JP2019058345A - 生体情報測定装置及び生体情報測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】利便性を向上させた生体情報測定装置及び生体情報測定方法を提供する。【解決手段】筐体は柱状である。右側心電図電極は、筐体の側面における、端面から高さＨ２離れた位置に配置される。左側心電図電極１２は、筐体の側面における、端面から高さＨ２離れた右側心電図電極とは異なる位置に配置される。脈波ＬＥＤ１３は、筐体の側面における、右側心電図電極又は左側心電図電極１２のいずれか一方の近傍で、且つ、端面から高さＨ２より短い高さＨ３離れた位置に配置される。心電図生成部は、右側心電図電極及び左側心電図電極１２から入力される第１信号を基に、心電図を生成する。脈波生成部は、脈波ＬＥＤ１３から入力される第２信号を基に、脈波を生成する。算出部は、心電図生成部により生成された心電図の情報及び前記脈波生成部により生成された脈波の情報を基に、生体情報を算出する。【選択図】図２

Description

本発明は、生体情報測定装置及び生体情報測定方法に関する。

近年、高齢者社会を迎えることなどにより、健康維持や病気への対応のために生体センシングを行う機会が増加している。そのような中、人体の状態は常に変動しており、人体の状態を正確に評価するには特定のタイミングでの測定では不十分であるため、医療機関外での測定の重要性が強調されている。そこで、血圧や心電測定などの生体センシングを行うことが可能な携帯型の生体センシング装置の需要が増加しつつある。携帯型の端末としては、例えば、ボイス制御型の端末などがある。

携帯型の生体センシング装置で血圧を測定する方法として、脈波伝搬速度（ＰＷＶ：Pulse Wave Velocity）を用いた血圧測定方法がある。脈波伝搬速度を用いた血圧測定には、心電図（ＥＣＧ：Electrocardiogram）の波形におけるＲ波の上部ピークと脈波の立ち上がりとの間の時間と心臓から手首までの距離とが用いられる。ここで、心電図の波形及び脈波の波形は生体センシングにより取得される。また、心臓から手首までの距離は、例えば、身長及び体重から推定される。

そこで、脈波伝搬速度を用いた血圧測定を正確に行うためには、測定対象が測定時の体制をリラックスさせて体にストレスを掛けない状態をとり、心電図の電極、脈波用のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を適所に配置して測定することが好ましい。このような状態の元での測定以外では、通常の血圧値より高い値が計測されてしまうなど正確な計測が行えないおそれがある。

このような生体センシングに関する技術として、測定対象に両手で装置を保持させた状態で脈波及び心電図の測定を行い、脈波伝搬速度を検出する測定装置の従来技術がある。また、側面に血管の脈動性信号円柱を検出するセンサが設けられた円柱状又は卵形状の部材を握らせて脈波の検出を行う従来技術がある。また、腕に装着されたカフを加圧する前に測定位置が適正な位置かを検出するために得られる脈拍数を用いて加圧速度を設定する従来技術がある。さらに、センサで収集したデータをサーバに無線で転送し、確認用端末でサーバに収集されたデータを閲覧可能なコミュニケーション支援システムの従来技術がある。

特開２０１４−０１２０７２号公報 特開２０１４−０６８８３６号公報 特開２０１３−０４２８４０号公報 特開２００２−１４９７０６号公報

しかしながら、生体センシング装置上の心電図電極や脈波ＬＥＤの配置を適切に行わなければ、心電図電極や脈波ＬＥＤに測定部位を合わせることで測定対象の体制に無理が生じるおそれがある。このような状態では、リラックスさせた状態を保ちながら適切な計測を行うことは困難であり、生体センシング装置としての利便性が損なわれてしまう。

また、測定対象に両手で装置を保持させる従来技術を用いても、測定対象が自らリラックスする位置になるように体を動かすことになり、容易にリラックスした体制を作ることは困難であり、生体センシング装置としての利便性が損なわれるおそれがある。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、利便性を向上させた生体センシング装置及び生体センシング装置制御方法を提供することを目的とする。円柱状又は卵形状の部材を握らせて脈波の検出を行う従来技術を用いても、心電図電極が考慮されていないため脈波伝搬速度の検出時に容易にリラックスした体制をとることは困難であり、生体センシング装置としての利便性が損なわれるおそれがある。これは、カフ式血圧計でも同様である。さらに、確認用端末でサーバに収集されたデータを閲覧可能なコミュニケーション支援システムの従来技術でも、脈波伝搬速度の検出時の体制は考慮されておらず、生体センシング装置の利便性を向上させることは困難である。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、利便性を向上させた生体情報測定装置及び生体情報測定方法を提供することを目的とする。

本願の開示する生体情報測定装置及び生体情報測定方法の一つの態様において、筐体は、柱状である。第１電極は、前記筐体の側面における、一方の端面から第１距離離れた位置に配置される。第２電極は、前記筐体の側面における、前記一方の端面から第１距離離れた前記第１電極とは異なる位置に配置される。脈波検出部品は、前記筐体の側面における、前記第１電極又は前記第２電極のいずれか一方の近傍で、且つ、前記一方の端面から第１距離より短い第２距離離れた位置に配置される。心電図生成部は、前記第１電極及び前記第２電極から入力される第１信号を基に、心電図を生成する。脈波生成部は、前記脈波検出部品から入力される第２信号を基に、脈波を生成する。算出部は、前記心電図生成部により生成された心電図の情報及び前記脈波生成部により生成された脈波の情報を基に、生体情報を算出する。

１つの側面では、本発明は、利便性を向上させることができる。

図１は、実施例１に係る生体センシング装置の正面図である。 図２は、実施例１に係る生体センシング装置の側面図である。 図３は、測定対象が血圧測定のために生体センシング装置を保持した状態を表す斜視図である。 図４は、生体センシング装置の上面の拡大図である。 図５は、実施例１に係る生体センシング装置のハードウェア構成図である。 図６は、実施例１に係る生体センシング装置のブロック図である。 図７は、心電図及び脈波とＰＴＴとの関係を表す図である。 図８は、実施例１に係る生体センシング装置による血圧測定処理のフローチャートである。 図９は、実施例２に係る生体センシング装置の正面図である。 図１０は、実施例２に係る生体センシング装置の側面図である。 図１１は、実施例２に係る生体センシング装置のハードウェア構成図である。 図１２は、実施例２に係る生体センシング装置のブロック図である。 図１３は、実施例２に係る生体センシング装置による血圧測定処理のフローチャートである。 図１４は、実施例３に係る生体センシングシステムのシステム構成図である。 図１５は、測定結果を通知するデータのフレーム構成を表した図である。 図１６は、実施例４に係る生体センシング装置のブロック図である。

以下に、本願の開示する生体情報測定装置及び生体情報測定方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する生体情報測定装置及び生体情報測定方法が限定されるものではない。

図１は、実施例１に係る生体センシング装置の正面図である。また、図２は、実施例１に係る生体センシング装置の側面図である。この生体センシング装置１が、「生体情報測定装置」の一例にあたる。

本実施例に係る生体センシング装置１は、ボイス制御端末である。図１及び２に示すように、本実施例に係る生体センシング装置１は、右側心電図電極１１、左側心電図電極１２、脈波ＬＥＤ１３、音声入出力装置１４及び進捗表示ＬＥＤ１５を有する。

本実施例に係る生体センシング装置１は、円柱状の筐体を有する。ここでの円柱とは、わずかな傾斜が付いた円錐台も含む。生体センシング装置１は、例えば、テーブルの上などに設置される。以下では、生体センシング装置１のテーブルに接触する端面を「底面」と呼ぶ。この底面が、「端面」の一例にあたる。また、生体センシング装置１の端面の反対側にある面を「上面」と呼ぶ。また、生体センシング装置１の端面と上面との間の面を「側面」と呼ぶ。さらに、テーブルなどの生体センシング装置１を設置する面を「設置面」と呼ぶ場合がある。

測定対象は、生体センシング装置１の図１に示される正面に置かれた椅子に生体センシング装置１に正対して腰かける。生体センシング装置１は、図１に示される正面に測定対象が正対する位置に座った状態で、測定対象の心臓の位置と坐った状態の太ももの上面の間に生体センシング装置１の低面が位置するように配置される。そして、測定対象は、両手で円柱形の生体センシング装置１の筐体を親指が前になるように両手で包み込んで保持する。本実施例に係る生体センシング装置１の高さＨ１は、例えば、２０ｃｍである。

右側心電図電極１１及び左側心電図電極１２は、測定対象の心電波形を取得するための電極である。右側心電図電極１１は、図１で表される生体センシング装置１の正面における生体センシング装置１に正対する測定対象の右手側に配置される。右側心電図電極１１には、測定対象の右手親指が接触する。また、左側心電図電極１２は、図１で表される生体センシング装置１の正面における生体センシング装置１に正対する測定対象の左手側に配置される。左側心電図電極１２には、測定対象の左手親指が接触する。

右側心電図電極１１は、生体センシング装置１の低面から右側心電図電極１１の最も低面へ近い位置までの高さＨ２が、例えば、５ｃｍ〜８ｃｍの位置に配置されることが好ましい。例えば、本実施例に係る生体センシング装置１では、右側心電図電極１１は、高さＨ２が７ｃｍの位置に配置される。また、左側心電図電極１２も同様に、生体センシング装置１の低面からの高さＨ２の位置に最も低面へ近い箇所が位置するように配置される。この高さＨ２が、「第１距離」の一例にあたる。

さらに、右側心電図電極１１及び左側心電図電極１２の生体センシング装置１の低面から上面へ向かう方向への長さは、例えば、１ｃｍ〜３ｃｍとすることができる。例えば、本実施例に係る生体センシング装置１では、右側心電図電極１１及び左側心電図電極１２の生体センシング装置１の低面から上面へ向かう方向への長さは、２．５ｃｍである。この右側心電図電極１１及び左側心電図電極１２が、「第１電極」及び「第２電極」の一例にあたる。

脈波ＬＥＤ１３は、脈波を検出するためのＬＥＤである。脈波ＬＥＤ１３には、測定対象の左手人差し指がかざされる。脈波ＬＥＤ１３は、本実施例では、図２に示すように生体センシング装置１に正対する測定対象の左手側側面に配置される。ただし、脈波の検出は測定対象の左手又は右手でもどちらでもよいので、脈波ＬＥＤ１３は、生体センシング装置１の正対する測定対象の右手側又は左手側いずれの側面に配置されてもよい。

そして、本実施例に係る脈波ＬＥＤ１３は、測定対象が左手親指を左側心電図電極１２に接触させた状態で、人差し指が届く位置に配置される。測定対象が左手親指を左側心電図電極１２に接触させた状態で人差し指が届く位置は、例えば以下の方法で決定することができる。すなわち、複数の測定対象のリラックスした体制での左手親指から左手人差し指までの距離を取得し、取得した値を用いて統計処理を行うことで、リラックスした状態の親指と人差し指の距離が求まる。そして、リラックスした状態の親指と人差し指の距離となるように、左側心電図電極１２に対する脈波ＬＥＤ１３の位置が決定される。例えば、本実施例では、生体センシング装置１の側面に沿って左側心電図電極１２から５ｃｍ離れた位置に配置される。

また、脈波ＬＥＤ１３は、生体センシング装置１の低面から高さＨ２よりも低い高さＨ３の位置に配置される。脈波ＬＥＤ１３は、左側心電図電極１２の親指を配置可能な位置よりも低い位置に配置されることが好ましい。高さＨ３は、左側心電図電極１２の大きさを考慮して、例えば、４ｃｍ〜８ｃｍであることが好ましい。例えば、本実施例に係る生体センシング装置１では、高さＨ３は７．５ｃｍである。この高さＨ３が、「第２距離」の一例にあたる。また、脈波ＬＥＤ１３の生体センシング装置１の低面から上面へ向かう方向への長さは、例えば、１ｃｍである。この、脈波ＬＥＤ１３が、「脈波検出部品」の一例にあたる。

図３は、測定対象が血圧測定のために生体センシング装置を保持した状態を表す斜視図である。図３は、生体センシング装置１を背面から見た状態を表す。図３に示すように、測定対象が血圧測定のために生体センシング装置１を保持した状態では、測定対象の左手人差し指が脈波ＬＥＤ１３にかざされる場所に位置する。測定対象は、生体センシング装置１の筐体を両手で自然に包むことで、両親指と人差し指がそれぞれ自然に右側心電図電極１１、左側心電図電極１２及び脈波ＬＥＤ１３に位置する。

音声入出力装置１４は、スピーカ及びマイクである。音声入出力装置１４は、血圧測定時の各種音声ガイドが出力される。また、音声入出力装置１４は、測定対象からの音声入力を受けることができる。

本実施例に係る進捗表示ＬＥＤ１５は、図１に示すように、生体センシング装置１の上面に配置される。進捗表示ＬＥＤ１５は、血圧計測の進捗状況及び完了を測定対象に通知する。

図４は、生体センシング装置の上面の拡大図である。例えば、進捗表示ＬＥＤ１５は、円弧状に配置された複数のＬＥＤを有する。そして、進捗表示ＬＥＤ１５は、血圧測定が開始されると測定の進捗に合わせて点灯する数が増加し、計測が完了すると全てのＬＥＤが点灯した後に点滅する。

これ以外にも、進捗表示ＬＥＤ１５の表示方法は進捗を測定対象に通知できればよく、例えば、血圧測定中には発行するＬＥＤが順次移動するようにＬＥＤを点灯させ、測定完了時に全てのＬＥＤが点灯するように動作してもよい。さらに、図４では、進捗表示ＬＥＤ１５は、ＬＥＤが円弧状に配置されているが、ＬＥＤの配置は他の形状に配置されてもよい。例えば、進捗表示ＬＥＤ１５は、円を描くように配置されてもよい。また、進捗表示ＬＥＤ１５は、測定対象が見える位置であれば生体センシング装置１の上面以外の位置に配置されてもよい。

次に、本実施例に係る生体センシング装置１の血圧測定の動作について説明する。図５は、実施例１に係る生体センシング装置のハードウェア構成図である。生体センシング装置１は、図５に示すように、上述した右側心電図電極１１、左側心電図電極１２、脈波ＬＥＤ１３、音声入出力装置１４及び進捗表示ＬＥＤ１５を有する。さらに、生体センシング装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１６、心電図ＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）１７及び脈波ＬＳＩ１８及びメモリ１９を有する。

右側心電図電極１１は、測定対象の心臓の収縮に伴って発生する心筋の活動電位を表す電気信号の入力を接触する測定対象の右手親指から受ける。そして、右側心電図電極１１は、取得した電気信号を心電図ＬＳＩ１７へ出力する。

左側心電図電極１２は、測定対象の心臓の収縮に伴って発生する心筋の活動電位を表す電気信号の入力を接触する測定対象の左手親指から受ける。そして、左側心電図電極１２は、取得した電気信号を心電図ＬＳＩ１７へ出力する。

心電図ＬＳＩ１７は、入力された電気信号を用いて心電波形を生成する回路である。心電図ＬＳＩ１７は、右側心電図電極１１及び左側心電図電極１２で取得された電気信号の入力をそれぞれから受ける。この右側心電図電極１１及び左側心電図電極１２で取得された電気信号が、「第１信号」の一例にあたる。

そして、心電図ＬＳＩ１７は、差動式のドライバを用いて取得した電気信号を増幅して心電波形を生成する。さらに、心電図ＬＳＩ１７は、生成した心電波形を表す信号に対してＡＤ（Analog Digital）変換を施す。その後、心電図ＬＳＩ１７は、デジタル信号に変換した心電波形を表す信号をＣＰＵ１６へ出力する。例えば、心電図ＬＳＩ１７は、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）（登録商標）を用いて信号をＣＰＵ１６へ出力する。

脈波ＬＥＤ１３は、測定対象の左手人差し指の血管に向けて光を照射する。そして、脈波ＬＥＤ１３は、照射した光の反射光をフォトダイオードで受信し電気信号に変換する。そして、脈波ＬＥＤ１３は、取得した電気信号を脈波ＬＳＩ１８へ出力する。この脈波ＬＥＤ１３が出力する電気信号が、「第２信号」の一例にあたる。

脈波ＬＳＩ１８は、入力された電気信号を用いて脈動による容量変化を表すパルス波である脈波を生成する回路である。脈波ＬＳＩ１８は、脈波ＬＥＤ１３で取得された電気信号の入力を受ける。そして、脈波ＬＳＩ１８は、取得した電気信号に対して増幅やＡＤ変換などの処理を行う。その後、脈波ＬＳＩ１８は、各種処理を施した脈波を表す信号をＣＰＵ１６へ出力する。例えば、脈波ＬＳＩ１８は、Ｉ２Ｃを用いて信号をＣＰＵ１６へ出力する。

メモリ１９は、予め入力された測定対象の身長や体重を記憶する。また、メモリ１９は、血管壁の厚さ、血管の半径及び血液の密度といった脈波伝搬速度の算出に用いるその他の各種情報を記憶する。

ＣＰＵ１６は、心電波形を表す信号の入力を心電図ＬＳＩ１７から受け心電図を取得する。また、ＣＰＵ１６は、脈波を表す信号の入力を脈波ＬＳＩ１８から受ける。ここで、ＣＰＵ１６は、リラックスを促すガイドなど各種音声ガイドを音声入出力装置１４のスピーカに出力させる。そして、ＣＰＵ１６は、取得した心電図及び脈波を用いて脈波伝搬速度を求め、求めた脈波伝搬速度からの血圧の算出を開始する。この時、ＣＰＵ１６は、音声入出力装置１４に血圧測定の開始を通知する音声ガイドを音声入出力装置１４のスピーカに出力させる。さらに、ＣＰＵ１６は、進捗表示ＬＥＤ１５に進捗状況の表示を行わせる。その後、血圧の算出が終了すると、ＣＰＵ１６は、進捗表示ＬＥＤ１５の表示を測定完了を表す状態に変更するとともに、血圧測定完了を通知する音声ガイドを音声入出力装置１４のスピーカに出力させる。その後、ＣＰＵ１６は、算出した血圧値を音声入出力装置１４のスピーカに出力させて、測定対象に通知する。

さらに、図６を参照して、生体センシング装置１の血圧測定機能について詳細に説明する。図６は、実施例１に係る生体センシング装置のブロック図である。本実施例に係る生体センシング装置１は、心電図生成部１０１、脈波生成部１０２、指検出部１０３、ＰＷＶ制御部１０４、表示部１０５、血圧算出部１０６、記憶部１０７、音声制御部１０８及び音声出力部１０９を有する。

心電図生成部１０１は、右側心電図電極１１及び左側心電図電極１２を含む。そして、心電図生成部１０１の機能は、例えば図５に例示した右側心電図電極１１、左側心電図電極１２及び心電図ＬＳＩ１７で実現される。心電図生成部１０１は、測定対象の両手の親指から電気信号を取得して心電図を表す信号を生成する。心電図生成部１０１は、生成した心電図を表す信号を指検出部１０３及びＰＷＶ制御部１０４へ出力する。

脈波生成部１０２は、脈波ＬＥＤ１３を含む。脈波生成部１０２の機能は、例えば図５に例示した脈波ＬＥＤ１３及び脈波ＬＳＩ１８で実現される。脈波生成部１０２は、例えば測定対象の左手の人差し指に対して光を照射することで生成された電気信号を取得して脈波を表す信号を生成する。そして、脈波生成部１０２は、脈波を表す信号を指検出部１０３及びＰＷＶ制御部１０４へ出力する。

指検出部１０３の機能は、例えば図５に例示したＣＰＵ１６により実現される。指検出部１０３は、心電図生成部１０１及び脈波生成部１０２から信号の入力を受ける。ここで、心電図及び脈を形成するための信号が心電図生成部１０１及び脈波生成部１０２へ入力されない状態では、指検出部１０３は、ノイズ波形の入力を心電図生成部１０１及び脈波生成部１０２から受ける。そして、心電図及び脈を形成するための信号が心電図生成部１０１及び脈波生成部１０２へ入力されると、指検出部１０３は、周期的な波形を有する信号の入力を心電図生成部１０１及び脈波生成部１０２から受ける。指検出部１０３は、ノイズ波形の入力状態から周期的な波形の入力を心電図生成部１０１及び脈波生成部１０２から受けるようになると、測定対象の右側心電図電極１１、左側心電図電極１２及び脈波ＬＥＤ１３への指の接触を検出する。そして、指検出部１０３は、指の接触をＰＷＶ制御部１０４に通知する。

ＰＷＶ制御部１０４は、例えば図５に例示したＣＰＵ１６により実現される。ＰＷＶ制御部１０４は、心電図を表す信号の入力を心電図生成部１０１から受ける。また、ＰＷＶ制御部１０４は、脈波を表す信号の入力を脈波生成部１０２から受ける。ＰＷＶ制御部１０４は、周期的波形の入力を心電図生成部１０１又は脈波生成部１０２から受けると、準備開始の通知を音声制御部１０８へ出力する。

その後、ＰＷＶ制御部１０４は、指の接触の通知を指検出部１０３から受ける。そして、ＰＷＶ制御部１０４は、指の接触の通知を指検出部１０３から受けてから所定期間待機する。本実施例では、ＰＷＶ制御部１０４は、所定期間として２秒間待機する。所定時間待機後、ＰＷＶ制御部１０４は、心電図を表す信号及び脈波を表す信号を監視し脈波及び心電波形が安定するまで待機する。脈波及び心電波形が安定した後、ＰＷＶ制御部１０４は、脈波及び心電図を表す信号を血圧算出部１０６へ出力する。さらに、測定開始の通知を表示部１０５及び音声制御部１０８へ出力する。

その後、ＰＷＶ制御部１０４は、心電図のＲ波及び脈波の立ち上りを所定回数計測すると測定完了を血圧算出部１０６に通知する。例えば、ＰＷＶ制御部１０４は、心電図のＲ波及び脈波の立ち上りを１０回計測すると血圧の算出を血圧算出部１０６に指示する。また、ＰＷＶ制御部１０４は、測定完了の通知を表示部１０５へ出力する。

血圧算出部１０６は、例えば血圧算出部１０６は図５に例示したＣＰＵ１６により実現される。血圧算出部１０６は、心電図を表す信号及び脈波を表す信号の入力をＰＷＶ制御部１０４から受ける。そして、血圧算出部１０６は、図７に示される心電図のＲ波を基準として脈波の立ち上がりまでの時間であるＰＴＴ（Pulse Transmission Time）を求める。図７は、心電図及び脈波とＰＴＴとの関係を表す図である。図７は、縦軸で各波形の値を表し、横軸で時間を表す。血圧算出部１０６は、血圧の算出の指示をＰＷＶ制御部１０４から受けるまで、各Ｒ波及び脈波の立ち上がりにおけるＰＴＴを求める。

また、血圧算出部１０６は、測定対象の身長や体重などを記憶部１０７から取得する。ここで、記憶部１０７の機能は、例えば図５のメモリ１９により実現される。そして、血圧算出部１０６は、取得した身長や体重などから測定対象の心臓から手首までの距離を求める。さらに、血圧算出部１０６は、脈波伝搬速度の算出に用いるその他の情報を記憶部１０７から取得する。そして、血圧算出部１０６は、算出した各ＰＴＴ、測定対象の心臓から手首までの距離及びその他の情報を用いて脈波伝搬速度を求める。さらに、血圧算出部１０６は、求めた脈波伝搬速度及びその他の情報を用いて測定対象の血圧値を算出する。その後、血圧算出部１０６は、測定完了の通知を受けると、算出した測定対象の血圧値を音声制御部１０８へ出力する。この血圧算出部１０６が、「算出部」の一例にあたる。そして、血圧算出部１０６により算出された血圧値が、「生体情報」の一例にあたる。

表示部１０５の機能は、例えば図５に例示した進捗表示ＬＥＤ１５により実現される。表示部１０５は、測定開始の通知の入力をＰＷＶ制御部１０４から受ける。そして、表示部１０５は、測定の進捗を表す表示を行う。

その後、表示部１０５は、測定完了の通知の入力をＰＷＶ制御部１０４から受ける。そして、表示部１０５は、測定の完了を表す表示を行う。

音声制御部１０８及び音声出力部１０９の機能は、例えば図５に例示した音声入出力装置１４により実現される。音声制御部１０８は、準備開始の通知の入力をＰＷＶ制御部１０４から受ける。そして、音声制御部１０８は、測定の準備の実行を通知する音声ガイドなどを音声出力部１０９に出力させる。例えば、音声制御部１０８は、「測定の準備をしています」及び「手を固定してリラックスしてください」などの音声ガイドを音声出力部１０９に出力させる。

次に、音声制御部１０８は、測定開始の通知の入力をＰＷＶ制御部１０４から受ける。そして、音声制御部１０８は、血圧測定開始を通知する音声ガイドを音声出力部１０９に出力させる。例えば、音声制御部１０８は、「血圧測定を開始します」などの音声ガイドを音声出力部１０９に出力させる。

その後、音声制御部１０８は、測定対象の血圧値の入力を血圧算出部１０６から受ける。そして、音声制御部１０８は、測定対象の血圧値を通知する音声ガイドなどを音声出力部１０９に出力させる。例えば、音声制御部１０８は、「あなたの血圧値は〇〇です」などの音声ガイドを音声出力部１０９に出力させる。この音声制御部１０８及び音声出力部１０９が、「報知部」の一例にあたる。

次に、図８を参照して、本実施例に係る生体センシング装置１による血圧測定処理の流れについて説明する。図８は、実施例１に係る生体センシング装置による血圧測定処理のフローチャートである。

測定対象は、生体センシング装置１の円筒状の筐体を両手で包み込み、血圧計測のための所定位置に所定の指をあてる（ステップＳ１）。

ＰＷＶ制御部１０４は、心電図生成部１０１又は脈波生成部１０２のいずれかから入力された信号における周期的な波形を検出し、準備開始の通知を音声制御部１０８へ出力する。音声制御部１０８は、準備開始の通知を受けて、測定の準備のための音声ガイドなどを音声出力部１０９に出力させる（ステップＳ２）。

指検出部１０３は、脈波及び心電波形を検出したか否かを判定する（ステップＳ３）。脈波及び心電波形を検出していない場合（ステップＳ３：否定）、指検出部１０３は、脈波及び心電波形を検出するまで待機する。

これに対して、脈波及び心電波形を検出した場合（ステップＳ３：肯定）、指検出部１０３は、指の検出をＰＷＶ制御部１０４に通知する。ＰＷＶ制御部１０４は、指の検出の通知を指検出部１０３から受ける。そして、ＰＷＶ制御部１０４は、心電図生成部１０１から入力された心電図を表す信号及び脈波生成部１０２から入力された脈波を表す信号の入力を受けつつ、血圧測定処理を開始するか否かを判定する（ステップＳ４）。ＰＷＶ制御部１０４は、所定期間経過していなければ血圧測定処理を開始しないと判定し（ステップＳ４：否定）、所定時間経過するまで待機する。

これに対して、所定時間経過した場合には血圧測定処理を開始すると判定し（ステップＳ４：肯定）、ＰＷＶ制御部１０４は、測定開始の通知を音声制御部１０８へ出力する。音声制御部１０８は、測定開始の通知を受けて、測定開始を通知する音声ガイドを音声出力部１０９に出力させる（ステップＳ５）。

さらに、ＰＷＶ制御部１０４は、測定開始及び進捗状況を表示部１０５に通知し、進捗状況を表示部１０５に表示させる（ステップＳ６）。

また、ＰＷＶ制御部１０４は、心電図を表す信号及び脈波を表す信号を血圧算出部１０６へ出力する。血圧算出部１０６は、心電図を表す信号及び脈波を表す信号の入力をＰＷＶ制御部１０４から受ける。そして、血圧算出部１０６は、心電図のＲ波を基準とした脈波の立ち上がりまでの時間であるＰＴＴを算出する。さらに、血圧算出部１０６は、測定対象の身長及び体重、並びに、その他の情報を記憶部１０７から取得する。そして、血圧算出部１０６は、脈波伝搬速度を算出する（ステップＳ７）。

次に、血圧算出部１０６は、算出した脈波伝搬速度を用いて血圧を算出する（ステップＳ８）。

その後、ＰＷＶ制御部１０４は、測定完了を表示部１０５に通知し、血圧測定の完了を通知する表示を表示部１０５に行わせる（ステップＳ９）。

また、ＰＷＶ制御部１０４は、測定完了を血圧算出部１０６へ出力する。血圧算出部１０６は、測定完了の通知を受けて、血圧の算出を終了し、取得した血圧値を通知する音声ガイドを出力する（ステップＳ１０）。

以上に説明したように、本実施例に係る生体センシング装置は、正面の左右の適当な高さの位置に心電図電極が配置され、側面後方の心電図電極より高く且つ心電図電極に親指が接触した状態で人差し指が届く位置に脈波ＬＥＤが配置される。測定対象は、生体センシング装置の筐体を両手で自然に包むことで、両親指と人差し指がそれぞれ自然に各心電図電極及び脈波ＬＥＤに位置する状態にすることができる。このように、測定対象は、テーブルなどの上に設置された生体センシング装置に対して、無理なく容易に心電図電極に両方の親指をあて且つ脈波ＬＥＤに人差し指をかざすことができる。したがって、生体センシング装置は、測定対象がリラックスし腕の筋肉が弛緩した状態での適切な血圧測定を容易に行うことができ、利便性が向上する。

図９は、実施例２に係る生体センシング装置の正面図である。また、図１０は、実施例２に係る生体センシング装置の側面図である。本実施例に係る生体センシング装置１は、人感センサを有することが実施例１と異なる。

本実施例に係る生体センシング装置１は、図９及び１０に示すように、測定対象が装置に正対した場合の右側心電図電極１１及び左側心電図電極１２のそれぞれの上側且つ音声入出力装置１４と同じ程度の高さの位置に人感センサ２０が配置される。ここで、本実施例では、２つの人感センサ２０を配置したが、この数に制限は無く、例えば、１つでもよいし、３つ以上であってもよい。また、人感センサ２０を配置する位置は、生体センシング装置１に近づく対象物を検出できる位置であれば特に制限は無い。

本実施例に係る人感センサ２０は、赤外線センサである。ただし、人感センサ２０は、人の接近を検知可能であれば他の機構を用いてもよく、例えば、カメラを用いたセンサであってもよい。

図１１は、実施例２に係る生体センシング装置のハードウェア構成図である。本実施例に係る生体センシング装置１は、図１１に示すように、上述した人感センサ２０に加えて人感センサＬＳＩ２１を有する。図１１において図５と同じ符号を有する各部は同じ機能を有する。以下の説明では、実施例１で説明した各部の機能については説明を省略する。

人感センサ２０は、生体センシング装置１への対象物の接近を検知するための赤外線を放射しその反射波を受信する。そして、人感センサ２０は、受信した反射波を電気信号に変換して人感センサＬＳＩ２１へ出力する。

人感センサＬＳＩ２１は、人感センサ２０が受信した赤外線の反射波から取得された電気信号の入力を受ける。そして、人感センサＬＳＩ２１は、取得した電気信号から対象物の接近を検知する。対象物の接近を検知した場合、人感センサＬＳＩ２１は、対象物の接近の通知をＣＰＵ１６へ出力する。

ＣＰＵ１６は、対象物の接近の通知の入力を人感センサＬＳＩ２１から受ける。そして、ＣＰＵ１６は、心電図ＬＳＩ１７及び脈波ＬＳＩ１８をアクティベートする。その後、測定対象が所定の位置に所定の指をあてると、ＣＰＵ１６は、血圧測定処理を実行する。

また、ＣＰＵ１６は、心電図ＬＳＩ１７及び脈波ＬＳＩ１８をアクティベート後に、人感センサＬＳＩ２１から対象物の接近の通知を受けなくなった場合、心電図ＬＳＩ１７及び脈波ＬＳＩ１８をディアクティベートする。

心電図ＬＳＩ１７は、対象物の接近が人感センサ２０により検出されない状態では、省電力モードで動作する。そして、心電図ＬＳＩ１７は、ＣＰＵ１６によるアクティベートの制御を受ける。これにより、心電図ＬＳＩ１７は、差動式のドライバやＡＤ変換器などを含む主要回路に電力供給が開始され、通常の動作モードに遷移する。その後、心電図ＬＳＩ１７は、右側心電図電極１１及び左側心電図電極１２から入力された信号を用いて心電図を示す信号を生成し、ＣＰＵ１６へ出力する。

その後、接近が検出された対象物が離れるなどして対象物の接近が人感センサ２０により検出されなくなった場合、心電図ＬＳＩ１７は、ＣＰＵ１６からのディアクティベートの制御を受ける。これにより、心電図ＬＳＩ１７は、省電力モードに遷移する。

脈波ＬＳＩ１８は、対象物の接近が人感センサ２０により検出されない状態では、省電力モードに遷移する。そして、脈波ＬＳＩ１８は、ＣＰＵ１６によるアクティベートの制御を受ける。これにより、脈波ＬＳＩ１８は、ＡＤ変換器などを含む主要回路に電力供給が開始され、通常の動作モードに遷移する。その後、脈波ＬＳＩ１８は、脈波ＬＥＤ１３から入力された信号を用いて脈波を示す信号を生成し、ＣＰＵ１６へ出力する。

次に、図１２を参照して、本実施例に係る生体センシング装置１の動作に関してさらに説明する。図１２は、実施例２に係る生体センシング装置のブロック図である。本実施例に係る生体センシング装置１は、接近検出部１１１及びアクティベート部１１２を有する。図１２において図６と同じ符号を有する各部は同じ機能を有する。以下の説明では、実施例１で説明した各部の機能については説明を省略する。

接近検出部１１１の機能は、図１１に例示した人感センサ２０及び人感センサＬＳＩ２１により実現される。接近検出部１１１は、生体センシング装置１への対象物の接近を検出する。対象物の接近を検出すると、接近検出部１１１は、対象物の接近をアクティベート部１１２へ通知する。

アクティベート部１１２は、図１１に例示したＣＰＵ１６により実現される。アクティベート部１１２は、対象物の接近の通知を接近検出部１１１から受ける。そして、アクティベート部１１２は、心電図生成部１０１及び脈波生成部１０２をアクティベートする。また、アクティベート部１１２は、生体センシング装置１へ接近する対象物がなくなった場合、心電図生成部１０１及び脈波生成部１０２をディアクティベートする。このアクティベート部１１２が、「動作開始部」の一例にあたる。また、アクティベート部１１２による心電図生成部１０１及び脈波生成部１０２のアクティベートが、「動作を開始させる」ことの一例にあたる。

心電図生成部１０１は、省電力モードと通常の動作モードという２つの動作モードを有する。心電図生成部１０１は、省電力モードで動作中に、アクティベートの制御をアクティベート部１１２から受けると、通常の動作モードに移行する。通常の動作モードでは、心電図生成部１０１は、測定対象の両手の親指から電気信号を取得して心電図を表す信号を生成する。

また、心電図生成部１０１は、通常の動作モードで動作中に、ディアクティベートの制御をアクティベート部１１２から受けると、省電力モードに移行する。省電力モードでは、心電図生成部１０１は、心電図を生成するための主要回路の動作を停止させ、心電図を表す信号の生成を停止する。

脈波生成部１０２は、省電力モードと通常の動作モードという２つの動作モードを有する。脈波生成部１０２は、省電力モードで動作中に、アクティベートの制御をアクティベート部１１２から受けると、通常の動作モードに移行する。通常の動作モードでは、脈波生成部１０２は、測定対象の左手人差し指に対する照射光を用いて電気信号を取得して脈波を表す信号を生成する。

また、脈波生成部１０２は、通常の動作モードで動作中に、ディアクティベートの制御をアクティベート部１１２から受けると、省電力モードに移行する。省電力モードでは、脈波生成部１０２は、脈波を生成するための主要回路の動作を停止させ、脈波を表す信号の生成を停止する。

次に、図１３を参照して、本実施例に係る生体センシング装置１による血圧測定処理の流れについて説明する。図１３は、実施例２に係る生体センシング装置による血圧測定処理のフローチャートである。

接近検出部１１１は、対象物の接近を検出したか否かを判定する（ステップＳ１１）。対象物の接近を検出しない場合（ステップＳ１１：否定）、接近検出部１１１は、対象物の接近を検出すまで待機する。

これに対して、対象物の接近を検出した場合（ステップＳ１１：肯定）、接近検出部１１１は、対象物の接近をアクティベート部１１２へ通知する。アクティベート部１１２は、対象物の接近の通知を接近検出部１１１から受けると、心電図生成部１０１及び脈波生成部１０２といった心電図及び脈波の生成機構をアクティベートする（ステップＳ１２）。心電図生成部１０１及び脈波生成部１０２は、アクティベート部１１２からのアクティベートの制御を受けて、通常の動作モードへ移行する。

測定対象は、生体センシング装置１の円筒状の筐体を両手で包み込み、血圧計測のための所定位置に所定の指をあてる（ステップＳ１３）。

ＰＷＶ制御部１０４は、心電図生成部１０１又は脈波生成部１０２のいずれかから入力された信号における周期的な波形を検出し、準備開始の通知を音声制御部１０８へ出力する。音声制御部１０８は、準備開始の通知を受けて、測定の準備のための音声ガイドなどを音声出力部１０９に出力させる（ステップＳ１４）。

指検出部１０３は、脈波及び心電波形を検出したか否かを判定する（ステップＳ１５）。脈波及び心電波形を検出していない場合（ステップＳ１５：否定）、指検出部１０３は、脈波及び心電波形を検出するまで待機する。

これに対して、脈波及び心電波形を検出した場合（ステップＳ１５：肯定）、指検出部１０３は、指の検出をＰＷＶ制御部１０４に通知する。ＰＷＶ制御部１０４は、指の検出の通知を指検出部１０３から受ける。そして、ＰＷＶ制御部１０４は、心電図生成部１０１から入力された心電図を表す信号及び脈波生成部１０２から入力された脈波を表す信号の入力を受けつつ、血圧測定処理を開始するか否かを判定する（ステップＳ１６）。ＰＷＶ制御部１０４は、所定期間経過していなければ血圧測定処理を開始しないと判定し（ステップＳ１６：否定）、所定時間経過するまで待機する。

これに対して、所定時間経過した場合には血圧測定処理を開始すると判定し（ステップＳ１６：肯定）、ＰＷＶ制御部１０４は、測定開始の通知を音声制御部１０８へ出力する。音声制御部１０８は、測定開始の通知を受けて、測定開始を通知する音声ガイドを音声出力部１０９に出力させる（ステップＳ１７）。

さらに、ＰＷＶ制御部１０４は、測定開始及び進捗状況を表示部１０５に通知し、進捗状況を表示部１０５に表示させる（ステップＳ１８）。

また、ＰＷＶ制御部１０４は、心電図を表す信号及び脈波を表す信号を血圧算出部１０６へ出力する。血圧算出部１０６は、心電図を表す信号及び脈波を表す信号の入力をＰＷＶ制御部１０４から受ける。そして、血圧算出部１０６は、心電図のＲ波を基準とした脈波の立ち上がりまでの時間であるＰＴＴを算出する。さらに、血圧算出部１０６は、測定対象の身長及び体重、並びに、その他の情報を記憶部１０７から取得する。そして、血圧算出部１０６は、脈波伝搬速度を算出する（ステップＳ１９）。

次に、血圧算出部１０６は、算出した脈波伝搬速度を用いて血圧を算出する（ステップＳ２０）。

その後、ＰＷＶ制御部１０４は、測定完了を表示部１０５に通知し、血圧測定の完了を通知する表示を表示部１０５に行わせる（ステップＳ２１）。

また、ＰＷＶ制御部１０４は、測定完了を血圧算出部１０６へ出力する。血圧算出部１０６は、測定完了の通知を受けて、血圧の算出を終了し、取得した血圧値を通知する音声ガイドを出力する（ステップＳ２２）。

以上に説明したように、本実施例に係る生体センシング装置は、対象物の自装置への接近を検出すると、心電図及び脈波の生成機構をアクティベートする。これにより、自装置へ対象物が接近しない状態、すなわち血圧測定を行う可能性が低い場合、心電図及び脈波の生成機構を省電力モードにしておくことができ、消費電力を低減することができる。

図１４は、実施例３に係る生体センシングシステムのシステム構成図である。図１４に示すように、本実施例に係る生体センシングシステム２００は、例えば、生体センシング装置１、サーバ２０３、端末装置２４０及び携帯型情報処理装置２０５を有する。

生体センシング装置１は、例えば、住宅２０１に設置される。さらに、生体センシング装置１は、インターネット２０２を介してサーバ２０３へ接続される。

住宅２０１に設置された生体センシング装置１は、測定対象の血圧測定を実行する。そして、生体センシング装置１は、測定結果である血圧値を音声で通知するとともに、インターネット２０２を経由させて測定結果である血圧値を含むデータをサーバ２０３へ送信する。

図１５は、測定結果を通知するデータのフレーム構成を表した図である。図１５に示すように、測定結果を通知するデータには、製品情報、識別情報、最高血圧値、最低血圧値及び日時情報が格納される。製品情報は、生体センシング装置１に関する情報である。識別情報は、測定対象を識別するための情報である。最高血圧値は、測定結果のうちの最高血圧とされる血圧値である。最低血圧値は、測定結果のうちの最低血圧とされる血圧値である。日時情報は、測定を行った日時の情報である。これに限らず、測定結果を通知するデータには、心電図、脈波及び脈波伝搬速度から求められるその他の情報が含まれてもよい。例えば、測定結果を通知するデータには、血管年齢などの情報が含まれてもよい。

サーバ２０３は、インターネット２０２を介して生体センシング装置１と接続する。そして、サーバ２０３は、測定結果である血圧値を通知するデータの入力を生体センシング装置１から受ける。そして、サーバ２０３は、取得した各種データを記憶する。サーバ２０３は、例えば、測定結果を管理するクラウドサービスを提供してもよい。

携帯型情報処理装置２０５は、サーバ２０３に接続して所定のデータを取得し、操作者に提供する。例えば、携帯型情報処理装置２０５は、操作者から通知された識別情報を用いて、その識別情報に対応する最高血圧値、最低血圧値及び日時をサーバ２０３から取得して操作者へ提供する。携帯型情報処理装置２０５は、検査対象や検査対象の家族などにより操作され、操作者である検査対象や検査対象の家族などに最高血圧値や最低血圧値などを通知する。

端末装置２４０は、例えば医療機関２０４に設置される。医者は、端末装置２４０を操作し、患者に関する所定のデータを取得して医者に提供する。例えば、端末装置２４０は、医者から通知された識別情報を用いて、その識別情報に対応する最高血圧値、最低血圧値及び日時をサーバ２０３から取得して医者へ提供する。

以上に説明したように、本実施例に係る生体センシング装置は、ネットワークを経由して他からアクセス可能な情報処理装置に測定結果を含むデータを格納する。そして、測定対象である本人やその家族、又は医者は、端末装置を用いてサーバにアクセスすることで、測定結果を取得することができる。このように、本実施例に係る生体センシング装置は、ＩｏＴ（Internet of Things）として動作することが可能であり、測定結果を含む情報の効果的な利用を実現できる。

図１６は、実施例４に係る生体センシング装置のブロック図である。以上の各実施例では生体センシング装置１を平坦なテーブルに置くことを前提に説明したが、生体センシング装置１の設置面が平坦かどうかは確実ではない。そこで、本実施例に係る生体センシング装置１は、生体センシング装置１が傾いて配置されているか否かを判定する機能を有する。

図１６に示すように、本実施例に係る生体センシング装置１は、設置面判定部１２０を有する。図１６において図５と同じ符号を有する各部は同じ機能を有する。以下の説明では、実施例１で説明した各部の機能については説明を省略する。

設置面判定部１２０は、例えば、傾斜センサを有する。そして、設置面判定部１２０は、傾斜センサにより設置面に配置された生体センシング装置１の傾斜を求める。設置面判定部１２０は、傾斜センサにより計測された傾きにより、設置された生体センシング装置１が傾いているか否かを判定する。設置面判定部１２０は、生体センシング装置１が傾かずに水平に配置された場合に操作者に、生体センシング装置１が適切に配置されたことを通知する。例えば、本実施例に係る生体センシング装置１では、設置面判定部１２０は、生体センシング装置１が適切に配置された旨を音声制御部１０８に通知する。そして、音声制御部１０８は、生体センシング装置１が適切に配置されたことを通知する音声ガイドを音声出力部１０９から出力させる。これ以外にも、設置面判定部１２０は、表示部１０５などを用いて生体センシング装置１が適切に配置されたことを通知してもよい。

操作者は、音声出力部１０９から出力された音声ガイドにより、生体センシング装置１が適切に配置されたことを確認する。

右側心電図電極１１、左側心電図電極１２及び脈波ＬＥＤ１３は、生体センシング装置１が水平に配置されたことを検出された状態で、測定対象が生体センシング装置１を掴んだ場合にリラックスした体制で所定の部位が位置するような場所に配置される。

以上に説明したように、本実施例に係る生体センシング装置１は、設置状態を判定し、所定の設置状態であればその旨の通知を行う。これにより、適切な設置状態で血圧測定を行うことができ、測定対象は生体センシング装置１を掴むだけで、リラックスした状態で血圧測定を行うことができる。

１ 生体センシング装置
１１ 右側心電図電極
１２ 左側心電図電極
１３ 脈波ＬＥＤ
１４ 音声入出力装置
１５ 進捗表示ＬＥＤ
１６ ＣＰＵ
１７ 心電図ＬＳＩ
１８ 脈波ＬＳＩ
１９ メモリ
２０ 人感センサ
２１ 人感センサＬＳＩ
１０１ 心電図生成部
１０２ 脈波生成部
１０３ 指検出部
１０４ ＰＷＶ制御部
１０５ 表示部
１０６ 血圧算出部
１０７ 記憶部
１０８ 音声制御部
１０９ 音声出力部
１１１ 接近検出部
１１２ アクティベート部
１２０ 設置面判定部
２００ 生体センシングシステム
２０１ 住宅
２０２ インターネット
２０３ サーバ
２０４ 医療機関
２０５ 携帯型情報処理装置
２４０ 端末装置

Claims (6)

1. 柱状の筐体と、
   前記筐体の側面における、端面から第１距離離れた位置に配置される第１電極と、
   前記筐体の側面における、前記端面から第１距離離れた前記第１電極とは異なる位置に配置される第２電極と、
   前記筐体の側面における、前記第１電極又は前記第２電極のいずれか一方の近傍で、且つ、前記端面から第１距離より短い第２距離離れた位置に配置される脈波検出部品と、
   前記第１電極及び前記第２電極から入力される第１信号を基に、心電図を生成する心電図生成部と、
   前記脈波検出部品から入力される第２信号を基に、脈波を生成する脈波生成部と、
   前記心電図生成部により生成された心電図の情報及び前記脈波生成部により生成された脈波の情報を基に、生体情報を算出する算出部と
   を備えたことを特徴とする生体情報測定装置。
2. 前記筐体は円柱形であることを特徴とする請求項１に記載の生体情報測定装置。
3. 前記算出部による前記生体情報の算出に関するガイド及び前記算出部により算出された生体情報を音声で報知する報知部をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の生体情報測定装置。
4. 前記算出部による前記生体情報の算出の進行を通知する表示部をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の生体情報測定装置。
5. 物体の接近を検出する接近検出部と、
   前記接近検出部により前記物体の接近が検出された場合に、前記心電図生成部及び前記脈波生成部の動作を開始させる動作開始部と
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の生体情報測定装置。
6. 柱状の筐体の側面における、設置面に接触する端面から第１距離離れた位置に配置される第１電極及び前記筐体の側面における、前記端面から第１距離離れた前記第１電極とは異なる位置に配置される第２電極から入力された第１信号を基に心電図を生成し、
   前記筐体の側面における、前記第１電極又は前記第２電極のいずれか一方の近傍で、且つ、前記端面から第１距離より短い第２距離離れた位置に配置される脈波検出部品から入力された第２信号を基に脈波を生成し、
   前記心電図の情報及び前記脈波の情報を基に脈波伝搬速度を求め、
   前記脈波伝搬速度を基に生体情報を算出する
   ことを特徴とする生体情報測定方法。

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