身体情報測定装置及び身体情報測定プログラム
【課題】検出の際に体動があっても、体動の影響を抑えて体動信号よりも弱い生体信号の検出を行うことができる身体情報測定装置及び身体情報測定プログラムを提供すること。
【解決手段】身体情報測定装置１は、周期性を有する検出対象生体信号を含んで強度の異なる複数の生体信号が混在する入力信号から所定の身体情報を検出する身体情報測定装置であって、検出対象生体信号に応じて決められた閾値を超える強度の入力信号の個々の波の振幅のみを圧縮処理する一方、閾値内の強度の波の振幅はそのままの状態とする振幅圧縮部１２と、振幅圧縮部１２からの出力信号を解析して所定の身体情報を出力する信号解析部１３と、を備えている。
【解決手段】身体情報測定装置１は、周期性を有する検出対象生体信号を含んで強度の異なる複数の生体信号が混在する入力信号から所定の身体情報を検出する身体情報測定装置であって、検出対象生体信号に応じて決められた閾値を超える強度の入力信号の個々の波の振幅のみを圧縮処理する一方、閾値内の強度の波の振幅はそのままの状態とする振幅圧縮部１２と、振幅圧縮部１２からの出力信号を解析して所定の身体情報を出力する信号解析部１３と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、身体情報測定装置及び身体情報測定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人間や動物等の被検体の心拍数や呼吸数等の身体情報を測定する身体情報測定装置が従来から知られている。このような身体情報測定装置に関する技術として、例えば、ベッドに内蔵されたマイクロ波送受信センサから、ベッドに横たわる被験者の胸部に向けて電磁波としてのマイクロ波を照射し、反射電磁波、すなわち、被験者から反射したマイクロ波に基づいて、被験者の心拍数や呼吸数等の身体状態を検出するものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
この場合、出力波形である反射電磁波から、０．０１５［Ｈｚ］〜０．５［Ｈｚ］のバンドパスフィルタを用いて呼吸数の周波数帯の信号を抽出すると共に、０．５［Ｈｚ］〜３．０［Ｈｚ］のバンドパスフィルタを用いて心拍数の周波数帯の信号を抽出することにより、心拍数や呼吸数を算出している。すなわち、ベッドにより、横たわる被験者の身体の動き、いわゆる、体動を低減させて身体状態を高精度に測定すると共に、マイクロ波送受信センサにより、被験者にいわゆる接触センサを接触・密着させずに、身体状態を簡易に測定する技術が記載されている。
【０００４】
そして、心拍数や呼吸数を算出する際には、例えば、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）周波数解析を行い、各信号の規則性（一定周波数）を検出して複数の入力信号が混在する中から、心拍数や呼吸数に相当するターゲット信号の周波数を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１０２５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の身体情報測定装置のように、マイクロ波の反射波によって検出するマイクロ波送受信センサのような、いわゆる、ドップラ式のマイクロ波レーダーによる計測では、被験者の体動による影響が大きくなる。
【０００７】
すなわち、四肢の動き、体の移動、寝返り等の体動信号の振幅が、概ね呼吸信号の１０倍、心拍信号の１０００倍の大きさにもかかわらず、体動信号の周波数帯は概ね０〜１０Ｈｚの範囲にあり、呼吸および心拍の周波数領域と重なってしまい、周波数による目的信号の体動信号からの分離抽出は困難となる問題がある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、検出の際に体動があっても、体動の影響を抑えて体動信号よりも弱い生体信号の検出を行うことができる身体情報測定装置及び身体情報測定プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る身体情報測定装置は、周期性を有する検出対象生体信号を含んで強度の異なる複数の生体信号が混在する入力信号から所定の身体情報を検出する身体情報測定装置であって、検出対象生体信号に応じて決められた閾値を超える強度の前記入力信号の個々の波の振幅のみを圧縮処理する一方、前記閾値内の強度の波の振幅はそのままの状態とする振幅圧縮部と、該振幅圧縮部からの出力信号を解析して所定の身体情報を出力する信号解析部と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
この発明は、入力信号の周波数帯ごとに分離した信号のすべての振幅を検出対象生体信号に応じて決められた閾値内に収めるので、検出対象生体信号よりも強度の大きい生体信号が混在していても、検出対象生体信号と同等レベルにすることができ、信号解析部にて検出対象生体信号を好適に解析することができる。
【００１１】
また、本発明に係る身体情報測定装置は、前記身体情報測定装置であって、前記振幅圧縮部の圧縮処理が、前記閾値を前記波の山波形の最大値又は前記波の谷波形の最小値で除した係数を、前記山波形又は前記谷波形に乗じて波形を縮小することを特徴とする。
【００１２】
この発明は、ピーク値が閾値を超える山波形又は谷波形に対して、閾値を超えたところだけでなく、０から閾値までの部分も合わせて圧縮処理を行うので、好適な検出精度で処理を行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係る身体情報測定装置は、前記身体情報測定装置であって、前記検出対象生体信号の主要帯域以外の信号強度を低減させる周波数選択部を備えていることを特徴とする。
【００１４】
この発明は、検出対象生体信号をノイズ等から分離してより明確に解析することができる。
【００１５】
また、本発明に係る身体情報測定装置は、前記身体情報測定装置であって、前記入力信号の強度が、第一所定速度以上で増大したかどうかを判定する第一判定部と、前記第一判定部が条件を満たしたと判定したときに、前記入力信号の強度が、第一所定強度以上かつ第一所定時間以上で継続したかどうかを判定する第二判定部と、前記第二判定部が条件を満たしたと判定したときに、この継続期間分の前記信号解析部における信号処理を中断する計測除外処理部と、前記入力信号の強度が、第二所定速度以上で減少し、かつ第二所定強度以下かつ第二所定時間以上で継続したときに、前記計測除外処理部による中断処理を解除する計測再開処理部と、を備えていることを特徴とする。
【００１６】
この発明は、入力信号の強度が大きすぎて検出対象生体信号の解析処理を十分に行えない時間帯を除外することによって、全体としての検出対象生体信号の解析信頼性をより向上することができる。
【００１７】
また、本発明に係る身体情報測定装置は、前記身体情報測定装置であって、前記複数の生体信号の強度が第三所定強度以下かつ第三所定時間以上で継続したときに離床と判定する第三判定部を備え、該第三判定部が条件を満たしたと判定したときにも、前記計測除外処理部が前記信号解析部における離床継続時間分の信号処理を中断するとともに、条件を満たさなくなったと判定したときには、前記計測再開処理部が、前記計測除外処理部における中断処理を解除することを特徴とする。
【００１８】
この発明は、離床時には取得すべき生体信号はなくノイズのみであるはずなので、ノイズを生体信号と誤判定する機会を減らして全体としての検出対象生体信号の解析信頼性をより向上することができる。
【００１９】
本発明に係る身体情報測定プログラムは、コンピュータを本発明に係る身体情報測定装置として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、強度に差があるにもかかわらず周波数成分が近似する複数の生体信号が混在する入力信号を解析する際に、強度の相対的に強い生体信号に埋もれることなく強度の相対的に弱い生体信号を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る身体情報測定装置を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る身体情報測定装置による測定方法を示すフロー図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る身体情報測定装置による（ａ）振幅圧縮方法、（ｂ）振幅圧縮の有無による信号解析結果の差異、を示すグラフである。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る身体情報測定装置による（ａ）振幅圧縮方法、（ｂ）振幅圧縮の有無による信号解析結果の差異、を示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る身体情報測定装置を示す機能ブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る身体情報測定装置による測定方法を示すフロー図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る身体情報測定装置による（ａ）入力信号の電力強度、（ｂ）体動継続期間の除外の有無と心電図とのそれぞれの差異、を示すグラフである。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る身体情報測定装置を示す機能ブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る身体情報測定装置による測定方法を示すフロー図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る身体情報測定装置による（ａ）入力信号の電力強度、（ｂ）体動継続期間及び離床期間の除外の有無と心電図とのそれぞれの差異、を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
本発明に係る第１の実施形態について、図１から図４を参照して説明する。
本実施形態に係る身体情報測定装置１は、図１に示すように、被験者Ｕが横たわるベッドＢ内に配された第一マイクロ波送受信部２及び第二マイクロ波送受信部３と、これらから被験者Ｕに向けて送信されるマイクロ波を供給及び制御する照射制御部５と、第一マイクロ波送受信部２及び第二マイクロ波送受信部３が受信した被験者Ｕからの反射波を増幅するとともに、入力信号としてデジタル処理を行う増幅変換装置６と、入力信号から必要な身体情報を検出するためのコンピュータ７と、を備えている。これらは、信号伝送可能に接続されている。
【００２３】
第一マイクロ波送受信部２及び第二マイクロ波送受信部３は、さらに、マイクロ波を照射する不図示の照射部と、被験者Ｕからの反射波を受信する不図示の受信部と、を備えている。
【００２４】
増幅変換装置６は、直流増幅部８と、Ａ／Ｄ変換部１０とを備えている。そして、例えば、サンプリング周波数１００Ｈｚでサンプリングした信号値をコンピュータ７へ出力する。なお、これらの一部又は全てがコンピュータに内蔵されていても構わない。
【００２５】
コンピュータ７は、必要な処理を行うためのプログラム及びデータ等が記憶された不図示のＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、信号データを一時的に保存するための不図示のＲＡＭ（ランダムアクセスメモリー）、ＲＯＭ等に記憶された身体情報測定プログラムＰ１に応じた処理を行う不図示のＣＰＵ（中央演算処理装置）と、算出された身体情報を表示する不図示の表示部と、を備えている。
【００２６】
身体情報測定プログラムＰ１は、複数の生体信号が混在する入力信号から所定の身体情報を検出する機能手段（プログラムモジュール）として、周波数選択部１１と、振幅圧縮部１２と、信号解析部１３と、を備えている。
【００２７】
周波数選択部１１は、増幅変換装置６からの入力信号に対して、心拍信号（検出対象生体信号）又は呼吸信号（検出対象生体信号）の主要帯域以外の信号強度を低減させるもので、いわゆるフィルタリング（バンドパスフィルタリング）を実行する。例えば、心拍用通過帯域として、心拍用最小周波数に、０．５［Ｈｚ］、心拍用最大周波数に、３．０［Ｈｚ］が予め設定されている。また、呼吸用最小周波数に、０．０１５［Ｈｚ］、呼吸用最大周波数に、０．５［Ｈｚ］が予め設定されている。
【００２８】
振幅圧縮部１２は、心拍信号や呼吸信号に応じて予め決められた閾値を超える強度の入力信号の個々の波の振幅のみを圧縮処理する一方、閾値内の強度の波の振幅はそのままの状態とする処理を行う。例えば心拍信号の場合、振幅の大きさを電圧表示させた場合で、閾値を±０．０３［Ｖ］とする。
【００２９】
圧縮処理に際しては、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）方式を導入し、閾値を入力信号の波の山波形の最大値又は波の谷波形の最小値で除した係数を、山波形又は谷波形に乗じて波形を縮小する。
【００３０】
信号解析部１３は、圧縮処理された入力信号を、例えば、特開２００１−２５７６１１号公報や、特開２００６−２５８７８６号公報等に記載された公知の高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）により、周波数成分の強度を演算する。そして、例えば、特開２０１０−１７８９３３号公報の段落番号［００４３］から［００４８］に記載された公知の処理を行い、心拍数や呼吸数を算出する。
【００３１】
次に、本実施形態に係る身体情報測定装置１による身体情報測定方法について、図２を参照しながら説明する。
【００３２】
この身体情報測定方法は、照射ステップ（Ｓ０１）と、受信ステップ（Ｓ０２）と、周波数選択ステップ（Ｓ０３）と、振幅圧縮ステップ（Ｓ０４）と、信号解析ステップ（Ｓ０５）と、を備えている。
【００３３】
照射ステップ（Ｓ０１）では、被験者Ｕに向けてマイクロ波を照射する。例えば、照射制御部５によって決められた強度のマイクロ波を第一マイクロ波送受信部２及び第二マイクロ波送受信部３からベッドＢに横たわる被験者Ｕに照射する。
【００３４】
受信ステップ（Ｓ０２）では、被験者Ｕから反射したマイクロ波を受信するとともに、デジタル処理を行う。例えば、反射したマイクロ波を第一マイクロ波送受信部２及び第二マイクロ波送受信部３で受信し、増幅変換装置６によって所定の大きさに増幅、Ａ／Ｄ変換された入力信号をコンピュータ７に出力する。
【００３５】
周波数選択ステップ（Ｓ０３）では、入力信号に対して、心拍信号又は呼吸信号の主要帯域以外の信号強度を低減する。これは、コンピュータ７内の周波数選択部１１にて処理される。
【００３６】
振幅圧縮ステップ（Ｓ０４）では、入力信号に対して、心拍信号や呼吸信号に応じて予め決められた閾値を超える強度の入力信号の個々の波の振幅のみを圧縮処理する一方、閾値内の強度の波の振幅はそのままの状態とする。例えば、振幅圧縮部１２にて、図３（ａ）にて実線で示すような入力信号に対して、図３（ａ）にて破線で示すような処理を行う。
【００３７】
すなわち、心拍信号の場合、図４（ａ）に示すように、±０．０３［Ｖ］という閾値に対して、これを超える入力信号の山波形、谷波形のそれぞれの振幅全体にわたって圧縮処理を行う。例えば、上記閾値を超える山波形のピーク値がＰｍａｘ［Ｖ］の場合、０［Ｖ］からＰｍａｘ［Ｖ］そして再び０［Ｖ］になるまでの間の山波形の振幅全体にわたって、０．０３／Ｐｍａｘからなる係数を乗算する。これによって、図４（ａ）に示すように、山波形が実線から破線のものへと圧縮される。
【００３８】
一方、図３（ａ）に示すように、振幅が閾値±０．０３［Ｖ］以下の波形については、圧縮処理は行わない。そのため、この領域では、実線と破線の波形が一致している。
【００３９】
なお、呼吸信号の出力は、心拍信号の１００倍程度なので、受信ステップ（Ｓ０２）の後、振幅圧縮ステップ（Ｓ０４）を先に行い、続いて周波数選択ステップ（Ｓ０３）を実施しても構わない。
【００４０】
信号解析ステップ（Ｓ０５）では、図３（ａ）に示す破線で得られた信号値を用いて所定の解析を行う。こうして、例えば図３（ｂ）及び図４（ｂ）において破線で示すように、心拍のピーク周波数が算出される（実線は、振幅圧縮処理を行わない場合の周波数解析結果を示す。）。
【００４１】
この身体情報測定装置１及び身体情報測定プログラムＰ１によれば、入力信号の周波数帯ごとに分離した信号のすべての振幅の大きさを心拍信号や呼吸信号に応じて決められた閾値内に収めるので、これらの生体信号よりも強度の大きい、例えば体動信号が入力信号に混在していても、心拍信号や呼吸信号と同等レベルにすることができ、信号解析部１３にてこれらの信号を好適に解析することができる。
【００４２】
したがって、強度に差があるにもかかわらず周波数成分が近似する複数の生体信号を解析する際に、体動信号のように強度の相対的に強い生体信号に埋もれることなく、心拍信号のような強度の相対的に弱い生体信号を好適に検出することができる。その結果、被験者Ｕに安静状態を強要しづらい就寝中のような場合であっても、生理的、精神的負荷をかけることなく、生体信号を長時間取得することができる。
【００４３】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図５から図７を参照しながら説明する。
なお、上述した第一実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る身体情報測定装置２０の身体情報測定プログラムＰ２が、複数の生体信号が混在する入力信号から所定の身体情報を検出する機能手段（プログラムモジュール）として、図５に示すように、第一判定部２１と、第二判定部２２と、計測除外処理部２３と、計測再開処理部２５と、をさらに備えているとした点である。
【００４４】
第一判定部２１は、増幅変換装置６からの入力信号の強度が、第一所定速度以上で増大したかどうかを判定する。第二判定部２２は、第一判定部２１が条件を満たしたと判定したときに、入力信号の強度が、第一所定強度以上かつ第一所定時間以上で継続したかどうかを判定する。
【００４５】
計測除外処理部２３は、第二判定部２２が条件を満たしたと判定したときに、この条件が継続される時間分の信号解析部１３における信号処理を中断する。計測再開処理部２５は、入力信号の強度が、第二所定速度以上で減少し、かつ第二所定強度以下かつ第二所定時間以上で継続したときに、計測除外処理部２３における中断処理を解除して、信号解析部１３における信号処理を再開する。なお、第一所定強度と第二所定強度とは同一でもよい。この場合、計測再開処理部２５は、入力信号の強度が、第一所定強度未満かつ第二所定時間以上で継続したときに、計測除外処理部２３における中断処理を解除する。
【００４６】
これは、例えば体動信号がある程度継続する期間では、これよりも強度の小さい心拍信号等を精度よく検出することが難しいことから、信号解析の精度向上のため、この間の入力信号からは心拍信号等を解析しないようにするためのものである。同様に、心拍信号等よりも変動が大きい体動信号がある程度継続する期間では、これよりも変動の小さい心拍信号等を精度よく検出することが難しいことから、この間の入力信号からは心拍信号等を解析しないようにするためのものである。
【００４７】
次に、本実施形態に係る身体情報測定装置２０による身体情報測定方法について、図６を参照しながら説明する。この身体情報測定方法は、照射ステップ（Ｓ１１）と、受信ステップ（Ｓ１２）と、周波数選択ステップ（Ｓ１３）と、振幅圧縮ステップ（Ｓ１４）と、判定ステップ（Ｓ１５）と、信号解析ステップ（Ｓ１６）と、を備えている。
【００４８】
照射ステップ（Ｓ１１）、受信ステップ（Ｓ１２）、周波数選択ステップ（Ｓ１３）、振幅圧縮ステップ（Ｓ１４）は、それぞれ第１の実施形態に係る身体情報測定方法における照射ステップ（Ｓ０１）、受信ステップ（Ｓ０２）、周波数選択ステップ（Ｓ０３）、振幅圧縮ステップ（Ｓ０４）と同じなので、ともに説明を省略する。
【００４９】
判定ステップ（Ｓ１５）では、第一判定部２１が、増幅変換装置６からの入力信号の強度が第一所定速度以上で増大したかどうかを判定する。そして、第一判定部２１が条件を満たしたと判定したときに、第二判定部２２は、入力信号の強度が、第一所定強度以上かつ第一所定時間以上で継続したかどうかを判定する。
【００５０】
そして、第二判定部２２が条件を満たしたと判定したときには、この間は体動が継続した、として、計測除外処理部２３が、この期間の入力信号の解析を中断する。一方、入力信号の強度が、第二所定強度未満かつ第二所定時間以上で継続したときには、安静状態に戻った、として計測再開処理部２５が、計測除外処理部２３における中断処理を解除して信号解析部１３における信号処理を再開する。
【００５１】
例えば、図７（ａ）に示すように、入力信号の強度を電力強度で表示したものを体動指標とし、第一所定強度を−６５［ｄＢｍ］としたとき、−６５［ｄＢｍ］以上の強度の場合には、この期間を体動継続期間としてその後の解析を中断する。これにより、図７（ｂ）に示すように、体動継続期間を除外しない場合と比べて、ホルター心電図に近い結果が得られる。
【００５２】
一方、−６５［ｄＢｍ］未満の場合には、安静状態であるとして、信号解析ステップ（Ｓ１６）に移行し、心拍数又は呼吸数を検出する。ここで、信号解析ステップ（Ｓ１６）は、第１の実施形態に係る身体情報測定方法における信号解析ステップ（Ｓ０５）と同じなので、説明を省略する。
【００５３】
この身体情報測定装置２０及び身体情報測定プログラムによれば、体動信号のように強度の大きい生体信号が所定時間継続した場合であっても、この間の解析を中断して除外することによって、全体として心拍信号や呼吸信号の解析信頼性をより向上することができる。
【００５４】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について図８から図１０を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第３の実施形態と第２の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る身体情報測定装置３０の身体情報測定プログラムＰ３が、複数の生体信号が混在する入力信号から所定の身体情報を検出する機能手段（プログラムモジュール）として、図８に示すように、第三判定部３１をさらに備えているとした点である。
【００５５】
この第三判定部３１は、複数の生体信号の強度が、第二所定強度よりもさらに小さい第三所定強度以下かつ第三所定時間以上で継続したときに、被験者ＵがベッドＢから離床している、と判定する。
【００５６】
例えば、被験者ＵがベッドＢから離れて移動した期間は、体動信号が入力されない。そして、この間は心拍信号や呼吸信号も入力されない。したがって、信号解析の精度向上のため、この間を離床継続期間として心拍信号等の解析を中断する。
【００５７】
次に、本実施形態に係る身体情報測定装置３０による身体情報測定方法について、図９を参照しながら説明する。この身体情報測定方法は、照射ステップ（Ｓ２１）と、受信ステップ（Ｓ２２）と、周波数選択ステップ（Ｓ２３）と、振幅圧縮ステップ（Ｓ２４）と、判定ステップ（Ｓ２５）と、信号解析ステップ（Ｓ２６）と、を備えている。
【００５８】
照射ステップ（Ｓ２１）、受信ステップ（Ｓ２２）、周波数選択ステップ（Ｓ２３）、振幅圧縮ステップ（Ｓ２４）は、それぞれ第１の実施形態に係る身体情報測定方法における照射ステップ（Ｓ０１）、受信ステップ（Ｓ０２）、周波数選択ステップ（Ｓ０３）、振幅圧縮ステップ（Ｓ０４）と同じなので、ともに説明を省略する。
【００５９】
判定ステップ（Ｓ２５）では、第２の実施形態と同様に、入力信号の強度による体動判定及び安静判定だけでなく、さらに第三判定部３１による判定も行う。そして、第三判定部３１が条件を満たしたと判断したときには、計測除外処理部３２がこの期間の入力信号の解析を中断する処理を行う。一方、この離床継続期間を脱したときには、計測除外処理部３２における中断処理を解除して、計測再開処理部２５が信号解析部１３における信号処理を再開する。
【００６０】
例えば、図１０（ａ）に示すように、入力信号の強度を電力強度で表示したものを体動指標とし、第三所定強度として−８０［ｄＢｍ］としたとき、−８０［ｄＢｍ］以下の強度の場合には、図１０（ｂ）に示すように、この期間を離床継続期間として解析を中断する。
【００６１】
こうして、信号解析ステップ（Ｓ２６）を経て、心拍数又は呼吸数を検出する。ここで、信号解析ステップ（Ｓ２６）は、第１の実施形態に係る身体情報測定方法における信号解析ステップ（Ｓ０５）と同じなので、説明を省略する。
【００６２】
この身体情報測定装置３０及び身体情報測定プログラムによれば、体動信号のように強度の大きい生体信号が所定時間継続した場合だけでなく、被験者Ｕが離床してデータ取得できずにノイズのみが入力される期間の解析を中断して除外することによって、全体としての心拍信号や呼吸信号の解析信頼性をより向上することができる。
【００６３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態における各ステップでの閾値等の判断基準は、例示したものに限定されることはない。また、生体信号も、上述した信号に限定されることはない。
【符号の説明】
【００６４】
１，２０，３０ 身体情報測定装置
１１ 周波数選択部
１２ 振幅圧縮部
１３ 信号解析部
２１ 第一判定部
２２ 第二判定部
２３、３２ 計測除外処理部
２５ 計測再開処理部
３１ 第三判定部
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 身体情報測定プログラム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、身体情報測定装置及び身体情報測定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人間や動物等の被検体の心拍数や呼吸数等の身体情報を測定する身体情報測定装置が従来から知られている。このような身体情報測定装置に関する技術として、例えば、ベッドに内蔵されたマイクロ波送受信センサから、ベッドに横たわる被験者の胸部に向けて電磁波としてのマイクロ波を照射し、反射電磁波、すなわち、被験者から反射したマイクロ波に基づいて、被験者の心拍数や呼吸数等の身体状態を検出するものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
この場合、出力波形である反射電磁波から、０．０１５［Ｈｚ］〜０．５［Ｈｚ］のバンドパスフィルタを用いて呼吸数の周波数帯の信号を抽出すると共に、０．５［Ｈｚ］〜３．０［Ｈｚ］のバンドパスフィルタを用いて心拍数の周波数帯の信号を抽出することにより、心拍数や呼吸数を算出している。すなわち、ベッドにより、横たわる被験者の身体の動き、いわゆる、体動を低減させて身体状態を高精度に測定すると共に、マイクロ波送受信センサにより、被験者にいわゆる接触センサを接触・密着させずに、身体状態を簡易に測定する技術が記載されている。
【０００４】
そして、心拍数や呼吸数を算出する際には、例えば、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）周波数解析を行い、各信号の規則性（一定周波数）を検出して複数の入力信号が混在する中から、心拍数や呼吸数に相当するターゲット信号の周波数を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１０２５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の身体情報測定装置のように、マイクロ波の反射波によって検出するマイクロ波送受信センサのような、いわゆる、ドップラ式のマイクロ波レーダーによる計測では、被験者の体動による影響が大きくなる。
【０００７】
すなわち、四肢の動き、体の移動、寝返り等の体動信号の振幅が、概ね呼吸信号の１０倍、心拍信号の１０００倍の大きさにもかかわらず、体動信号の周波数帯は概ね０〜１０Ｈｚの範囲にあり、呼吸および心拍の周波数領域と重なってしまい、周波数による目的信号の体動信号からの分離抽出は困難となる問題がある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、検出の際に体動があっても、体動の影響を抑えて体動信号よりも弱い生体信号の検出を行うことができる身体情報測定装置及び身体情報測定プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る身体情報測定装置は、周期性を有する検出対象生体信号を含んで強度の異なる複数の生体信号が混在する入力信号から所定の身体情報を検出する身体情報測定装置であって、検出対象生体信号に応じて決められた閾値を超える強度の前記入力信号の個々の波の振幅のみを圧縮処理する一方、前記閾値内の強度の波の振幅はそのままの状態とする振幅圧縮部と、該振幅圧縮部からの出力信号を解析して所定の身体情報を出力する信号解析部と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
この発明は、入力信号の周波数帯ごとに分離した信号のすべての振幅を検出対象生体信号に応じて決められた閾値内に収めるので、検出対象生体信号よりも強度の大きい生体信号が混在していても、検出対象生体信号と同等レベルにすることができ、信号解析部にて検出対象生体信号を好適に解析することができる。
【００１１】
また、本発明に係る身体情報測定装置は、前記身体情報測定装置であって、前記振幅圧縮部の圧縮処理が、前記閾値を前記波の山波形の最大値又は前記波の谷波形の最小値で除した係数を、前記山波形又は前記谷波形に乗じて波形を縮小することを特徴とする。
【００１２】
この発明は、ピーク値が閾値を超える山波形又は谷波形に対して、閾値を超えたところだけでなく、０から閾値までの部分も合わせて圧縮処理を行うので、好適な検出精度で処理を行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係る身体情報測定装置は、前記身体情報測定装置であって、前記検出対象生体信号の主要帯域以外の信号強度を低減させる周波数選択部を備えていることを特徴とする。
【００１４】
この発明は、検出対象生体信号をノイズ等から分離してより明確に解析することができる。
【００１５】
また、本発明に係る身体情報測定装置は、前記身体情報測定装置であって、前記入力信号の強度が、第一所定速度以上で増大したかどうかを判定する第一判定部と、前記第一判定部が条件を満たしたと判定したときに、前記入力信号の強度が、第一所定強度以上かつ第一所定時間以上で継続したかどうかを判定する第二判定部と、前記第二判定部が条件を満たしたと判定したときに、この継続期間分の前記信号解析部における信号処理を中断する計測除外処理部と、前記入力信号の強度が、第二所定速度以上で減少し、かつ第二所定強度以下かつ第二所定時間以上で継続したときに、前記計測除外処理部による中断処理を解除する計測再開処理部と、を備えていることを特徴とする。
【００１６】
この発明は、入力信号の強度が大きすぎて検出対象生体信号の解析処理を十分に行えない時間帯を除外することによって、全体としての検出対象生体信号の解析信頼性をより向上することができる。
【００１７】
また、本発明に係る身体情報測定装置は、前記身体情報測定装置であって、前記複数の生体信号の強度が第三所定強度以下かつ第三所定時間以上で継続したときに離床と判定する第三判定部を備え、該第三判定部が条件を満たしたと判定したときにも、前記計測除外処理部が前記信号解析部における離床継続時間分の信号処理を中断するとともに、条件を満たさなくなったと判定したときには、前記計測再開処理部が、前記計測除外処理部における中断処理を解除することを特徴とする。
【００１８】
この発明は、離床時には取得すべき生体信号はなくノイズのみであるはずなので、ノイズを生体信号と誤判定する機会を減らして全体としての検出対象生体信号の解析信頼性をより向上することができる。
【００１９】
本発明に係る身体情報測定プログラムは、コンピュータを本発明に係る身体情報測定装置として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、強度に差があるにもかかわらず周波数成分が近似する複数の生体信号が混在する入力信号を解析する際に、強度の相対的に強い生体信号に埋もれることなく強度の相対的に弱い生体信号を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る身体情報測定装置を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る身体情報測定装置による測定方法を示すフロー図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る身体情報測定装置による（ａ）振幅圧縮方法、（ｂ）振幅圧縮の有無による信号解析結果の差異、を示すグラフである。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る身体情報測定装置による（ａ）振幅圧縮方法、（ｂ）振幅圧縮の有無による信号解析結果の差異、を示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る身体情報測定装置を示す機能ブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る身体情報測定装置による測定方法を示すフロー図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る身体情報測定装置による（ａ）入力信号の電力強度、（ｂ）体動継続期間の除外の有無と心電図とのそれぞれの差異、を示すグラフである。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る身体情報測定装置を示す機能ブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る身体情報測定装置による測定方法を示すフロー図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る身体情報測定装置による（ａ）入力信号の電力強度、（ｂ）体動継続期間及び離床期間の除外の有無と心電図とのそれぞれの差異、を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
本発明に係る第１の実施形態について、図１から図４を参照して説明する。
本実施形態に係る身体情報測定装置１は、図１に示すように、被験者Ｕが横たわるベッドＢ内に配された第一マイクロ波送受信部２及び第二マイクロ波送受信部３と、これらから被験者Ｕに向けて送信されるマイクロ波を供給及び制御する照射制御部５と、第一マイクロ波送受信部２及び第二マイクロ波送受信部３が受信した被験者Ｕからの反射波を増幅するとともに、入力信号としてデジタル処理を行う増幅変換装置６と、入力信号から必要な身体情報を検出するためのコンピュータ７と、を備えている。これらは、信号伝送可能に接続されている。
【００２３】
第一マイクロ波送受信部２及び第二マイクロ波送受信部３は、さらに、マイクロ波を照射する不図示の照射部と、被験者Ｕからの反射波を受信する不図示の受信部と、を備えている。
【００２４】
増幅変換装置６は、直流増幅部８と、Ａ／Ｄ変換部１０とを備えている。そして、例えば、サンプリング周波数１００Ｈｚでサンプリングした信号値をコンピュータ７へ出力する。なお、これらの一部又は全てがコンピュータに内蔵されていても構わない。
【００２５】
コンピュータ７は、必要な処理を行うためのプログラム及びデータ等が記憶された不図示のＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、信号データを一時的に保存するための不図示のＲＡＭ（ランダムアクセスメモリー）、ＲＯＭ等に記憶された身体情報測定プログラムＰ１に応じた処理を行う不図示のＣＰＵ（中央演算処理装置）と、算出された身体情報を表示する不図示の表示部と、を備えている。
【００２６】
身体情報測定プログラムＰ１は、複数の生体信号が混在する入力信号から所定の身体情報を検出する機能手段（プログラムモジュール）として、周波数選択部１１と、振幅圧縮部１２と、信号解析部１３と、を備えている。
【００２７】
周波数選択部１１は、増幅変換装置６からの入力信号に対して、心拍信号（検出対象生体信号）又は呼吸信号（検出対象生体信号）の主要帯域以外の信号強度を低減させるもので、いわゆるフィルタリング（バンドパスフィルタリング）を実行する。例えば、心拍用通過帯域として、心拍用最小周波数に、０．５［Ｈｚ］、心拍用最大周波数に、３．０［Ｈｚ］が予め設定されている。また、呼吸用最小周波数に、０．０１５［Ｈｚ］、呼吸用最大周波数に、０．５［Ｈｚ］が予め設定されている。
【００２８】
振幅圧縮部１２は、心拍信号や呼吸信号に応じて予め決められた閾値を超える強度の入力信号の個々の波の振幅のみを圧縮処理する一方、閾値内の強度の波の振幅はそのままの状態とする処理を行う。例えば心拍信号の場合、振幅の大きさを電圧表示させた場合で、閾値を±０．０３［Ｖ］とする。
【００２９】
圧縮処理に際しては、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）方式を導入し、閾値を入力信号の波の山波形の最大値又は波の谷波形の最小値で除した係数を、山波形又は谷波形に乗じて波形を縮小する。
【００３０】
信号解析部１３は、圧縮処理された入力信号を、例えば、特開２００１−２５７６１１号公報や、特開２００６−２５８７８６号公報等に記載された公知の高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）により、周波数成分の強度を演算する。そして、例えば、特開２０１０−１７８９３３号公報の段落番号［００４３］から［００４８］に記載された公知の処理を行い、心拍数や呼吸数を算出する。
【００３１】
次に、本実施形態に係る身体情報測定装置１による身体情報測定方法について、図２を参照しながら説明する。
【００３２】
この身体情報測定方法は、照射ステップ（Ｓ０１）と、受信ステップ（Ｓ０２）と、周波数選択ステップ（Ｓ０３）と、振幅圧縮ステップ（Ｓ０４）と、信号解析ステップ（Ｓ０５）と、を備えている。
【００３３】
照射ステップ（Ｓ０１）では、被験者Ｕに向けてマイクロ波を照射する。例えば、照射制御部５によって決められた強度のマイクロ波を第一マイクロ波送受信部２及び第二マイクロ波送受信部３からベッドＢに横たわる被験者Ｕに照射する。
【００３４】
受信ステップ（Ｓ０２）では、被験者Ｕから反射したマイクロ波を受信するとともに、デジタル処理を行う。例えば、反射したマイクロ波を第一マイクロ波送受信部２及び第二マイクロ波送受信部３で受信し、増幅変換装置６によって所定の大きさに増幅、Ａ／Ｄ変換された入力信号をコンピュータ７に出力する。
【００３５】
周波数選択ステップ（Ｓ０３）では、入力信号に対して、心拍信号又は呼吸信号の主要帯域以外の信号強度を低減する。これは、コンピュータ７内の周波数選択部１１にて処理される。
【００３６】
振幅圧縮ステップ（Ｓ０４）では、入力信号に対して、心拍信号や呼吸信号に応じて予め決められた閾値を超える強度の入力信号の個々の波の振幅のみを圧縮処理する一方、閾値内の強度の波の振幅はそのままの状態とする。例えば、振幅圧縮部１２にて、図３（ａ）にて実線で示すような入力信号に対して、図３（ａ）にて破線で示すような処理を行う。
【００３７】
すなわち、心拍信号の場合、図４（ａ）に示すように、±０．０３［Ｖ］という閾値に対して、これを超える入力信号の山波形、谷波形のそれぞれの振幅全体にわたって圧縮処理を行う。例えば、上記閾値を超える山波形のピーク値がＰｍａｘ［Ｖ］の場合、０［Ｖ］からＰｍａｘ［Ｖ］そして再び０［Ｖ］になるまでの間の山波形の振幅全体にわたって、０．０３／Ｐｍａｘからなる係数を乗算する。これによって、図４（ａ）に示すように、山波形が実線から破線のものへと圧縮される。
【００３８】
一方、図３（ａ）に示すように、振幅が閾値±０．０３［Ｖ］以下の波形については、圧縮処理は行わない。そのため、この領域では、実線と破線の波形が一致している。
【００３９】
なお、呼吸信号の出力は、心拍信号の１００倍程度なので、受信ステップ（Ｓ０２）の後、振幅圧縮ステップ（Ｓ０４）を先に行い、続いて周波数選択ステップ（Ｓ０３）を実施しても構わない。
【００４０】
信号解析ステップ（Ｓ０５）では、図３（ａ）に示す破線で得られた信号値を用いて所定の解析を行う。こうして、例えば図３（ｂ）及び図４（ｂ）において破線で示すように、心拍のピーク周波数が算出される（実線は、振幅圧縮処理を行わない場合の周波数解析結果を示す。）。
【００４１】
この身体情報測定装置１及び身体情報測定プログラムＰ１によれば、入力信号の周波数帯ごとに分離した信号のすべての振幅の大きさを心拍信号や呼吸信号に応じて決められた閾値内に収めるので、これらの生体信号よりも強度の大きい、例えば体動信号が入力信号に混在していても、心拍信号や呼吸信号と同等レベルにすることができ、信号解析部１３にてこれらの信号を好適に解析することができる。
【００４２】
したがって、強度に差があるにもかかわらず周波数成分が近似する複数の生体信号を解析する際に、体動信号のように強度の相対的に強い生体信号に埋もれることなく、心拍信号のような強度の相対的に弱い生体信号を好適に検出することができる。その結果、被験者Ｕに安静状態を強要しづらい就寝中のような場合であっても、生理的、精神的負荷をかけることなく、生体信号を長時間取得することができる。
【００４３】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図５から図７を参照しながら説明する。
なお、上述した第一実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る身体情報測定装置２０の身体情報測定プログラムＰ２が、複数の生体信号が混在する入力信号から所定の身体情報を検出する機能手段（プログラムモジュール）として、図５に示すように、第一判定部２１と、第二判定部２２と、計測除外処理部２３と、計測再開処理部２５と、をさらに備えているとした点である。
【００４４】
第一判定部２１は、増幅変換装置６からの入力信号の強度が、第一所定速度以上で増大したかどうかを判定する。第二判定部２２は、第一判定部２１が条件を満たしたと判定したときに、入力信号の強度が、第一所定強度以上かつ第一所定時間以上で継続したかどうかを判定する。
【００４５】
計測除外処理部２３は、第二判定部２２が条件を満たしたと判定したときに、この条件が継続される時間分の信号解析部１３における信号処理を中断する。計測再開処理部２５は、入力信号の強度が、第二所定速度以上で減少し、かつ第二所定強度以下かつ第二所定時間以上で継続したときに、計測除外処理部２３における中断処理を解除して、信号解析部１３における信号処理を再開する。なお、第一所定強度と第二所定強度とは同一でもよい。この場合、計測再開処理部２５は、入力信号の強度が、第一所定強度未満かつ第二所定時間以上で継続したときに、計測除外処理部２３における中断処理を解除する。
【００４６】
これは、例えば体動信号がある程度継続する期間では、これよりも強度の小さい心拍信号等を精度よく検出することが難しいことから、信号解析の精度向上のため、この間の入力信号からは心拍信号等を解析しないようにするためのものである。同様に、心拍信号等よりも変動が大きい体動信号がある程度継続する期間では、これよりも変動の小さい心拍信号等を精度よく検出することが難しいことから、この間の入力信号からは心拍信号等を解析しないようにするためのものである。
【００４７】
次に、本実施形態に係る身体情報測定装置２０による身体情報測定方法について、図６を参照しながら説明する。この身体情報測定方法は、照射ステップ（Ｓ１１）と、受信ステップ（Ｓ１２）と、周波数選択ステップ（Ｓ１３）と、振幅圧縮ステップ（Ｓ１４）と、判定ステップ（Ｓ１５）と、信号解析ステップ（Ｓ１６）と、を備えている。
【００４８】
照射ステップ（Ｓ１１）、受信ステップ（Ｓ１２）、周波数選択ステップ（Ｓ１３）、振幅圧縮ステップ（Ｓ１４）は、それぞれ第１の実施形態に係る身体情報測定方法における照射ステップ（Ｓ０１）、受信ステップ（Ｓ０２）、周波数選択ステップ（Ｓ０３）、振幅圧縮ステップ（Ｓ０４）と同じなので、ともに説明を省略する。
【００４９】
判定ステップ（Ｓ１５）では、第一判定部２１が、増幅変換装置６からの入力信号の強度が第一所定速度以上で増大したかどうかを判定する。そして、第一判定部２１が条件を満たしたと判定したときに、第二判定部２２は、入力信号の強度が、第一所定強度以上かつ第一所定時間以上で継続したかどうかを判定する。
【００５０】
そして、第二判定部２２が条件を満たしたと判定したときには、この間は体動が継続した、として、計測除外処理部２３が、この期間の入力信号の解析を中断する。一方、入力信号の強度が、第二所定強度未満かつ第二所定時間以上で継続したときには、安静状態に戻った、として計測再開処理部２５が、計測除外処理部２３における中断処理を解除して信号解析部１３における信号処理を再開する。
【００５１】
例えば、図７（ａ）に示すように、入力信号の強度を電力強度で表示したものを体動指標とし、第一所定強度を−６５［ｄＢｍ］としたとき、−６５［ｄＢｍ］以上の強度の場合には、この期間を体動継続期間としてその後の解析を中断する。これにより、図７（ｂ）に示すように、体動継続期間を除外しない場合と比べて、ホルター心電図に近い結果が得られる。
【００５２】
一方、−６５［ｄＢｍ］未満の場合には、安静状態であるとして、信号解析ステップ（Ｓ１６）に移行し、心拍数又は呼吸数を検出する。ここで、信号解析ステップ（Ｓ１６）は、第１の実施形態に係る身体情報測定方法における信号解析ステップ（Ｓ０５）と同じなので、説明を省略する。
【００５３】
この身体情報測定装置２０及び身体情報測定プログラムによれば、体動信号のように強度の大きい生体信号が所定時間継続した場合であっても、この間の解析を中断して除外することによって、全体として心拍信号や呼吸信号の解析信頼性をより向上することができる。
【００５４】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について図８から図１０を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第３の実施形態と第２の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る身体情報測定装置３０の身体情報測定プログラムＰ３が、複数の生体信号が混在する入力信号から所定の身体情報を検出する機能手段（プログラムモジュール）として、図８に示すように、第三判定部３１をさらに備えているとした点である。
【００５５】
この第三判定部３１は、複数の生体信号の強度が、第二所定強度よりもさらに小さい第三所定強度以下かつ第三所定時間以上で継続したときに、被験者ＵがベッドＢから離床している、と判定する。
【００５６】
例えば、被験者ＵがベッドＢから離れて移動した期間は、体動信号が入力されない。そして、この間は心拍信号や呼吸信号も入力されない。したがって、信号解析の精度向上のため、この間を離床継続期間として心拍信号等の解析を中断する。
【００５７】
次に、本実施形態に係る身体情報測定装置３０による身体情報測定方法について、図９を参照しながら説明する。この身体情報測定方法は、照射ステップ（Ｓ２１）と、受信ステップ（Ｓ２２）と、周波数選択ステップ（Ｓ２３）と、振幅圧縮ステップ（Ｓ２４）と、判定ステップ（Ｓ２５）と、信号解析ステップ（Ｓ２６）と、を備えている。
【００５８】
照射ステップ（Ｓ２１）、受信ステップ（Ｓ２２）、周波数選択ステップ（Ｓ２３）、振幅圧縮ステップ（Ｓ２４）は、それぞれ第１の実施形態に係る身体情報測定方法における照射ステップ（Ｓ０１）、受信ステップ（Ｓ０２）、周波数選択ステップ（Ｓ０３）、振幅圧縮ステップ（Ｓ０４）と同じなので、ともに説明を省略する。
【００５９】
判定ステップ（Ｓ２５）では、第２の実施形態と同様に、入力信号の強度による体動判定及び安静判定だけでなく、さらに第三判定部３１による判定も行う。そして、第三判定部３１が条件を満たしたと判断したときには、計測除外処理部３２がこの期間の入力信号の解析を中断する処理を行う。一方、この離床継続期間を脱したときには、計測除外処理部３２における中断処理を解除して、計測再開処理部２５が信号解析部１３における信号処理を再開する。
【００６０】
例えば、図１０（ａ）に示すように、入力信号の強度を電力強度で表示したものを体動指標とし、第三所定強度として−８０［ｄＢｍ］としたとき、−８０［ｄＢｍ］以下の強度の場合には、図１０（ｂ）に示すように、この期間を離床継続期間として解析を中断する。
【００６１】
こうして、信号解析ステップ（Ｓ２６）を経て、心拍数又は呼吸数を検出する。ここで、信号解析ステップ（Ｓ２６）は、第１の実施形態に係る身体情報測定方法における信号解析ステップ（Ｓ０５）と同じなので、説明を省略する。
【００６２】
この身体情報測定装置３０及び身体情報測定プログラムによれば、体動信号のように強度の大きい生体信号が所定時間継続した場合だけでなく、被験者Ｕが離床してデータ取得できずにノイズのみが入力される期間の解析を中断して除外することによって、全体としての心拍信号や呼吸信号の解析信頼性をより向上することができる。
【００６３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態における各ステップでの閾値等の判断基準は、例示したものに限定されることはない。また、生体信号も、上述した信号に限定されることはない。
【符号の説明】
【００６４】
１，２０，３０ 身体情報測定装置
１１ 周波数選択部
１２ 振幅圧縮部
１３ 信号解析部
２１ 第一判定部
２２ 第二判定部
２３、３２ 計測除外処理部
２５ 計測再開処理部
３１ 第三判定部
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 身体情報測定プログラム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期性を有する検出対象生体信号を含んで強度の異なる複数の生体信号が混在する入力信号から所定の身体情報を検出する身体情報測定装置であって、
検出対象生体信号に応じて決められた閾値を超える強度の前記入力信号の個々の波の振幅のみを圧縮処理する一方、前記閾値内の強度の波の振幅はそのままの状態とする振幅圧縮部と、
該振幅圧縮部からの出力信号を解析して所定の身体情報を出力する信号解析部と、
を備えていることを特徴とする身体情報測定装置。
【請求項２】
前記振幅圧縮部の圧縮処理が、前記閾値を前記波の山波形の最大値又は前記波の谷波形の最小値で除した係数を、前記山波形又は前記谷波形に乗じて波形を縮小することを特徴とする請求項１に記載の身体情報測定装置。
【請求項３】
前記検出対象生体信号の主要帯域以外の信号強度を低減させる周波数選択部を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の身体情報測定装置。
【請求項４】
前記入力信号の強度が、第一所定速度以上で増大したかどうかを判定する第一判定部と、
前記第一判定部が条件を満たしたと判定したときに、前記入力信号の強度が、第一所定強度以上かつ第一所定時間以上で継続したかどうかを判定する第二判定部と、
前記第二判定部が条件を満たしたと判定したときに、この継続期間分の前記信号解析部における信号処理を中断する計測除外処理部と、
前記入力信号の強度が、第二所定速度以上で減少し、かつ第二所定強度以下かつ第二所定時間以上で継続したときに、前記計測除外処理部による中断処理を解除する計測再開処理部と、
を備えていることを特徴とする請求項１から３の何れか一つに記載の身体情報測定装置。
【請求項５】
前記複数の生体信号の強度が第三所定強度以下かつ第三所定時間以上で継続したときに離床と判定する第三判定部を備え、
該第三判定部が条件を満たしたと判定したときにも、前記計測除外処理部が前記信号解析部における離床継続時間分の信号処理を中断するとともに、条件を満たさなくなったと判定したときには、前記計測再開処理部が、前記計測除外処理部における中断処理を解除することを特徴とする請求項４に記載の身体情報測定装置。
【請求項６】
コンピュータを請求項１から５の何れか一つに記載の身体情報測定装置として機能させることを特徴とする身体情報測定プログラム。
【請求項１】
周期性を有する検出対象生体信号を含んで強度の異なる複数の生体信号が混在する入力信号から所定の身体情報を検出する身体情報測定装置であって、
検出対象生体信号に応じて決められた閾値を超える強度の前記入力信号の個々の波の振幅のみを圧縮処理する一方、前記閾値内の強度の波の振幅はそのままの状態とする振幅圧縮部と、
該振幅圧縮部からの出力信号を解析して所定の身体情報を出力する信号解析部と、
を備えていることを特徴とする身体情報測定装置。
【請求項２】
前記振幅圧縮部の圧縮処理が、前記閾値を前記波の山波形の最大値又は前記波の谷波形の最小値で除した係数を、前記山波形又は前記谷波形に乗じて波形を縮小することを特徴とする請求項１に記載の身体情報測定装置。
【請求項３】
前記検出対象生体信号の主要帯域以外の信号強度を低減させる周波数選択部を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の身体情報測定装置。
【請求項４】
前記入力信号の強度が、第一所定速度以上で増大したかどうかを判定する第一判定部と、
前記第一判定部が条件を満たしたと判定したときに、前記入力信号の強度が、第一所定強度以上かつ第一所定時間以上で継続したかどうかを判定する第二判定部と、
前記第二判定部が条件を満たしたと判定したときに、この継続期間分の前記信号解析部における信号処理を中断する計測除外処理部と、
前記入力信号の強度が、第二所定速度以上で減少し、かつ第二所定強度以下かつ第二所定時間以上で継続したときに、前記計測除外処理部による中断処理を解除する計測再開処理部と、
を備えていることを特徴とする請求項１から３の何れか一つに記載の身体情報測定装置。
【請求項５】
前記複数の生体信号の強度が第三所定強度以下かつ第三所定時間以上で継続したときに離床と判定する第三判定部を備え、
該第三判定部が条件を満たしたと判定したときにも、前記計測除外処理部が前記信号解析部における離床継続時間分の信号処理を中断するとともに、条件を満たさなくなったと判定したときには、前記計測再開処理部が、前記計測除外処理部における中断処理を解除することを特徴とする請求項４に記載の身体情報測定装置。
【請求項６】
コンピュータを請求項１から５の何れか一つに記載の身体情報測定装置として機能させることを特徴とする身体情報測定プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１６５９７９（Ｐ２０１２−１６５９７９Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３１４６８（Ｐ２０１１−３１４６８）
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（３０５０２７４０１）公立大学法人首都大学東京 (385)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（３０５０２７４０１）公立大学法人首都大学東京 (385)
【Ｆターム（参考）】
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