JP6160022B2

JP6160022B2 - 脈拍計及びプログラム

Info

Publication number: JP6160022B2
Application number: JP2012070592A
Authority: JP
Inventors: 黒田　真朗; 真朗黒田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2017-07-12
Anticipated expiration: 2032-03-27
Also published as: JP2013202059A

Description

本発明は、脈拍計及びプログラム等に関する。

従来、脈拍計等の電子機器が広く用いられている。脈拍計とは、人体の心拍に由来する拍動を検出するための装置であって、例えば、腕、手のひら、手指などに装着される脈波センサーからの信号に基づいて、心拍に由来する信号を検出する装置である。

脈波センサーとしては例えば光電センサーが用いられる。この場合には、生体に対して照射された光の反射光又は透過光を当該光電センサーで検出する手法等が考えられる。血管内の血流量に応じて、照射された光の生体での吸収量、反射量が異なるため、光電センサーで検出したセンサー情報（脈波センサー信号）は血流量等に対応した信号となり、当該信号を解析することで拍動に関する情報を取得することができる。

しかし、押圧（ここでは生体外部からの当該生体への圧力である外圧）に応じて、脈信号の振幅が異なることが知られている。過剰な押圧、或いは過小な押圧では脈信号が低下するため、脈信号に基づく処理（例えば拍動情報の演算等）を精度よく行うためには、適切な押圧を設定することが必要となる。

特開２００８−５４８９０号公報

特許文献１には、脈拍計など生体情報を検出する生体情報検出部の接触圧を測定できる構造が提示されている。また、接触圧が適正押圧か否かを判定し、圧力をグラフ表示することで、ユーザーに報知する手法も提示されている。

しかし、脈拍などのバイタルサインは極めて個人差が大きく、そのため適正押圧の値もユーザーごとに異なるのに対して、特許文献１の手法は単純な圧力という物理情報（例えばｋＰａ等の単位で表される物理量）に基づく処理にとどまり、個人差等は考慮されていないため適正か否かを確実に判定することはできない。例えば、圧力があらかじめ設定された適正押圧範囲だったとしても、実際の脈信号が過小であれば意味がない。

同様に、ユーザーへの報知についても、あらかじめ（個人差を考慮せずに）設定された圧力との関係をグラフ表示しているだけであるため、実際の脈信号のＳＮ比がどうなっているか判断することができない。

また、特許文献１では適正押圧を物理情報（接触圧）のみでとらえており、当該接触圧を実現する機器の装着状態は考慮されていない。例えば、バンドにより生体に装着される脈拍計において、バンドをどの程度締めれば所望の接触圧が得られるか、という情報は保持しない。よって、機器を装着するたびにユーザーに対して装着状態の調整を強いることになり利便性等の観点から好ましくない。

本発明の幾つかの態様によれば、適正押圧の判定を行い、適正押圧と判定された場合の保持状態特定情報を記憶、表示することで適正状態での機器装着を容易にする脈拍計及びプログラム等を提供することができる。

本発明の一態様は、脈波センサー信号を出力する脈波センサーを有する脈波検出部と、前記脈波検出部からの信号に基づいて拍動情報を演算する処理部と、前記処理部での処理結果を表示する表示部と、前記処理部での処理結果を記憶する記憶部と、脈拍計を被検体に保持する保持機構と、を含み、前記処理部は、前記脈波検出部における前記被検体への押圧が適正押圧か否かを判定し、前記記憶部は、前記脈波検出部における前記被検体への前記押圧が前記適正押圧であると判定された際における前記保持機構の保持状態を特定する保持状態特定情報を記憶し、前記処理部は、前記保持状態特定情報を前記表示部に表示する制御を行う脈拍計に関係する。

本発明の一態様では、被検体への押圧が適正押圧であるか否かの判定を行い、適正押圧である場合の保持機構の保持状態を特定する情報を、保持状態特定情報として記憶、表示する。よって、適正押圧を圧力値等の物理情報ではなく、保持状態として記憶や表示を行うことができるため、ユーザーにとってわかりやすい形で適正押圧の情報を提示することができ、適正押圧を実現する保持状態の再現等も容易となる。

また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記脈波センサー信号に基づいて、前記押圧が前記適正押圧であるか否かを判定してもよい。

これにより、ユーザーごとの個人差を考慮した適正押圧判定等が可能になる。

また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記脈波センサー信号のＡＣ成分に対応するＡＣ成分信号、及び前記脈波センサー信号のＤＣ成分に対応するＤＣ成分信号の少なくとも一方の信号に基づいて、前記押圧が前記適正押圧であるか否かを判定してもよい。

これにより、ＡＣ成分信号とＤＣ成分信号の少なくとも一方を用いた適正押圧判定等が可能になる。

また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記押圧を変化させた場合の前記ＡＣ成分信号の変化特性に基づいて、前記押圧が前記適正押圧であるか否かを判定してもよい。

これにより、値そのものに依存しない処理を行うことができ、個人差を考慮した適正押圧判定等が可能になる。

また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記押圧を変化させた場合の前記ＡＣ成分信号の振幅の前記変化特性に基づいて、前記押圧が前記適正押圧であるか否かを判定してもよい。

これにより、ＡＣ成分信号の振幅の変化特性に基づいた適正押圧判定が可能になる。

また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記押圧を変化させた場合の前記ＤＣ成分信号の変化特性に基づいて、前記押圧が前記適正押圧であるか否かを判定してもよい。

また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記押圧を変化させた場合の前記ＤＣ成分信号の前記変化特性に基づいて、前記ＤＣ成分信号の変曲点を検出し、検出した前記変曲点に基づいて前記押圧が前記適正押圧であるか否かを判定してもよい。

これにより、ＤＣ成分信号の変曲点に基づいた適正押圧判定が可能になる。

また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記押圧が前記適正押圧であるか否かの判定用環境の設定指示を行う指示画面を、前記表示部に表示する制御を行ってもよい。

これにより、判定用環境の設定指示ができるため、適正押圧判定の精度向上を図ること等が可能になる。

また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記被検体の体動の安定化を指示する画面を、前記指示画面として前記表示部に表示する制御を行ってもよい。

これにより、判定用環境の設定指示として、体動の安定化の指示を行うことが可能になる。

また、本発明の一態様では、前記処理部は、所与の判定用姿勢を前記被検体にとらせる指示を行う画面を、前記指示画面として前記表示部に表示する制御を行ってもよい。

これにより、判定用環境の設定指示として、所与の判定用姿勢をとらせる指示を行うことが可能になる。

また、本発明の一態様では、前記処理部は、所与の時間、前記被検体に対して待機を指示する画面を、前記指示画面として前記表示部に表示する制御を行ってもよい。

これにより、判定用環境の設定指示として、所与の時間の待機指示を行うことが可能になる。

また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記指示画面に表示された前記判定用環境の条件が満たされたか否かの判断を行い、前記条件が満たされたと判断された場合に、前記押圧が前記適正押圧であるか否かの判定を行ってもよい。

これにより、判定用環境の設定指示を行った上で、その指示が満たされたか否かの判断を行うこと等が可能になる。

また、本発明の一態様では、前記処理部は、体動センサーからの体動検出信号、及び時間計測部からの時間計測情報の少なくとも一方に基づいて、前記指示画面に表示された前記判定用環境の前記条件が満たされたか否かの判断を行い、前記条件が満たされたと判断された場合に、前記押圧が前記適正押圧であるか否かの判定を行ってもよい。

これにより、判定用環境の条件が満たされたか否かを、体動検出信号と時間計測情報に基づいて判断することが可能になる。

また、本発明の一態様では、前記処理部は、処理モードとして、保持状態特定情報取得モードと、前記拍動情報を演算する拍動情報演算モードを有し、前記適正押圧判定モードに設定された場合に、前記押圧が前記適正押圧であるか否かの判定結果に基づいて前記保持状態特定情報を取得するとともに、取得した前記保持状態特定情報を前記記憶部に記憶し、前記保持状態特定情報の取得後に前記拍動情報演算モードに設定された場合に、前記記憶部に記憶された前記保持状態特定情報を読み出し、読み出した前記保持状態特定情報を前記表示部に表示する制御を行ってもよい。

これにより、保持状態特定情報取得モードで取得した保持状態特定情報を、拍動情報演算モードにおいて表示することができ、精度のよい拍動情報演算等が可能になる。

また、本発明の一態様では、前記保持機構は、前記保持状態として、前記脈波検出部における前記被検体への前記押圧が異なる第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の状態をとり、前記処理部は、前記第１〜第Ｎの状態の各状態での前記押圧が前記適正押圧であるか否かの判定結果に基づいて、前記第１〜第Ｎの状態のうち少なくとも１つの状態に対応する情報を前記保持状態特定情報として取得してもよい。

これにより、複数の保持状態をとる保持機構において、当該複数の保持状態のうちの少なくとも１つの状態に対応する情報を保持状態特定情報として取得することが可能になる。

また、本発明の一態様では、前記処理部は、第ｉ（ｉは１≦ｉ≦Ｎを満たす整数）の状態での前記押圧が前記適正押圧であるか否かの判定の後に、前記保持機構での前記保持状態を、前記第ｉの状態よりも前記押圧が小さい第ｊ（ｊは１≦ｊ≦Ｎ、ｊ≠ｉを満たす整数）の状態に変更する指示を行う指示画面を前記表示部に表示する制御を行ってもよい。

これにより、減圧過程において適正押圧判定を行うことができるため、適正押圧判定の精度を向上させること等が可能になる。

また、本発明の他の態様は、脈波センサーを有する脈波検出部と、前記脈波検出部における被検体への押圧が適正押圧か否かを判定するとともに、前記脈波検出部からの信号に基づいて前記被検体の拍動情報を演算する処理部と、前記処理部での処理結果を表示する表示部と、前記処理部での処理結果を記憶する記憶部と、を含み、前記処理部は、前記押圧が前記適正押圧であるか否かの判定用環境の設定指示を行う指示画面を、前記表示部に表示する制御を行う脈拍計に関係する。

本発明の他の態様では、適正押圧判定を行う際に、表示部において判定用環境の設定指示を行う指示画面を表示する。よって、適正押圧判定に適した環境を設定することが期待できるため、判定精度の向上等が可能になる。

また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記指示画面に表示された前記判定用環境の条件が満たされたか否かの判断を行い、前記条件が満たされたと判断された場合の前記脈波検出部からの前記信号に基づいて、前記押圧が前記適正押圧であるか否かの判定を行ってもよい。

これにより、判定用環境の条件が満たされた場合の脈波検出部からの信号に基づく処理ができるため、判定精度の向上等が可能になる。

また、本発明の他の態様は、上記の各部としてコンピューターを機能させるプログラムに関係する。

本実施形態の脈拍計の基本構成例。適応フィルターを用いた体動ノイズ低減部の構成例。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は脈波検出信号、体動検出信号及びそれらに基づく体動ノイズ低減処理後の信号の波形、周波数スペクトルの例。図４（Ａ）、図４（Ｂ）は脈拍計の例。本実施形態の脈拍計の詳細な構成例。押圧と脈波検出信号（ＡＣ成分信号）の関係図。保持機構であるバンドの構成例。図８（Ａ）、図８（Ｂ）は押圧とＡＣ成分信号の関係図。図９（Ａ）は所与の押圧でのＡＣ成分信号の信号値の例、図９（Ｂ）は所与の押圧でのＡＣ成分信号の振幅値の例。押圧とＤＣ成分信号の関係図。所与の押圧でのＤＣ成分信号の信号値の例。ＡＣ成分信号とＤＣ成分信号の両方を用いた適正押圧判定処理を説明するフローチャート。表示制御等を含めた本実施形態の処理を説明するフローチャート。図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は表示部に表示される画面例。図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）は体動の安定判定に用いる加速度検出値の例、図１５（Ｃ）は加速度センサーの軸の設定例。体動の安定判定処理を説明するフローチャート。図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）は姿勢判定に用いる加速度検出値の例。姿勢判定処理を説明するフローチャート。図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）は加圧過程と減圧過程でのＡＣ成分信号、ＤＣ成分信号の変化特性の違いを説明する図。

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．脈拍計の構成例
まず、図１を用いて本実施形態の脈拍計（広義には電子機器）の基本的な構成例を説明する。なお、図１は脈拍計の一例を示すものであり、本実施形態の脈拍計に含まれる構成が簡略化或いは省略されている場合もあるし、本実施形態の脈拍計では必須の構成でないものが含まれている場合もある。

図１に示すように、本実施形態の脈拍計は、脈波検出部１０と、体動検出部２０と、処理部１００と、表示部７０とを含む。ただし、脈拍計は図１の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略・変更したり、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。

脈波検出部１０は、脈波センサーのセンサー情報（脈波センサー信号）に基づいて信号を出力する。脈波検出部１０は、例えば脈波センサー１１と、フィルター処理部１５と、Ａ／Ｄ変換部１６を含むことができる。ただし、脈波検出部１０は図１の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素（例えば信号を増幅する増幅部等）を追加するなどの種々の変形実施が可能である。

脈波センサー１１は、脈波信号を検出するためのセンサーであり、例えば光電センサー等が考えられる。なお、脈波センサー１１として光電センサーを用いる場合には、太陽光等の外光の信号成分をカットするように構成されているセンサーを用いてもよい。これは例えば、フォトダイオードを複数設け、それらの信号を用いてフィードバック処理等で差分情報を求める構成等により実現できる。

なお、脈波センサー１１は光電センサーに限定されず、超音波を用いたセンサーであってもよい。この場合、脈波センサー１１は２つの圧電素子を有し、一方の圧電素子を励振させて生体内に超音波を送信するとともに、当該超音波が生体の血流によって反射されたものを他方の圧電素子により受信する。送信した超音波と受信した超音波には、血流のドップラー効果によって周波数変化が生じるため、この場合にも血流量に対応する信号を取得することができ、拍動情報の推定が可能である。また、脈波センサー１１として他のセンサーを用いてもよい。

フィルター処理部１５は、脈波センサー１１からのセンサー情報に対してハイパスフィルター処理を行う。なお、ハイパスフィルターのカットオフ周波数は典型的な脈拍数から求められてもよい。例えば、通常の人の脈拍数は、毎分３０回を下回るケースは非常に少ない。つまり、心拍に由来する信号の周波数は０．５Ｈｚ以下になることはまれであるから、この範囲の周波数帯の情報をカットしたとしても、取得したい信号に対する悪影響は小さいはずである。よって、カットオフ周波数としては０．５Ｈｚ程度を設定してもよい。また、状況によっては１Ｈｚ等の異なるカットオフ周波数を設定してもよい。さらに言えば、人の脈拍数には典型的な上限値を想定することも可能であるから、フィルター処理部１５ではハイパスフィルター処理ではなくバンドパスフィルター処理を行ってもよい。高周波側のカットオフ周波数もある程度自由に設定可能であるが、例えば４Ｈｚ等の値を用いればよい。

Ａ／Ｄ変換部１６では、Ａ／Ｄ変換処理を行い、デジタル信号を出力する。なお、上述のフィルター処理部１５での処理は、Ａ／Ｄ変換処理の前に行われるアナログフィルター処理であってもよいし、Ａ／Ｄ変換処理の後に行われるデジタルフィルター処理であってもよい。

体動検出部２０は、種々のセンサーのセンサー情報に基づいて体動に応じた信号（体動検出信号）を出力する。体動検出部２０は、例えば加速度センサー２１と、圧力センサー２２と、Ａ／Ｄ変換部２６を含むことができる。ただし、体動検出部２０はその他のセンサー（例えばジャイロセンサー）や、信号を増幅する増幅部等を含んでもよい。また、複数種類のセンサーを設ける必要はなく、１種類のセンサーを含む構成であってもよい。

処理部１００は、信号処理部１１０と、拍動情報演算部１２０を含む。ただし、処理部１００は図１の構成に限定されず、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。信号処理部１１０は、脈波検出部からの出力信号や、体動検出部からの出力信号に対して信号処理を行う。

信号処理部１１０は、脈波信号処理部１１１と、体動信号処理部１１３と、体動ノイズ低減部１１５を含むことができる。

脈波信号処理部１１１は、脈波検出部１０からの信号に対して、何らかの信号処理を行う。なお、図１のＤ１で示した脈波検出部１０からの出力としては、脈波センサー信号に基づく種々の信号が考えられる。例えば、後述する拍動情報の演算はＤＣ成分カット後の脈波センサー信号（以下、脈波検出信号とも表記する。また、後の説明ではこれと同等の信号をＡＣ成分信号と表記する）に基づいて行われることが多いため、Ｄ１にはハイパスフィルター処理後の脈波センサー信号が含まれることが想定される。ただし、フィルター処理が行われていない信号が出力されてもよいし、場合によってはローパスフィルター処理後の脈波センサー信号が出力されてもよい。Ｄ１に複数の信号（例えばハイパスフィルター処理前の脈波センサー信号と、処理後の脈波センサー信号の両方）が含まれる場合には、脈波信号処理部１１１での処理は、Ｄ１に含まれる信号の全部に対して行われてもよいし、一部に対して行われてもよい。処理内容も種々考えられ、例えば脈波検出信号に対するイコライザー処理であってもよいし、他の処理であってもよい。

体動信号処理部１１３は、体動検出部２０からの体動検出信号に対して、種々の信号処理を行う。Ｄ１と同様に、Ｄ２で示した体動検出部２０からの出力としても種々の信号が考えられる。例えば、図１の例では加速度センサー２１と、圧力センサー２２を含んでいるため、Ｄ２の体動検出信号は加速度信号と圧力信号とを含むことになる。また、体動検出用センサーは、ジャイロセンサー等、他のセンサーを用いることも可能であるから、Ｄ２にはセンサーの種類に対応する種類の出力信号が含まれることになる。体動信号処理部１１３での処理は、Ｄ２に含まれる信号の全部に対して行われてもよいし、一部に対して行われてもよい。例えば、Ｄ２に含まれる信号の比較処理を行って、体動ノイズ低減部１１５でのノイズ低減処理で用いられる信号を決定する処理を行ってもよい。

なお、脈波信号処理部１１１での処理において、脈波検出部からの信号にあわせて体動検出信号も用いるものとしてもよい。同様に、体動信号処理部１１３での処理において、体動検出信号にあわせて脈波検出部１０からの信号も用いるものとしてもよい。また、脈波検出部１０からの出力信号に対して、脈波信号処理部１１１において所与の処理が行われた後の信号を、体動信号処理部１１３での処理に用いてもよいし、その逆であってもよい。

体動ノイズ低減部１１５は、体動検出信号を用いて、脈波検出信号から体動に起因したノイズ（体動ノイズ）を低減する処理を行う。適応フィルターを用いたノイズ低減処理の具体例を図２に示す。脈波センサー１１から取得された脈波センサー信号には、心拍に起因する成分の他に、体動に起因する成分も含まれている。それは、拍動情報の演算に用いられる脈波検出信号（ＤＣ成分カット後の脈波センサー信号）でも同様である。このうち拍動情報の演算に有用であるのは心拍に起因する成分であって、体動に起因する成分は演算の妨げとなる。よって、体動センサーを用いて体動に起因する信号（体動検出信号）を取得し、脈波検出信号から体動検出信号と相関のある信号成分（推定体動ノイズ成分と呼ぶ）を除去することで、脈波検出信号に含まれる体動ノイズを低減する。ただし、脈波検出信号中の体動ノイズと、体動センサーからの体動検出信号は、ともに同一の体動に起因する信号であったとしてもその信号レベルまで同一であるとは限らない。よって、体動検出信号に対して適応的にフィルター係数が決定されるフィルター処理を行うことで、推定体動ノイズ成分を算出し、脈波検出信号と推定体動ノイズ成分の差分をとるものとする。

以上の処理を周波数スペクトルで説明したものが図３（Ａ）〜図３（Ｃ）である。図３（Ａ）等は、上部に信号の時間変化波形を示し、下部にその周波数スペクトルを示したものである。図３（Ａ）は体動ノイズ低減前の脈波検出信号を表したものであり、Ａ１及びＡ２に示したように、スペクトルにおいて値の大きい周波数が２つ現れている。このうち一方が心拍に起因するものであり、他方が体動に起因するものである。なお、Ａ１よりも高い周波数にも値が大きいものがあるが、Ａ１，Ａ２の整数倍に相当する高周波成分であるため、ここでは考慮しない。以下、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）においても高周波成分が見られるが、同様にここでは考慮しないものとする。

それに対して、図３（Ｂ）は体動検出信号を表したものであり、体動検出信号の要因となった体動が１種類であれば、Ｂ１に示したように値が大きい周波数が１つ現れる。ここで、Ｂ１の周波数は図３（Ａ）のＡ２に対応している。このような場合に、図２に示したような手法で脈波検出信号と推定体動ノイズ成分との差分をとることで、図３（Ｃ）の信号が得られる。図から明らかなように、心拍及び体動に起因する２つのピークＡ１，Ａ２を持つ脈波検出信号から、体動に起因するピークＢ１を持つ推定体動ノイズ成分を引くことで、脈波検出信号中の体動成分（Ａ２に対応）が除かれ、結果として心拍に起因するピークＣ１（周波数はＡ１に対応）が残ることになる。

なお、脈波検出信号に含まれる体動ノイズと、体動検出信号とが対応していること、及び体動検出信号にノイズ低減処理に悪影響を及ぼす信号成分が含まれていないこと等が保証される状況では、体動ノイズ低減部１１５において周波数解析を行う必要はないため、図３（Ａ）、図３（Ｂ）の下部に示された周波数スペクトルは考慮せずともよい。ただし、体動検出信号の取得に用いられるセンサーの種類等によっては、上記の条件が満たされないケースも起こりえる。その場合には、例えば体動信号処理部１１３において、上記条件を満たすように体動検出信号を加工してもよいし、上記条件を見たさない体動検出信号を体動ノイズ低減部１１５等への出力から除外してもよい。なお、上記条件を満たすか否かの判定を行う手法としては種々考えられるが、例えば周波数解析により得られる、図３（Ａ）、図３（Ｂ）の下部に示したような周波数スペクトルを利用してもよい。

拍動情報演算部１２０は、入力信号に基づいて拍動情報を演算する。拍動情報とは例えば脈拍数の値でもよい。例えば、拍動情報演算部１２０は、体動ノイズ低減部１１５でのノイズ低減処理後の脈波検出信号に対してＦＦＴ等の周波数解析を行ってスペクトルを求め、求めたスペクトルにおいて代表的な周波数を心拍の周波数とする処理を行ってもよい。その場合、求めた周波数を６０倍した値が一般的に用いられる脈拍数（心拍数）となる。

なお、拍動情報は脈拍数には限定されず、例えば脈拍数を表す情報（心拍の周波数や周期等）であってもよい。また、拍動の状態を表す情報であってもよく、例えば血流量そのもの（或いはその変動）を表す値を拍動情報としてもよい。ただし、血流量と脈波センサー信号の信号値との関係にはユーザーごとに個人差があるため、血流量等を拍動情報とする場合には当該個人差に対応するための補正処理を行うことが望ましい。

また、入力された脈波検出信号の時間変化波形上で、所与の値（上ピーク、下ピーク、或いは所与の閾値以上の値等）が現れるタイミングを検出し、そのタイミングの間隔に相当する時間から、心拍の周期を求めて拍動情報を演算してもよい。或いは、脈波検出信号の波形を矩形波に変形し、当該矩形波の立ち上がり等を用いることでも拍動情報を演算できる。この場合、周波数解析を行わなくてもよいため、計算量や消費電力の面で優位である。ただし、この手法では周波数軸への変換はせずに信号値をそのまま用いているため、ある程度波形が整っている必要があることから、ノイズが多い状況等では周波数解析を行うことが望ましい。

表示部７０（広義には出力部）は、演算した拍動情報等の提示に用いられる各種の表示画面を表示するためのものであり、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどにより実現できる。

上述した脈拍計の具体例を図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示す。図４（Ａ）は、腕時計型の脈拍計の例である。脈波センサー１１および表示部７０を含むベース部４００は、保持機構３００（例えばバンド等）によって、被検体（ユーザー）の左手首２００に装着されている。図４（Ｂ）は、指装着型の例である。被検体の指先に挿入するためのリング状のガイド３０２の底部に、脈波センサー１１が設けられている。ただし、図４（Ｂ）の場合には表示部７０を設ける空間的余裕がないため、表示部７０（及び必要に応じて処理部１００に相当する部分）は脈波センサー１１に接続された有線ケーブルの他端側等に設けられることが想定される。

後述する本実施形態の手法はいずれのタイプの脈拍計にも適用可能であるが、腕時計型の脈拍計（図４（Ａ）の例）に適用するのが、より好ましい。ただし、図４（Ａ）の例では、脈波センサー１１が、手首外側（腕時計の裏蓋面と接触する部位）など、脈波センサー信号を取得しにくい部位に装着される。このため、脈波センサー１１から出力される脈波センサー信号の振幅が総じて小さくなる傾向にある。よって、後述する本実施形態のように、何らかの手法により拍動情報の精度に関する処理を行うことが望ましい。

２．本実施形態の手法
上述したように、光電センサー等の脈波センサーを用いることで、血行状態（例えば血流量）に対応した脈波センサー信号を取得することができる。しかし、腕等を強く圧迫した場合に、当該圧迫部分よりも末端側の部位では血流量が少なくなることからも容易に理解できるように、生体（狭義には血管）への外圧により血流量は変化する。つまり、外圧が過剰に強ければ脈波センサー信号の信号値を小さくしてしまい、相対的にノイズの影響が大きくなる（ＳＮ状態が悪くなる）ため、その後の処理に支障を来す（例えば脈波センサー信号に基づく拍動情報の精度が低下する）。

また、外圧が過小でも脈波センサー信号の信号値が小さくなり好ましくない。その要因の一つとしては静脈に起因する成分の影響が考えられる。脈波センサーでは、動脈に起因する成分と静脈に起因する成分の両方を取得することになるが、広く用いられている手法は、そのうちの動脈成分に基づいて拍動情報の演算等を行うものであり、静脈成分はかえって脈波センサー信号の信号値を小さくする等の悪影響を及ぼす。つまり、外圧が過小の場合には静脈成分の影響が出てしまい脈波センサー信号の信号値が小さくなってしまい、この場合も好ましくないと言える。外圧に対するＡＣ成分信号（脈波検出信号）の変化特性例を図６に示す。図６から明らかなように押圧が過剰又は過小の場合には信号値が小さくなることがわかる。

外圧を加えることで血流が低下する点は動脈も静脈も同様であるが、生体の特徴から、静脈は動脈に比べて小さい外圧で十分血流が低下することが知られている。つまり、静脈での血流が十分低下（狭義には消失）する点（以下、静脈消失点と表記）での圧力をＶ１、動脈での血流が十分低下する点（以下、動脈消失点と表記）での圧力をＶ２とした場合には、Ｖ１＜Ｖ２の関係が成り立つ。この場合、外圧がＶ２よりも大きい場合が上述した外圧が過剰に強い状況に相当することになり、本来取得したい動脈成分まで消失してしまっており十分な信号値が得られない。一方、外圧がＶ１よりも小さい場合が上述した外圧が過小な状況に相当することになり、静脈成分の影響を受けてしまい、やはり十分な信号値が得られない。

つまり、Ｖ１＜Ｖ＜Ｖ２を満たす外圧Ｖを被検体に加えることで、静脈成分の影響を十分に抑止し、且つ動脈成分の血流を必要以上に低下させないことが可能になる。本実施形態では上記条件を満たすＶを適正押圧とする。なお、適正押圧は上記条件を満たすＶ全てではなく、その一部範囲や特定の圧力値等を指すものであってもよい。

従来、圧力センサー等を用いて生体情報を検出する部分での接触圧を測定するとともに、その接触圧と所与の基準値との比較処理に基づいて、現在の圧力が適正押圧であるか否かをグラフ表示としてユーザーに提示する手法等が開示されている。しかし、脈拍などのバイタルサインはきわめて個人差が大きく、上述した適正押圧もユーザーごとに異なる値（範囲）をとる。よって、測定した接触圧との比較対象となる基準値をユーザーごとに決定しなければ個人差に対応できないところ、従来手法は単純な圧力という物理情報に基づく処理が記載されているにすぎない。圧力という物理情報に個人差に起因する信号がのるとは考えにくく、且つ個人差に対応した基準値の設定手法等も開示されていない以上、従来手法には個人差に対応する手法は開示されていないということになる。

よって、従来手法ではグラフ表示等によりユーザーに対して外圧の大きさの調整を指示したとしても、基準となる適正押圧が個人差に対応できていない以上、指示に従った結果が適切な状態になっているかどうかはわからず、この点が第１の問題点として考えられる。

また、従来手法の第２の問題点として、接触圧と機器の保持状態（装着状態）の対応関係については触れられていないことが挙げられる。つまり、適正押圧の圧力値がわかっていたとしても、どのように機器を装着すればその圧力値が得られるかということはわからない。ユーザーがある状態で装着して接触圧を測定した上であれば、そこから圧力の上げ下げ（例えばバンドを締めるか緩めるか）の指示はできるが、一回接触圧の情報を取得しなければそもそも指示を開始することができないことになる。よって、機器を再装着する場合には、毎回装着状態を調整する必要があった。

そこで本出願人は、脈波センサー信号に基づいた適正押圧の判定手法を提案する。脈波センサー信号はユーザーごとにその特徴が現れるものであるため、脈波センサー信号に基づく判定であれば、個人差に対応することが可能になる。さらにいえば、同一ユーザーであっても体調等の変化により適正押圧の範囲が変動しうるが、本実施形態の手法であればそのような変化にも対応できる。

ただし、上述したように脈波センサー信号の信号値はユーザーごとに異なるため、適正押圧における信号値も比較的大きいユーザーと小さいユーザーとが存在する。そのため、ある押圧での信号値を単独で用いたとしても、当該押圧が適正押圧であるか否かの判定は困難である。よって、本実施形態では押圧を変化させながら脈波センサー信号を取得して、押圧に対する脈波センサー信号の変化特性を用いることで適正押圧か否かの判定を行うことを想定している。

また、本実施形態では適正押圧にあるか否かを判定を行った際に、適正押圧と判定された場合の保持状態特定情報を記憶する。これは例えば、何番目のバンド穴を用いて機器を装着すれば、このユーザーの場合適正押圧を加えることができるという情報等である。このようにすれば、押圧の値ではなくバンドの締め具合等により適正な装着状態を規定できるため、直感的でありユーザーにとってわかりやすい。また、記憶しておいた保持状態特定情報を表示すれば、ユーザーは容易に適正押圧を実現する保持状態を再現できる。つまり、再装着時に調整等は不要となり、利便性等の観点から有利である。

なお、従来手法にはポンプ等を用いて自動的に加圧、減圧する手法も併せて開示されている。この手法はユーザーの手動での装着状態調整が不要であるという点では好ましいが、手首装着型機器のように、日常生活や運動中に用いることを想定した場合、サイズや消費電力等を考えると現実的ではないため、ここではそのような手法は考慮しない。つまり、本実施形態では適正押圧判定の際に押圧を変化させることは上述したとおりであるが、その押圧変化はユーザーの手で行われることが想定される。そのため、システムが適切な押圧変化をユーザーに指示するためにも、表示部等のインターフェースを用いたユーザーとのインタラクションが重要となる。

以下、脈拍計のシステム構成例について述べた後、脈波センサー信号に基づく適正押圧の判定手法について説明する。最後に、ユーザーとのインタラクションを想定した表示制御手法について説明する。

なお、厳密には血行状態は外圧だけではなく、血管内部の圧力である内圧にも依存することが知られている。ただし本実施形態では、後述するように適切な指示画面を表示する制御を行うことで、内圧の変動をできるだけ抑止し、その状態で外圧を変化させて適正押圧の判定等の処理を行う。よって、本実施形態の手法では内圧が大きく変化するのは例外的な状況であり、そのような場合は特に考慮しない。そのため、押圧という用語が外圧を意味するのはもちろんのこと、特に断りがなく圧力や接触圧といった用語が使われた場合にも、当該用語は外圧を指すものとする。

３．システム構成例
図５に本実施形態の脈拍計のシステム構成例を示す。脈拍計は、脈波検出部１０と、体動検出部２０と、処理部１００と、表示部７０と、外部Ｉ／Ｆ部８０と、記憶部９０を含む。ただし脈拍計は、図５の構成に限定されず、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。例えば、本実施形態では体動ノイズの低減は必須ではなく、処理部１００の体動ノイズ低減部１１５等を省略してもよい。なお、脈拍計の全体構成としては図４（Ａ）に示したように、保持機構３００とベース部４００とを含むものが考えられ、図５に示した各部は図４（Ａ）のベース部４００に含まれることが想定される。

脈波検出部１０は、脈波センサー１１と、フィルター処理部１５−１，１５−２と、Ａ／Ｄ変換部１６−１，１６−２を含む。ただし脈波検出部１０は、図５の構成に限定されず、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。

脈波センサー１１は、図１を用いて上述したように光電センサー等を用いる。フィルター処理部１５−１は、本実施形態ではハイパスフィルター処理を行うハイパスフィルターにより実現され、フィルター処理部１５−２は、本実施形態ではローパスフィルター処理を行うローパスフィルターにより実現される。つまり、フィルター処理部１５−１の出力は、脈波センサー信号の高周波成分であるＡＣ成分信号であり、フィルター処理部１５−２の出力は、脈波センサー信号の低周波成分であるＤＣ成分信号である。本実施形態では、脈波検出部１０はＡ／Ｄ変換部１６−１と、Ａ／Ｄ変換部１６−２を含み、それぞれ入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。

図５に示したように、脈波センサー１１は、フィルター処理部１５−１とフィルター処理部１５−２に接続される。フィルター処理部１５−１はＡ／Ｄ変換部１６−１に接続される。Ａ／Ｄ変換部１６−１は体動ノイズ低減部１１５と、後述する適正押圧判定部１１９に接続される。また、フィルター処理部１５−２はＡ／Ｄ変換部１６−２に接続される。Ａ／Ｄ変換部１６−２は適正押圧判定部１１９に接続される。

なお、脈波検出部１０はフィルター処理部１５−２を省略してもよい。その場合、Ａ／Ｄ変換部１６−２の出力は脈波センサー信号の高周波成分と低周波成分の両方を含む信号となる。その他、脈波検出部１０に含まれる各部の接続については種々の変形実施が可能である。

体動検出部２０は、加速度センサー２１と、Ａ／Ｄ変換部２６を含む。加速度センサー２１はＡ／Ｄ変換部２６に接続され、Ａ／Ｄ変換部２６は体動ノイズ低減部１１５と、適正押圧判定部１１９に接続されている。なお、体動検出部２０は体動を検出するセンサーを有すればよく、加速度センサー２１を他のセンサーに変更してもよいし、複数のセンサーを有していてもよい。

処理部１００は、信号処理部１１０と、拍動情報演算部１２０と、表示制御部１３０と、時間計測部１４０を含み、信号処理部１１０は、体動ノイズ低減部１１５と、適正押圧判定部１１９を含む。ただし、処理部１００や信号処理部１１０は、図５の構成に限定されず、これらの一部の構成要素（例えば体動ノイズ低減部１１５）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。

適正押圧判定部１１９は、Ａ／Ｄ変換部１６−１からのＡＣ成分信号、及びＡ／Ｄ変換部１６−２からのＤＣ成分信号の少なくとも一方に基づいて、当該信号取得タイミングに対応する押圧が適正押圧であるか否かの判定を行う。この際、体動検出部２０からの体動検出信号や、時間計測部１４０からの時間計測情報等を用いてもよい。また、外部Ｉ／Ｆ部８０からの情報等に基づいて適正押圧であると判定された際における保持機構３００の保持状態を特定する保持状態特定情報を取得し、取得した保持状態特定情報を記憶部９０及び表示制御部１３０に出力する。適正押圧判定部１１９での処理の詳細は後述する。

体動ノイズ低減部１１５は、Ａ／Ｄ変換部１６−１からのＡＣ成分信号に対して、体動検出部２０からの体動検出信号に基づいて体動ノイズの低減処理を行う。体動ノイズ低減部１１５の処理内容については図２等を用いて上述したものと同様であるため、詳細な説明は省略する。また、拍動情報演算部１２０での処理も上述した通りである。

表示制御部１３０は、表示部７０での表示のための制御を行う。例えば、適正押圧判定部１１９での判定の際には押圧を変化させる必要があるが、適切な押圧変化を実現できるように、ユーザーに対して指示を行う指示画面を表示する制御を行う。また、適正押圧か否かの判定用環境を設定する指示を行う指示画面を表示する制御を行ってもよい。その他、拍動情報演算部１２０で演算された拍動情報の表示制御等も行う。詳細は後述する。

時間計測部１４０は、時間の計測処理を行う。例えば、所与の間隔でタイムスタンプ等の時刻情報を取得するタイマーを有し、取得した時刻情報の差分等から時間を計測するものが考えられる。

表示部７０は、表示制御部１３０での制御内容に従って、種々の情報を表示する。外部Ｉ／Ｆ部８０は、外部とのインターフェースとなるものであり、狭義にはユーザーが脈拍計の各種操作を行うための各種ボタンやＧＵＩ等を有する操作部であってもよい。記憶部９０は、処理部１００等のワーク領域となるもので、その機能は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。記憶部９０は種々の情報を記憶するが、特に適正押圧判定部１１９において取得された保持状態特定情報を記憶する。

４．脈波センサー信号に基づく適正押圧判定
４．１適正押圧の判定
次に脈波センサー信号に基づいて、適正押圧を判定する手法について説明する。上述したように、脈波センサー信号の信号値はユーザーによって異なるものであるから、適正押圧である場合の信号値が比較的大きいユーザーと比較的小さいユーザーが存在することになる。よって、所与の押圧の際の信号値のみを取得したとしても、信号値に基づいて当該押圧が適正押圧であるか否かという判定を行うことは困難である。例えば、信号値と所与の閾値との比較処理により、押圧が適正押圧であるか否かの判定を行おうとしても、複数のユーザーに対して汎用的に用いることができる閾値を設定することは難しい。

そこで本実施形態では、生体に対する押圧を変化させ、その押圧変化に対する脈波センサー信号の変化特性に基づいて適正押圧を判定する。信号値の大きさには個人差があるが、脈波センサー信号の変化特性はどのユーザーも同様の傾向を持つためである。例えば、離散的な押圧変化を考える場合には、それぞれ異なる第１〜第Ｍの押圧を順次生体に対して加え、各押圧での脈波センサー信号を取得する。そして、取得した第１〜第Ｍの脈波センサー信号に基づいて、第１〜第Ｍの押圧のうち、いずれの押圧が適正押圧であるかの判定を行えばよい。

なお、適正押圧は生体の特性に鑑みればある程度の範囲を持つ（上述したＶ１＜Ｖ＜Ｖ２を満たす範囲）ため、本実施形態により適正押圧であると判定される押圧は１つの圧力値に限定されず、複数の値を持ったり、所与の範囲により表されてもよい。

以下の説明では、脈拍計は図４（Ａ）に示したように保持機構３００としてバンドを有する腕時計型機器であり、そのバンドには図７に示したように複数の穴が設けられて、どの穴を用いて保持するかにより押圧を変更することができるものを想定している。ただし、保持機構３００の構成はこれに限定されるものではない。

また、押圧変化はユーザーにより行われるが、それを実現するために表示部７０に指示画面を表示する等の表示制御が行われる。表示制御等に基づく具体的なインタラクションについては後述するものとし、ここでは押圧変化が適切に行われたことを前提として、取得した脈波センサー信号に基づく判定処理を述べる。また、判定精度向上のためには、適切な判定用環境を設定する必要があるが、その環境設定も指示画面等の表示制御により行うものであり、詳細は後述する。ここでは押圧変化と同様に、適切な判定用環境が設定されたことを前提として説明を行う。

なお、上述したように本実施形態では、適正押圧をｋＰａ等の単位の物理量ではなく、保持機構３００の保持状態に対応づけて処理を行う。よって、以下の説明では記載を簡略化するために、押圧を変化させて適正押圧を判定するものとしているが、押圧を変化させるとは、保持機構３００での保持状態を変化させることに相当するし、適正押圧を判定するとは、適正押圧を実現する保持状態を判定するということに相当する。

４．２ＡＣ成分信号に基づく適正押圧判定
脈波センサー信号のＡＣ成分に対応するＡＣ成分信号に基づく判定について説明する。図８（Ａ）、図８（Ｂ）に押圧変化に対するＡＣ成分信号の信号値の変化特性を示す。ただし、図８（Ａ）は押圧に対するＡＣ成分信号の一般的な変化傾向を説明するための図である。図８（Ａ）、図８（Ｂ）の横軸は時刻を表し、押圧の時間変化から明らかなように、時間とともに押圧を下げていく減圧方向でのグラフとなっている。

図８（Ａ）に示したように、ＡＣ成分信号の振幅は、押圧が大きい場合には小さい値となるが、押圧を下げるほど振幅値が大きくなっていく。そして、押圧が所与の値よりも小さくなると振幅値は減少傾向に転ずる。ＡＣ成分信号は心拍に起因した信号であり、拍動情報の演算に用いられることを考慮すれば、ＡＣ成分信号の振幅値が大きい押圧を適正押圧とすればよい。例えば図８（Ａ）であればＥ１で示した範囲が適正押圧となる。

つまり、ＡＣ成分信号を用いる場合には、各押圧での振幅値を算出し、算出した振幅値が大きくなる押圧を適正押圧とすればよい。具体例を図９（Ａ）、図９（Ｂ）に示す。図９（Ａ）はバンド穴位置を所与の位置に設定した際のＡＣ成分信号の時間変化を表すものであり、横軸の単位は秒である。図９（Ａ）の前半部分（０秒〜１０秒程度の期間）は、バンド穴位置を設定したタイミング、及び当該タイミングからの時間経過が短い期間であり、この期間ではＡＣ成分信号の信号値は安定しないため、振幅値の算出は行わない。つまり、振幅値はバンド装着後、所与の時間が経過してからの信号値（例えば図９（Ａ）のＦ１の期間での信号値）に基づいて行われる。

ここで、振幅値はピークに基づいて算出すればよく、上ピークと下ピークのどちらか一方を用いてもよいが、ここではその両方から振幅値を算出するものとする。具体的には、ＡＣ成分信号の一周期（心臓の一拍の運動に対応）での最大値（上ピーク）と最小値（下ピーク）を検出し、最大値と最小値の差分値（Peak-to-peak）を当該周期での振幅値とする。図９（Ａ）のＦ１に示したように、振幅値の算出期間はＡＣ成分信号の一周期よりも長いことが想定されるため、当該算出期間において複数の差分値が取得される。図９（Ｂ）は差分値の時間変化の一例であり、拍動の一周期ごとに一回取得される差分値を取得順に並べたものである（横軸は取得順序を表すものであり秒等の単位ではない）。本実施形態では振幅値算出期間（Ｆ１）における当該複数の差分値の平均値を、設定されたバンド穴位置（及びそれに対応する押圧）での振幅値とすればよい。

なお、平均値は単純な平均値であってもよいし、極端に大きい（或いは小さい）データを平均値算出において除外するトリム平均値であってもよい。トリム平均値を用いるのであれば、除外範囲は標準偏差σ等から設定すればよく、例えば３σを用いればよい。

以上の処理により、所与の押圧（バンド穴位置）でのＡＣ成分信号の振幅値が算出できる。適正押圧の判定では、各押圧での振幅値をそれぞれ求め、振幅値が最大となる押圧を適正押圧とすればよい。

４．３ＤＣ成分信号に基づく適正押圧判定
脈波センサー信号のＤＣ成分に対応するＤＣ成分信号に基づく判定について説明する。図１０に押圧変化に対するＤＣ成分信号の信号値の変化特性を示す。ただし、図１０は押圧に対するＤＣ成分信号の一般的な変化傾向を説明するための図である。図８（Ａ）、図８（Ｂ）とは異なり、図１０の横軸は押圧を表す。

図１０に示したように、押圧変化に対するＤＣ成分信号の変化特性曲線において、静脈消失点に対応する押圧及び動脈消失点に対応する押圧はともに変曲点となる。つまり、ＤＣ成分信号の変曲点を検出することで、静脈消失点に対応する押圧及び動脈消失点に対応する押圧を検出することができる。上述したように、適正押圧は静脈消失点での押圧より大きく、且つ動脈消失点での押圧より小さい圧力であればよいため、この条件を満たす範囲で適正押圧を判定すればよい。また、上記条件を満たす圧力範囲のうち、１つの圧力値を適正押圧としてもよく、例えば静脈消失点での押圧と、動脈消失点での押圧の平均値を適正押圧としてもよい。

なお、ＤＣ成分信号の変化特性曲線の変曲点の検出手法は種々考えられる。例えば、図８（Ｂ）に示したように、時間の経過とともに押圧が変化していく場合であれば、それに対応したＤＣ成分信号の時間変化曲線（つまり、横軸が時刻で縦軸がＤＣ成分信号の信号値となるグラフ）も、押圧変化に対応するＤＣ成分信号の変化特性を表すことになるため、この曲線の変曲点を検出するものとしてもよい。この手法であれば、各時刻で取得されたＤＣ成分信号の信号値をそのまま用いることができるため、前処理等が不要という利点がある。

一方、上述の時間変化曲線では、グラフの横軸はあくまで時刻であり押圧ではないため、横軸方向での変化を考えた場合に、それが押圧の線形での変化に対応するわけではない。例えば、時刻Ｔ１〜Ｔ２の間での押圧を考えた場合に、押圧が一定の傾きを持って変化することは考えにくく、当該期間での押圧が不変であったり、Ｔ１〜Ｔ３（Ｔ３＜Ｔ２）では第１の押圧でＴ３〜Ｔ２では第２の押圧となるような極端な変化をすることが考えられる。つまり、時間変化曲線ではなく、図１０のような押圧変化曲線（横軸が押圧で、縦軸がＤＣ成分信号の信号値となるグラフ）を用いた方が、押圧に対する変化特性が顕著に表れることが期待される。また、ＡＣ成分信号の説明でも触れたように、バンドを装着してから所与の時間は信号値が安定しないことが考えられるが、時間変化曲線ではそのような不安定な信号値がそのまま現れてしまうため処理に悪影響を及ぼす可能性がある。

そこで本実施形態では、所与の押圧が設定された場合に、当該押圧でのＤＣ成分信号に基づいて１つの代表値を算出するものとする。この処理を複数の押圧において行うことで、押圧とＤＣ成分信号との対応関係を表すグラフ（上述の押圧変化曲線）を取得することができるため、取得したグラフでの変曲点を検出すればよい。

所与の押圧が設定された場合の代表値の算出手法を、図１１を用いて説明する。図１１はバンド穴位置を所与の位置に設定した際のＤＣ成分信号の時間変化を表す。図９（Ａ）と同様に、図１１の前半部分は、バンド穴位置を設定したタイミング、及び当該タイミングからの時間経過が短い期間であり、この期間ではＤＣ成分信号の信号値は安定しないため、代表値の算出は行わず、Ｇ１に示したその後の期間を用いる。代表値の算出手法は種々考えられるが、例えば算出区間（図１１のＧ１）でのＤＣ成分信号の信号値の平均値をとればよい。ＡＣ成分信号での処理と同様に、平均値は単純な平均値であってもよいし、極端に大きい（或いは小さい）データを平均値算出において除外するトリム平均値であってもよい。このようにして、各押圧において代表値を求めることで、ＤＣ成分信号の押圧変化曲線を求めることができる。

なお、曲線からの変曲点の検出は数学的に重要な分野であり、コンピューターシステム等における変曲点検出についても多くの従来例が存在する。本実施形態ではそれらのうち任意の手法を用いることができることから、変曲点の検出手法についての詳細な説明は省略する。

４．４ＡＣ成分信号及びＤＣ成分信号に基づく適正押圧判定
本実施形態の適正押圧判定は、ＡＣ成分信号とＤＣ成分信号の一方に基づいた処理だけでなく、両方の信号を用いたものであってもよい。

具体例を図１２のフローチャートに示す。この処理が開始されると、まずＡＣ成分信号に基づいて、振幅値が最大となる押圧ＶＡを求める（Ｓ１０１）。そして、ＤＣ成分信号の変曲点検出を行って、静脈消失点での押圧ＶＤ１と動脈消失点での押圧ＶＤ２を求める（Ｓ１０２）。Ｓ１０１及びＳ１０２の具体的な処理は上述したとおりである。

その後、ＶＤ１＜ＶＡ＜ＶＤ２の関係が成り立つかの判定を行い（Ｓ１０３）、Ｓ１０３でＹｅｓの場合には、ＶＡがＤＣ成分信号から求められた適正範囲に含まれることから、ＶＡの信頼性は確保されたものとして、ＶＡを適正押圧とする（Ｓ１０４）。一方、Ｓ１０３でＮｏの場合には、ＶＡの信頼性に疑問が残るということであるから、ＤＣ成分信号から求められたＶＤ１及びＶＤ２に基づいて適正押圧を決定する（Ｓ１０５）。具体的にはＶＤ１とＶＤ２の平均値を適正押圧とすればよい。

これにより、ＡＣ成分信号とＤＣ成分信号の両方に基づいた適正押圧判定が可能になり、判定した適正押圧の精度向上等が期待できる。また、ＡＣ成分信号とＤＣ成分信号の両方に基づいた処理は図１２のフローチャートに示したものに限定されず、他の処理を行ってもよい。

５．表示制御手法
適正押圧判定における押圧変化は、ユーザーによる保持機構３００の調整（例えばバンド穴位置の調整）により行われる。しかし、ユーザーが適正押圧判定の手順を全て把握しておくとなると、ユーザー負担が大きく好ましくない。よって本実施形態では、表示部７０等のインターフェースを用いて脈拍計とユーザーとの間でインタラクションを行い、システム側（脈拍計側）から適切な指示を行うことでユーザー負担の軽減を図るものとする。

また、適正押圧判定の際には、押圧変化以外の要因により信号値が変動してしまうと、判定精度が低下し好ましくない。よって、好ましくない信号値の変動を抑止するために、所与の判定用環境の条件が満たされたか否かの判定を行い、条件が満たされたと判定された場合に適正押圧判定を行う。この際にも、条件が満たされていない場合にはユーザーに対して何らかの指示が必要となるため、表示部７０等のインターフェースを用いるとよい。

以下、適正押圧判定における典型的な処理の流れを用いて、本実施形態におけるユーザーとシステムのインタラクション、及びその際に行われる表示制御等について説明する。

図１３に適正押圧判定の処理を説明するフローチャートを示す。この処理が開始されると、まずＡＣ成分信号とＤＣ成分信号を測定する（Ｓ２０１）。そして、図１４（Ｂ）の上部に示したように、ＡＣ成分信号の波形等を表示部７０に表示する（Ｓ２０２）。Ｓ２０２の表示は必須ではないが、脈波センサー１１により適切に信号が取得できていることをユーザーに通知できるため、機器の不良等はないという安心感を与えることができる。

その後、バンド穴位置を表す変数ｎを初期化する（Ｓ２０３）。ここではｎ＝１とする。なお、ここでの変数ｎは脈拍計側が認識しているバンド穴位置を表すものであり、実際の保持機構３００の保持状態が、ｎに対応するバンド穴位置による保持状態となることを保証するものではない。ただし、後述するようにユーザーが指示画面での指示に従った場合にはシステムの認識するバンド穴位置と、実際の保持状態とは対応する（一致する）。

次に、図１４（Ｂ）の下部に示したように、システム側で認識するバンド穴位置と、実際の保持状態が一致するように、ユーザーに対して指示する指示画面を表示する制御を行い、それとともにユーザーからの入力を受け付ける（Ｓ２０４）。図１４（Ｂ）の例であれば、ユーザーは指示されたバンド穴位置による保持を試み、バンドを締めることができればＯＫを入力し、きつすぎて締めることができない、或いは緩すぎて十分な固定ができない等の場合にはＮＧを入力することになる。ただし、ユーザーとのインタラクションはこれに限定されるものではない。

Ｓ２０４に対するユーザーの入力を受け付け、ＯＫが入力されたのか否かの判定を行う（Ｓ２０５）。Ｓ２０５でＹｅｓの場合には、指示画面により指示したバンド穴位置での装着ができたものと考え、その保持状態（及びそれに対応する押圧）でのＡＣ成分信号、ＤＣ成分信号に基づく処理に移行する。具体的には、Ｓ２０６〜Ｓ２１１において判定用環境の条件が満たされているかの判定を行い、満たされている場合にＳ２１２，Ｓ２１３で実際の処理を行う。以下具体的に説明する。

まず、判定用環境の条件として、体動が安定しているか否かの判定を行う（Ｓ２０６）。体動が安定していない場合には、当該体動に起因する成分（体動ノイズ）がＡＣ成分信号に含まれることになり、適正押圧判定に支障を来すためである。Ｓ２０６の処理は、体動センサーからの体動検出信号に基づいて行えばよい。体動センサーとは例えば加速度センサー２１であり、体動検出信号とは加速度検出値である。

図１５（Ｂ）に加速度検出値の具体例を示す。図１５（Ｂ）から明らかなように、体動がない場合に比べて、体動がある場合には加速度検出値の大きさが非常に大きくなる。よって、加速度検出値が大きい場合に体動が安定していないと判定し、加速度検出値が小さい場合に体動が安定していると判定すればよい。

ここでの加速度センサーは３軸加速度センサーであり、その軸の方向は図１５（Ｃ）に示したものであるとする。図１５（Ｃ）のように、腕時計の文字盤部分（脈拍計では表示部７０に相当）を含む平面を考えた場合に、当該平面に含まれ、且つ時計の１２時方向がＹ軸であり、時計の３時方向がＸ軸となる。そして、Ｚ軸はＸ軸及びＹ軸を含む平面に直交し、文字盤部分に対して被検体の手首側に向かう方向の軸となる。ただし、軸の方向はこれに限定されるものではない。

ここでは、図１５（Ａ）に示した３軸の合成加速度を算出し、算出した合成加速度の大きさと所与の閾値との比較処理に基づいて、体動が安定しているか否かの判定を行う。フローチャートを図１６に示す。３軸合成加速度として、各軸の二乗和の平方根を求め（Ｓ３０１）、求めた３軸合成加速度と体動安定閾値との比較処理を行う（Ｓ３０２）。３軸合成加速度が体動安定閾値よりも大きい場合には、体動がある（安定していない）と判定し（Ｓ３０３）、そうでない場合には体動がない（安定している）と判定する（Ｓ３０４）。

以上の処理により体動が安定していない（Ｓ２０６でＮｏである）と判定された場合には、体動の安定を待つことになる。その際、システム側からユーザーに対して体動の安定化を指示することで、効率的に判定用環境の条件を実現することができると考えられる。そこで、表示部７０において体動の安定化を指示する指示画面を表示する制御を行う（Ｓ２０７）。

Ｓ２０６でＹｅｓの場合には、２番目の判定用環境の条件として、ユーザーの姿勢に異常がないかの判定を行う（Ｓ２０８）。ここで姿勢とは、狭義には脈波センサー１１の装着部位（ここでは手首を想定）と、心臓との高さの関係により決まる姿勢を指す。つまり、姿勢が変わると血管にかかる水頭圧の大きさが変化するため、血流量が変化してしまい、そのことによる適正押圧判定の精度低下を抑止するための条件として姿勢判定を行う。

一例としては、ユーザーが腕時計の文字盤部分を見る際の典型的な姿勢を基準姿勢とし、それに対して手首と心臓との高さの関係が大きく異なる姿勢を異常姿勢とすればよい。この際の加速度検出値の例を図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）に示す。図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）はグラフの視認性の問題から別の図となっているに過ぎず、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各値は同一の加速度センサー２１から取得されたものである。ここでの加速度センサーの軸は図１５（Ｃ）のものを用いているため、各軸の加速度検出値（体動が小さいことを前提としているため、各軸に働く重力加速度成分が主となる）の基準姿勢での典型的な範囲はある程度特定できる。例えば、文字盤部分を含む平面が水平面に近くなり、Ｚ軸と重力方向が近くなることが考えられる。この場合、Ｘ軸、Ｙ軸の値は０に近く、Ｚ軸は１Ｇに近い値となる。よって、これらの値に基づいて基準姿勢における各軸の値の適正範囲を設定し、加速度検出値が当該適正範囲にあるか否かで姿勢を判定する。図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）に示したように、異常姿勢では各軸の値は適正範囲から外れることになる。

フローチャートを図１８に示す。この処理が開始されると、まずＸ，Ｙ，Ｚの各軸での加速度検出値を計測する（Ｓ４０１）。そして、あらかじめ設定された各軸の適正範囲と、Ｓ４０１で計測された加速度検出値との比較処理を行う（Ｓ４０２）。そして、全ての軸の加速度検出値が適正範囲にある場合には正常姿勢であると判定し（Ｓ４０３）、そうでない場合には異常姿勢と判定する（Ｓ４０４）。

なお、腕の肘から先の部分は水平に近い状態に保たれることが想定されるため、Ｘ軸の適正範囲は０Ｇを含む狭い範囲（例えば図１８のように−０．１〜＋０．１Ｇ等）でもよい。それに対して、手首の角度は人によって異なる可能性も高く、Ｙ軸が０Ｇ、Ｚ軸が１Ｇを基準としつつも、Ｘ軸よりも広い適正範囲を設定しておくことが望ましい。ただし、適正範囲は図１８のＳ４０２に示した数値に限定されるものではない。

以上の処理により異常姿勢にある（Ｓ２０８でＮｏである）と判定された場合には、姿勢が正常になるのを待つことになる。その際には体動の安定化と同様に、ユーザーに対して正常姿勢をとることを指示する指示画面の表示制御を行うとよい（Ｓ２０９）。この場合、ユーザーの利便性等を考慮すれば、正常姿勢がどのような姿勢であるかが明確となる指示画面を表示することが望ましい。図１３のＳ２０９に示したように文章により指示してもよいし、表示部７０の解像度等に問題がなければ図を表示することで指示してもよい。

Ｓ２０８でＹｅｓの場合には、３番目の判定用環境の条件として、バンドの装着から一定時間が経過したかの判定を行う（Ｓ２１０）。保持機構３００が穴を用いたバンド等により実現される場合には、所与のバンド穴での装着には、一旦バンドを当該バンド穴での装着時よりきつく締める必要がある。そのため、図９（Ａ）或いは図１１に示したように、装着時のＡＣ成分信号及びＤＣ成分信号は適正押圧判定には好ましくない大きな変動をする他、その後一定時間は信号値が安定しない。よって、適切な適正押圧判定を行うためには、そのような不安定な信号値を処理から除外するとよい。具体的には、装着後の一定時間は処理を行わずに待機し、当該一定時間の経過後に処理を開始する。

Ｓ２１０では、例えばタイマー等により実現される時間計測部１４０からの時間計測情報に基づいて、所与の時間が経過したかの判定を行えばよい。所与の時間が経過していない（Ｓ２１０でＮｏである）と判定された場合には、ユーザーに対して待機指示を行う指示画面を表示する制御を行う（Ｓ２１１）。

Ｓ２１０でＹｅｓと判定された場合には、判定用環境の条件が満たされているということになるから、ＡＣ成分信号に基づく処理及びＤＣ成分信号に基づく処理を行う（Ｓ２１２，Ｓ２１３）。Ｓ２１２ではＡＣ成分信号の振幅値を求める処理が行われ、Ｓ２１３ではＤＣ成分信号の代表値（平均値）を求める処理が行われる。具体的な処理については上述してあるため、詳細な説明は省略する。

Ｓ２１３の処理後、或いはＳ２０５でＮｏと判定された場合には、ｎをインクリメントし（Ｓ２１４）、全てのバンド穴での処理を終えたかの判定を行う（Ｓ２１５）。Ｓ２１５でＮｏの場合には、Ｓ２１４でのインクリメント後のｎに相当するバンド穴位置での処理を行う必要があるため、Ｓ２０４に戻り、システム側で認識しているバンド穴位置と、実際の保持状態が一致するように、ユーザーに対して指示する指示画面を表示する制御を行い、それとともにユーザーからの入力を受け付ける。以下の処理については同様である。

Ｓ２１５でＹｅｓの場合には、全てのバンド穴位置での処理が終了したということであるため、各バンド穴位置で演算されたＡＣ成分信号の振幅値、及びＤＣ成分信号の代表値に基づいて、適正押圧の判定を行う（Ｓ２１６）。具体的には、図１２のフローチャートで示した処理等を行えばよい。

そして、適正押圧に対応するバンド穴位置（広義には保持状態特定情報）を記憶するとともに、図１４（Ｃ）に示したように、適正なバンド穴位置をユーザーに通知するための画面を表示部７０に表示する制御を行う（Ｓ２１７）。

以上の本実施形態では、脈拍計は図５に示したように、脈波センサー信号を出力する脈波センサー１１を有する脈波検出部１０と、脈波検出部１０からの信号に基づいて拍動情報を演算する処理部１００と、処理部１００での処理結果を表示する表示部７０と、処理部１００での処理結果を記憶する記憶部９０と、脈拍計を被検体に保持する保持機構３００（図４（Ａ）に示す）を含む。そして、処理部１００は、脈波検出部１０における被検体への押圧が適正押圧か否かを判定する。記憶部９０は、脈波検出部１０における被検体への押圧が適正押圧であると判定された際の保持状態特定情報を記憶する。また、処理部１００は、保持状態特定情報を表示部７０に表示する制御を行う。

ここで、保持状態特定情報とは、保持機構３００での保持状態を特定する情報である。例えば、脈拍計が図４（Ａ）に示したようにバンドにより保持される機器であれば、保持状態特定情報とはバンドの状態を特定する情報となる。具体的には、図７のように穴を用いてバンドを固定する場合には、何番目のバンド穴位置を用いて脈拍計を保持しているかという情報が保持状態特定情報となる。なお、バンドは穴を用いるものに限定されず、目盛りがあるベリクロタイプのバンドや、ラチェットタイプのバンドを用いてもよい。また、保持機構３００はバンドに限定されるものではなく、脈拍計を被検体に固定でき、脈波センサー１１でのセンサー情報の取得を妨げないものであれば任意の機構を用いることができる。

これにより、脈拍計での適正押圧の判定を行った上で、その適正押圧に対応する保持状態特定情報を記憶、表示することが可能になる。適正押圧をｋＰａやｍｍＨｇ等の単位により求めることができたとしても、当該適正押圧を実現するには保持機構３００をどのような状態にすればよいかの判断は容易ではない。その点、適正押圧と保持状態特定情報とを対応づけることにより、ユーザー側は適正押圧の数値等を意識する必要がなくなり、バンドの締め具合等の直感的な手法により適正押圧となっているか否かを認識することができる。そのため、一回適正押圧の判定が行われた後であれば、機器の再装着時等にも適正押圧が付加される状態を容易に再現することができ、ユーザーの利便性の向上等が期待できる。

また、適正押圧とは、上述したように静脈消失点（静脈回復点）に対応する押圧よりも大きく、動脈消失点（動脈回復点）に対応する押圧よりも小さい範囲の圧力となる。つまり、以上の本実施形態では、脈拍計は脈波センサー信号を出力する脈波センサー１１を有する脈波検出部１０と、脈波検出部１０からの信号に基づいて拍動情報を演算する処理部１００と、処理部１００での処理結果を表示する表示部７０と、処理部１００での処理結果を記憶する記憶部９０と、脈拍計を被検体に保持する保持機構３００とを含み、処理部１００は、脈波検出部１０における被検体への押圧が、静脈消失点（静脈回復点）に対応する押圧よりも大きく、動脈消失点（動脈回復点）に対応する押圧よりも小さい範囲に含まれるかか否かを判定し、記憶部９０は、脈波検出部１０における被検体への押圧が前記範囲に含まれると判定された際における保持機構３００の保持状態を特定する保持状態特定情報を記憶し、処理部１００は、保持状態特定情報を表示部７０に表示する制御を行ってもよい。

また、処理部１００は、脈波センサー信号に基づいて、押圧が適正押圧であるか否かを判定してもよい。

これにより、個人差を考慮した適正押圧判定が可能になる。従来手法では、圧力値等の物理情報に基づく処理が行われていたため、個人差が考慮されていなかったが、個人差の大きいバイタルサインである脈波センサー信号を用いることで、ユーザーごとの適正押圧を適切に判定することができる。また、同一ユーザーの体調変化等に基づく適正押圧の変動にも対応可能である。本実施形態の手法により判定された適正押圧を付加した状態で、拍動情報の演算等を行うことで、求められた拍動情報の精度の向上等が可能になる。

また、処理部１００は、脈波センサー信号のＡＣ成分に対応するＡＣ成分信号、及び脈波センサー信号のＤＣ成分に対応するＤＣ成分信号の少なくとも一方の信号に基づいて、押圧が適正押圧であるか否かを判定してもよい。

ここで、ＡＣ成分信号は高周波成分に対応し、ＤＣ成分は低周波成分に対応するが、高低の基準となる周波数は、例えば拍動の周波数等に基づいて決定されてもよい。ＡＣ成分信号は、拍動情報の演算等にも用いられることを考慮すれば、心拍に起因する成分を含むことが求められる。被検体の生物的な特徴を考えると、脈拍数の典型的な下限値はある程度定めることが可能であり、例えば脈拍数が３０（回／分）を下回るケースは多くない。よって、心拍に起因する信号が脈拍数３０に対応する周波数（０．５Ｈｚ）以下の周波数帯に含まれることはまれであると考えられるため、当該周波数より高い周波数を高周波成分、それよりも低い周波数を低周波成分としてもよい。

これにより、ＡＣ成分信号とＤＣ成分信号の少なくとも一方を用いた適正押圧判定が可能になる。ＡＣ成分信号は振幅値に特徴が現れ、ＤＣ成分信号は変曲点に特徴が現れる。どちらか一方からも適正押圧の判定は可能であるが、図１２のフローチャートに示したように、両方の信号を用いることで判定精度を向上させることが可能になる。

また、処理部１００は、押圧を変化させた場合のＡＣ成分信号の変化特性に基づいて、押圧が適正押圧であるか否かを判定してもよい。具体的には、押圧を変化させた場合のＡＣ成分信号の振幅の変化特性に基づいて、押圧が適正押圧であるか否かを判定してもよい。

これにより、押圧に対するＡＣ成分信号の変化特性に基づいた判定が可能になる。脈波センサー信号は個人差の大きいバイタルサインであり、そのＡＣ成分に対応するＡＣ成分信号も個人差は大きい。よって、適正押圧時の信号値の大きさにも個人差があることから、所与の押圧での信号値のみから当該押圧が適正押圧か否かを判定することは困難である。その点、押圧に対する変化特性を用いれば、上記個人差に左右されない適切な判定が可能になる。なお、図８に示したように、ＡＣ成分信号は適正押圧において振幅値が相対的に大きいことがわかっているため、具体的には振幅値の変化特性に基づいて判定を行えばよい。

また、処理部１００は、押圧を変化させた場合のＤＣ成分信号の変化特性に基づいて、押圧が適正押圧であるか否かを判定してもよい。具体的には、押圧を変化させた場合のＤＣ成分信号の変化特性に基づいて、ＤＣ成分信号の変曲点を検出し、検出した変曲点に基づいて押圧が適正押圧であるか否かを判定してもよい。

これにより、押圧に対するＤＣ成分信号の変化特性に基づいた判定が可能になる。ＤＣ成分信号は血流の容積を表すものであり、加圧（減圧）過程では、静脈消失点（静脈回復点）、動脈消失点（動脈回復点）で変曲点が現れるため、精度のよい適正押圧判定が可能になるとともに、適正押圧を範囲として求める場合に、その上限値及び下限値を正確に決定することができる。

また、処理部１００は、押圧が適正押圧であるか否かの判定用環境の設定指示を行う指示画面を、表示部７０に表示する制御を行ってもよい。

ここで判定用環境とは、例えば体動が安定しており、姿勢が異常ではなく、且つ保持機構３００での保持状態が決定されてから一定時間が経過しているという条件を満たす環境のことである。なお、判定用環境は上記以外の条件を追加してもよいし、上記の条件の一部又は全部（他の条件を追加する場合）を除外してもよく、その内容は種々の設定が可能である。

これにより、判定用環境の設定指示を行うことが可能になる。従来手法の圧力値等を用いる手法とは異なり、本実施形態ではバイタルサインである脈波センサー信号に基づいて判定を行うため、押圧の変化以外の要因でも信号値が変動してしまう。脈波センサー信号の信号値だけからでは、その変動要因の特定や切り分けが困難であるため、押圧以外の要因による信号値の変動は極力抑止する必要がある。ここではそのような条件を満たす環境を判定用環境として、当該判定用環境を満たすようにユーザーに対して指示を行うことで、精度よく適正押圧判定を行うことが可能になる。

また、処理部１００は、被検体の体動の安定化を指示する画面を、指示画面として表示部７０に表示する制御を行ってもよい。

これにより、体動の安定化指示を行うことが可能になる。体動が大きい場合、脈波センサー信号には当該体動に起因した成分（体動ノイズ）が混入することになり、そこから求められたＡＣ成分信号やＤＣ成分信号にも体動ノイズがのってしまう。よって、体動ノイズの影響を抑止して正確な適正押圧判定を行うためには、体動の安定化を図ることが望ましい。体動はユーザーにより行われ、脈拍計がユーザーの体動を物理的に抑制することは困難である以上、ユーザーにとってわかりやすい形で指示を行うことが現実的且つ効果的な手法である。

また、処理部１００は、所与の判定用姿勢を被検体にとらせる指示を行う画面を、指示画面として表示部７０に表示する制御を行ってもよい。

ここで、判定用姿勢とは、被検体の心臓と脈波検出部１０との相対的な位置関係に基づいて規定される姿勢を指す。被検体の心臓と脈波検出部１０との相対的な位置関係（具体的には高さ）が変動すると、水頭圧が変動する。例えば、腕を上げた状態では腕をおろした状態に比べて、水頭圧の変化に起因して血流量が減少することになる。つまり、ここでの判定用姿勢とは、水頭圧により（押圧変化とは独立して）血流量が変動することを抑止するために設定される姿勢のことである。

これにより、適正押圧判定時において異常姿勢がとられることを抑止できるため、水頭圧に起因する適正押圧判定の精度低下を抑止することが可能になる。判定用姿勢とは、表示部７０でのインタラクションを前提とする本実施形態では、ユーザーが自然に表示部７０を見ることができる姿勢（例えば腕時計の文字盤部分を見る際の姿勢）が好ましいが、これに限定されるものではない。ユーザーへの指示は、体動の安定化と同様に表示部７０に表示する手法が、わかりやすく効果的と考えられる。

また、処理部１００は、所与の時間、被検体に対して待機を指示する画面を、指示画面として表示部７０に表示する制御を行ってもよい。

これにより、ユーザーに一定時間待機させることで、精度よく適正押圧判定を行うことが可能になる。これは、実際に手動でバンド調整を行う場合にはある程度の作業時間を要することや、図９（Ａ）及び図１１に示したように信号値自体が安定するまでに一定時間（１０秒程度）を必要とすることによる。

また、処理部１００は、指示画面に表示された判定用環境の条件が満たされたか否かの判断を行い、条件が満たされたと判断された場合に、押圧が適正押圧であるか否かの判定を行ってもよい。具体的には、体動センサーからの体動検出信号、又は時間計測部からの時間計測情報に基づいて、指示画面に表示された判定用環境の条件が満たされたか否かの判断を行う。

これにより、判定用環境の条件が満たされた場合に、適正押圧判定を行うことが可能になる。指示画面を表示部７０に表示することで、ユーザーに対して判定用環境を実現する指示を送ることは可能であるが、ユーザーが実際に指示に従うかは保証されていない。よって、システム側で条件が満たされているかの判定を行って、条件が満たされている場合に処理を行うことで、判定精度の向上等を図ることが可能になる。体動の安定化及び異常姿勢の排除については、図１５（Ａ）や図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）に示したように加速度センサー２１等の体動センサーを用いればよい。また、時間経過に関してはタイマー等により実現される時間計測部１４０からの時間計測情報を用いればよい。

また、処理部１００は、処理モードとして、保持状態特定情報取得モードと、拍動情報を演算する拍動情報演算モードを有してもよい。適正押圧判定モードに設定された場合に、押圧が適正押圧であるか否かの判定結果に基づいて保持状態特定情報を取得するとともに、取得した保持状態特定情報を記憶部９０に記憶する。そして、保持状態特定情報の取得後に拍動情報演算モードに設定された場合に、記憶部９０に記憶された保持状態特定情報を読み出し、読み出した保持状態特定情報を表示部７０に表示する制御を行ってもよい。

これにより、保持状態特定情報取得モードにおいて、適正押圧判定を行って保持状態特定情報を取得した上で、拍動情報演算モードでは取得した保持状態特定情報を表示部７０に表示することができるため、拍動情報の演算時には演算に適した保持状態を容易に実現することが可能になる。適正押圧を判定し、その際の保持状態特定情報を求めたとしても、その結果を脈拍計の主たる処理である拍動情報の演算に用いることができないのでは効果的ではない。よって、保持状態特定情報の取得と、拍動情報の演算が連続しないこと等まで考慮すれば、取得した保持状態特定情報は記憶部９０に一旦記憶することが必要になるし、拍動情報演算モードに入った場合には、ユーザーに対してわかりやすい形で保持状態特定情報を提示することが必要となる。

また、保持機構３００は、保持状態として、脈波検出部１０における被検体への押圧が異なる第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の状態をとってもよい。そして、処理部１００は、第１〜第Ｎの状態の各状態での押圧が適正押圧であるか否かの判定結果に基づいて、第１〜第Ｎの状態のうち少なくとも１つの状態に対応する情報を保持状態特定情報として取得する。

これにより、離散的な複数の保持状態を取り得る保持機構３００（例えば穴を有するバンド等）において、上述の処理を行い、その結果の保持状態特定情報として、複数の保持状態のうちの少なくとも１つの状態（例えば何番目のバンド穴位置で保持するという状態）を取得することが可能になる。

また、処理部１００は、第ｉ（ｉは１≦ｉ≦Ｎを満たす整数）の状態での押圧が適正押圧であるか否かの判定の後に、保持機構３００での保持状態を、第ｉの状態よりも押圧が小さい第ｊ（ｊは１≦ｊ≦Ｎ、ｊ≠ｉを満たす整数）の状態に変更する指示を行う指示画面を表示部７０に表示する制御を行ってもよい。

これにより、減圧過程において適正押圧判定を行うことが可能になる。図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）に例を示す。図１９（Ｃ）に示したように、ここでは前半では加圧が行われ、後半では減圧が行われている。なお、バンド穴位置の変更時に非常に大きな押圧が現れ、対応するＡＣ成分信号にも大きな信号値が現れているが、これは図９（Ａ）等に示したように、適正押圧判定では除外されるものである。

図１９（Ｂ）に示したように、ＡＣ成分信号は加圧過程、減圧過程の両方においてバンド穴位置７の前後で大きな振幅が現れるため、適正押圧の判定は可能である。しかし、減圧過程の方がより大きな振幅値となるため、判定が容易と考えられる。

一方、図１９（Ａ）に示したように、ＤＣ成分信号の変曲点は、減圧過程では明確であるのに対して、加圧過程では不明確である。信号値の小幅な変動まで考慮すれば、加圧過程においてＤＣ成分信号の変曲点を検出することは可能であるが、ＡＣ成分信号と同様に減圧過程の方が判定が容易である。

以上のことから、減圧過程において適正押圧判定を行うことで、加圧過程を用いる場合に比べて精度よく判定を行うことが可能になる。

また以上の本実施形態は、脈波センサー１１を有する脈波検出部１０と、脈波検出部１０における被検体への押圧が適正押圧か否かを判定するとともに、脈波検出部１０からの信号に基づいて被検体の拍動情報を演算する処理部１００と、処理部１００での処理結果を表示する表示部７０と、処理部１００での処理結果を記憶する記憶部９０を含む脈拍計に適用できる。そして、処理部１００は、押圧が適正押圧であるか否かの判定用環境の設定指示を行う指示画面を、表示部７０に表示する制御を行う。

これにより、保持機構３００により保持以外の手法により押圧が変更される場合にも、判定用環境の指示画面を表示することで、適切な状況で押圧判定を行うことが可能になる。押圧変化の手法がどのようなものであっても、適正押圧判定に用いる信号値が押圧変化以外の要因で変動することは好ましくない以上、判定用環境の設定は重要であり、当該判定用環境の設定指示を行う指示画面を表示部７０に表示する利点は大きい。

また、処理部１００は、指示画面に表示された判定用環境の条件が満たされたか否かの判断を行い、条件が満たされたと判断された場合の脈波検出部１０からの信号に基づいて、押圧が適正押圧であるか否かの判定を行ってもよい。

これにより、判定用環境の条件が満たされた場合の信号（狭義には脈波センサー信号であり、さらに狭義にはＡＣ成分信号及びＤＣ成分信号の少なくとも一方）に基づいた適正押圧判定が可能になる。システム側で判定用環境の条件が満たされたか否かを判断すること、及び適正押圧判定に脈波検出部１０からの信号を用いることの利点については上述した通りである。

また、本実施形態の脈拍計は、その処理の一部または大部分をプログラムにより実現してもよい。この場合には、ＣＰＵ等のプロセッサーがプログラムを実行することで、本実施形態の脈拍計が実現される。具体的には、情報記憶媒体に記憶されたプログラムが読み出され、読み出されたプログラムをＣＰＵ等のプロセッサーが実行する。ここで、情報記憶媒体（コンピューターにより読み取り可能な媒体）は、プログラムやデータなどを格納するものであり、その機能は、光ディスク（ＤＶＤ、ＣＤ等）、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）、或いはメモリー（カード型メモリー、ＲＯＭ等）などにより実現できる。そして、ＣＰＵ等のプロセッサーは、情報記憶媒体に格納されるプログラム（データ）に基づいて本実施形態の種々の処理を行う。即ち、情報記憶媒体には、本実施形態の各部としてコンピューター（操作部、処理部、記憶部、出力部を備える装置）を機能させるためのプログラム（各部の処理をコンピューターに実行させるためのプログラム）が記憶される。

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。また脈拍計の構成、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。

１０脈波検出部、１１脈波センサー、１５フィルター処理部、
１６Ａ／Ｄ変換部、２０体動検出部、２１加速度センサー、
２２圧力センサー、２６Ａ／Ｄ変換部、７０表示部、８０外部Ｉ／Ｆ部、
９０記憶部、１００処理部、１１０信号処理部、１１１脈波信号処理部、
１１３体動信号処理部、１１５体動ノイズ低減部、１１９適正押圧判定部、
１２０拍動情報演算部、１３０表示制御部、１４０時間計測部、
３００保持機構、３０２ガイド、４００ベース部

Claims

脈波信号を出力する脈波センサーを有する脈波検出部と、
前記脈波検出部を被検体に保持する保持機構と、
前記脈波検出部からの前記脈波信号に基づいて拍動情報を演算する処理部と、
を含み、
前記処理部は、
前記脈波検出部の前記被検体への押圧が、適正押圧であるか否かを判定し、前記脈波検出部の前記被検体への前記押圧が前記適正押圧であると判定された際における前記保持機構の保持状態を特定する情報である保持状態特定情報を生成することを特徴とする脈拍計。
請求項１において、
前記保持機構は、
前記保持状態として、前記脈波検出部における前記被検体への前記押圧が異なる第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の状態をとり、
前記処理部は、
前記第１〜第Ｎの状態の各状態での前記押圧が前記適正押圧であるか否かの判定結果に基づいて、前記第１〜第Ｎの状態のうち少なくとも１つの状態に対応する情報を前記保持状態特定情報として取得することを特徴とする脈拍計。
請求項２において、
前記処理部での処理結果を表示する表示部を含み、
前記処理部は、
第ｉ（ｉは１≦ｉ≦Ｎを満たす整数）の状態での前記押圧が前記適正押圧であるか否かの判定の後に、前記保持機構での前記保持状態を、前記第ｉの状態よりも前記押圧が小さい第ｊ（ｊは１≦ｊ≦Ｎ、ｊ≠ｉを満たす整数）の状態に変更する指示を行う指示画面を前記表示部に表示する制御を行うことを特徴とする脈拍計。
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記脈波信号に基づいて、前記押圧が前記適正押圧であるか否かを判定することを特徴とする脈拍計。
請求項４において、
前記処理部は、
前記脈波信号のＡＣ成分に対応するＡＣ成分信号、及び前記脈波信号のＤＣ成分に対応するＤＣ成分信号の少なくとも一方の信号に基づいて、前記押圧が前記適正押圧であるか否かを判定することを特徴とする脈拍計。
請求項５において、
前記処理部は、
前記押圧を変化させた場合の前記ＡＣ成分信号の変化特性に基づいて、前記押圧が前記適正押圧であるか否かを判定することを特徴とする脈拍計。
請求項６において、
前記処理部は、
前記押圧を変化させた場合の前記ＡＣ成分信号の振幅の前記変化特性に基づいて、前記押圧が前記適正押圧であるか否かを判定することを特徴とする脈拍計。
請求項５において、
前記処理部は、
前記押圧を変化させた場合の前記ＤＣ成分信号の変化特性に基づいて、前記押圧が前記適正押圧であるか否かを判定することを特徴とする脈拍計。
請求項８において、
前記処理部は、
前記押圧を変化させた場合の前記ＤＣ成分信号の前記変化特性に基づいて、前記ＤＣ成分信号の変曲点を検出し、検出した前記変曲点に基づいて前記押圧が前記適正押圧であるか否かを判定することを特徴とする脈拍計。
請求項１乃至９のいずれかにおいて、
前記処理部での処理結果を表示する表示部を含み、
前記処理部は、
前記保持状態特定情報を前記表示部に表示させる制御を行うことを特徴とする脈拍計。
請求項１０において、
前記処理部は、
前記押圧が前記適正押圧であるか否かの判定用環境の設定指示を行う指示画面を、前記表示部に表示する制御を行うことを特徴とする脈拍計。
請求項１１において、
前記処理部は、
前記被検体の体動の安定化を指示する画面を、前記指示画面として前記表示部に表示する制御を行うことを特徴とする脈拍計。
請求項１１又は１２において、
前記処理部は、
所与の判定用姿勢を前記被検体にとらせる指示を行う画面を、前記指示画面として前記表示部に表示する制御を行うことを特徴とする脈拍計。
請求項１１乃至１３のいずれかにおいて、
前記処理部は、
所与の時間、前記被検体に対して待機を指示する画面を、前記指示画面として前記表示部に表示する制御を行うことを特徴とする脈拍計。
請求項１１乃至１４のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記指示画面に表示された前記判定用環境の条件が満たされたか否かの判断を行い、前記条件が満たされたと判断された場合に、前記押圧が前記適正押圧であるか否かの判定を行うことを特徴とする脈拍計。
請求項１５において、
前記処理部は、
体動センサーからの体動検出信号、及び時間計測部からの時間計測情報の少なくとも一方に基づいて、前記指示画面に表示された前記判定用環境の前記条件が満たされたか否かの判断を行い、前記条件が満たされたと判断された場合に、前記押圧が前記適正押圧であるか否かの判定を行うことを特徴とする脈拍計。
請求項１乃至１６のいずれかにおいて、
前記処理部が生成した前記保持状態特定情報を記憶する記憶部を含むことを特徴とする脈拍計。
請求項１７において、
前記処理部は、
処理モードとして、保持状態特定情報取得モードと、前記拍動情報を演算する拍動情報演算モードを有し、
前記保持状態特定情報取得モードに設定された場合に、前記押圧が前記適正押圧であるか否かの判定結果に基づいて前記保持状態特定情報を前記記憶部に記憶し、
前記保持状態特定情報の取得後に前記拍動情報演算モードに設定された場合に、前記記憶部に記憶された前記保持状態特定情報を読み出すことを特徴とする脈拍計。
脈波信号を出力する脈波センサーを有する脈波検出部と、
前記脈波検出部からの前記脈波信号に基づいて拍動情報を演算する処理部として、
コンピューターを機能させ、
前記処理部は、
前記脈波検出部の被検体への押圧が、適正押圧であるか否かを判定し、前記脈波検出部の前記被検体への前記押圧が前記適正押圧であると判定された際における、前記脈波検出部を前記被検体に保持する保持機構の保持状態を特定する情報である保持状態特定情報を生成することを特徴とするプログラム。
請求項１９において、
前記保持機構は、
前記保持状態として、前記脈波検出部における前記被検体への前記押圧が異なる第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の状態をとり、
前記処理部は、
前記第１〜第Ｎの状態の各状態での前記押圧が前記適正押圧であるか否かの判定結果に基づいて、前記第１〜第Ｎの状態のうち少なくとも１つの状態に対応する情報を前記保持状態特定情報として取得することを特徴とするプログラム。
請求項２０において、
前記処理部での処理結果を表示する表示部としてコンピューターを機能させ、
前記処理部は、
第ｉ（ｉは１≦ｉ≦Ｎを満たす整数）の状態での前記押圧が前記適正押圧であるか否かの判定の後に、前記保持機構での前記保持状態を、前記第ｉの状態よりも前記押圧が小さい第ｊ（ｊは１≦ｊ≦Ｎ、ｊ≠ｉを満たす整数）の状態に変更する指示を行う指示画面を前記表示部に表示する制御を行うことを特徴とするプログラム。
請求項１９乃至２１のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記脈波信号に基づいて、前記押圧が前記適正押圧であるか否かを判定することを特徴とするプログラム。
請求項２２において、
前記処理部は、
前記脈波信号のＡＣ成分に対応するＡＣ成分信号、及び前記脈波信号のＤＣ成分に対応するＤＣ成分信号の少なくとも一方の信号に基づいて、前記押圧が前記適正押圧であるか否かを判定することを特徴とするプログラム。
請求項１９乃至２３のいずれかにおいて、
前記処理部での処理結果を表示する表示部としてコンピューターを機能させ、
前記処理部は、
前記保持状態特定情報を前記表示部に表示させる制御を行うことを特徴とするプログラム。
請求項２４において、
前記処理部は、
前記押圧が前記適正押圧であるか否かの判定用環境の設定指示を行う指示画面を、前記表示部に表示する制御を行うことを特徴とするプログラム。
請求項２５において、
前記処理部は、
前記被検体の体動の安定化を指示する画面を、前記指示画面として前記表示部に表示する制御を行うことを特徴とするプログラム。
請求項２５又は２６において、
前記処理部は、
所与の判定用姿勢を前記被検体にとらせる指示を行う画面を、前記指示画面として前記表示部に表示する制御を行うことを特徴とするプログラム。
請求項２５乃至２７のいずれかにおいて、
前記処理部は、
所与の時間、前記被検体に対して待機を指示する画面を、前記指示画面として前記表示部に表示する制御を行うことを特徴とするプログラム。
請求項２５乃至２８のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記指示画面に表示された前記判定用環境の条件が満たされたか否かの判断を行い、前記条件が満たされたと判断された場合に、前記押圧が前記適正押圧であるか否かの判定を行うことを特徴とするプログラム。
請求項２９において、
前記処理部は、
体動センサーからの体動検出信号、及び時間計測部からの時間計測情報の少なくとも一方に基づいて、前記指示画面に表示された前記判定用環境の前記条件が満たされたか否かの判断を行い、前記条件が満たされたと判断された場合に、前記押圧が前記適正押圧であるか否かの判定を行うことを特徴とするプログラム。
請求項１９乃至３０のいずれかにおいて、
前記処理部が生成した前記保持状態特定情報を記憶する記憶部としてコンピューターを機能させることを特徴とするプログラム。
請求項３１において、
前記処理部は、
処理モードとして、保持状態特定情報取得モードと、前記拍動情報を演算する拍動情報演算モードを有し、
前記保持状態特定情報取得モードに設定された場合に、前記押圧が前記適正押圧であるか否かの判定結果に基づいて前記保持状態特定情報を前記記憶部に記憶し、
前記保持状態特定情報の取得後に前記拍動情報演算モードに設定された場合に、前記記憶部に記憶された前記保持状態特定情報を読み出すことを特徴とするプログラム。