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JP7615511B2 - Biometric sensor and biological information measuring system - Google Patents

Biometric sensor and biological information measuring system Download PDF

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JP7615511B2 JP2023542311A JP2023542311A JP7615511B2 JP 7615511 B2 JP7615511 B2 JP 7615511B2 JP 2023542311 A JP2023542311 A JP 2023542311A JP 2023542311 A JP2023542311 A JP 2023542311A JP 7615511 B2 JP7615511 B2 JP 7615511B2
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Description

本発明は、生体センサ及び生体情報測定システムに関わる。 The present invention relates to a biosensor and a bioinformation measuring system.

脈波信号は、心臓が血管を通じて血液を送り出すことに伴って生じる、血管の容積変化を波形としてとらえたものであり、この容積変化を検出するセンサは、脈波センサと呼ばれている。脈波センサとして、光電脈波法により、脈波信号を測定する光電脈波センサが実用化されている。特許文献1には、脈波センサを用いて測定されたユーザの脈波信号から血圧を推定し、心臓の高さと脈波信号の測定位置の高さとの差に基づいて、血圧の推定値を補正する方法が記載されている。A pulse wave signal is a waveform that represents the change in blood vessel volume that occurs when the heart pumps blood through the blood vessels, and a sensor that detects this change in volume is called a pulse wave sensor. Photoplethysmography sensors that measure pulse wave signals have been put to practical use as pulse wave sensors. Patent Document 1 describes a method of estimating blood pressure from a user's pulse wave signal measured using a pulse wave sensor, and correcting the estimated blood pressure based on the difference between the height of the heart and the height of the measurement position of the pulse wave signal.

特開2017-47016号公報JP 2017-47016 A

しかし、脈波信号と血圧との間の相関関係は一般的に明らかになっておらず、また、個人差も大きいため、心臓の高さと脈波信号の測定位置の高さとの差に基づいて、血圧の推定値を補正するだけでは、十分な精度で血圧を推定することは困難である。However, the correlation between pulse wave signals and blood pressure has not been clarified in general, and there is also a large degree of individual variation, so it is difficult to estimate blood pressure with sufficient accuracy simply by correcting the estimated blood pressure value based on the difference between the height of the heart and the height of the measurement position of the pulse wave signal.

そこで、本発明は、ユーザの脈波信号から生体情報を十分な精度で推定することを課題とする。 Therefore, the objective of the present invention is to estimate biometric information from a user's pulse wave signal with sufficient accuracy.

上述の課題を解決するため、本発明に関わる生体センサは、ユーザの手の指又は手首に装着可能に構成されたセンサ本体と、ユーザの脈波信号を測定する脈波センサと、ユーザの心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置のそれぞれにおいて脈波センサが測定する脈波信号から脈波特徴量を計算し、少なくとも2つの測定位置の高低と、少なくとも2つの測定位置における脈波特徴量の変化とから、ユーザの血圧と脈波特徴量との間の相関関係を求める信号処理装置とを備える。In order to solve the above-mentioned problems, the biosensor of the present invention comprises a sensor body configured to be worn on a user's finger or wrist, a pulse wave sensor that measures the user's pulse wave signal, and a signal processing device that calculates pulse wave features from the pulse wave signal measured by the pulse wave sensor at at least two measurement positions having different heights from the user's heart, and determines the correlation between the user's blood pressure and the pulse wave features from the heights of the at least two measurement positions and the changes in the pulse wave features at the at least two measurement positions.

本発明に関わる生体センサによれば、ユーザの心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置の高低と、少なくとも2つの測定位置における脈波特徴量の変化とから、ユーザの血圧と脈波特徴量との間の相関関係をユーザ毎に求めることにより、ユーザの脈波信号から生体情報を十分な精度で推定することができる。 With the biosensor of the present invention, the correlation between the user's blood pressure and pulse wave features is calculated for each user from the height of at least two measurement positions that are at different heights from the user's heart and the changes in the pulse wave features at at least two measurement positions, thereby making it possible to estimate biometric information from the user's pulse wave signal with sufficient accuracy.

本発明の実施形態に関わる生体情報測定システムの構成を示す説明図である。1 is an explanatory diagram showing a configuration of a biological information measuring system according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に関わる生体情報測定システムの構成を示す説明図である。1 is an explanatory diagram showing a configuration of a biological information measuring system according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に関わる脈波特徴量の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of pulse wave feature amounts according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に関わる脈波特徴量と血圧との相関関係を示すグラフである。1 is a graph showing the correlation between pulse wave feature amounts and blood pressure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に関わる脈波特徴量と血圧との相関関係を示すグラフである。1 is a graph showing the correlation between pulse wave feature amounts and blood pressure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に関わる脈波特徴量と血圧との相関関係を示すグラフである。1 is a graph showing the correlation between pulse wave feature amounts and blood pressure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に関わる脈波特徴量と血圧との相関関係を示すグラフである。1 is a graph showing the correlation between pulse wave feature amounts and blood pressure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に関わる脈波特徴量と血圧との相関関係を示すグラフである。1 is a graph showing the correlation between pulse wave feature amounts and blood pressure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に関わる脈波特徴量と血圧との相関関係を示すグラフである。1 is a graph showing the correlation between pulse wave feature amounts and blood pressure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に関わる脈波特徴量と血圧との相関関係を示すグラフである。1 is a graph showing the correlation between pulse wave feature amounts and blood pressure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に関わる脈波特徴量と血圧との相関関係を示すグラフである。1 is a graph showing the correlation between pulse wave feature amounts and blood pressure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に関わる座位の測定姿勢の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a measurement posture in a sitting position according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に関わる座位の測定姿勢の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a measurement posture in a sitting position according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に関わる座位の測定姿勢の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a measurement posture in a sitting position according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に関わる撮影装置が撮影したユーザの画像から、少なくとも2つの測定位置の高さの差を推定する方法の説明図である。10A and 10B are explanatory diagrams of a method for estimating a height difference between at least two measurement positions from an image of a user captured by an image capturing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に関わる撮影装置が撮影したユーザの画像から、少なくとも2つの測定位置の高さの差を推定する方法の説明図である。10A and 10B are explanatory diagrams of a method for estimating a height difference between at least two measurement positions from an image of a user captured by an image capturing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に関わる撮影装置が撮影したユーザの画像から、少なくとも2つの測定位置の高さの差を推定する方法の説明図である。10A and 10B are explanatory diagrams of a method for estimating a height difference between at least two measurement positions from an image of a user captured by an image capturing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に関わる撮影装置が撮影したユーザの画像から、少なくとも2つの測定位置の高さの差を推定する方法の説明図である。10A and 10B are explanatory diagrams of a method for estimating a height difference between at least two measurement positions from an image of a user captured by an image capturing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に関わる特徴量の時間経過に対する変化を示すグラフである。1 is a graph showing changes over time in a feature amount according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に関わる仰臥位の測定姿勢の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a measurement posture in a supine position according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に関わる仰臥位の測定姿勢の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a measurement posture in a supine position according to an embodiment of the present invention.

以下、各図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。ここで、同一符号は、同一の構成要素を示すものとし、重複する説明は省略する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same reference numerals indicate the same components, and duplicate explanations will be omitted.

図1は本発明の実施形態に関わる生体情報測定システム100の構成を示す説明図である。生体情報測定システム100は、ユーザの生体情報を測定する生体センサ200と、生体センサ100と通信可能に構成されている携帯型制御ユニット300とを備えている。1 is an explanatory diagram showing the configuration of a bioinformation measuring system 100 according to an embodiment of the present invention. The bioinformation measuring system 100 includes a biosensor 200 that measures a user's bioinformation, and a portable control unit 300 that is configured to be able to communicate with the biosensor 100.

生体センサ200は、ユーザの手の指又は手首に装着可能に構成された環状(指輪型又はリストバンド型)のセンサ本体201と、ユーザの脈波信号を測定する脈波センサ202とを備えている。センサ本体201は、中空筒状の形状を有しており、脈波センサ202は、センサ本体201の内側の部分(すなわち、ユーザの指又は手首などの体表面に対向する部分)に取り付けられている。The biosensor 200 includes an annular (ring-shaped or wristband-shaped) sensor body 201 that can be worn on the user's finger or wrist, and a pulse wave sensor 202 that measures the user's pulse wave signal. The sensor body 201 has a hollow cylindrical shape, and the pulse wave sensor 202 is attached to the inner part of the sensor body 201 (i.e., the part facing the body surface such as the user's finger or wrist).

脈波センサ202は、例えば、光電脈波センサである。光電脈波センサとして、例えば、反射型のタイプを使用することができる。反射型の光電脈波センサは、赤外線や赤色光、或いは、550nm付近の緑色波長の光をユーザの体表面に向けて照射し、フォトダイオード又はフォトトランジスタを用いて、ユーザの体表面で反射した光を計測する。動脈の血液内には、酸化ヘモグロビンが存在しており、入射光を吸収する特性を有しているため、心臓の脈動に伴って変化する血流量(血管の容積変化)を時系列的にセンシングすることにより、脈波信号を計測することができる。The pulse wave sensor 202 is, for example, a photoelectric pulse wave sensor. For example, a reflective type photoelectric pulse wave sensor can be used. A reflective photoelectric pulse wave sensor irradiates the user's body surface with infrared light, red light, or light with a green wavelength around 550 nm, and measures the light reflected from the user's body surface using a photodiode or phototransistor. Oxygenated hemoglobin is present in the blood of the arteries and has the property of absorbing incident light, so a pulse wave signal can be measured by sensing the blood flow rate (change in blood vessel volume) that changes with the pulsation of the heart in a time series.

携帯型制御ユニット300は、ユーザを撮影する撮影装置301と、撮影装置301により撮影された画像を表示する表示装置302とを備える。携帯型制御ユニット300は、例えば、スマートフォンと呼ばれる多機能携帯電話端末である。撮影装置301は、例えば、デジタルカメラである。表示装置302は、例えば、液晶ディスプレイである。The portable control unit 300 includes an imaging device 301 that captures an image of the user, and a display device 302 that displays an image captured by the imaging device 301. The portable control unit 300 is, for example, a multi-function mobile phone terminal called a smartphone. The imaging device 301 is, for example, a digital camera. The display device 302 is, for example, a liquid crystal display.

図2は本発明の実施形態に関わる生体情報測定システム100の構成を示す説明図である。生体センサ200は、上述のセンサ本体201及び脈波センサ202の他に、信号処理装置203、通信装置204、及び加速度センサ205を備えている。2 is an explanatory diagram showing the configuration of a bioinformation measuring system 100 according to an embodiment of the present invention. In addition to the sensor body 201 and pulse wave sensor 202 described above, the biosensor 200 includes a signal processing device 203, a communication device 204, and an acceleration sensor 205.

信号処理装置203は、脈波センサ202が測定する脈波信号からユーザの各種の生体情報(例えば、血圧、血糖値、心拍数、酸素飽和濃度、血管抵抗、血流量、動脈硬化度、自律神経機能など)を推定する処理を行う。例えば、信号処理装置203は、脈波信号から脈波特徴量を計算し、脈波特徴量に基づいて血圧を推定する処理を行うことができる。脈波信号から脈波特徴量を計算し、脈波特徴量に基づいて血圧を推定する処理に言及した文献として、例えば、特開2016-16295号公報が知られている。また、例えば、信号処理装置203は、脈波信号から血糖値を推定する処理を行うことができる。脈波信号から血糖値を推定する処理に言及した文献として、例えば、特許第6544751号が知られている。また、例えば、信号処理装置203は、脈波信号から、変動の周期を求めることにより、心拍数(脈拍数)を推定することができる。また、例えば、信号処理装置203は、心拍の周期変動の周波数成分をパワースペクトル解析することにより、自律神経機能の指標値を計算することができる。また、例えば、信号処理装置203は、赤外線と赤色色の二つの波長の光を使用する光電脈波センサにより得られる脈波信号から脈動(変化量)を求めることにより、動脈血中酸素飽和濃度を推定することができる。また、例えば、信号処理装置203は、加速度センサ205の検出値から、ユーザの活動量及び睡眠状態(睡眠/覚醒の区別及び睡眠の質)を推定することもできる。生体センサ200は、温度センサを備えてもよく、この場合、信号処理装置203は、温度センサの検出値から、ユーザの体表温を取得することができる。The signal processing device 203 performs processing to estimate various biometric information of the user (e.g., blood pressure, blood glucose level, heart rate, oxygen saturation concentration, vascular resistance, blood flow rate, arteriosclerosis level, autonomic nerve function, etc.) from the pulse wave signal measured by the pulse wave sensor 202. For example, the signal processing device 203 can calculate a pulse wave feature from the pulse wave signal and estimate blood pressure based on the pulse wave feature. For example, JP 2016-16295 A is known as a document that refers to a process of calculating a pulse wave feature from a pulse wave signal and estimating blood pressure based on the pulse wave feature. Also, for example, the signal processing device 203 can perform processing to estimate a blood glucose level from a pulse wave signal. For example, Japanese Patent No. 6544751 is known as a document that refers to a process of estimating a blood glucose level from a pulse wave signal. Also, for example, the signal processing device 203 can estimate a heart rate (pulse rate) by determining a period of fluctuation from a pulse wave signal. Also, for example, the signal processing device 203 can calculate an index value of autonomic nerve function by power spectrum analysis of the frequency components of the periodic fluctuation of the heartbeat. Also, for example, the signal processing device 203 can estimate the oxygen saturation concentration in arterial blood by obtaining the pulsation (amount of change) from a pulse wave signal obtained by a photoelectric pulse wave sensor using two wavelengths of light, infrared and red. Also, for example, the signal processing device 203 can estimate the user's activity level and sleep state (sleep/wake distinction and quality of sleep) from the detection value of the acceleration sensor 205. The biosensor 200 may be equipped with a temperature sensor, in which case the signal processing device 203 can obtain the user's body surface temperature from the detection value of the temperature sensor.

このように、脈波信号から各種の生体情報を推定することができる。以下の説明においては、脈波信号から血圧を推定する処理を例に挙げて説明する。In this way, various types of biometric information can be estimated from the pulse wave signal. In the following explanation, we will use the process of estimating blood pressure from the pulse wave signal as an example.

信号処理装置203は、静水圧の影響を考慮に入れて血圧の推定値を補正する処理を行う。一般的に、血圧の測定位置が心臓より高い場合、血圧の測定値は、重力による血管内の静水圧の圧差だけ低くなる。逆に、血圧の測定位置が心臓よりも低い場合には、血圧の測定値は、血管内の静水圧の圧差だけ高くなる。血圧の測定位置が心臓の高さから1cm上下すると、血圧(測定値)は約0.7mmHg変化することが知られている。The signal processing device 203 performs a process to correct the estimated blood pressure value taking into account the effects of hydrostatic pressure. In general, if the blood pressure measurement position is higher than the heart, the measured blood pressure value will be lower by the hydrostatic pressure difference in the blood vessels due to gravity. Conversely, if the blood pressure measurement position is lower than the heart, the measured blood pressure value will be higher by the hydrostatic pressure difference in the blood vessels. It is known that if the blood pressure measurement position is raised or lowered by 1 cm from the heart level, the blood pressure (measured value) will change by approximately 0.7 mmHg.

信号処理装置203は、例えば、ユーザの心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置のそれぞれにおいて脈波センサ202が測定する脈波信号から脈波特徴量を計算し、脈波特徴量から血圧を推定する処理を行う。ユーザの心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置でユーザが脈波信号を測定する姿勢は、座位の姿勢でもよく、或いは、仰臥位の姿勢でもよい。The signal processing device 203, for example, calculates pulse wave feature values from the pulse wave signal measured by the pulse wave sensor 202 at each of at least two measurement positions that are different heights from the user's heart, and performs processing to estimate blood pressure from the pulse wave feature values. The posture in which the user measures the pulse wave signal at at least two measurement positions that are different heights from the user's heart may be a seated posture or a supine posture.

ユーザの心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置でユーザが脈波信号を測定する姿勢は、例えば、ユーザが座位で手を胸の高さで生体センサ200を水平に保持する姿勢、ユーザが座位で手を顔の高さで生体センサ200を水平に保持する姿勢、及びユーザが座位で手を腹の高さで生体センサ200を水平に保持する姿勢のうち何れか2つ以上の姿勢とすることができる。The posture in which the user measures the pulse wave signal at at least two measurement positions at different heights from the user's heart can be, for example, any two or more of the following postures: the user is seated and holds the biosensor 200 horizontally with his/her hands at chest height, the user is seated and holds the biosensor 200 horizontally with his/her hands at face height, and the user is seated and holds the biosensor 200 horizontally with his/her hands at stomach height.

ユーザの心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置でユーザが脈波信号を測定する姿勢は、例えば、ユーザが平坦面の上で仰臥位の姿勢で手を胸の高さで生体センサ200を水平に保持する姿勢、及びユーザが平坦面の上で仰臥位の姿勢で手を平坦面の高さで生体センサ200を水平に保持する姿勢でもよい。The posture in which the user measures the pulse wave signal at at least two measurement positions at different heights from the user's heart may be, for example, a posture in which the user lies supine on a flat surface and holds the biosensor 200 horizontally with the hand at chest height, and a posture in which the user lies supine on a flat surface and holds the biosensor 200 horizontally with the hand at the height of the flat surface.

信号処理装置203は、ユーザの心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置の高低と、少なくとも2つの測定位置における脈波特徴量の変化とから、ユーザの血圧と脈波特徴量との間の相関関係を求める。この相関関係を求める処理の詳細については、後述する。The signal processing device 203 determines the correlation between the user's blood pressure and the pulse wave feature amount from the height of at least two measurement positions that are different in height from the user's heart and the change in the pulse wave feature amount at at least two measurement positions. The process of determining this correlation will be described in detail later.

なお、信号処理装置203は、例えば、プロセッサ、メモリ、及び入出力インタフェースを備える電子回路である。The signal processing device 203 is, for example, an electronic circuit having a processor, a memory, and an input/output interface.

通信装置204は、生体センサ200と携帯型制御ユニット300との間の無線通信を通じて各種のデータ(例えば、各種の測定データ又は各種の制御データ(例えば、コマンド))の送受信を行うための無線通信回路である。生体センサ200と携帯型制御ユニット300との間の無線通信として、例えば、ブルートゥース(登録商標)などの近距離無線通信を用いることができる。The communication device 204 is a wireless communication circuit for transmitting and receiving various data (e.g., various measurement data or various control data (e.g., commands)) through wireless communication between the biosensor 200 and the portable control unit 300. As the wireless communication between the biosensor 200 and the portable control unit 300, for example, short-range wireless communication such as Bluetooth (registered trademark) can be used.

加速度センサ205は、少なくとも2つの測定位置でユーザが脈波信号を測定するために姿勢を変えるときの生体センサ200の加速度を測定する。生体センサ200の加速度を測定する理由については、後述する。The acceleration sensor 205 measures the acceleration of the biosensor 200 when the user changes posture to measure the pulse wave signal at at least two measurement positions. The reason for measuring the acceleration of the biosensor 200 will be described later.

携帯型制御ユニット300は、上述の撮影装置301及び表示装置302の他に、通信装置303、制御装置304、及び傾斜センサ305を備えている。In addition to the above-mentioned imaging device 301 and display device 302, the portable control unit 300 is equipped with a communication device 303, a control device 304, and an inclination sensor 305.

通信装置303は、携帯型制御ユニット300と生体センサ200との間の無線通信を通じて各種のデータ(例えば、各種の測定データ又は各種の制御データ(例えば、コマンド))の送受信を行うための無線通信回路である。The communication device 303 is a wireless communication circuit for transmitting and receiving various data (e.g., various measurement data or various control data (e.g., commands)) through wireless communication between the portable control unit 300 and the biosensor 200.

制御装置304は、撮影装置301、表示装置302、通信装置303、及び傾斜センサ305を制御するための各種の制御処理を行う。制御装置304は、例えば、プロセッサ、メモリ、及び入出力インタフェースを備える電子回路である。制御装置304による制御処理の詳細については、後述する。The control device 304 performs various control processes for controlling the imaging device 301, the display device 302, the communication device 303, and the tilt sensor 305. The control device 304 is, for example, an electronic circuit having a processor, a memory, and an input/output interface. Details of the control processes performed by the control device 304 will be described later.

傾斜センサ305は、少なくとも2つの測定位置でユーザが脈波信号を測定するために姿勢を変えるときの所定の基準線(例えば、鉛直線)に対する携帯型制御ユニット300の傾きを検出する。所定の基準線に対する携帯型制御ユニット300の傾きを検出する理由については、後述する。The tilt sensor 305 detects the tilt of the portable control unit 300 relative to a predetermined reference line (e.g., a vertical line) when the user changes posture to measure the pulse wave signal at at least two measurement positions. The reason for detecting the tilt of the portable control unit 300 relative to the predetermined reference line will be described later.

次に、図3を参照しながら、脈波特徴量について説明する。符号401は、脈波信号を1階微分することにより得られる速度脈波信号を示す。符号402は、脈波信号を2階微分することにより得られる加速度脈波信号を示す。加速度脈波信号402のピーク(極大ピーク及び極小ピーク)は、それぞれ、同図に示すように、a波、b波、c波、d波、及びe波と呼ばれる。符号403は、容積脈波信号を示す。脈波特徴量として、例えば、各ピーク(a波、b波、c波、d波、及びe波)のピーク時間差、各ピークの高さ、脈拍間隔に対する各ピーク時間差の比率、ピーク半値幅、加速度脈波信号402のa~e波部分のプラス側の面積とマイナス側の面積の比率、測定された脈波波形と脈波波形のテンプレートとの間の一致度などを用いることができる。また、脈波特徴量として、1拍毎の脈波特徴量のみならず、数拍から数十拍程度の脈波特徴量の平均値や標準偏差も用いることができる。Next, the pulse wave feature amount will be described with reference to FIG. 3. Reference numeral 401 denotes a velocity pulse wave signal obtained by first-order differentiation of the pulse wave signal. Reference numeral 402 denotes an acceleration pulse wave signal obtained by second-order differentiation of the pulse wave signal. The peaks (maximum peak and minimum peak) of the acceleration pulse wave signal 402 are called a-wave, b-wave, c-wave, d-wave, and e-wave, respectively, as shown in the figure. Reference numeral 403 denotes a volume pulse wave signal. As the pulse wave feature amount, for example, the peak time difference of each peak (a-wave, b-wave, c-wave, d-wave, and e-wave), the height of each peak, the ratio of each peak time difference to the pulse interval, the peak half-width, the ratio of the positive side area to the negative side area of the a-e wave portion of the acceleration pulse wave signal 402, the degree of agreement between the measured pulse wave waveform and the template of the pulse wave waveform, and the like can be used. In addition, as the pulse wave feature amount, not only the pulse wave feature amount for each beat, but also the average value and standard deviation of the pulse wave feature amount for several beats to several tens of beats can be used.

次に、図4乃至図7を参照しながら、ユーザの心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置の高低(2つの測定位置のうち、どちらの測定位置が相対的に高く、どちらの測定位置が相対的に低いかを示す関係)と、少なくとも2つの測定位置における脈波特徴量の変化とから、ユーザの血圧と脈波特徴量との間の相関関係を求める処理について説明する。例えば、血圧が高い状態から低い状態に変わったとき(測定位置が低い状態から高い状態に変わったとき)の脈波特徴量の変化から、血圧と脈波特徴量との間の相関関係を求めることができる。また、例えば、血圧が低い状態から高い状態に変わったとき(測定位置が高い状態から低い状態に変わったとき)の脈波特徴量の変化から、血圧と脈波特徴量との間の相関関係を求めることができる。ユーザの血圧と脈波特徴量との間の相関関係を求める処理では、血圧の変化に対する脈波特徴量の変化の傾向が分かればよい。血圧の変化に対する脈波特徴量の変化の傾向を求める過程で、2つの測定位置の高さの差を求め、この高さの差に対応する血圧の差を考慮に入れることにより、血圧の変化に対する脈波特徴量の変化の傾向を精度よく推定することができる。Next, referring to FIG. 4 to FIG. 7, a process for determining the correlation between the user's blood pressure and the pulse wave feature amount from the height of at least two measurement positions that are different from the user's heart (the relationship indicating which of the two measurement positions is relatively high and which is relatively low) and the change in the pulse wave feature amount at at least two measurement positions will be described. For example, the correlation between the blood pressure and the pulse wave feature amount can be determined from the change in the pulse wave feature amount when the blood pressure changes from a high state to a low state (when the measurement position changes from a low state to a high state). Also, for example, the correlation between the blood pressure and the pulse wave feature amount can be determined from the change in the pulse wave feature amount when the blood pressure changes from a low state to a high state (when the measurement position changes from a high state to a low state). In the process for determining the correlation between the user's blood pressure and the pulse wave feature amount, it is sufficient to know the tendency of the change in the pulse wave feature amount relative to the change in blood pressure. In the process of determining the trend of change in pulse wave feature quantity in response to change in blood pressure, the difference in height between the two measurement positions is determined and the difference in blood pressure corresponding to this difference in height is taken into account, thereby making it possible to accurately estimate the trend of change in pulse wave feature quantity in response to change in blood pressure.

説明の便宜上、上述の各種の脈波特徴量の中から二つの脈波特徴量を選択し、選択した二つの脈波特徴量のうち一方を脈波特徴量Aと呼び、他方を脈波特徴量Bと呼ぶ。For ease of explanation, two pulse wave feature quantities are selected from the various pulse wave feature quantities described above, and one of the two selected pulse wave feature quantities is referred to as pulse wave feature quantity A and the other is referred to as pulse wave feature quantity B.

ユーザの血圧と脈波特徴量との間の相関関係を示すデフォルトの関係式(1)を以下に示す。 The default relationship equation (1) showing the correlation between the user's blood pressure and pulse wave features is shown below.

血圧=a×A+b×B+c … (1)Blood pressure = a x A + b x B + c … (1)

ここで、Aは脈波特徴量Aを示し、Bは脈波特徴量Bを示す。なお、定数a,b,cは、ユーザ毎に異なり得る。Here, A indicates pulse wave feature A, and B indicates pulse wave feature B. Note that the constants a, b, and c may differ for each user.

図4は、血圧と脈波特徴量Aとの相関関係を示すグラフである。図5は、血圧と脈波特徴量Bとの相関関係を示すグラフである。図4及び図5において、符号501は、関係式(2)のグラフを示し、符号502は、関係式(3)のグラフを示している。 Figure 4 is a graph showing the correlation between blood pressure and pulse wave feature A. Figure 5 is a graph showing the correlation between blood pressure and pulse wave feature B. In Figures 4 and 5, reference numeral 501 indicates a graph of relational equation (2), and reference numeral 502 indicates a graph of relational equation (3).

血圧=a1×A+b1×B+c1 … (2)
血圧=a2×A+b2×B+c2 … (3)
Blood pressure = a1 x A + b1 x B + c1 … (2)
Blood pressure = a2 x A + b2 x B + c2 … (3)

ここで、関係式(2)の定数a1,b1,c1は、例えば、ある特定のユーザに固有のものであり、関係式(3)の定数a2,b2,c2は、例えば、別の特定のユーザに固有のものである。Here, the constants a1, b1, and c1 in relational equation (2) are, for example, specific to a particular user, and the constants a2, b2, and c2 in relational equation (3) are, for example, specific to another particular user.

図6の符号5031,5032は、それぞれ、脈波センサ202による脈波信号の測定結果から求まる、ユーザ(血圧と脈波特徴量Aとの関係が決定されていないユーザ)の血圧に対する脈波特徴量Aの測定点を示す。これらの測定点5031,5032を回帰分析することにより、そのユーザの血圧と脈波特徴量Aとの相関関係を示すグラフ503が得られる。6 each indicate a measurement point of pulse wave feature A for a user's blood pressure (a user for whom the relationship between blood pressure and pulse wave feature A has not been determined), determined from the measurement results of the pulse wave signal by the pulse wave sensor 202. By performing regression analysis on these measurement points 5031 and 5032, a graph 503 is obtained that shows the correlation between the user's blood pressure and pulse wave feature A.

図7の符号5033,5034は、それぞれ、脈波センサ202による脈波信号の測定結果から求まる、ユーザ(血圧と脈波特徴量Bとの関係が決定されていないユーザ)の血圧に対する脈波特徴量Bの測定点を示す。これらの測定点5033,5034を回帰分析することにより、そのユーザの血圧と脈波特徴量Bとの相関関係を示すグラフ503が得られる。7 each indicate the measurement points of pulse wave feature quantity B for a user's blood pressure (a user for whom the relationship between blood pressure and pulse wave feature quantity B has not been determined), as determined from the measurement results of the pulse wave signal by pulse wave sensor 202. By performing regression analysis on these measurement points 5033 and 5034, graph 503 is obtained that shows the correlation between the user's blood pressure and pulse wave feature quantity B.

グラフ503を表す関係式(4)は、ユーザの心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置の高さの差に対応するユーザの血圧の差と、少なくとも2つの測定位置における脈波特徴量の変化量とから求めた相関関係(ユーザの血圧と脈波特徴量との間の相関関係)に基づいて、デフォルトの関係式(1)の定数a,b,cを較正したものであり、以下のように記述することができる。 Relational equation (4) representing graph 503 is obtained by calibrating the constants a, b, and c of the default relational equation (1) based on the correlation (correlation between the user's blood pressure and the pulse wave feature) obtained from the difference in the user's blood pressure corresponding to the difference in height between at least two measurement positions that are at different heights from the user's heart and the change in the pulse wave feature at at least two measurement positions, and can be written as follows:

血圧=a3×A+b3×B+c3 … (4)Blood pressure = a3 x A + b3 x B + c3 … (4)

なお、a3、b3の値からc3を求められるようにあらかじめ式、もしくはテーブルを作成しておけば、a3、b3の値からc3を自動的に算出することができる。c3の精度を向上するために、従来のオシロメトリック法等で同時に測定した血圧値を入力するようにしてもよい。また、血圧絶対値精度よりも血圧変動量が重要な場合は、血圧を相対値表示としてもよい。If a formula or table is prepared in advance so that c3 can be calculated from the values of a3 and b3, c3 can be automatically calculated from the values of a3 and b3. To improve the accuracy of c3, a blood pressure value measured at the same time using a conventional oscillometric method or the like may be input. In addition, when the amount of blood pressure fluctuation is more important than the accuracy of the absolute blood pressure value, the blood pressure may be displayed as a relative value.

血圧と脈波特徴量A,Bとの相関関係がグラフ503により与えられるユーザの血圧は、脈波特徴量A,Bから関係式(4)を用いて求めることができる。 The user's blood pressure, whose correlation between blood pressure and pulse wave features A and B is given by graph 503, can be determined from the pulse wave features A and B using relational equation (4).

このようにして、デフォルトの関係式(1)を、ユーザの心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置の高さの差に対応するユーザの血圧の差と、少なくとも2つの測定位置における脈派特徴量の変化量とから求めた相関関係(ユーザの血圧と脈派特徴量との間の相関関係)に基づいて較正し、較正された関係式(4)に基づいて、脈波特徴量からユーザの血圧を推定することができる。血圧の差と脈波特徴量の変化量との間の相関関係をユーザ毎に最適化することにより、脈波特徴量から血圧を高精度に推定することができる。In this way, the default relational expression (1) is calibrated based on the correlation (correlation between the user's blood pressure and the pulse wave feature) calculated from the difference in the user's blood pressure corresponding to the difference in height between at least two measurement positions that are different in height from the user's heart and the amount of change in the pulse wave feature at least two measurement positions, and the user's blood pressure can be estimated from the pulse wave feature based on the calibrated relational expression (4). By optimizing the correlation between the difference in blood pressure and the amount of change in the pulse wave feature for each user, the blood pressure can be estimated from the pulse wave feature with high accuracy.

なお、上述の例では、一つのデフォルトの関係式(1)の定数a,b,cをユーザ毎に最適化する例について説明したが、このようなデフォルトの関係式を1つに決定することができない場合には、複数のデフォルトの関係式を予め用意し、複数のデフォルトの関係式の中から、脈波センサ202による脈波信号の測定結果から求まる相関関係(血圧の差と脈波特徴量の変化量との間の相関関係)を最も近似する関係式を選択し、選択された関係式に基づいて、脈波特徴量からユーザの血圧を推定してもよい。In the above example, the constants a, b, and c of one default relational equation (1) are optimized for each user. However, if it is not possible to determine a single default relational equation, multiple default relational equations may be prepared in advance, and from the multiple default relational equations, a relational equation that most closely approximates the correlation (the correlation between the difference in blood pressure and the change in the pulse wave feature) obtained from the measurement results of the pulse wave signal by the pulse wave sensor 202 may be selected, and the user's blood pressure may be estimated from the pulse wave feature based on the selected relational equation.

複数のデフォルトの関係式として、以下の関係式(5),(6)を例示する。 The following equations (5) and (6) are given as examples of multiple default equations.

血圧=a×A+c1 … (5)
血圧=b×B+c2 … (6)
Blood pressure = a × A + c1 … (5)
Blood pressure = b × B + c2 … (6)

ここで、デフォルトの関係式(5),(6)の定数a,b,c1,c2は、ユーザ毎に異なり得る。脈波特徴量Aと血圧との間に相関関係があるものの、脈波特徴量Bと血圧との間に相関関係がみられないユーザに対しては、デフォルトの関係式(5)を適用することができる。一方、脈波特徴量Bと血圧との間に相関関係があるものの、脈波特徴量Aと血圧との間に相関関係がみられないユーザに対しては、デフォルトの関係式(6)を適用することができる。Here, the constants a, b, c1, and c2 in the default relational expressions (5) and (6) may differ for each user. For a user for whom there is a correlation between pulse wave feature quantity A and blood pressure, but no correlation between pulse wave feature quantity B and blood pressure, the default relational expression (5) can be applied. On the other hand, for a user for whom there is a correlation between pulse wave feature quantity B and blood pressure, but no correlation between pulse wave feature quantity A and blood pressure, the default relational expression (6) can be applied.

図8は、血圧と脈波特徴量Aとの相関関係を示すグラフである。図8において、符号504は、デフォルトの関係式(5)のグラフを示す。図9は、血圧と脈波特徴量Bとの相関関係を示すグラフである。図9において、符号505は、デフォルトの関係式(6)のグラフを示す。 Figure 8 is a graph showing the correlation between blood pressure and pulse wave feature A. In Figure 8, reference numeral 504 indicates a graph of the default relational equation (5). Figure 9 is a graph showing the correlation between blood pressure and pulse wave feature B. In Figure 9, reference numeral 505 indicates a graph of the default relational equation (6).

図10の符号5041,5042は、それぞれ、脈波センサ202による脈波信号の測定結果から求まる、ユーザ(血圧と脈波特徴量Aとの関係が決定されていないユーザ)の血圧に対する脈波特徴量Aの測定点を示す。このユーザの場合、血圧が変化しても、脈波特徴量Aには殆ど変化が見られない(相関関係が弱い)ことが分かる。 Reference numerals 5041 and 5042 in Fig. 10 respectively indicate the measurement points of pulse wave feature quantity A relative to the blood pressure of a user (a user for whom the relationship between blood pressure and pulse wave feature quantity A has not been determined) determined from the measurement results of the pulse wave signal by the pulse wave sensor 202. It can be seen that in the case of this user, even if the blood pressure changes, there is almost no change in pulse wave feature quantity A (weak correlation).

図11の符号5051,5052は、それぞれ、脈波センサ202による脈波信号の測定結果から求まる、ユーザ(血圧と脈波特徴量Bとの関係が決定されていないユーザ)の血圧に対する脈波特徴量Bの測定点を示す。このユーザの場合、血圧の変化に伴って脈波特徴量Bも変化し、その相関関係は、デフォルトの関係式(6)に近似している。そこで、デフォルトの関係式(5),(6)の中から、デフォルトの関係式(6)を選択し、選択された関係式(6)に基づいて、脈波特徴量からユーザの血圧を推定することができる。 Reference numerals 5051 and 5052 in FIG. 11 respectively indicate the measurement points of pulse wave feature quantity B for the blood pressure of a user (a user for whom the relationship between blood pressure and pulse wave feature quantity B has not been determined) determined from the measurement results of the pulse wave signal by the pulse wave sensor 202. For this user, pulse wave feature quantity B changes with changes in blood pressure, and the correlation is approximate to the default relational equation (6). Therefore, from the default relational equations (5) and (6), the default relational equation (6) can be selected, and the user's blood pressure can be estimated from the pulse wave feature quantity based on the selected relational equation (6).

上述の説明では、複数のデフォルトの関係式(5)、(6)の中から、脈波センサ202による脈波信号の測定結果から求まる相関関係(ユーザの血圧と脈波特徴量との間の相関関係)を最も近似する関係式(6)を選択し、選択された関係式(6)に基づいて、脈波特徴量からユーザの血圧を推定する例を示したが、この選択された関係式(6)を、少なくとも2つの測定位置の高さの差に対応するユーザの血圧の差と、少なくとも2つの測定位置における脈波特徴量の変化量に基づいて較正し、較正された関係式(6)に基づいて、脈波特徴量からユーザの血圧を推定してもよい。この較正処理は、デフォルトの関係式(1)を較正して関係式(4)を求める処理と同様である。また、少なくとも2つの測定位置の高さの差に対応するユーザの血圧の差を考慮に入れて、複数のデフォルトの関係式(5)、(6)の中から、脈波センサ202による脈波信号の測定結果から求まる相関関係(ユーザの血圧と脈波特徴量との間の相関関係)を最も近似する関係式(6)を選択してもよい。In the above description, an example was shown in which the relational expression (6) that most closely approximates the correlation (between the user's blood pressure and the pulse wave feature) obtained from the measurement results of the pulse wave signal by the pulse wave sensor 202 was selected from among the multiple default relational expressions (5) and (6), and the user's blood pressure was estimated from the pulse wave feature based on the selected relational expression (6). However, this selected relational expression (6) may be calibrated based on the difference in the user's blood pressure corresponding to the difference in height between at least two measurement positions and the change in the pulse wave feature at at least two measurement positions, and the user's blood pressure may be estimated from the pulse wave feature based on the calibrated relational expression (6). This calibration process is similar to the process of calibrating the default relational expression (1) to obtain the relational expression (4). In addition, the relational expression (6) that most closely approximates the correlation (between the user's blood pressure and the pulse wave feature) obtained from the measurement results of the pulse wave signal by the pulse wave sensor 202 may be selected from among the multiple default relational expressions (5) and (6), taking into account the difference in the user's blood pressure corresponding to the difference in height between at least two measurement positions.

説明の便宜上、血圧の差と脈波特徴量の変化量との間の相関関係を求めるために用いる脈波特徴量の数が2つである例を説明したが、血圧の差と脈波特徴量の変化量との間の相関関係を求めるために用いる脈波特徴量の数は、2つに限られるものではなく、例えば、1つ又は3つ以上でもよい。また、デフォルトの関係式は、制御装置304のメモリ内に予め記憶してもよく、或いは、クラウド上のサーバに保存されているデフォルトの関係式を携帯型制御ユニット300がネットワーク経由で読み出して、その読み出したデフォルトの関係式を信号処理装置203が用いてもよい。For convenience of explanation, an example has been described in which the number of pulse wave features used to determine the correlation between the difference in blood pressure and the change in pulse wave features is two, but the number of pulse wave features used to determine the correlation between the difference in blood pressure and the change in pulse wave features is not limited to two, and may be, for example, one or three or more. In addition, the default relational equation may be stored in advance in the memory of the control device 304, or the portable control unit 300 may read the default relational equation stored in a server on the cloud via the network, and the signal processing device 203 may use the read default relational equation.

次に、図12乃至図14を参照しながら、ユーザの心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置でユーザが脈波信号を測定する座位の姿勢について説明する。図12乃至図14において、符号600は、ユーザを示し、符号601は、ユーザの顔(より具体的には、額又は目)を示し、符号602は、ユーザの胸(より具体的には、乳頭)を示し、符号603は、ユーザの腹(より具体的には、へそ)を示す。Next, referring to Figures 12 to 14, a seated posture in which a user measures a pulse wave signal at at least two measurement positions at different heights from the user's heart will be described. In Figures 12 to 14, reference numeral 600 indicates a user, reference numeral 601 indicates the user's face (more specifically, the forehead or eyes), reference numeral 602 indicates the user's chest (more specifically, the nipples), and reference numeral 603 indicates the user's abdomen (more specifically, the navel).

図12は、ユーザ600が座位で手を顔601の高さで生体センサ200を水平に保持する姿勢を示す。この姿勢における測定位置は、座位の姿勢をとるユーザ600の顔601の位置である。 Figure 12 shows a posture in which a user 600 is sitting and holds the biosensor 200 horizontally with his/her hand at the height of the face 601. The measurement position in this posture is the position of the face 601 of the user 600 who is sitting.

図13は、ユーザ600が座位で手を胸602の高さで生体センサ200を水平に保持する姿勢を示す。この姿勢における測定位置は、座位の姿勢をとるユーザ600の胸602の位置である。 Figure 13 shows a posture in which a user 600 is sitting and holds the biosensor 200 horizontally with his/her hands at chest 602 height. The measurement position in this posture is the position of the chest 602 of the user 600 who is sitting.

図14は、ユーザ600が座位で手を腹603の高さで生体センサ200を水平に保持する姿勢を示す。この姿勢における測定位置は、座位の姿勢をとるユーザ600の腹603の位置である。 Figure 14 shows a posture in which a user 600 is sitting and holds the biosensor 200 horizontally with his/her hands at the height of the abdomen 603. The measurement position in this posture is the position of the abdomen 603 of the user 600 who is sitting.

ユーザ600の心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置でユーザ600が脈波信号を測定する座位の姿勢として、図12乃至図14に示す姿勢をとることにより、再現性の高い姿勢を実現できるとともに、このような姿勢を維持するために手に力をいれる必要がなく、手の震えを抑制できる。これらの姿勢において、ユーザ600の手のひらを、顔601、胸602、又は腹603に当ててもよく、また、ユーザ600の指(例えば、人指し指)を、顔601、胸602、又は腹603に当ててもよい。12 to 14 as the sitting posture in which the user 600 measures the pulse wave signal at at least two measurement positions at different heights from the user's heart, a posture with high reproducibility can be realized, and there is no need to use strength in the hands to maintain such a posture, which can suppress hand tremors. In these postures, the palm of the user 600 may be placed on the face 601, chest 602, or abdomen 603, and the finger of the user 600 (e.g., index finger) may be placed on the face 601, chest 602, or abdomen 603.

なお、ユーザ600の手が水平に保持されている姿勢(手が水平方向を向く姿勢)と、ユーザ600の手が垂直に保持されている姿勢(手が垂直方向を向く姿勢)とでは、心臓からの高さが同じであれば、血圧は同じ値になるが、脈波信号に差異が生じる場合がある。ユーザ600が座位で手を顔601の高さで生体センサ200を保持する姿勢、ユーザ600が座位で手を胸602の高さで生体センサ200を保持する姿勢、及びユーザ600が座位で手を腹603の高さで生体センサ200を保持する姿勢では、どの姿勢も、ユーザ600の手は水平方向を向くため、脈波信号の測定値のばらつきを抑制するのに効果的である。信号処理装置203は、加速度センサ205が測定した生体センサ200の加速度から、生体センサ200が装着されている手が各測定位置で水平に保持されているか否か(すなわち、水平方向からずれる向きに手が動いていないかどうか)を判定してもよい。In addition, if the height from the heart is the same in a posture where the user 600's hand is held horizontally (a posture where the hand faces horizontally) and a posture where the user 600's hand is held vertically (a posture where the hand faces vertically), the blood pressure will be the same, but there may be a difference in the pulse wave signal. In the posture where the user 600 holds the biosensor 200 at the height of the face 601 while sitting, the posture where the user 600 holds the biosensor 200 at the height of the chest 602 while sitting, and the posture where the user 600 holds the biosensor 200 at the height of the abdomen 603 while sitting, the hand of the user 600 faces horizontally in all postures, which is effective in suppressing the variation in the measured value of the pulse wave signal. The signal processing device 203 may determine whether the hand on which the biosensor 200 is attached is held horizontally at each measurement position (i.e., whether the hand is not moving in a direction that deviates from the horizontal direction) from the acceleration of the biosensor 200 measured by the acceleration sensor 205.

座位の姿勢をとるユーザ600の心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置の高さの差を推定する方法として、(1)ユーザの身体特徴を示す情報から推定する方法、(2)加速度センサ205が測定した生体センサ200の加速度から推定する方法、及び(3)撮影装置301が撮影したユーザ600の画像から推定する方法がある。これらの方法について、以下に説明する。Methods for estimating the height difference between at least two measurement positions at different heights from the heart of a user 600 in a seated position include (1) a method of estimating from information indicating the user's physical characteristics, (2) a method of estimating from the acceleration of the biosensor 200 measured by the acceleration sensor 205, and (3) a method of estimating from an image of the user 600 captured by the imaging device 301. These methods are described below.

まず、ユーザ600の身体特徴を示す情報から、座位の姿勢をとるユーザ600の心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置の高さの差を推定する方法について説明する。First, we describe a method for estimating the height difference between at least two measurement positions at different heights from the heart of a user 600 in a seated position from information indicating the physical characteristics of the user 600.

ユーザ600の額、乳頭、及びへその高さは、ユーザ600の身長から、統計的に推定することができる。ユーザ600の身体特徴を示す情報(身長などの情報)は、信号処理装置203内のメモリに予め記憶しておいてもよく、或いは、クラウド上のサーバに保存されているユーザ600の身体特徴を示す情報(身長などの情報)を携帯型制御ユニット300からネットワーク経由で読み出して、その読み出した情報を、生体センサ200と携帯型制御ユニット300との間の無線通信を通じて信号処理装置203に転送してもよい。ユーザ600の身体特徴を示す情報(身長などの情報)を利用できない場合には、人間の額、乳頭、及びへその高さの統計上の平均値から、ユーザ600の額、乳頭、及びへその高さを推定してもよい。The height of the user 600's forehead, nipples, and navel can be statistically estimated from the height of the user 600. Information indicating the physical characteristics of the user 600 (information such as height) may be stored in advance in a memory in the signal processing device 203, or information indicating the physical characteristics of the user 600 (information such as height) stored in a server on the cloud may be read from the portable control unit 300 via a network, and the read information may be transferred to the signal processing device 203 through wireless communication between the biosensor 200 and the portable control unit 300. When information indicating the physical characteristics of the user 600 (information such as height) is not available, the height of the user 600's forehead, nipples, and navel may be estimated from the statistical average values of the heights of the forehead, nipples, and navel of humans.

人体寸法データベースには、人間の身長(Height)、内眼角高(Entocanthion height)、乳頭高(Nipple height)、バスト高(Bust height)、及び臍高(Omphalion height)などの情報が格納されている。例えば、心臓の高さとして、乳頭高の値を用いると、心臓とへそとの高さの差は、乳頭高と臍高との差から推定できる。また、例えば、額と内眼角高との差は、5センチ前後であるため、内眼角高と心臓との高さの差に、額と内眼角高との差を加算することで、額の高さを推定できる。 The human body dimension database stores information such as a person's height, entocanthion height, nipple height, bust height, and navel height. For example, if the nipple height value is used as the heart height, the difference in height between the heart and navel can be estimated from the difference between the nipple height and navel height. Also, since the difference between the forehead and entocanthion height is around 5 cm, the forehead height can be estimated by adding the difference between the forehead and entocanthion height to the difference between the height between the entocanthion height and the heart.

信号処理装置203は、ユーザ600の身体特徴を示す情報から、座位の姿勢をとるユーザ600の心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置の高さの差の統計的な平均値を求めることができる。The signal processing device 203 can calculate a statistical average value of the height difference between at least two measurement positions at different heights from the heart of the user 600 in a seated position from information indicating the physical characteristics of the user 600.

次に、加速度センサ205が測定した生体センサ200の加速度から、座位の姿勢をとるユーザ600の心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置の高さの差を推定する方法について説明する。Next, we will explain a method for estimating the height difference between at least two measurement positions at different heights from the heart of a user 600 in a seated position, based on the acceleration of the biosensor 200 measured by the acceleration sensor 205.

生体センサ200は、ある1つの測定位置(例えば、図12に示す測定位置)で静止した状態で脈波信号を測定し、その後、もう一つの測定位置(例えば、図13に示す測定位置)で静止した状態で脈波信号を測定する。信号処理装置203は、2つの測定位置でユーザ600が脈波信号を測定するために姿勢を変えるときに、加速度センサ205が測定した生体センサ200の加速度を重力加速度の影響を考慮して二階積分することにより、2つの測定位置の高さの差(生体センサ200の鉛直方向の移動距離)を計算することができる。このようにして、信号処理装置203は、少なくとも2つの測定位置でユーザ600が脈波信号を測定するために姿勢を変えるときに、加速度センサ205が測定した生体センサ200の加速度から、少なくとも2つの測定位置の高さの差を計算することができる。The biosensor 200 measures a pulse wave signal in a stationary state at one measurement position (e.g., the measurement position shown in FIG. 12), and then measures a pulse wave signal in a stationary state at another measurement position (e.g., the measurement position shown in FIG. 13). When the user 600 changes his/her posture to measure the pulse wave signal at the two measurement positions, the signal processing device 203 can calculate the difference in height between the two measurement positions (the vertical movement distance of the biosensor 200) by performing a second-order integration of the acceleration of the biosensor 200 measured by the acceleration sensor 205, taking into account the effect of gravitational acceleration. In this way, the signal processing device 203 can calculate the difference in height between at least two measurement positions from the acceleration of the biosensor 200 measured by the acceleration sensor 205 when the user 600 changes his/her posture to measure the pulse wave signal at at least two measurement positions.

次に、撮影装置301が撮影したユーザ600の画像から、少なくとも2つの測定位置の高さの差を推定する第1の方法について説明する。Next, we will explain a first method of estimating the height difference between at least two measurement positions from an image of the user 600 captured by the imaging device 301.

図15に示すように、表示装置302は、携帯型制御ユニット300を一方の手(例えば、右手)で把持しているユーザ600に対して、生体センサ200が装着されている他方の手(例えば、左手)を少なくとも2つの測定位置に移動させる旨の指示と、生体センサ200が装着されている他方の手(例えば、左手)が各測定位置に位置しているときに、生体センサ200が装着されている他方の手(例えば、左手)とユーザ600の顔601とを撮影装置301で撮影する旨の指示とをユーザ60に提示するとともに、撮影装置301により撮影された画像を表示する。As shown in FIG. 15, the display device 302 presents to the user 600, who is holding the portable control unit 300 in one hand (e.g., the right hand), instructions to move the other hand (e.g., the left hand) on which the biosensor 200 is attached to at least two measurement positions, and instructions to photograph the other hand (e.g., the left hand) on which the biosensor 200 is attached and the user's 600 face 601 with the imaging device 301 when the other hand (e.g., the left hand) on which the biosensor 200 is attached is located at each measurement position, and displays the images captured by the imaging device 301.

例えば、制御装置304は、撮影装置301が撮影した画像からユーザ600の顔601と、生体センサ200が装着されている他方の手(例えば、左手)とを区別して認識する。制御装置304は、各測定位置において、撮影装置301により撮影された画像から、生体センサ200が装着されている他方の手(例えば、左手)と顔601との相対的な位置関係に基づいて、少なくとも2つの測定位置の高さの差を推定する。制御装置304は、少なくとも2つの測定位置の高さの差の推定結果を、無線通信を通じて信号処理装置203に送信する。For example, the control device 304 distinguishes and recognizes the face 601 of the user 600 from the other hand (e.g., the left hand) on which the biosensor 200 is attached from the image captured by the imaging device 301. At each measurement position, the control device 304 estimates the height difference between at least two measurement positions based on the relative positional relationship between the other hand (e.g., the left hand) on which the biosensor 200 is attached and the face 601 from the image captured by the imaging device 301. The control device 304 transmits the estimated result of the height difference between the at least two measurement positions to the signal processing device 203 via wireless communication.

このように、ユーザ600の身体特徴を示す情報から、ユーザ600の顔の大きさ(全頭高、頭幅など)を推定することで、画像内の顔の大きさから2つの測定位置の高さの差の推定精度を向上できる。In this way, by estimating the size of the user's 600 face (total head height, head width, etc.) from information indicating the physical characteristics of the user 600, the accuracy of estimating the height difference between two measurement positions from the size of the face in the image can be improved.

また、例えば、制御装置304は、撮影装置301が撮影した画像からユーザ600の顔601と、生体センサ200とを区別して認識する。制御装置304は、各測定位置において撮影装置301により撮影された画像から、生体センサ200と顔601との相対的な位置関係に基づいて、少なくとも2つの測定位置の高さの差を推定する。制御装置304は、少なくとも2つの測定位置の高さの差の推定結果を、無線通信を通じて信号処理装置203に送信する。 Also, for example, the control device 304 distinguishes and recognizes the face 601 of the user 600 from the biometric sensor 200 from the image captured by the imaging device 301. The control device 304 estimates the height difference between at least two measurement positions based on the relative positional relationship between the biometric sensor 200 and the face 601 from the image captured by the imaging device 301 at each measurement position. The control device 304 transmits the estimated result of the height difference between the at least two measurement positions to the signal processing device 203 via wireless communication.

図16に示すように、表示装置302は、顔601の目標位置及び表示目標サイズを示す表示目標範囲700を、表示装置302に表示されている顔601にスーパーインポーズするようにグラフィカルに表示してもよい。表示目標範囲700は、例えば、楕円形又は長方形などの図形でよい。顔601の表示位置及び表示サイズが顔601の目標位置及び表示目標サイズにそれぞれ一致するように、顔601と表示装置301との位置関係を調整することにより、撮影装置301により撮影された画像から、(1)生体センサ200が装着されている他方の手(例えば、左手)と顔601との相対的な位置関係又は(2)生体センサ200と顔601との相対的な位置関係に基づいて、少なくとも2つの測定位置の高さの差を推定することができる。16, the display device 302 may graphically display a display target range 700 indicating the target position and display target size of the face 601 so as to be superimposed on the face 601 displayed on the display device 302. The display target range 700 may be, for example, a shape such as an ellipse or a rectangle. By adjusting the positional relationship between the face 601 and the display device 301 so that the display position and display size of the face 601 match the target position and display target size of the face 601, respectively, from the image captured by the imaging device 301, the height difference between at least two measurement positions can be estimated based on (1) the relative positional relationship between the other hand (e.g., the left hand) on which the biosensor 200 is attached and the face 601, or (2) the relative positional relationship between the biosensor 200 and the face 601.

次に、撮影装置301が撮影したユーザ600の画像から、少なくとも2つの測定位置の高さの差を推定する第2の方法について説明する。Next, we will explain a second method of estimating the height difference between at least two measurement positions from an image of the user 600 captured by the imaging device 301.

図17に示すように、表示装置302は、生体センサ200が装着されている手(例えば、右手)で携帯型制御ユニット300を把持しているユーザ600に対して、生体センサ200が装着されている手(例えば、右手)を少なくとも2つの測定位置に移動させる旨の指示と、生体センサ200が装着されている手(例えば、右手)が各測定位置に位置しているときに、ユーザ600の顔601を撮影装置301で撮影する旨の指示とをユーザ600に提示するとともに、撮影装置301により撮影された画像を表示する。As shown in FIG. 17, the display device 302 presents to the user 600, who is holding the portable control unit 300 with the hand (e.g., the right hand) on which the biosensor 200 is attached, instructions to move the hand (e.g., the right hand) on which the biosensor 200 is attached to at least two measurement positions, and instructions to photograph the face 601 of the user 600 with the imaging device 301 when the hand (e.g., the right hand) on which the biosensor 200 is attached is positioned at each measurement position, and displays the images captured by the imaging device 301.

制御装置304は、各測定位置において撮影装置301により撮影された画像から、ユーザ600の顔601と携帯型制御ユニット300との位置関係、及び所定の基準線(例えば、鉛直線)に対する携帯型制御ユニット300の傾きに基づいて、少なくとも2つの測定位置の高さの差を推定する。傾斜センサ305は、少なくとも2つの測定位置でユーザが脈波信号を測定するために姿勢を変えるときの所定の基準線(例えば、鉛直線)に対する携帯型制御ユニット300の傾きを検出する。The control device 304 estimates the height difference between at least two measurement positions based on the positional relationship between the face 601 of the user 600 and the portable control unit 300 and the inclination of the portable control unit 300 relative to a predetermined reference line (e.g., a vertical line) from the images captured by the image capture device 301 at each measurement position. The tilt sensor 305 detects the inclination of the portable control unit 300 relative to a predetermined reference line (e.g., a vertical line) when the user changes his/her posture to measure the pulse wave signal at at least two measurement positions.

図18に示すように、表示装置302は、顔601の目標位置及び表示目標サイズを示す表示目標範囲700を、表示装置302に表示されている顔601にスーパーインポーズするようにグラフィカルに表示してもよい。顔601の表示位置及び表示サイズが顔601の目標位置及び表示目標サイズにそれぞれ一致するように、顔601と表示装置301との位置関係を調整することにより、撮影装置301により撮影された画像から、ユーザ600の顔601と携帯型制御ユニット300との位置関係、及び所定の基準線(例えば、鉛直線)に対する携帯型制御ユニット300の傾きに基づいて、少なくとも2つの測定位置の高さの差を推定することができる。制御装置304は、少なくとも2つの測定位置の高さの差の推定結果を、無線通信を通じて信号処理装置203に送信する。18, the display device 302 may graphically display a display target range 700 indicating the target position and display target size of the face 601 so as to be superimposed on the face 601 displayed on the display device 302. By adjusting the positional relationship between the face 601 and the display device 301 so that the display position and display size of the face 601 match the target position and display target size of the face 601, respectively, the height difference between at least two measurement positions can be estimated from the image captured by the imaging device 301 based on the positional relationship between the face 601 of the user 600 and the portable control unit 300 and the inclination of the portable control unit 300 with respect to a predetermined reference line (e.g., a vertical line). The control device 304 transmits the estimated result of the height difference between at least two measurement positions to the signal processing device 203 via wireless communication.

このように、ユーザ600の身体特徴を示す情報から、ユーザ600の顔の大きさ(全頭高、頭幅など)を推定することで、画像内の顔の大きさから2つの測定位置の高さの差の推定精度を向上できる。In this way, by estimating the size of the user's 600 face (total head height, head width, etc.) from information indicating the physical characteristics of the user 600, the accuracy of estimating the height difference between two measurement positions from the size of the face in the image can be improved.

制御装置304は、生体センサ200が装着されている手でユーザ600が携帯型制御ユニット300を把持しているか否かを判定してもよい。これにより、生体センサ200が装着されている手(例えば、右手)とは異なる手(例えば、左手)でユーザ600が携帯型制御ユニット300を把持したまま、脈波信号を測定してしまうことを抑制できる。制御装置304は、例えば、生体センサ200と携帯型制御ユニット300との間のNFCのような近距離無線通信が可能であるか否か、或いは、生体センサ200からの無線信号の受信強度が閾値以上であるか否かに基づいて、生体センサ200が装着されている手でユーザ600が携帯型制御ユニット300を把持しているか否かを判定することができる。The control device 304 may determine whether the user 600 is holding the portable control unit 300 with the hand on which the biosensor 200 is attached. This can prevent the user 600 from measuring the pulse wave signal while holding the portable control unit 300 with a hand (e.g., left hand) other than the hand on which the biosensor 200 is attached (e.g., right hand). The control device 304 can determine whether the user 600 is holding the portable control unit 300 with the hand on which the biosensor 200 is attached, based on whether short-range wireless communication such as NFC between the biosensor 200 and the portable control unit 300 is possible, or whether the reception strength of the wireless signal from the biosensor 200 is equal to or greater than a threshold.

次に、脈波信号の安定状態について説明する。ユーザ600の心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置でユーザ600が脈波信号を測定するために姿勢を変えると、姿勢を変えてから一定時間(約10~20秒ほど)の間、脈波信号は不安定に変動し得る。このため、ユーザ600の姿勢が変わってから、一定時間、脈波信号が安定しているか否かを判定し、脈波信号が安定状態にあると判定されてから、血圧と脈波特徴量との間の相関関係の導出を開始するのが望ましい。Next, the stable state of the pulse wave signal will be described. When user 600 changes his/her posture to measure the pulse wave signal at at least two measurement positions at different heights from user 600's heart, the pulse wave signal may fluctuate unstably for a certain period of time (approximately 10 to 20 seconds) after the posture change. For this reason, it is desirable to determine whether the pulse wave signal is stable for a certain period of time after user 600's posture changes, and to start deriving the correlation between blood pressure and pulse wave features once it is determined that the pulse wave signal is in a stable state.

脈波信号の安定状態を判定する方法として、(1)ユーザ600の姿勢が変わってからの経過時間を基に安定状態を判定する方法、及び(2)脈波信号の変動値が閾値未満に収束したか否かを基に安定状態を判定する方法がある。これらの方法について、以下に説明する。There are two methods for determining whether a pulse wave signal is stable: (1) determining the stable state based on the time elapsed since the user 600's posture changed, and (2) determining the stable state based on whether the fluctuation value of the pulse wave signal has converged below a threshold. These methods are described below.

まず、ユーザ600の姿勢が変わってからの経過時間を基に安定状態を判定する方法について説明する。この方法では、ユーザ600が各姿勢をとってから測定された脈波信号の初期期間(例えば、初期0~15秒、好ましくは、初期0~20秒)の脈波信号は、安定しておらず、初期期間経過後は、脈波信号は安定状態にあると判定する。各姿勢をとる時刻は、例えば、ユーザ600の測定開始操作時刻、又は、携帯型制御ユニット300の撮像画像から自動判定した時刻などでよい。First, a method for determining a stable state based on the time elapsed since the user 600 changes posture will be described. In this method, the pulse wave signal measured during the initial period (e.g., initial 0-15 seconds, preferably initial 0-20 seconds) of the pulse wave signal after the user 600 assumes each posture is not stable, and it is determined that the pulse wave signal is in a stable state after the initial period has elapsed. The time at which each posture is assumed may be, for example, the time at which the user 600 performs an operation to start measurement, or a time automatically determined from an image captured by the portable control unit 300.

図19は、生体センサ200を装着した手を、へその高さで30秒間保持した後、胸の高さに上げて30秒間保持し、その後、へその高さに戻して30秒間保持したときに測定した脈波波形から抽出した脈波特徴量の変化をプロットしている。この脈波特徴量として、10秒間の平均値を用いた。点線のグラフは、ユーザ600の姿勢が変化した直後からの10秒間の平均値(0-10sec平均)を示している。実線のグラフは、ユーザ600の姿勢が変化してから15秒経過してからの10秒間の平均値(15-25sec平均)を示している。 Figure 19 plots the changes in pulse wave features extracted from the pulse waveform measured when the hand wearing the biosensor 200 is held at navel height for 30 seconds, then raised to chest height and held there for 30 seconds, and then returned to navel height and held there for 30 seconds. The average value over 10 seconds was used as this pulse wave feature. The dotted line graph shows the average value (0-10 sec average) over the 10 seconds immediately after the user 600's posture changes. The solid line graph shows the average value (15-25 sec average) over the 10 seconds 15 seconds after the user 600's posture changes.

へその高さで血圧を測定すると、血圧の測定値は高くなり、胸の高さで血圧を測定すると、血圧の測定値は低くなる。15-25sec平均は、血圧の変化と強く相関しているのに対し、0-10sec平均は、血圧の変化との相関が弱い。姿勢が変化した直後は、脈波特徴量が安定しないことが分かる。これは、人間の生理反応によるものであり、姿勢変化直後における脈波信号の一時的な不安定化を抑制することは無理である。脈波信号が安定化するまでの時間には、個人差があるため、姿勢が変化した直後からの初期期間(0~15秒、或いは、0~20秒)の脈波信号は、安定しておらず、初期期間経過後は、脈波信号は安定状態にあると判定するのが望ましい。 When blood pressure is measured at navel height, the measured blood pressure value is high, and when blood pressure is measured at chest height, the measured blood pressure value is low. The 15-25 sec average is strongly correlated with changes in blood pressure, whereas the 0-10 sec average is weakly correlated with changes in blood pressure. It can be seen that the pulse wave feature value is not stable immediately after a change in posture. This is due to a human physiological response, and it is impossible to suppress the temporary instability of the pulse wave signal immediately after a change in posture. Since the time it takes for the pulse wave signal to stabilize varies from person to person, the pulse wave signal is not stable in the initial period (0-15 seconds, or 0-20 seconds) immediately after a change in posture, and it is desirable to determine that the pulse wave signal is in a stable state after the initial period has elapsed.

次に、脈波信号の変動値が閾値未満に収束したか否かを基に安定状態を判定する方法について説明する。この方法では、脈波信号の脈波特徴量の変化率、変化速度、又は、変動(ばらつき)の範囲の何れかが閾値未満に収束したときに、脈波信号は安定状態にあると判定する。Next, we will explain a method for determining whether the stable state is reached based on whether the fluctuation value of the pulse wave signal has converged below a threshold. In this method, the pulse wave signal is determined to be in a stable state when any of the rate of change, speed of change, or range of fluctuation (variation) of the pulse wave feature of the pulse wave signal has converged below a threshold.

信号処理装置203は、ユーザ600の姿勢が変化した後に脈波信号が安定する状態になっているか否かを、上述の判定方法(1)又は(2)に従って判定する。信号処理装置203は、脈波信号が安定する状態になっているものと判定した後に、血圧と脈波特徴量との間の相関関係を求める。The signal processing device 203 determines whether the pulse wave signal is stable after the posture of the user 600 changes, according to the above-mentioned determination method (1) or (2). After determining that the pulse wave signal is stable, the signal processing device 203 obtains a correlation between blood pressure and pulse wave feature amounts.

次に、図20及び図21を参照しながら、ユーザ600の心臓からの高さが異なる2つの測定位置でユーザ600が脈波信号を測定する仰臥位の姿勢について説明する。Next, with reference to Figures 20 and 21, we will explain the supine position in which user 600 measures a pulse wave signal at two measurement positions at different heights from user 600's heart.

図20は、ユーザ600が平坦面800の上で仰臥位の姿勢で手を平坦面800の高さで生体センサ200を水平に保持する姿勢を示す。この姿勢における測定位置は、仰臥位の姿勢をとるユーザ600の背面の位置(ユーザ600の背面に接する平坦面800の位置)である。平坦面800は、例えば、寝具又は床である。 Figure 20 shows a user 600 lying supine on a flat surface 800, holding the biosensor 200 horizontally with his/her hand at the height of the flat surface 800. The measurement position in this position is the position of the back of the user 600 lying supine (the position of the flat surface 800 in contact with the back of the user 600). The flat surface 800 is, for example, bedding or a floor.

図21は、ユーザ600が平坦面800の上で仰臥位の姿勢で手を胸602の高さで生体センサ200を水平に保持する姿勢を示す。この姿勢における測定位置は、仰臥位の姿勢をとるユーザ600の胸602の位置である。 Figure 21 shows a posture in which a user 600 lies supine on a flat surface 800 and holds the biosensor 200 horizontally with his/her hands at chest 602 height. The measurement position in this posture is the position of the chest 602 of the user 600 in a supine position.

ユーザ600の心臓からの高さが異なる2つの測定位置でユーザ600が脈波信号を測定する仰臥位の姿勢として、図20及び図21に示す姿勢をとることにより、再現性の高い姿勢を実現できるとともに、このような姿勢を維持するために手に力をいれる必要がなく、手の震えを抑制できる。これらの姿勢において、ユーザ600の手のひらを、胸602、又は平坦面800に当ててもよく、また、ユーザ600の指(例えば、人指し指)を、胸602、又は平坦面800に当ててもよい。20 and 21 as the supine posture in which the user 600 measures the pulse wave signal at two measurement positions at different heights from the user's heart, a posture with high reproducibility can be realized, and there is no need to use force in the hands to maintain such a posture, which can suppress hand tremors. In these postures, the palm of the user 600 may be placed on the chest 602 or the flat surface 800, or the finger (e.g., the index finger) of the user 600 may be placed on the chest 602 or the flat surface 800.

なお、ユーザ600の手が水平に保持されている姿勢(手が水平方向を向く姿勢)と、ユーザ600の手が垂直に保持されている姿勢(手が垂直方向を向く姿勢)とでは、心臓からの高さが同じであれば、血圧は同じ値になるが、脈波信号に差異が生じる場合がある。ユーザ600が平坦面800の上で仰臥位の姿勢で手を平坦面800の高さで生体センサ200を水平に保持する姿勢、及びユーザ600が平坦面800の上で仰臥位の姿勢で手を胸602の高さで生体センサ200を水平に保持する姿勢では、どの姿勢も、ユーザ600の手は水平方向を向くため、脈波信号の測定値のばらつきを抑制するのに効果的である。信号処理装置203は、加速度センサ205が測定した生体センサ200の加速度から、生体センサ200が装着されている手が各測定位置で水平に保持されているか否か(すなわち、水平方向からずれる向きに手が動いていないかどうか)を判定してもよい。In addition, if the height from the heart is the same in a posture where the user 600's hand is held horizontally (a posture where the hand faces horizontally) and a posture where the user 600's hand is held vertically (a posture where the hand faces vertically), the blood pressure will be the same, but there may be a difference in the pulse wave signal. In a posture where the user 600 lies supine on the flat surface 800 and holds the biosensor 200 horizontally at the height of the flat surface 800, and a posture where the user 600 lies supine on the flat surface 800 and holds the biosensor 200 horizontally at the height of the chest 602, the hand of the user 600 faces horizontally in both postures, which is effective in suppressing the variation in the measured value of the pulse wave signal. The signal processing device 203 may determine whether the hand on which the biosensor 200 is attached is held horizontally at each measurement position (i.e., whether the hand is not moving in a direction deviating from the horizontal direction) from the acceleration of the biosensor 200 measured by the acceleration sensor 205.

仰臥位の姿勢をとるユーザ600の心臓からの高さが異なる2つの測定位置の高さの差を推定する方法として、(1)ユーザの身体特徴を示す情報から推定する方法、及び(2)加速度センサ205が測定した生体センサ200の加速度から推定する方法がある。これらの方法について、以下に説明する。Methods for estimating the height difference between two measurement positions at different heights from the heart of a user 600 in a supine position include (1) a method of estimating it from information indicating the user's physical characteristics, and (2) a method of estimating it from the acceleration of the biosensor 200 measured by the acceleration sensor 205. These methods are described below.

まず、ユーザの身体特徴を示す情報から、仰臥位の姿勢をとるユーザ600の心臓からの高さが異なる2つの測定位置の高さの差を推定する方法について説明する。First, we will explain a method for estimating the height difference between two measurement positions at different heights from the heart of a user 600 in a supine position from information indicating the user's physical characteristics.

仰臥位の姿勢をとるユーザ600が手を平坦面800に置くと、ユーザ600の手の高さは、ユーザ600の心臓の高さよりも低くなる。ユーザ600の心臓は、ユーザ600の胸のほぼ中央にあるため、仰臥位の姿勢では、ユーザ600の手の高さは、ユーザ600の胸厚の約半分の高さの分だけ、ユーザ600の心臓の高さより低くなる。
ユーザ600の胸厚は、ユーザ600の身長から、統計的に推定することができる。
When user 600 in a supine position places his/her hands on flat surface 800, the height of user 600's hands is lower than the height of the heart of user 600. Since user 600's heart is located approximately in the center of user 600's chest, in the supine position, the height of user 600's hands is lower than the height of user 600's heart by approximately half the height of user 600's chest thickness.
The chest thickness of the user 600 can be statistically estimated from the height of the user 600 .

ユーザ600の身体特徴を示す情報(身長などの情報)は、信号処理装置203内のメモリに予め記憶しておいてもよく、或いは、クラウド上のサーバに保存されているユーザ600の身体特徴を示す情報(身長などの情報)を携帯型制御ユニット300からネットワーク経由で読み出して、その読み出した情報を、生体センサ200と携帯型制御ユニット300との間の無線通信を通じて信号処理装置203に転送してもよい。Information indicating the physical characteristics of the user 600 (such as height) may be pre-stored in memory within the signal processing device 203, or information indicating the physical characteristics of the user 600 (such as height) stored on a server on the cloud may be read from the portable control unit 300 via a network, and the read information may be transferred to the signal processing device 203 via wireless communication between the biosensor 200 and the portable control unit 300.

信号処理装置203は、ユーザ600の身体特徴を示す情報から、仰臥位の姿勢をとるユーザ600の心臓からの高さが異なる2つの測定位置の高さの差の統計的な平均値を求めることができる。The signal processing device 203 can calculate the statistical average value of the height difference between two measurement positions at different heights from the heart of the user 600 in a supine position from information indicating the physical characteristics of the user 600.

なお、加速度センサ205が測定した生体センサ200の加速度から、仰臥位の姿勢をとるユーザ600の心臓からの高さが異なる2つの測定位置の高さの差を推定する方法は、加速度センサ205が測定した生体センサ200の加速度から、座位の姿勢をとるユーザ600の心臓からの高さが異なる2つの測定位置の高さの差を推定する方法と同じであるため、その詳細な説明を省略する。 The method for estimating the difference in height between two measurement positions at different heights from the heart of a user 600 in a supine position from the acceleration of the biosensor 200 measured by the acceleration sensor 205 is the same as the method for estimating the difference in height between two measurement positions at different heights from the heart of a user 600 in a sitting position from the acceleration of the biosensor 200 measured by the acceleration sensor 205, so a detailed explanation of this method will be omitted.

上述の説明においては、脈波信号から血圧を推定する処理を例示したが、本発明はこの例に限られるものではない。例えば、脈波信号から、血管抵抗を推定することもできる。血管抵抗を推定する場合、脈波信号は、血圧の影響を受けるため、心臓の高さで脈波信号を測定することにより、測定値のばらつきを低減できる。また、心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置で脈波信号を測定し、少なくとも2つの測定位置の高さの差に対応するユーザ600の血圧の差と、少なくとも2つの測定位置における脈波特徴量の変化量との間の相関関係を求めることにより、血管抵抗の推定精度を高めることができる。In the above description, a process for estimating blood pressure from a pulse wave signal has been exemplified, but the present invention is not limited to this example. For example, vascular resistance can also be estimated from a pulse wave signal. When estimating vascular resistance, the pulse wave signal is affected by blood pressure, so by measuring the pulse wave signal at the height of the heart, the variability of the measured value can be reduced. In addition, the accuracy of estimating vascular resistance can be improved by measuring the pulse wave signal at at least two measurement positions with different heights from the heart and determining the correlation between the difference in blood pressure of the user 600 corresponding to the difference in height between the at least two measurement positions and the amount of change in the pulse wave feature at the at least two measurement positions.

また、脈波信号から、血糖値、動脈硬化度、及び血流量を推定する場合においても、同様に、心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置で脈波信号を測定し、少なくとも2つの測定位置の高さの差に対応するユーザ600の血圧の差と、少なくとも2つの測定位置における脈波特徴量の変化量との間の相関関係を求めることにより、血糖値、動脈硬化度、及び血流量の推定精度を高めることができる。Similarly, when estimating blood glucose level, degree of arteriosclerosis, and blood flow rate from a pulse wave signal, the accuracy of estimating blood glucose level, degree of arteriosclerosis, and blood flow rate can be improved by measuring the pulse wave signal at at least two measurement positions at different heights from the heart and determining the correlation between the difference in blood pressure of the user 600 corresponding to the difference in height between the at least two measurement positions and the amount of change in the pulse wave features at the at least two measurement positions.

また、ユーザ600の姿勢は、脈拍数、血流量、体表温、及び呼吸に影響を与えるため、予め定められた姿勢(例えば、図12,13,14,20,21に示す姿勢)で脈波信号の測定を行うことにより、測定値のばらつきを低減できる。 In addition, since the posture of the user 600 affects the pulse rate, blood flow, body surface temperature, and respiration, the variability in the measurement values can be reduced by measuring the pulse wave signal in a predetermined posture (e.g., the postures shown in Figures 12, 13, 14, 20, and 21).

脈波特徴量Aと、血圧及び血管抵抗との間の相関関係を示す関係式(7)を以下に示す。The following equation (7) shows the correlation between pulse wave feature A and blood pressure and vascular resistance.

A=d×血圧+e×血管抵抗+f … (7) A = d x blood pressure + e x vascular resistance + f … (7)

脈波特徴量Bと、血圧及び血管抵抗との間の相関関係を示す関係式(8)を以下に示す。 The following equation (8) shows the correlation between pulse wave feature B and blood pressure and vascular resistance.

B=g×血圧+h×血管抵抗+i … (8) B = g × blood pressure + h × vascular resistance + i … (8)

関係式(7)及び(8)の定数d,e,f,g,h,iは、ユーザ毎に異なり得る。The constants d, e, f, g, h, and i in equations (7) and (8) may vary for each user.

血圧及び血管抵抗を、脈波特徴量A,B及び定数d,e,f,g,h,iを用いて表すと、(9)式及び(10)式が得られる。 When blood pressure and vascular resistance are expressed using pulse wave features A and B and constants d, e, f, g, h, and i, equations (9) and (10) are obtained.

血圧=-h/(e×g-d×h)×A+e/(e×g-d×h)×B+(f×h-e×i)/(e×g-d×h) … (9) Blood pressure = -h/(e×g-d×h)×A + e/(e×g-d×h)×B + (f×h-e×i)/(e×g-d×h) … (9)

血管抵抗=g/(e×g-d×h)×A-d/(e×g-d×h)×B-(f×g-d×i)/(e×g-d×h)… (10)Vascular resistance = g/(e×g-d×h)×A-d/(e×g-d×h)×B-(f×g-d×i)/(e×g-d×h) ... (10)

なお、信号処理装置203によって実行される上述の各種の処理(例えば、(1)脈波センサ202が測定する脈波信号からユーザ600の各種の生体情報(例えば、血圧、血糖値、心拍数、酸素飽和濃度、血管抵抗、血流量、動脈硬化度、自律神経機能など)を推定する処理、(2)ユーザ600の血圧と脈波特徴量との間の相関関係を求める処理、(3)ユーザ600の血圧と脈波特徴量との間の相関関係を示すデフォルトの関係式を較正する処理、(4)ユーザ600の血圧と脈波特徴量との間の相関関係を示す複数のデフォルトの関係式の中から、脈波センサ202による脈波信号の測定結果から求まる相関関係を最も近似する関係式を選択する処理、(5)ユーザ600の姿勢が変化した後に脈波信号が安定する状態になっているか否かを判定する処理、(6)ユーザ600の心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置の高さの差を計算する処理、(7)生体センサ200が装着されている手が少なくとも2つの測定位置で水平に保持されているか否かを判定する処理など)の全部又は一部を、信号処理装置203に替わって、携帯型制御ユニット300の制御装置304が実行してもよい。制御装置304のメモリには、信号処理装置203によって実行される上述の各種の処理の全部又は一部を制御装置304のプロセッサに実行させるためのプログラムが格納されていてもよい。制御装置304のプロセッサは、このプログラムを実行することにより、信号処理装置203によって実行される上述の各種の処理の全部又は一部を信号処理装置203に替わって実行することができる。The various processes described above are executed by the signal processing device 203 (e.g., (1) a process of estimating various biometric information of the user 600 (e.g., blood pressure, blood glucose level, heart rate, oxygen saturation concentration, vascular resistance, blood flow rate, arteriosclerosis level, autonomic nerve function, etc.) from the pulse wave signal measured by the pulse wave sensor 202, (2) a process of determining the correlation between the blood pressure of the user 600 and the pulse wave feature amount, (3) a process of calibrating a default relational equation showing the correlation between the blood pressure of the user 600 and the pulse wave feature amount, (4) a process of selecting from among multiple default relational equations showing the correlation between the blood pressure of the user 600 and the pulse wave feature amount, The control device 304 of the portable control unit 300 may execute all or part of the following processes instead of the signal processing device 203: (1) a process for selecting a relational expression that most closely approximates the correlation obtained from the measurement results of the pulse wave signal by the pulse wave sensor 202, (2) a process for determining whether the pulse wave signal is stable after the posture of the user 600 has changed, (3) a process for calculating the height difference between at least two measurement positions that are different in height from the heart of the user 600, and (4) a process for determining whether the hand on which the biosensor 200 is attached is held horizontally at at least two measurement positions. The memory of the control device 304 may store a program for causing the processor of the control device 304 to execute all or part of the various processes described above executed by the signal processing device 203. The processor of the control device 304 can execute all or part of the various processes described above executed by the signal processing device 203 instead of the signal processing device 203 by executing this program.

次に、ユーザの血行状態の変動が、ユーザの血圧と脈波特徴量との間の相関関係に与える影響について説明する。 Next, we explain the effect that fluctuations in the user's blood circulation condition have on the correlation between the user's blood pressure and pulse wave features.

上述のデフォルトの関係式(1)における定数a,b,c,関係式(5)における定数a,c1,及び関係式(6)における定数b,c2は、ユーザ毎に固有の定数である。本発明者の研究により、これらの定数a,b,c,c1,c2は、ユーザの血行状態が異なると、異なる値に変動し得ることが判明している。このため、定数a,b,c,c1,c2は、血行状態の関数として扱うことができる。The constants a, b, and c in the default relational equation (1) above, the constants a and c1 in relational equation (5), and the constants b and c2 in relational equation (6) are unique to each user. Research by the inventor has revealed that these constants a, b, c, c1, and c2 can vary to different values depending on the user's blood circulation condition. For this reason, the constants a, b, c, c1, and c2 can be treated as functions of the blood circulation condition.

脈波センサ202は、例えば、ユーザの異なる血行状態のそれぞれにおいて、ユーザの心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置のそれぞれにおいて脈波信号を測定する。これにより、信号処理装置203は、血行状態と定数a,b,c,c1,c2との関係を定める関数を推定することができる。The pulse wave sensor 202 measures the pulse wave signal at at least two measurement positions at different heights from the user's heart in each of different blood circulation states of the user. This allows the signal processing device 203 to estimate a function that defines the relationship between the blood circulation state and the constants a, b, c, c1, and c2.

ユーザの血行状態は、例えば、ユーザの脈波特徴量から推定することができる。血行状態は血管年齢と相関しており、血管年齢は、加速度脈波信号のb波及びd波の波形から推定できるため、b波及びd波の脈波特徴量を用いて、血行状態を推定することができる。信号処理装置203は、このようにして推定した血行状態から関数(血行状態と定数a,b,c,c1,c2との関係を定める関数)に基づいて定数a,b,c,c1,c2を推定し、デフォルトの関係式(1),(5),(6)からユーザの血圧を推定することができる。これにより、血圧の推定精度を高めることができる。The user's blood circulation state can be estimated, for example, from the user's pulse wave feature. The blood circulation state is correlated with vascular age, and the vascular age can be estimated from the waveforms of the b and d waves of the acceleration pulse wave signal, so the blood circulation state can be estimated using the pulse wave feature of the b and d waves. The signal processing device 203 estimates the constants a, b, c, c1, and c2 based on a function (a function that defines the relationship between the blood circulation state and the constants a, b, c, c1, and c2) from the blood circulation state estimated in this way, and can estimate the user's blood pressure from the default relational expressions (1), (5), and (6). This can improve the accuracy of blood pressure estimation.

ユーザの異なる血行状態は、例えば、ユーザの食事前の血行状態及びユーザの食事後の血行状態を含んでもよい。人間は、食事をすると、代謝量が増大し、血行がよくなることが知られており、このような生理的反応は、食事誘発性熱産生と呼ばれている。ユーザの食事前の血行状態及びユーザの食事後の血行状態のそれぞれにおいて、ユーザの心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置のそれぞれにおいて脈波信号を測定することにより、血行状態と定数a,b,c,c1,c2との関係を定める関数を推定することができる。The different blood circulation states of the user may include, for example, the user's blood circulation state before a meal and the user's blood circulation state after a meal. It is known that when humans eat, their metabolic rate increases and blood circulation improves, and such a physiological response is called meal-induced thermogenesis. By measuring the pulse wave signal at at least two measurement positions at different heights from the user's heart in each of the user's blood circulation state before a meal and the user's blood circulation state after a meal, a function that defines the relationship between the blood circulation state and the constants a, b, c, c1, and c2 can be estimated.

ユーザの食事前の血行状態及びユーザの食事後の血行状態を区別する方法として、例えば、脈波信号の測定時に、食事の前後の区別をユーザが携帯型制御ユニット300に入力する方法や、ユーザの活動量及び血行状態から食事の前後を生体センサ200又は携帯型制御ユニット300が区別する方法(例えば、ユーザの活動量が増加していないのにも関わらず、ユーザの血行状態がよくなると、ユーザが食事をとったものと判定する方法)などがある。Methods for distinguishing between the user's blood circulation state before a meal and the user's blood circulation state after a meal include, for example, a method in which the user inputs the distinction between before and after a meal into the portable control unit 300 when measuring the pulse wave signal, or a method in which the biosensor 200 or portable control unit 300 distinguishes between before and after a meal based on the user's activity level and blood circulation state (for example, a method in which the user is determined to have eaten a meal if the user's blood circulation state improves even though the user's activity level has not increased).

ユーザの異なる血行状態は、例えば、ユーザの運動前の血行状態及びユーザの運動後の血行状態を含んでもよい。人間は、運動(特に、有酸素運動)をすると、血行がよくなることが知られている。ユーザの運動前の血行状態及びユーザの運動後の血行状態のそれぞれにおいて、ユーザの心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置のそれぞれにおいて脈波信号を測定することにより、血行状態と定数a,b,c,c1,c2との関係を定める関数を推定することができる。The different blood circulation states of the user may include, for example, the blood circulation state of the user before exercise and the blood circulation state of the user after exercise. It is known that human blood circulation improves when the person exercises (particularly aerobic exercise). By measuring the pulse wave signal at each of at least two measurement positions at different heights from the user's heart in each of the blood circulation state of the user before exercise and the blood circulation state of the user after exercise, a function that defines the relationship between the blood circulation state and the constants a, b, c, c1, and c2 can be estimated.

ユーザの運動前の血行状態及びユーザの運動後の血行状態を区別する方法として、例えば、脈波信号の測定時に、運動の前後の区別をユーザが携帯型制御ユニット300に入力する方法や、ユーザの活動量及び血行状態から運動の前後を生体センサ200又は携帯型制御ユニット300が区別する方法(例えば、ユーザの活動量が増加し、且つ血行状態がよくなると、ユーザが運動を行ったものと判定する方法)などがある。Methods for distinguishing between the user's blood circulation state before exercise and the user's blood circulation state after exercise include, for example, a method in which the user inputs the distinction between before and after exercise into the portable control unit 300 when measuring the pulse wave signal, or a method in which the biosensor 200 or portable control unit 300 distinguishes between before and after exercise based on the user's activity level and blood circulation state (for example, a method in which the user is determined to have exercised when the user's activity level increases and their blood circulation state improves).

ユーザの異なる血行状態は、例えば、ユーザの入眠前の血行状態及びユーザの起床後の血行状態を含んでもよい。人間は、入眠前では、脳への血流が低下し、逆に、抹消への血流が増加する傾向がある。また、人間は、睡眠中では、血圧が低下し、起床時に血圧が増加する傾向がある。このように、入眠前の血行状態と起床後の血行状態は異なる傾向が見られる。ユーザの入眠前の血行状態及びユーザの起床後の血行状態のそれぞれにおいて、ユーザの心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置のそれぞれにおいて脈波信号を測定することにより、血行状態と定数a,b,c,c1,c2との関係を定める関数を推定することができる。The different blood circulation states of the user may include, for example, the blood circulation state before the user falls asleep and the blood circulation state after the user wakes up. Before falling asleep, humans tend to have a decreased blood flow to the brain and an increased blood flow to the extremities. Also, humans tend to have a decreased blood pressure during sleep and an increased blood pressure upon waking up. Thus, the blood circulation state before falling asleep and the blood circulation state after waking up tend to differ. By measuring the pulse wave signal at at least two measurement positions at different heights from the user's heart in each of the blood circulation state before the user falls asleep and the blood circulation state after the user wakes up, a function that defines the relationship between the blood circulation state and the constants a, b, c, c1, and c2 can be estimated.

ユーザの入眠前の血行状態及びユーザの起床後の血行状態を区別する方法として、例えば、脈波信号の測定時に、入眠前であるのか或いは起床後であるのかの区別をユーザが携帯型制御ユニット300に入力する方法や、ユーザの活動量の時間経過に伴う変化から、入眠前であるのか或いは起床後であるのかを生体センサ200又は携帯型制御ユニット300が区別する方法(例えば、活動量が一定時間低下すると、ユーザが睡眠に入ったものと判定する方法)などがある。Methods for distinguishing between the blood circulation state before the user falls asleep and the blood circulation state after the user wakes up include, for example, a method in which the user inputs into the portable control unit 300 the distinction between before falling asleep and after waking up when measuring the pulse wave signal, and a method in which the biosensor 200 or the portable control unit 300 distinguishes between before falling asleep and after waking up based on changes in the user's activity level over time (for example, a method in which the user is determined to have fallen asleep when the activity level has decreased for a certain period of time).

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更/改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。また、実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。 Note that the above-described embodiments are intended to facilitate understanding of the present invention and are not intended to limit the present invention. The present invention can be modified/improved without departing from the spirit thereof, and equivalents are also included in the present invention. In other words, even if a person skilled in the art makes appropriate design changes to the embodiments, they will be included in the scope of the present invention as long as they have the characteristics of the present invention. Furthermore, the elements of the embodiments can be combined to the extent technically possible, and combinations of these will be included in the scope of the present invention as long as they have the characteristics of the present invention.

100…生体情報測定システム 200…生体センサ 201…センサ本体 202…脈波センサ 203…信号処理装置 204…通信装置 205…加速度センサ 300…携帯型制御ユニット 301…撮影装置 302…表示装置 303…通信装置 304…制御装置 305…傾斜センサ 600…ユーザ 700…表示目標範囲 800…平坦面 100... Biometric information measuring system 200... Biometric sensor 201... Sensor body 202... Pulse wave sensor 203... Signal processing device 204... Communication device 205... Acceleration sensor 300... Portable control unit 301... Photographing device 302... Display device 303... Communication device 304... Control device 305... Tilt sensor 600... User 700... Display target range 800... Flat surface

Claims (19)

ユーザの手の指又は手首に装着可能に構成されたセンサ本体と、
前記ユーザの脈波信号を測定する脈波センサと、
前記ユーザの心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置のそれぞれにおいて前記脈波センサが測定する脈波信号から脈波特徴量を計算し、前記少なくとも2つの測定位置の高低と、前記少なくとも2つの測定位置における脈波特徴量の変化とから、前記ユーザの血圧と前記脈波特徴量との間の相関関係を求め、前記相関関係の変化から前記ユーザの血行状態を推定する信号処理装置と、
を備える生体センサ。
A sensor body configured to be wearable on a finger or wrist of a user;
a pulse wave sensor for measuring a pulse wave signal of the user;
a signal processing device that calculates a pulse wave feature amount from a pulse wave signal measured by the pulse wave sensor at at least two measurement positions each having a different height from the user's heart, determines a correlation between the user's blood pressure and the pulse wave feature amount from the heights of the at least two measurement positions and a change in the pulse wave feature amount at the at least two measurement positions, and estimates a blood circulation state of the user from the change in the correlation ;
A biosensor comprising:
請求項1に記載の生体センサであって、
前記信号処理装置は、前記相関関係を示すデフォルトの関係式を備え、前記少なくとも2つの測定位置の高さの差に対応する前記ユーザの血圧の差と、前記少なくとも2つの測定位置における脈波特徴量の変化量に基づいて前記デフォルトの関係式を較正し、較正された前記関係式に基づいて、前記脈波特徴量から前記ユーザの血圧を推定する、生体センサ。
The biosensor according to claim 1 ,
The signal processing device has a default relational equation that indicates the correlation, calibrates the default relational equation based on a difference in the user's blood pressure corresponding to a difference in height between the at least two measurement positions and an amount of change in pulse wave features at the at least two measurement positions, and estimates the user's blood pressure from the pulse wave features based on the calibrated relational equation.
請求項1に記載の生体センサであって、
前記信号処理装置は、前記相関関係を示す複数のデフォルトの関係式の中から、前記脈波センサによる前記脈波信号の測定結果から求まる前記相関関係を最も近似する関係式を選択し、選択された前記関係式に基づいて、前記脈波特徴量から前記ユーザの血圧を推定する、生体センサ。
The biosensor according to claim 1 ,
The signal processing device selects, from a plurality of default relational equations indicating the correlation, a relational equation that most closely approximates the correlation obtained from the measurement results of the pulse wave signal by the pulse wave sensor, and estimates the user's blood pressure from the pulse wave feature based on the selected relational equation.
請求項3に記載の生体センサであって、
前記信号処理装置は、選択された前記関係式を、前記少なくとも2つの測定位置の高さの差に対応する前記ユーザの血圧の差と、前記少なくとも2つの測定位置における脈波特徴量の変化量に基づいて較正し、較正された前記関係式に基づいて、前記脈波特徴量から前記ユーザの血圧を推定する、生体センサ。
The biosensor according to claim 3 ,
The signal processing device calibrates the selected relational equation based on the difference in the user's blood pressure corresponding to the difference in height between the at least two measurement positions and the amount of change in the pulse wave feature at the at least two measurement positions, and estimates the user's blood pressure from the pulse wave feature based on the calibrated relational equation.
請求項1に記載の生体センサであって、
前記信号処理装置は、前記ユーザの姿勢が変化した後に前記脈波信号が安定する状態になっているか否かを判定し、前記脈波信号が安定する状態になっているものと判定した後に、前記相関関係を求める、生体センサ。
The biosensor according to claim 1 ,
The signal processing device determines whether the pulse wave signal is in a stable state after the user's posture changes, and calculates the correlation after determining that the pulse wave signal is in a stable state.
請求項1に記載の生体センサであって、
前記少なくとも2つの測定位置で前記ユーザが前記脈波信号を測定する姿勢は、
前記ユーザが座位で手を胸の高さで前記生体センサを水平に保持する姿勢、
前記ユーザが座位で手を顔の高さで前記生体センサを水平に保持する姿勢、及び
前記ユーザが座位で手を腹の高さで前記生体センサを水平に保持する姿勢、
のうち何れか2つ以上の姿勢である、生体センサ。
The biosensor according to claim 1 ,
The posture in which the user measures the pulse wave signal at the at least two measurement positions is
A posture in which the user is in a sitting position and holds the biosensor horizontally with his/her hands at chest height;
A posture in which the user is in a sitting position and holds the biosensor horizontally with his/her hands at face height; and A posture in which the user is in a sitting position and holds the biosensor horizontally with his/her hands at stomach height.
The biosensor is in any two or more of the above postures.
請求項1に記載の生体センサであって、
前記少なくとも2つの測定位置で前記ユーザが前記脈波信号を測定するために姿勢を変えるときの前記生体センサの加速度を測定する加速度センサを更に備え、
前記信号処理装置は、前記加速度センサが測定した前記生体センサの加速度から、前記少なくとも2つの測定位置の高さの差を計算する、生体センサ。
The biosensor according to claim 1 ,
an acceleration sensor that measures an acceleration of the biosensor when the user changes posture to measure the pulse wave signal at the at least two measurement positions;
The signal processing device calculates a difference in height between the at least two measurement positions from the acceleration of the biosensor measured by the acceleration sensor.
請求項7に記載の生体センサであって、
前記信号処理装置は、前記ユーザの身体特徴を示す情報から、前記少なくとも2つの測定位置の高さの差の統計的な平均値を求める、生体センサ。
The biosensor according to claim 7,
The signal processing device calculates a statistical average value of the height differences between the at least two measurement positions from information indicating the user's physical characteristics.
請求項1に記載の生体センサと、前記生体センサと通信可能に構成されている携帯型制御ユニットとを備える生体情報測定システムであって、
前記携帯型制御ユニットは、
撮影装置と、
前記携帯型制御ユニットを一方の手で把持しているユーザに対して、前記生体センサが装着されている他方の手を前記少なくとも2つの測定位置に移動させる旨の指示と、前記生体センサが装着されている他方の手が各測定位置に位置しているときに、前記生体センサが装着されている他方の手と前記ユーザの顔とを前記撮影装置で撮影する旨の指示とを前記ユーザに提示するとともに、前記撮影装置により撮影された画像を表示する表示装置と、
各測定位置において前記撮影装置により撮影された画像から、前記生体センサが装着されている他方の手と前記顔との相対的な位置関係に基づいて、前記少なくとも2つの測定位置の高さの差を推定する制御装置と、
を備える生体情報測定システム。
A bioinformation measuring system comprising the biosensor according to claim 1 and a portable control unit configured to be able to communicate with the biosensor,
The portable control unit includes:
A photographing device;
a display device that presents to a user, who is holding the portable control unit in one hand, an instruction to move the other hand, on which the biosensor is attached, to the at least two measurement positions, and an instruction to photograph the other hand, on which the biosensor is attached, and the user's face, with the photographing device when the other hand, on which the biosensor is attached, is located at each measurement position, and displays images photographed by the photographing device;
a control device that estimates a height difference between the at least two measurement positions based on a relative positional relationship between the other hand on which the biosensor is attached and the face from images captured by the photographing device at each measurement position; and
A biological information measuring system comprising:
請求項1に記載の生体センサと、前記生体センサと通信可能に構成されている携帯型制御ユニットとを備える生体情報測定システムであって、
前記携帯型制御ユニットは、
撮影装置と、
前記携帯型制御ユニットを一方の手で把持しているユーザに対して、前記生体センサが装着されている他方の手を前記少なくとも2つの測定位置に移動させる旨の指示と、前記生体センサが装着されている他方の手が各測定位置に位置しているときに、前記生体センサが装着されている他方の手と前記ユーザの顔とを前記撮影装置で撮影する旨の指示とを前記ユーザに提示するとともに、前記撮影装置により撮影された画像を表示する表示装置と、
各測定位置において前記撮影装置により撮影された画像から、前記生体センサと前記顔との相対的な位置関係に基づいて、前記少なくとも2つの測定位置の高さの差を推定する制御装置と、
を備える生体情報測定システム。
A bioinformation measuring system comprising the biosensor according to claim 1 and a portable control unit configured to be able to communicate with the biosensor,
The portable control unit includes:
A photographing device;
a display device that presents to a user, who is holding the portable control unit in one hand, an instruction to move the other hand, on which the biosensor is attached, to the at least two measurement positions, and an instruction to photograph the other hand, on which the biosensor is attached, and the user's face, with the photographing device, when the other hand, on which the biosensor is attached, is located at each measurement position, and displays images photographed by the photographing device;
a control device that estimates a height difference between the at least two measurement positions based on a relative positional relationship between the biometric sensor and the face from images captured by the photographing device at each measurement position; and
A biological information measuring system comprising:
請求項1に記載の生体センサと、前記生体センサと通信可能に構成されている携帯型制御ユニットとを備える生体情報測定システムであって、
前記携帯型制御ユニットは、
撮影装置と、
前記生体センサが装着されている手で前記携帯型制御ユニットを把持しているユーザに対して、前記生体センサが装着されている手を前記少なくとも2つの測定位置に移動させる旨の指示と、前記生体センサが装着されている手が各測定位置に位置しているときに、前記ユーザの顔を前記撮影装置で撮影する旨の指示とを前記ユーザに提示するとともに、前記撮影装置により撮影された画像を表示する表示装置と、
各測定位置において前記撮影装置により撮影された画像から、前記ユーザの顔と前記携帯型制御ユニットとの位置関係及び前記携帯型制御ユニットの傾きに基づいて前記少なくとも2つの測定位置の高さの差を推定する制御装置と、
を備える生体情報測定システム。
A bioinformation measuring system comprising the biosensor according to claim 1 and a portable control unit configured to be able to communicate with the biosensor,
The portable control unit includes:
A photographing device;
a display device that presents to a user, who is holding the portable control unit with the hand on which the biosensor is attached, an instruction to move the hand on which the biosensor is attached to the at least two measurement positions and an instruction to photograph the face of the user with the photographing device when the hand on which the biosensor is attached is located at each measurement position, and displays an image photographed by the photographing device;
a control device that estimates a height difference between the at least two measurement positions based on a positional relationship between the user's face and the portable control unit and an inclination of the portable control unit from images captured by the photographing device at each measurement position; and
A biological information measuring system comprising:
請求項11に記載の生体情報測定システムであって、
前記制御装置は、前記生体センサが装着されている手で前記ユーザが前記携帯型制御ユニットを把持しているか否かを判定する、生体情報測定システム。
The biological information measuring system according to claim 11,
The control device determines whether the user is holding the portable control unit in the hand in which the biosensor is attached.
請求項9に記載の生体情報測定システムであって、
前記表示装置は、前記顔の目標位置及び目標表示サイズをグラフィカルに表示する、生体情報測定システム。
The biological information measuring system according to claim 9,
The display device graphically displays the target position and target display size of the face.
請求項1乃至5のうち何れか1項に記載の生体センサであって、
前記少なくとも2つの測定位置で前記ユーザが前記脈波信号を測定する姿勢は、
前記ユーザが平坦面の上で仰臥位の姿勢で手を胸の高さで前記生体センサを水平に保持する姿勢、及び
前記ユーザが平坦面の上で仰臥位の姿勢で手を前記平坦面の高さで前記生体センサを水平に保持する姿勢
を含む、生体センサ。
The biosensor according to any one of claims 1 to 5,
The posture in which the user measures the pulse wave signal at the at least two measurement positions is
a posture in which the user lies supine on a flat surface and holds the biosensor horizontally with their hands at chest height; and a posture in which the user lies supine on a flat surface and holds the biosensor horizontally with their hands at the height of the flat surface.
請求項7に記載の生体センサであって、
前記信号処理装置は、前記加速度センサが測定した前記生体センサの加速度から、前記生体センサが装着されている手が前記少なくとも2つの測定位置で水平に保持されているか否かを判定する、生体センサ。
The biosensor according to claim 7,
The signal processing device determines, from the acceleration of the biosensor measured by the acceleration sensor, whether or not the hand on which the biosensor is attached is held horizontally at the at least two measurement positions.
請求項1に記載の生体センサであって、
前記脈波センサは、前記ユーザの異なる血行状態のそれぞれにおいて、前記ユーザの心臓からの高さが異なる少なくとも2つの測定位置のそれぞれにおいて脈波信号を測定する、生体センサ。
The biosensor according to claim 1 ,
The pulse wave sensor is a biosensor that measures a pulse wave signal at each of at least two measurement positions at different heights from the user's heart in each of different blood circulation states of the user.
請求項16に記載の生体センサであって、
前記ユーザの異なる血行状態は、前記ユーザの食事前の血行状態及び前記ユーザの食事後の血行状態を含む、生体センサ。
17. The biosensor according to claim 16,
The different blood circulation states of the user include a blood circulation state of the user before a meal and a blood circulation state of the user after a meal.
請求項16に記載の生体センサであって、
前記ユーザの異なる血行状態は、前記ユーザの運動前の血行状態及び前記ユーザの運動後の血行状態を含む、生体センサ。
17. The biosensor according to claim 16,
The different blood circulation states of the user include a blood circulation state of the user before exercise and a blood circulation state of the user after exercise.
請求項16に記載の生体センサであって、
前記ユーザの異なる血行状態は、前記ユーザの入眠前の血行状態及び前記ユーザの起床後の血行状態を含む、生体センサ。
17. The biosensor according to claim 16,
The different blood circulation states of the user include a blood circulation state before the user falls asleep and a blood circulation state after the user wakes up.
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