に、心電図測定部への電源供給の停止、記憶の停止、報知の停止を行えばよい。このようにすれば、脈波情報に基づいて不整脈が検出されたと判断されている期間において、電源の供給、心電図測定結果情報の記憶が行われるため、上述したように消費電力が低減できたり、優先度の低い情報が記憶されることを抑止できたりする。また、不整脈が検出されたと判断されている期間で測定を促す報知制御が継続されているとすれば、当該報知制御が終了することで、ユーザーは測定を終了してもよいということを理解できる。
 電源を供給する電源制御、及び心電図測定結果情報を記憶する記憶制御は、不整脈が検出されたと判断されている期間では継続することが望ましい。そのようにしないと、不整脈が起きているにもかかわらず、心電図が測定されない期間が生じるおそれがある。
 しかし報知制御については、当該報知制御に従ってユーザーが心電図の測定を開始しているのであれば、報知を継続することはかえってユーザーにとって煩わしいものとなってしまう。そのため、測定を促す報知制御については、脈波情報に基づく不整脈の検出結果とは関係なく停止してもよい。例えば、報知制御の開始後、所与の時間が経過したタイミングで報知制御を停止してもよい。或いは、心電図測定結果情報を監視しておき、ユーザーによる測定が開始された、すなわち人間の心電図として想定される信号の取得が開始されたと判定されたタイミングで報知制御を停止してもよい。
 その場合、ユーザーフレンドリーの観点からは、心電図測定のための動作を終了してもよいタイミングとなったら、その旨を報知するとよい。つまり、心電図の測定を促す報知制御を行い、当該報知制御を所定時間の経過等により停止し、その後、別途心電図の測定の終了を促す報知制御を行うとよい。一例としては、脈波情報に基づいて不整脈が検出されたと判断されなくなった場合に、心電図の測定の終了を促す報知制御を行えばよい。また、脈波情報に基づく不整脈の検出後、所定期間が経過すると、心電図の測定の終了を促す報知制御を行ってもよい。さらに、脈波情報に基づく不整脈の検出後、心電図の測定を開始するとともに、脈波情報測定部110の少なくとも一部の機能を停止させ、心電図の測定開始から所定期間が経過すると、脈波情報測定部110による脈波情報の検出を行い、脈波情報に基づいて不整脈が検出されたと判断されなくなった場合に、心電図の測定の終了させるように制御してもよい。この場合、心電図測定部と脈波情報測定部との両方に電力供給することを回避できるため、電力の消費をより抑えることができる。
 また、本実施形態に係る生体情報検出装置100では、上記の電源制御、記憶制御、報知制御の全てを行ってもよいがこれには限定されず、いずれか1つを行う、或いは2つを選択して組み合わせる等の変形実施が可能である。
 4.不整脈検出手法
 脈波情報に基づいて不整脈を検出する手法を説明する。ここで説明する処理は、生体情報検出装置100の解析処理部140、或いは生体情報検出装置100以外の処理装置の処理部において行われる。以下では、解析処理部140により行われる例を説明する。またここでは、不整脈を心房細動、頻脈性不整脈、徐脈性不整脈に分けて、それぞれの検出手法を説明する。なお、心房細動は厳密には頻脈性不整脈であるが、脳梗塞等の重篤な症状を引き起こすため検出の重要性が高い点、及び単純な脈拍数ではなく脈拍間隔の不規則性を検出に用いる点を考慮して、頻脈性不整脈とは分けて説明を行う。
 4.1 心房細動
 本実施形態に係る生体情報検出装置100の制御部130は、心房細動の検出結果を不整脈の検出結果情報として、電源制御、記憶制御及び報知制御の少なくとも1つの制御を行ってもよい。心房細動は脈拍間隔(RR間隔)の不規則性に基づいて判定を行う。
 しかし、脈波を測定する場合には、測定中に被験者が自由に動きまわることができる場合が多いことから、体動ノイズの影響が脈波信号に含まれやすい。心電を測定する場合においても、脈波を測定する場合と比べて程度の差はあるものの、体動ノイズの影響が心電図の波形信号に含まれる場合がある。このように体動ノイズの影響を受けた場合には、1拍毎のRR間隔を正確に計測することは非常に困難であった。本実施形態では、体動ノイズの影響を抑止して、脈波情報を用いた場合でも精度よく心房細動を検出する手法を用いる。
 解析処理部140は、図12に示したように、ノイズ低減部141、RR間隔算出部142、パワー算出部143、及び判定部144を有するとともに、各種データの記憶領域となる検出波形信号記憶領域145、RR波形信号記憶領域146、及びパワー波形信号記憶領域147の各機能構成により実現される。
 ノイズ低減部141は、検出波形信号記憶領域145に記憶された検出波形信号Lから、RR間隔に相当する周波数帯域以外の体動ノイズ成分を低減するフィルター処理を施して出力する。検出波形信号記憶領域145及びノイズ低減部141は、RR間隔算出部142において周波数解析に用いられる検出波形信号Lを取得する取得部として機能する。
 なお、この処理においては体動ノイズ成分が低減され、その影響が検出波形信号Lから減少することにはなるが、心電図を用いた場合と同程度の心房細動の判定ができるほど、正確なRR間隔を計測することができるまでには至らない。
 RR間隔算出部142は、ノイズ低減部141において体動ノイズ成分が低減された検出波形信号Lについて、サンプリング毎にフレームを切り出し、短時間での周波数解析(STFT(Short-Time Fourier transform)解析)により周波数スペクトルを算出する。そして、RR間隔算出部142は、算出した周波数スペクトルに基づいて、フレーム毎にRR間隔に相当するパラメータを算出し、このパラメータの時間変化を示すRR波形信号FRRを、RR波形信号記憶領域146に記憶する。
 算出されるパラメータは、この例においては、フレーム内におけるRR間隔の平均を示す値(平均脈波RR間隔)であり、例えば、周波数スペクトルの最大ピークとなる周波数である。したがって、RR波形信号FRRは、平均脈波RR間隔の時間変化を示すことになる。RR間隔算出部142における処理により、ノイズ低減部141において体動ノイズが完全に除去されなくても、RR波形信号FRRに含まれる体動ノイズの影響を大幅に低減することができる。
 図13(A)、図13(B)は、心電RR間隔の変動を示す波形信号について、480秒間を1フレームとし、そのフレームにおいて0.01Hzから0.2Hzの帯域で周波数解析を行い、ピーク周波数とパワーとを対数変換して表したグラフであり、図14(A)、図14(B)は、RR間隔算出部142の出力、すなわち平均脈波RR間隔に対して同様の周波数解析を行った場合のグラフである。図13(A)、図14(A)が心房細動を発症していない場合、図13(B)、図14(B)が心房細動を発症している場合のグラフである。
 図13(A)、図13(B)からわかるように、心電RR間隔を用いた場合には、心房細動の発症の有無により回帰直線の切片と傾きが変化するため、当該切片及び傾きから心房細動を判定可能である。しかし、図14(A)、図14(B)からわかるように、平均脈波RR間隔を用いた場合、体動ノイズは低減できるものの、発症の有無による切片と傾きの差異が小さくなってしまい、同様の判定が困難である。
 しかし図14(A)、図14(B)の高周波数帯域に着目した場合、心房細動を発症しているときには、発症していないときに比べて、パワーが数倍に増加して有意差が見られる。したがって、この周波数帯域におけるパワーの変化は、心房細動の有無を判定する指標となり得る。本実施形態ではこのパワー変化により心房細動の判定を行う。
 パワー算出部143は、RR波形信号記憶領域146に記憶されたRR波形信号FRRについて、短時間での周波数解析(STFT解析)を行い、得られる周波数スペクトルに基づいて、一部の周波数帯域(以下、算出周波数帯域という)のパワー(以下、帯域パワーという)を算出する。パワー算出部143は、算出した帯域パワーの時間変化を示すパワー波形信号Paを、パワー波形信号記憶領域147に記憶する。
 判定部144は、パワー波形信号記憶領域147に記憶されたパワー波形信号Paについて、特定の判定条件を満たすか否かを判定し、判定結果に応じた情報を出力する。特定の判定条件とは、この例においては、判定時点から過去30分の観測時間に対して、パワー波形信号Paの値(帯域パワー)が、予め決められた閾値Pth(例えば「1」)を超えた時間が50%以上の割合となることである。すなわち、この特定の判定条件を満たす場合には、その判定時点において心房細動であると判定する。
 なお、特定の判定条件は、様々に設定可能であり、パワー波形信号Paの値が一定時間にわたって閾値Pthを超えた場合に心房細動であると判定されるようにしてもよい。また、30分の観測時間に対して、閾値Pthを超えた時間が50%未満であっても、閾値Pthを超えた回数が一定回数を超えていることを条件として、心房細動であると判定されるようにしてもよいし、30分間の帯域パワーの積分値が一定の値を超えていれば、心房細動であると判定されるようにしてもよい。
 また、リアルタイムの判定で無ければ、上記の過去30分の観測時間ではなく、例えば、判定時点の前後15分ずつの観測時間としてもよい。
 本実施形態では、観測時間のうち、パワーがPthを超えた時間をAF割合(信頼度)として用いることができる。つまり判定部144は、心房細動の判定結果を制御部130等に出力するものであるが、合わせてAF割合の情報を出力してもよい。AF割合は、例えば心電図測定結果情報と関連づけられて、出力部150から出力される。
 図15は、心房細動として判定された期間を説明する図である。図15に示す波形は、パワー波形信号Paの波形の例であり、24時間にわたって脈波を検出して得られた波形である。期間Ta、Tb、Tcは、判定部144によって心房細動であると判定された期間を示している。この期間Ta、Tb、Tcにおいては、図15に示すように、パワー波形信号Paの値が、大きくなっている。
 図16は、本実施形態における心房細動判定処理を説明するフローチャートである。まずユーザーにより心房細動の判定処理を開始する指示が入力されると、解析処理部140は、図16に示すフローを開始する。解析処理部140は、ユーザーが判定処理を終了する指示が入力されているか否かを判定する(ステップS110)。解析処理部140は、判定処理を終了する指示が入力されている場合(ステップS110;Yes)には、心房細動の判定処理を終了する。
 解析処理部140は、判定処理を終了する指示が入力されていない場合(ステップS110;No)には、脈波情報測定部110から脈波情報(検出波形信号L)を取得し(ステップS120)、ノイズ低減部141により体動ノイズ低減処理を行う(ステップS130)。このとき、解析処理部140は、検出波形信号Lを検出波形信号記憶領域145に記憶するが、体動ノイズ低減処理を行った検出波形信号Lを記憶するようにしてもよい。
 解析処理部140は、体動ノイズ低減処理を行った波形信号がRAMに1フレーム蓄積されたか否かを判定する(ステップS140)。解析処理部140は、1フレームの蓄積がされていない場合(ステップS140;No)には、ステップS110に戻って処理を続ける。一方、1フレームの蓄積がされた場合(ステップS140;Yes)には、解析処理部140は、RR間隔算出部142により平均脈波RR間隔を算出する(ステップS210)。
 解析処理部140は、RR間隔算出部142により算出した平均脈波RR間隔をRR波形信号記憶領域146に記憶する(ステップS220)。この記憶領域に記憶された平均脈波RR間隔の時間変化はRR波形信号FRRとなる。
 解析処理部140は、RR波形信号記憶領域146に記憶されたRR波形信号FRRが1フレーム蓄積されたか否かを判定する(ステップS230)。解析処理部140は、1フレームの蓄積がされていない場合(ステップS230;No)には、ステップS110に戻って処理を続ける。一方、1フレームの蓄積がされた場合(ステップS230;Yes)には、解析処理部140は、パワー算出部143により帯域パワーを算出する(ステップS310)。
 解析処理部140は、パワー算出部143により算出した帯域パワーをパワー波形信号記憶領域147に記憶する(ステップS320)。この記憶領域に記憶された帯域パワーの時間変化はパワー波形信号Paとなる。
 解析処理部140は、記憶されているパワー波形信号Paを参照し、判定部144により、過去30分における帯域パワーの50%以上が閾値Pthを超えていることという心房細動の判定条件を満たすか否かを判定する(ステップS410)。解析処理部140は、判定条件を満たしていないと判定した場合(ステップS410;No)には、心房細動を発症していないと判定し(ステップS415)、ステップ110に戻って処理を続ける。
 一方、解析処理部140は、判定条件を満たしていると判定した場合(ステップS410;Yes)には、心房細動を発症していると判定し(ステップS420)、ステップS110に戻って処理を続ける。
 このように、本実施形態における解析処理部140においては、1拍毎の脈波RR間隔の代わりに平均脈波RR間隔を計測することにより体動ノイズの影響を低減しつつ、心房細動の判定を行うことができる。
 4.2 頻脈性不整脈、徐脈性不整脈
 制御部130は、頻脈の検出結果を不整脈の検出結果情報として、電源制御、記憶制御及び報知制御の少なくとも1つの制御を行ってもよい。また、制御部130は、徐脈の検出結果を不整脈の検出結果情報として、電源制御、記憶制御及び報知制御の少なくとも1つの制御を行ってもよい。
 頻脈又は徐脈は、脈波情報から脈拍数を求めることで検出できる。例えば、脈波情報から、任意の秒数分の(例えば15秒間)1拍毎の脈波間隔の平均値を求めて、1分間の脈拍数に変換することで脈拍数を求めればよい。また、脈波情報(特に脈AC信号)から脈拍数を求める手法は種々知られており、本実施形態ではそれらを広く適用可能である。
 頻脈は、脈拍数が異常に高い状態を検出すればよい。具体的には、脈拍数が第1の脈拍数閾値以上(例えば150以上)で、かつ体動情報(或いは行動情報)に基づいてユーザーが安静状態にあると判定された場合に、頻脈として検出する。体動情報は、上述したように加速度センサー等の体動センサーのセンサー情報から取得することが可能である。通常、安静状態であれば脈拍数は低めの数値となるはずである。つまり、安静状態でありながら、ある程度高い(第1の閾値以上の)脈拍数の場合には、異常な状態であるため頻脈とする。
 また、体動情報(或いは行動情報)に基づいてユーザーが運動状態(活動状態)にあると判定された場合であっても、脈拍数が第2の脈拍数閾値以上(例えば200以上)の場合には頻脈として検出する。ユーザーが運動状態であればもともと脈拍数は高くなりやすいが、それでもより厳しい条件である第2の脈拍数閾値以上という条件が満たされる場合には、異常との判定が可能なためである。つまり、第2の脈拍数閾値は第1の脈拍数閾値よりも大きい値である。
 逆に、徐脈は脈拍数が異常に低い状態を検出すればよい。具体的には、脈拍数が第3の脈拍数閾値以下(一般的には40以下)の場合に除脈として検出する。
 なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また生体情報検出装置の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
 1 右指、2 左手首、10 バンド部、12 バンド穴、14 バックル部、15 バンド挿入部、16 突起部、20 電極部、21 第1の電極、22 第2の電極、30 ケース部、31 トップケース、32 ボトムケース、33 検出窓、34 凸部、35 押圧抑制部、36 溝部、40 センサー部、42 脈波センサー、43 発光部、44 受光部、45 遮光壁、100 生体情報検出装置、110 脈波情報測定部、113 脈波検出回路、115 脈波情報記憶部、120 心電図測定部、123 心電図検出回路、125 心電図記憶部、130 制御部、140 解析処理部、141 ノイズ低減部、142 RR間隔算出部、143 パワー算出部、144 判定部、145 検出波形信号記憶領域、146 波形信号記憶領域、147 パワー波形信号記憶領域、150 出力部、160 報知部、161 表示部、163 ブザー、170 受信部、200 サーバーシステム、300 スマートフォン、NE ネットワーク。

Claims (17)

  1.  脈波情報を測定する脈波情報測定部と、
     心電図を測定する心電図測定部と、
     前記脈波情報に基づく解析処理により得られた検出結果情報に基づいて、不整脈が検出されたと判定された場合に、前記心電図測定部の電源制御、前記心電図測定部で測定された心電図測定結果情報の記憶制御、及び前記心電図測定部を用いた心電図の測定に関する報知情報をユーザーに対して出力する報知制御の少なくとも1つの制御を行う制御部と、
     を含むことを特徴とする生体情報検出装置。
  2.  請求項1において、
     前記心電図測定結果情報を出力する出力部を含み、
     前記出力部は、
     前記心電図測定結果情報を、前記脈波情報に基づく前記不整脈の前記検出結果情報に関連付けて出力することを特徴とする生体情報検出装置。
  3.  請求項2において、
     前記出力部は、
     体動センサーにより取得された前記ユーザーの体動情報、又は前記体動情報によって判定される前記ユーザーの行動情報を、前記心電図測定結果情報に関連付けて出力することを特徴とする生体情報検出装置。
  4.  請求項2又は3において、
     前記出力部は、
     前記脈波情報に基づいて得られた自律神経活動情報を、前記心電図測定結果情報に関連付けて出力することを特徴とする生体情報検出装置。
  5.  請求項1乃至4のいずれかにおいて、
     前記制御部は、
     心房細動の検出結果を前記不整脈の前記検出結果情報として、前記電源制御、前記記憶制御及び前記報知制御の少なくとも1つの制御を行うことを特徴とする生体情報検出装置。
  6.  請求項1乃至5のいずれかにおいて、
     前記制御部は、
     頻脈の検出結果を前記不整脈の前記検出結果情報として、前記電源制御、前記記憶制御及び前記報知制御の少なくとも1つの制御を行うことを特徴とする生体情報検出装置。
  7.  請求項1乃至6のいずれかにおいて、
     前記制御部は、
     徐脈の検出結果を前記不整脈の前記検出結果情報として、前記電源制御、前記記憶制御及び前記報知制御の少なくとも1つの制御を行うことを特徴とする生体情報検出装置。
  8.  請求項1乃至7のいずれかにおいて、
     前記制御部は、
     前記脈波情報に基づいて、前記不整脈が検出されたと判断した場合に、前記心電図測定部への電源の供給を開始する前記電源制御を行うことを特徴とする生体情報検出装置。
  9.  請求項1乃至8のいずれかにおいて、
     前記制御部は、
     前記脈波情報に基づいて、前記不整脈が検出されたと判断した場合に、記憶部に前記心電図測定結果情報の記憶を開始する前記記憶制御を行うことを特徴とする生体情報検出装置。
  10.  請求項1乃至9のいずれかにおいて、
     前記制御部は、
     前記脈波情報に基づいて、前記不整脈が検出されたと判断した場合に、前記心電図測定部を用いた前記心電図の測定を促す前記報知情報の出力を開始する前記報知制御を行うことを特徴とする生体情報検出装置。
  11.  請求項8乃至10のいずれかにおいて、
     前記制御部は、
     前記不整脈の前記検出結果情報に基づいて、前記電源の供給の停止制御、又は前記心電図測定結果情報の記憶の停止制御、又は前記報知情報の出力の停止制御を行うことを特徴とする生体情報検出装置。
  12.  請求項1乃至11のいずれかにおいて、
     前記脈波情報に基づいて前記解析処理を行って前記不整脈の前記検出結果情報を求める解析処理部を含むことを特徴とする生体情報検出装置。
  13.  請求項1乃至11のいずれかにおいて、
     前記脈波情報に基づく前記不整脈の前記検出結果情報を受信する受信部を含み、
     前記制御部は、
     受信した前記検出結果情報に基づいて、前記電源制御、前記記憶制御及び前記報知制御の少なくとも1つの制御を行うことを特徴とする生体情報検出装置。
  14.  請求項1乃至13のいずれかにおいて、
     前記脈波情報測定部と、前記心電図測定部と、前記制御部と、を収納するケース部を有し、
     前記ケース部の被検体とは反対側の面に、心電図測定のための第1の電極が設けられ、
     前記ケース部の前記被検体側の面に、心電図測定のための第2の電極が設けられることを特徴とする生体情報検出装置。
  15.  請求項14において、
     前記ケース部は、トップケース及びボトムケースを有し、
     前記第1の電極は、前記トップケースの前記被検体とは反対側の面に設けられ、
     前記第2の電極は、前記ボトムケースの前記被検体側の面に設けられることを特徴とする生体情報検出装置。
  16.  請求項1乃至13のいずれかにおいて、
     被検体に対して光を照射する発光部と前記被検体からの光を受光する受光部と、前記発光部からの光を前記被検体に照射し前記被検体からの光を受光するための検出窓と、を有し、
     前記脈波情報測定部は、
     前記受光部からの信号に基づいて、前記脈波情報を測定し、
     前記心電図を測定する電極は、
     前記検出窓の周辺部に設けられることを特徴とする生体情報検出装置。
  17.  請求項16において、
     前記検出窓は、押圧を前記被検体に与えるための凸部を有し、
     前記凸部により前記被検体に加えられる押圧を抑制する押圧抑制部を含み、
     前記電極は、
     前記押圧抑制部に設けられることを特徴とする生体情報検出装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017170137A (ja) * 2016-03-24 2017-09-28 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 電子装置による使用者の生体情報をモニタリングする方法及びシステム
WO2018087423A1 (en) 2016-11-08 2018-05-17 Heart2Save Oy A system and method for determining a probability for a person to have arrhythmia
US20210085201A1 (en) * 2018-02-02 2021-03-25 Nihon Kohden Corporation Portable electrocardiograph and electrocardiography system

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104656895B (zh) * 2015-02-10 2018-02-02 北京智谷睿拓技术服务有限公司 确定输入信息的方法和设备
JP2016195747A (ja) * 2015-04-06 2016-11-24 セイコーエプソン株式会社 生体情報処理装置、生体情報処理システム、生体情報処理方法及び生体情報処理プログラム
US11166674B2 (en) * 2015-12-29 2021-11-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Wrist-type body composition measuring apparatus
KR20170118439A (ko) * 2016-04-15 2017-10-25 삼성전자주식회사 생체 정보를 측정하는 전자 장치 및 그를 충전하는 장치
KR102655671B1 (ko) * 2016-10-12 2024-04-05 삼성전자주식회사 생체정보 추정 장치 및 방법
CA3071069A1 (en) * 2017-09-01 2019-03-07 Societe Des Produits Nestle S.A. Heart rate detection device and related systems and methods
CN109662705A (zh) * 2017-10-13 2019-04-23 美商宇心生医股份有限公司 心电图计算系统及方法
US11786744B2 (en) * 2018-03-16 2023-10-17 Zoll Medical Corporation Wearable medical device for continuous heart monitoring with intermittent additional signal data provided via one or more touch-sensitive electrodes
WO2019215723A1 (en) 2018-05-10 2019-11-14 CardiacSense Ltd. A displacement sensor for use in measuring biological parameters
KR20200001823A (ko) * 2018-06-28 2020-01-07 웰빙소프트 주식회사 웨어러블 디바이스를 이용하는 심전도 측정 방법 및 시스템
CN109222921A (zh) * 2018-09-27 2019-01-18 北京智波信息技术有限公司 脉搏波测量装置和方法
EP3666185A1 (en) * 2018-12-14 2020-06-17 Koninklijke Philips N.V. System and method for sensing physiological parameters
JP7143787B2 (ja) * 2019-03-07 2022-09-29 日本電信電話株式会社 測定制御装置および測定制御方法
WO2020189088A1 (ja) * 2019-03-20 2020-09-24 日本電気株式会社 脈拍判定装置、ストレス判定装置、脈拍判定方法およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP7363268B2 (ja) * 2019-09-24 2023-10-18 カシオ計算機株式会社 生体情報取得装置、生体情報取得方法及びプログラム
KR102353061B1 (ko) * 2019-10-07 2022-01-20 주식회사 휴이노 생체 정보를 관리하는 방법, 시스템 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체
JP7484250B2 (ja) 2020-03-12 2024-05-16 オムロンヘルスケア株式会社 携帯型心電装置及び心電測定システム
JP7334991B2 (ja) * 2021-04-22 2023-08-29 株式会社エイティセンス 心電図データに係わる心音データを利用し、心電図データの異常信号区間を検出する生体信号測定装置及び生体信号測定方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60103935A (ja) * 1983-11-11 1985-06-08 セイコーインスツルメンツ株式会社 腕時計型心電計
JP2012081194A (ja) * 2010-10-14 2012-04-26 Denso Corp 生体状態監視装置
JP2014042547A (ja) * 2012-08-24 2014-03-13 Seiko Epson Corp 心房細動判定装置、心房細動判定方法およびプログラム

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994027492A1 (en) * 1993-05-21 1994-12-08 Nims, Inc. Discriminating between valid and artifactual pulse waveforms
US5456261A (en) * 1993-12-16 1995-10-10 Marquette Electronics, Inc. Cardiac monitoring and diagnostic system
US20030107487A1 (en) * 2001-12-10 2003-06-12 Ronen Korman Method and device for measuring physiological parameters at the wrist
US6912414B2 (en) * 2002-01-29 2005-06-28 Southwest Research Institute Electrode systems and methods for reducing motion artifact
US20080200775A1 (en) * 2007-02-20 2008-08-21 Lynn Lawrence A Maneuver-based plethysmographic pulse variation detection system and method
US7035684B2 (en) * 2003-02-26 2006-04-25 Medtronic, Inc. Method and apparatus for monitoring heart function in a subcutaneously implanted device
US7194293B2 (en) * 2004-03-08 2007-03-20 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Selection of ensemble averaging weights for a pulse oximeter based on signal quality metrics
JP4342455B2 (ja) * 2005-02-03 2009-10-14 株式会社東芝 健康管理装置および健康管理システム
JP4935249B2 (ja) * 2006-08-31 2012-05-23 カシオ計算機株式会社 生体情報測定装置
JP2009131297A (ja) * 2007-11-28 2009-06-18 Casio Comput Co Ltd 脈拍測定装置
JP2009178456A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Nippon Koden Corp 自律神経活動計測装置及び計測方法
US8086302B2 (en) * 2008-06-30 2011-12-27 Medtronic, Inc. Cardiac signal sensor control based on perfusion sensing
US8478389B1 (en) * 2010-04-23 2013-07-02 VivaQuant, LLC System for processing physiological data
CN101721206B (zh) * 2009-12-11 2011-08-03 无锡市吉天通信科技有限公司 具有人体运动状态及姿态检测功能的动态心电图装置
WO2012140559A1 (en) * 2011-04-11 2012-10-18 Medic4All Ag Pulse oximetry measurement triggering ecg measurement
US9113830B2 (en) * 2011-05-31 2015-08-25 Nellcor Puritan Bennett Ireland Systems and methods for detecting and monitoring arrhythmias using the PPG
US8948832B2 (en) * 2012-06-22 2015-02-03 Fitbit, Inc. Wearable heart rate monitor
WO2015150199A1 (en) * 2014-04-02 2015-10-08 Koninklijke Philips N.V. System and method for detecting variation of heart rate of a user

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60103935A (ja) * 1983-11-11 1985-06-08 セイコーインスツルメンツ株式会社 腕時計型心電計
JP2012081194A (ja) * 2010-10-14 2012-04-26 Denso Corp 生体状態監視装置
JP2014042547A (ja) * 2012-08-24 2014-03-13 Seiko Epson Corp 心房細動判定装置、心房細動判定方法およびプログラム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3187109A4 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017170137A (ja) * 2016-03-24 2017-09-28 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 電子装置による使用者の生体情報をモニタリングする方法及びシステム
WO2018087423A1 (en) 2016-11-08 2018-05-17 Heart2Save Oy A system and method for determining a probability for a person to have arrhythmia
EP3537966A4 (en) * 2016-11-08 2020-07-15 Heart2Save Oy SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING THE PROBABILITY FOR A PERSON TO HAVE ARRHYTHMIA
US20210085201A1 (en) * 2018-02-02 2021-03-25 Nihon Kohden Corporation Portable electrocardiograph and electrocardiography system
US11806153B2 (en) * 2018-02-02 2023-11-07 Nihon Kohden Corporation Portable electrocardiograph and electrocardiography system

Also Published As

Publication number Publication date
CN106572806A (zh) 2017-04-19
US20170258349A1 (en) 2017-09-14
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