生物體信息檢測裝置以及生物體信息檢測方法

2023-05-26 02:55:16

生物體信息檢測裝置以及生物體信息檢測方法
【專利摘要】本發明提供一種生物體信息檢測裝置以及生物體信息檢測方法。檢測利用者的脈拍的生物體信息檢測裝置，具備：檢測部，其輸出根據所述利用者的至少1個觀測部位的脈波而檢測出的觀測信號；加速度測量部，其輸出伴隨所述利用者的動作而測量的多個軸方向的多個加速度信號。並且，基於根據多個參數合成所述多個加速度信號而得的合成加速度信號與所述觀測信號的比較，推定在所述觀測信號中包含的、與基於所述利用者的動作的加速度成分對應的所述各參數的特定的值，並且根據從所述觀測信號中去除與所推定的所述各參數的所述特定的值對應的特定的合成加速度信號所得的差分，計算所述利用者的脈拍數。由此，可以比較準確地測量動作中的利用者的脈拍數。
【專利說明】生物體信息檢測裝置以及生物體信息檢測方法
[0001]本申請要求了申請日為2013年2月6日、申請號為特願2013-021247的日本專利申請的優先權，其內容通過引用被合併於此。
【技術領域】
[0002]本發明涉及生物體信息檢測裝置以及生物體信息檢測方法、生物體信息檢測程序，特別涉及具備在運動時安裝在人體上來測定脈拍的脈拍測定功能的生物體信息檢測裝置以及生物體信息檢測方法。
【背景技術】
[0003]近年來，由於健康意向的提高，日常進行跑步或散步、騎車等運動來維持、促進健康狀態的人不斷增加。這樣的人群中，為了掌握自己的健康狀態或運動狀態，測量或記錄各種生物體信息。
[0004]作為用於掌握人體狀態的生物體信息，有各種生理指標。作為該生理指標之一，例如公知I分鐘的心臟的跳動數、即心拍數。
[0005]作為心拍數的測量方法，一般已知心電圖方式。在該心電圖方式中需要在胸部安裝多個電極。在安裝了該電極的狀態下，有時會限制日常生活或運動時的行動，電極的安裝也複雜，因此有時給測定設備的使用者(用戶)帶來很大負擔。
[0006]因此，如今作為可以更簡便地進行測量的生理指標，代替心拍而測量脈拍的方法被廣泛使用。
[0007]作為脈拍的測量方法，例如已知光電脈波法(或光學式脈波檢測法)。該光電脈波法的原理大致是利用血液中的血紅蛋白的光吸收特性，檢測與脈波對應的觀測信號。即，脈波是由於心拍而引起的動脈內的壓力變化作為波動而傳遞到末梢動脈而得。並且，通過使紅外線等的光透過皮膚照射到末梢動脈中的血液，測量由該血液散射的光的反射光的強度的時間變化來作為觀測信號，可以檢測表示末梢動脈的血流的波動的流量變化的脈波。根據這樣的光電脈波法，可以從手指或耳朵、手腕等取得脈波，並據此簡單地求出脈拍。
[0008]但是，血流伴隨日常生活時或運動時的身體的動作(體動)而變化。因此，在光電脈波法中具有在很大程度上受到該體動引起的血流變化(體動噪音)的影響，在光電脈波法的觀測信號中混入該體動噪音的問題。
[0009]與此相對，作為從混合了脈波信號和體動噪音的觀測信號中去除體動噪音的信號成分，得到脈波信號的方法之一，例如在日本特開2003-102694號公報中記載了將體動噪音視為通過加速度計取得的加速度信號，將觀測信號和加速度信號的差分信號設為脈波信號的方法。
[0010]在上述那樣的取得脈波信號的方法中，由於將加速度信號視為與體動噪音等同來進行信號處理，因此可以通過比較簡單的信號處理取得脈波信號。
[0011] 但是，根據本申請的發明人的驗證，在人體的動作中取得的加速度信號和體動噪音未必相同，例如已知加速度信號和體動噪音振幅不同，或者從加速度產生的時刻到其影響顯現在觀測信號中為止存在時間差(時滯)。而且，該時間差不固定，已知時間差根據人體的動作狀態的變化或脈拍的測量位置的變化而變化。
[0012]在上述那樣的方法中未完全考慮到這樣的問題。因此，在上述那樣的方法中無法恰當地去除在觀測信號中包含的由體動導致的噪音成分，無法準確地測量人體的動作中的脈拍數。

【發明內容】

[0013]本發明具有能夠提供可以恰當地推定根據利用者的脈波檢測出的觀測信號中的、伴隨利用者的動作的體動噪音成分，檢測出準確的脈波的生物體信息檢測裝置以及生物體信息檢測方法、生物體信息檢測程序的優點。
[0014]本發明提供一種生物體信息檢測裝置，其中，具備:
[0015]檢測部，其輸出根據利用者的至少I個觀測部位的脈波而檢測出的觀測信號；
[0016]加速度測量部，其輸出伴隨所述利用者的動作而測量的、與互不相同的多個軸方向的各個軸方向對應的多個加速度信號；
[0017]參數推定部，其基於根據多個參數合成所述多個加速度信號而得的合成加速度信號與所述觀測信號的比較，推定在所述觀測信號中包含的、與基於所述利用者的動作的加速度成分對應的所述 各參數的特定的值；以及
[0018]脈拍數計算部，其根據從所述觀測信號中去除與所述各參數的所述特定的值對應的特定的合成加速度信號所得的差分，計算所述利用者的脈拍數。
[0019]另外，本發明還提供一種生物體信息檢測方法，其中，
[0020]取得基於利用者的至少I個觀測部位的脈波的觀測信號，並且取得伴隨該利用者的動作的、與互不相同的多個軸方向的各個軸方向對應的多個加速度信號，
[0021]基於根據多個參數合成所述多個加速度信號而得的合成加速度信號與所述觀測信號的比較，推定在所述觀測信號中包含的、與基於所述利用者的動作的加速度成分對應的所述各參數的特定的值，
[0022]根據從所述觀測信號中去除與所述各參數的所述特定的值對應的特定的合成加速度信號所得的差分，計算所述利用者的脈拍數。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1A、圖1B是表示本發明的生物體信息檢測裝置的安裝例以及外觀結構例的概要圖。
[0024]圖2A、圖2B、圖2C是表示本發明的生物體信息檢測裝置的測量面的結構例的概要圖。
[0025]圖3是表示第I實施方式的生物體信息檢測裝置的一個結構例的框圖。
[0026]圖4是表示在第I實施方式的生物體信息檢測裝置的生物體信息檢測方法中執行的靜止時脈波測量動作的流程圖。
[0027]圖5A、圖5B、圖5C、圖是表示在第I實施方式的靜止時脈波測量動作中執行的脈波的多點觀測的一例的概念圖。
[0028]圖6是表示通過第I實施方式的靜止時脈波測量動作取得的脈波信號的一例的波形圖。
[0029]圖7是表示在第I實施方式的生物體信息檢測裝置的生物體信息檢測方法中執行的動作時脈波測量動作的流程圖。
[0030]圖8是用於說明在第I實施方式的動作時脈波測量動作中計算的極值間隔的概念圖。
[0031]圖9A、圖9B、圖9C是表示通過第I實施方式的動作時脈波測量動作取得的各信號的一例的波形圖。
[0032]圖10是表示在第I實施方式的動作時脈波測量動作中執行的時滯、旋轉角度推定處理的流程圖。
[0033]圖11是用於說明在第I實施方式的動作時脈波測量動作中定義的3軸方向的概念圖。[0034]圖12是表示通過第I實施方式的時滯、旋轉角度推定處理計算的歸一化相互相關係數的一例的圖。
[0035]圖13是表示通過第I實施方式的時滯、旋轉角度推定處理取得的旋轉角度和極大值的遷移的一例的圖。
[0036]圖14是表示在第I實施方式的動作時脈波測量動作中執行的振幅推定處理的流程圖。
[0037]圖15A、圖15B是表示第2實施方式的生物體信息檢測裝置的測量面的結構例的概要圖。
[0038]圖16是表示在第2實施方式的生物體信息檢測方法中執行的動作時脈波測量動作的流程圖。
【具體實施方式】
[0039]以下，關於本發明的生物體信息檢測裝置以及生物體信息檢測方法、生物體信息檢測程序，表示出實施方式來詳細說明。
[0040]
[0041](生物體信息檢測裝置)
[0042]圖1A、圖1B是表示本發明的生物體信息檢測裝置的安裝例以及外觀結構的概要圖。
[0043]在此，圖1A是表示將本發明的生物體信息檢測裝置安裝在人體上的狀態的概要圖，圖1B是表示本發明的生物體信息檢測裝置的正面以及側面的概要結構圖。
[0044]圖2A、圖2B、圖2C是表示本發明的生物體信息檢測裝置的測量區域的結構例的概要圖。
[0045]本發明的生物體信息檢測裝置100例如如圖1A所示，具有安裝在用戶(利用者)US的手腕等上的腕錶型(或腕帶型)的外觀形狀。
[0046]生物體信息檢測裝置100例如如圖1B所示，大體上具備:具有測量用戶US的脈拍並且向用戶US提供預定的信息的功能的設備本體101 ;通過纏繞在用戶US的手腕USh上，用於將上述設備本體101安裝在手腕USh上並使其貼緊的帶部102。
[0047]在設備本體101的與手腕USh接觸的一側的面(圖1B的右圖的、沿I1-1I線方向視圖的右側面)的預定區域中設置了測量區域MS。
[0048]在該測量區域MS中，例如如圖2A~2C所示，以預定的圖案二維排列了 I至多個發光元件El~E9和I至多個受光元件Rl~R4。
[0049]在測量區域MS中，發光元件和受光元件例如如圖2A、2B、2C所示那樣配置。
[0050]在圖2A所示的配置中，在I個發光元件El的周圍以包圍方式配置多個(4個)受光兀件Rl~R4。即，發光兀件和受光兀件以I對多的關係排列。
[0051]在圖2B所示的配置中，在I個受光元件Rl的周圍以包圍方式配置多個(4個)發光兀件El~E4。即，發光兀件和受光兀件以多對I的關係排列。
[0052]在圖2C所示的配置中，在多個(4個)受光元件Rl~R4的各自的周圍以包圍方式配置多個發光兀件El~E9。即，發光兀件和受光兀件以多對多的關係排列。
[0053]這樣，在本實施方式中，具有將I至多個發光元件以及I至多個受光元件中的至少某一方配置了多個的結構。
[0054]此外，測量區域MS中排列的發光元件和受光元件的個數或配置方式不限於圖2A~圖2C所示的圖案。也可以將任意個數的發光元件或受光元件按照交錯狀、格子狀、圓弧狀等任意圖案交替排列。
[0055]圖3是表示本實施方式的生物體信息檢測裝置的一個結構例的框圖。
[0056]生物體信息檢測裝置100具體來說，例如如圖3所示，大體上具備:發光部(檢測部)10、發光控制部15、受光部(檢測部)20、加速度測量部30、信號放大部40、濾波器部50、存儲器部60、靜止時脈波振幅記錄部(存儲部)65、信號處理部(觀測信號選擇部、參數推定部、脈拍數計算部)70、顯示部80和操作部90。
[0057]發光部10具有上述I至多個發光元件El~E9，如圖2A~圖2C所示，在設備本體101的與手腕USh接觸的一側的面的測量區域MS中以預定的圖案排列。
[0058]發光元件El~E9例如可以應用發光二極體(LED:Light Emitting Diode)等。發光元件El~E9按照後述的發光控制部15的驅動控制，以預定的發光強度(或發光量)發出可見光，並將發出的光照射到手腕USh的皮膚表面(體表面)SF。
[0059]在此，在使用可見光的反射式的脈波檢測法中，由於可見光在體內的透射性低，因此具有難以受到來自存在於體內深部的靜脈或動脈的血流的反射光的影響，難以受到在各個血管中發生的血流路長度導致的拍動的傳遞時滯的影響的優點。
[0060]此外，作為從發光元件發出的可見光，例如可以良好地應用波長525nm左右的綠色可見光。
[0061]發光控制部15按照來自後述的信號處理部70的控制，使構成發光部10的I至多個發光元件El~E9以預定的點亮模式(即預定的順序且預定的發光強度)分別發光。
[0062]受光部20具有上述的I至多個受光元件Rl~R4，如圖2A~圖2C所示，在設備本體101的測量區域MS中以預定的圖案排列。
[0063] 受光元件Rl~R4例如可以應用光電電晶體或照度傳感器等。受光元件Rl~R4接受從上述的I至多個發光元件El~E9分別發光並照射皮膚表面SF的觀測脈波的觀測部位Pm後，通過觀測部位Pm附近的血管中的血液而散射的光作為反射光，由此輸出與受光量對應的輸出信號(觀測信號)。
[0064]加速度測量部30具有3軸加速度傳感器。3軸加速度傳感器將在用戶US的動作中施加給生物體信息檢測裝置100的移動速度的變化的比例(加速度)作為加速度信號而輸出。
[0065]從該加速度測量部30輸出的加速度信號如後所述，作為與由X軸、y軸、z軸構成的相互垂直的3軸方向的各自對應的3個加速度信號而被輸出。
[0066]信號放大部40將通過受光部20取得的觀測信號以及通過加速度測量部30測量的加速度信號放大到適合於後述的信號處理部70中的信號處理的預定的信號水平。
[0067]濾波器部50使通過信號放大部40放大後的上述觀測信號以及加速度信號中的預定頻帶的信號成分通過，提供給信號處理部70。
[0068]存儲器部60例如具有數據保存用存儲器(以下記作「數據存儲器」)、程序保存用存儲器(以下記作「程序存儲器」)、作業數據保存用存儲器(以下記作「作業用存儲器」)。
[0069]數據存儲器具有閃速存儲器等非易失性存儲器，在用戶US的動作時或運動時，將上述通過受光部20取得的觀測信號、通過加速度測量部30測量的加速度信號與時間數據關聯起來保存(記錄)在預定的存儲區域。
[0070]程序存儲器具有ROM (只讀存儲器)，保存用於實現生物體信息檢測裝置100的各結構(發光部10或受光部20、加速度測量部30、後述的顯示部80或操作部90等)的預定的功能的控制程序、用於實現基於上述觀測信號或加速度信號計算脈拍數的功能的算法程序。 [0071]作業用存儲器具有RAM (隨機存取存儲器)，臨時保存在執行上述控制程序以及算法程序時使用或生成的各種數據。
[0072]此外，數據存儲器的一部分或全部例如可以具有作為存儲卡等可移動存儲介質的形態，以能夠相對於生物體信息檢測裝置100的設備本體101裝卸的方式構成。
[0073]靜止時脈波振幅記錄部65，在用戶US不動作的靜止時或安靜時，將上述通過受光部20取得的觀測信號的信號波(脈波)的振幅與時間數據關聯起來，保存(記錄)在預定的存儲區域中。
[0074]信號處理部70是CPU (中央運算裝置)或MPU (微處理器單元)，按照在上述存儲器60中保存的控制程序進行處理。由此，信號處理部70控制存儲器部60中的各種數據的保存或讀出動作、顯示部80中的各種信息的顯示動作、操作部90中的輸入操作的檢測動作
坐寸ο
[0075]信號處理部70按照在上述存儲器部60中保存的算法程序進行處理，由此如後述的生物體信息檢測方法所示，執行根據通過受光部20取得的觀測信號、通過加速度測量部30測量的加速度信號計算脈拍數的動作等。
[0076]此外，信號處理部70中執行的控制程序或算法程序可以預先被安裝在信號處理部70的內部。
[0077]顯示部80例如具有能夠彩色或單色顯示的液晶顯示面板或有機EL顯示面板等顯示裝置，至少顯示通過信號處理部70計算出的脈拍數。
[0078]此外，顯示部80可以除了脈拍數以外或代替脈拍數，用文字或數字信息、圖像信息等顯示脈波(脈的波形數據)或移動速度、步數、當前時刻等。
[0079]在此，例如在脈拍的波形數據(脈波數據)中包含與血流關聯的各種信息。
[0080]即，可以將脈拍數據作為用於判定例如健康或身體狀況(血管的堵塞或血管年齡、緊張狀態的判定等)、運動狀態等的重要參數來應用，將與它們對應的判定結果用特定的文字或數字信息、圖像信息、發光圖案等顯示在顯示部80中。
[0081]此外，在本實施方式中，作為向用戶US提供或通知各種信息的輸出接口，僅表示出顯示部80，但是不限於此。例如，在顯示部80以外，可以具備發出特定的音色或聲音消息的蜂鳴器或揚聲器等音響部、以特定的振動模式振動的振動部等其他接口。
[0082]操作部90具有按鈕開關或滑動開關、鍵盤、在顯示部80的前面配置或一體化形成的觸摸面板等。操作部90用於進行生物體信息檢測裝置100中的電源的接通、斷開動作、脈波或加速度的測量動作、顯示部80中的顯示動作等各種動作的選擇或執行、設定值等的輸入操作。
[0083](生物體信息檢測方法)
[0084]接著，說明上述生物體信息檢測裝置中的生物體信息檢測方法。
[0085]具有上述那樣的結構的生物體信息檢測裝置中的生物體信息檢測方法，概要地執行用於取得靜止時的脈波的觀測信號的靜止時脈波測量動作、根據動作時取得的脈波的觀測信號和加速度信號計算脈拍數的動作時脈波測量動作。
[0086](靜止時脈波測量動作)
[0087]圖4是表示在本實施方式的生物體信息檢測裝置的生物體信息檢測方法中執行的靜止時脈波測量動作的流程圖。
[0088]圖5A、圖5B、圖5C、圖是表不本實施方式的靜止時脈波測量動作中執行的脈波的多點觀測的一例的概念圖。
[0089]圖6是表示通過本實施方式的靜止時脈波測量動作取得的脈波信號的一例的波形圖。
[0090]在靜止時脈波測量動作中，如圖4所示，首先以一定時間取得用戶US不進行運動等動作的靜止狀態或安靜狀態下的脈波的觀測信號和加速度信號(步驟S101)。
[0091]具體來說，信號處理部70在顯示部80中顯示測量靜止時的脈波的意思的文字信息或圖像信息等，催促用戶US保持靜止狀態或安靜狀態。
[0092]接著，信號處理部70指定發光部10的特定的發光元件和受光部20的特定的受光元件的組合，通過發光控制部15使指定的發光元件以預定的發光強度發光。由此，在用戶US的皮膚表面SF的觀測脈波的區域(觀測部位Pm)照射從發光元件出射的光。
[0093]所照射的光的一部分由觀測部位Pm附近的血管的血液散射，從皮膚表面SF作為發射光而出射。
[0094]該反射光由上述指定的受光元件接受。然後，與受光元件的受光量對應的輸出信號經由信號放大部40以及濾波器部50作為觀測信號被輸出到信號處理部70。
[0095]在此，以發光元件和受光元件的排列為圖2C所示的發光元件El~E9和受光元件Rl~R4的排列圖案時為例，詳細說明基於特定的發光元件和特定的受光元件的組合的觀測信號的取得動作的一例。
[0096]首先，信號處理部70，例如如圖5A所示，指定發光元件El和受光元件R1、發光元件E3和受光元件R2、發光元件E7和受光元件R3、發光元件E9和受光元件R4的組合。
[0097]接著，通 過發光控制部15使各發光元件E1、E3、E7、E9以預定的發光強度發光，使光照射皮膚表面SF的各觀測部位Pmll、Pm32、Pm73、Pm94,由各受光元件Rl、R2、R3、R4接受其反射光。
[0098]由此，取得皮膚表面SF的各觀測部位Pmll、Pm32、Pm73、Pm94的靜止時的脈波的
觀測信號。
[0099]在此，各觀測部位Pmll、Pm32、Pm73、Pm94的觀測信號的取得動作，例如按照觀測部位Pmll、Pm32、Pm73、Pm94的順序按時序執行。此外，觀測信號的取得動作也可以在各觀測部位Pmll、Pm32、Pm73、Pm94同時並行地執行。
[0100]然後，信號處理部70例如如圖5B所示，指定發光元件E5和各受光元件Rl~R4的組合。
[0101]接著，通過發光控制部15使發光元件E5以預定的發光強度發光，使光照射皮膚表面SF的各觀測部位Pm 51、Pm52、Pm53、Pm54,由各受光元件Rl~R4接受其反射光。
[0102]由此，取得皮膚表面SF的各觀測部位Pm51~Pm54的靜止時的脈波的觀測信號。
[0103]在此，與圖5A所示的情況相同，各觀測部位Pm51~Pm54的觀測信號的取得動作分別針對觀測部位Pm51~Pm54按時序來執行。此外，也可以在各觀測部位Pm51~Pm54同時並行執行。
[0104]以下，同樣地通過信號處理部70例如如圖5C、圖所示，分別指定發光元件E2和各受光元件R1、R2的組合、發光元件ES和各受光元件R3、R4的組合、以及發光元件E4和各受光元件Rl、R3的組合、發光元件E6和各受光元件R2、R4的組合，取得各觀測部位Pm21、Pm22、Pm83、Pm84以及Pm41、Pm62、Pm43、Pm64的靜止時的脈波的觀測信號。
[0105]通過這樣的一系列動作(多點觀測)，取得在測量區域MS內排列的、相鄰的發光元件和受光元件之間的各觀測部位的脈波的觀測信號。
[0106]另外，這樣的脈波的觀測信號的取得動作，以包含幾個至十幾個左右表示脈波的波形的任意時間、例如幾秒至10秒左右的時間持續執行。
[0107]另一方面，與脈波的觀測信號的取得動作並行地，信號處理部70控制加速度測量部30來測量用戶US的3軸方向的加速度。
[0108]在此，在上述脈波的觀測信號的取得動作的期間中持續執行3軸加速度的測量動作。
[0109]通過加速度測量部30測量到的3軸加速度經由信號放大部40以及濾波器部50作為加速度信號被輸出到信號處理部70。
[0110]如此取得的脈波的觀測信號和加速度信號，在根據時間數據相互關聯後被保存在存儲器部60的預定的存儲區域。
[0111]接著，判斷在上述步驟SlOl中取得的3軸方向的各加速度信號的振幅是否在預定的閾值以下(步驟S102)。
[0112]具體來說，信號處理部70從存儲器部60讀出在脈波的觀測信號的取得動作中取得的加速度信號，針對該3軸方向的各加速度信號判斷信號波形的極大值與極小值的差分、即振幅的最大值(最大振幅)是否在與用戶US不進行運動等動作的靜止狀態或安靜狀態時對應的預定的閾值以下。即，根據該閾值判斷用戶US是否處於靜止狀態或安靜狀態。
[0113]在此，用於判斷用戶US的靜止狀態或安靜狀態的閾值，可以設定為跑步等動作時的振幅的例如5%左右。
[0114]該閾值例如可以根據過去的用戶US的動作中的加速度信號來設定，也可以根據從不特定多數的樣本取得的一般動作中的加速度信號來設定，也可以在用戶US為靜止狀態或安靜狀態時任意地設定。
[0115]此外，如後所述，本申請的發明人發現z軸方向的加速度信號對脈波信號幾乎沒有影響。因此，在上述各加速度信號的振幅是否在預定閾值以下的判斷中，可以不對z軸方向的加速度信號的振幅進行判斷。
[0116]在上述步驟S102中判定為所取得的3軸方向的各加速度信號的振幅在閾值以下時，判斷出用戶US處於靜止狀態或安靜狀態，將此時的各觀測部位的脈波的觀測信號的振幅的平均值作為靜止時的觀測信號的振幅來記錄(步驟S103)。
[0117]具體來說，信號處理部70在判定為所取得的3軸方向的各加速度信號的振幅都在上述閾值以下時，讀出根據時間數據與該加速度信號關聯起來保存在存儲器部60中的、各觀測部位的脈波的觀測信號，計算這些信號波形的極大值與極小值的差分、即振幅的平均值。
[0118]然後，信號處理部70將計算出的平均值作為靜止時的觀測信號的振幅，保存(記錄)在靜止時脈波振幅記錄部65中，結束靜止時脈波測量動作。
[0119]另一方面，在上述步驟S102中判定為所取得的3軸的各加速度信號的振幅比閾值大時，判斷出用戶US不處於靜止狀態或安靜狀態，進行催促用戶US靜止的錯誤顯示(步驟S104)。
[0120]具體來說，信號處理部70在判定為所取得的3軸方向的各加速度信號的振幅的某個比上述閾值大時， 判斷出用戶US不處於靜止狀態或安靜狀態，在顯示部80中顯示停止運動等動作，要求靜止的意思的文字信息或圖像信息等，催促用戶US保持靜止狀態或安靜狀態。
[0121]接著，進行消除或捨棄在上述步驟SlOl中取得並保存在存儲器部60中的脈波的觀測信號以及加速度信號的復位動作(步驟S105)。
[0122]然後，返回步驟S101，再次執行上述一系列處理(步驟SlOl~S105)。
[0123]可以規定由通過這樣的靜止時脈波測量動作取得的靜止時的觀測信號、即各觀測部位的脈波的觀測信號的振幅的平均值組成的信號波形，是實質上不包含由於用戶US的動作引起的體動噪音或者大體可以忽視體動噪音的狀態的脈波信號。該脈波信號例如成為圖6所示那樣的波形。
[0124]此外，在圖6中表示了在10秒期間觀測靜止時的脈波的情況下的信號波形的一例。
[0125]另外，在圖6中，縱軸是對通過受光部20 (受光元件)取得的觀測信號進行A/D變換後的數字值。
[0126](動作時脈波測量動作)
[0127]圖7是表示在本實施方式的生物體信息檢測裝置的生物體信息檢測方法中執行的動作時脈波測量動作的流程圖。
[0128]圖8是用於說明在本實施方式的動作時脈波測量動作中計算的極值間隔的概念圖。
[0129]圖9A、圖9B、圖9C是表示通過本實施方式的動作時脈波測量動作取得的各信號的一例的波形圖。[0130]在動作時脈波測量動作中，如圖7所示，首先以一定時間取得用戶US進行運動等動作的動作狀態下的脈波的觀測信號和加速度信號(步驟S201)。
[0131] 具體來說，與上述靜止時脈波測量動作同樣，在用戶US進行運動等動作的動作過程中，信號處理部70以一定時間取得在測量區域MS內排列的、相鄰的發光元件和受光元件之間的各觀測部位的脈波的觀測信號。
[0132]在此，脈波的觀測信號的取得動作與上述靜止時脈波測量動作的步驟SlOl同樣，在包含幾個至十幾個左右表示脈波的波形的任意時間內執行即可。該時間可以設定為與靜止時脈波測量動作相同的時間(例如幾秒至10秒左右)，也可以設定為與之不同的時間。
[0133]另一方面，在脈波的觀測信號的取得動作的期間中，信號處理部70持續取得用戶US的動作引起的3軸方向的加速度信號。
[0134]所取得的脈波的觀測信號和加速度信號，在根據時間數據相互關聯後被保存在存儲器部60的預定存儲區域。
[0135]接著，與上述靜止時脈波測量動作同樣，判斷在上述步驟S201中取得的3軸方向的各加速度信號的振幅的最大值(最大振幅)是否在與靜止狀態對應的預定閾值以下(步驟
5202)。
[0136]接著，信號處理部70在判定為上述加速度信號的振幅在閾值以下時，判斷出用戶US處於靜止狀態。然後，從上述步驟S201中取得的各觀測部位的脈波的觀測信號中，將振幅最大的觀測信號視為(判定為)最良好地測量了脈波的脈波信號，選擇該觀測信號(步驟
5203)。
[0137]在此，在該步驟S203中選擇的觀測信號，由於是靜止狀態，因此判斷為幾乎不受體動噪音(加速度成分)的影響，可以視為與在上述靜止時脈波測量動作中被保存在靜止時脈波振幅記錄部65中的觀測信號(參照圖6)具有同等或近似的信號波形。
[0138]接著，信號處理部70針對每一個波形從所選擇的觀測信號中搜索極值，計算其極值間隔(步驟S204)。
[0139]具體來說，在步驟S203中選擇的觀測信號例如具有圖8所示的信號波形的情況下，信號處理部70計算在觀測信號中包含的各波形中的振幅例如為極小值Pmin的時間Ta、Tb相互的差分時間，作為上述極值間隔。
[0140]此外，步驟S204中的極值間隔的計算動作，可以對所選擇的觀測信號中包含的波形中的任意時間的波形(即代表波形)來執行。或者，可以是將針對觀測信號的一定時間內包含的多個波形所計算出的多個極值間隔進行平均化的結果(平均值)、或從多個極值間隔的分布中提取中央值的結果。
[0141]接著，根據在上述步驟S204中計算出的極值間隔，計算每單位時間(例如I分鐘)的脈拍數(步驟S205)。
[0142]具體來說，信號處理部70在根據所選擇的觀測信號計算出的極值間隔的時間單位是秒時，通過用極值間隔分割(除)60，換算成I分鐘的脈拍數。
[0143]接著，信號處理部70在顯示部80中通過數值信息或圖像信息等顯示計算出的脈拍數，提供或通知給用戶US (步驟S206)。
[0144]接著，在繼續後續脈拍數的測量時，返回步驟S201。另一方面，在不繼續測量時(結束時)，結束動作時脈波測量動作(步驟S207)。[0145]此外，在上述步驟S203中，表示了從在各觀測部位取得的多個脈波的觀測信號中選擇一個振幅最大的觀測信號的方法。但是，本發明不限定於此。
[0146]在本發明的生物體信息檢測方法中，例如可以針對多個觀測信號的各個觀測信號計算極值間隔並換算成脈拍數，最終針對這些多個脈拍數取平均值或中央值等，提供給用戶US。
[0147]另一方面，在上述步驟S202中判定為所取得的3軸方向的各加速度信號的振幅比閾值大的情況下，判斷出該觀測信號受到了體動噪音(加速度成分)的影響。
[0148]在這種情況下執行以下所示的降低體動噪音的影響的處理。
[0149]具體來說，首先，信號處理部70從上述步驟S201中取得的多個脈波的觀測信號中，將與靜止時的觀測信號的振幅最近似的觀測信號視為(判定為)體動噪音的影響最少的脈波信號，選擇該觀測信號(步驟S208)。
[0150]通過這樣的觀測信號的選擇處理，可以減小脈波信號由於體動噪音而幾乎完全消失的風險。換句話說，這可以避免脈波信號由於體動噪音被完全消除，無法判別的狀態。
[0151]在此，在該步驟S208中選擇的觀測信號，例如具有圖9A中實線所示的混合了脈波成分和體動噪音成分的信號波形。
[0152]在圖9A中，虛線是不包含體動噪音或者大致可以忽視體動噪音的狀態的脈波信號(例如通過上述靜止時脈波測量動作取得的觀測信號；以下記作「參照脈波信號」)。 [0153]在此，在圖9A所示的觀測信號(實線)的情況下，由於體動噪音的影響，其相位從參照脈波信號的相位偏移。
[0154]接著，信號處理部70執行推定在上述步驟S208中從用戶US的動作發生的時刻到該動作所引起的加速度的影響顯現在所選擇的加速度信號的合成波形以及脈波的觀測信號中為止的時間差(時滯)、與觀測部位的主要血流方向和加速度信號的軸方向的角度差相對應的旋轉角度的時滯、旋轉角度推定處理(步驟S300)。
[0155]圖10是表示在本實施方式的動作時脈波測量動作中執行的時滯、旋轉角度推定處理的流程圖。
[0156]圖11是用於說明在本實施方式的動作時脈波測量動作中定義的3軸方向的概念圖。
[0157]圖12是表示通過本實施方式的時滯、旋轉角度推定處理計算出的歸一化相互相關係數的一例的圖。
[0158]圖13是表示通過本實施方式的時滯、旋轉角度推定處理取得的旋轉角度和極大值的遷移的一例的圖。
[0159]首先，說明加速度信號的合成。
[0160]考慮到上述時滯的合成加速度信號，可以使用如下的數學式(I)來計算。
[0161]【數學式I】
[0162]A (t) = cl X Ax (t_dl)+c2 X Ay (t_d2)+c3 X Az (t_d3)...(I)
[0163]在此，A(t)是合成3軸方向的加速度信號所得的合成加速度信號，與觀測信號中包含的加速度成分相對應。
[0164]Ax、Ay、Az分別是x軸方向、y軸方向、z軸方向的加速度信號，t表示時刻。
[0165]Cl、c2、c3分別是與加速度信號Ax、Ay、Az相乘的比例係數，是設定合成加速度信號A(t)的振幅的係數。
[0166]dl、d2、d3分別表示直到在脈波的觀測信號中顯現加速度信號Ax、Ay、Az的影響為止的時間差(時滯)。
[0167]在此，關於X軸、y軸、z軸例如如圖11所示，將手腕USh的長軸方向(腕的延伸方向；附圖左右方向)定義為X軸方向，將與該X軸方向垂直的手腕USh的短軸方向(腕的寬度方向；附圖左上右下方向)定義為I軸方向，將與x、y軸方向垂直的手腕USh的表裡方向(附圖上下方向)定義為z軸方向。
[0168]即，X軸和Y軸被規定為沿著手腕USh的皮膚表面SF的方向。
[0169]合成在圖11中定義的X、y、z的3軸方向的加速度信號所得的合成加速度信號A (t)，在原理上可以使用上述數學式(I)計算。[0170]但是，本申請的發明人根據各種驗證的結果發現:(a)z軸方向的加速度信號Az對脈波信號幾乎沒有影響；(b)時滯dl、d2、d3幾乎不依賴於軸方向，得到大致同等的值；(c)合成加速度信號A (t)通過使X軸方向的加速度信號Ax和y軸方向的加速度信號Ay旋轉來計算，得到與真(本來)的合成加速度信號大致同等的值。
[0171 ] 在此，可以通過軸的旋轉來規定X軸方向和y軸方向的加速度信號的係數之比的理由，考慮是由於存在於觀測部位的皮下(皮膚表面SF的下層)的多個動脈或毛細血管中的主要血流方向(即圖11所示的血管VS的延長方向)因每個觀測部位而不同。
[0172]即，圖11所示的旋轉角度Θ對應於觀測部位的主要血流方向和加速度信號的軸方向(圖11中為X軸方向)的角度差。
[0173]根據這樣的驗證的結果，上述數學式(I)所示的3軸方向的合成加速度信號A (t)可以使用如下的數學式(2)來計算。
[0174]【數學式2】
[0175]A(t) = cX cos θ XAx(t_d)-CX sin Θ XAy(t_d)...(2)
[0176]並且，步驟S300中執行的時滯、旋轉角度推定處理，在上述數學式(2)中將與加速度信號Ax、Ay相乘的比例係數c固定為C=I的狀態下推定時滯d的值、以及加速度信號Αχ、Ay的旋轉角度Θ的值。
[0177]在時滯、旋轉角度推定處理中，如圖10所示，首先，信號處理部70設定相對於X軸方向(X軸)和y軸方向(y軸)的加速度信號的旋轉角度θ (步驟S301)。
[0178]該旋轉角度Θ，每當重複後述的一系列處理(步驟S301~S305)時，在-90°(=-31/2)~+ 90° (= 31/2)的範圍內每次以預定角度依次被更新(增加或減少)。由此，搜索最佳的旋轉角度Θ。
[0179]在此，為了簡化說明，作為初始值的一例，表示將旋轉角度Θ設定為0°，從O。到+ 90°以預定間隔依次增加角度的情況。
[0180]信號處理部70將不產生時滯的狀態(即時滯d=0)設定為初始狀態。
[0181]接著，信號處理部70根據設定為初始值的旋轉角度Θ (=0° )和比例係數c=l、時滯d=0，使用上述數學式(2 )合成X軸方向的加速度信號Ax (t)和y軸方向的加速度信號Ay (t)(步驟 S302)。
[0182]在此，在該步驟S302中生成的合成加速度信號A(t)，例如成為圖9B中實線所示的信號波形。在圖9B中，虛線是上述參照脈波信號。[0183]接著，信號處理部70根據在上述步驟S208中選擇的觀測信號和在步驟S302中生成的合成加速度信號A (t)，計算對應於時滯d的歸一化相互相關係數(步驟S303)。
[0184]在該步驟S303中計算出的歸一化相互相關係數，例如如圖12所示。
[0185]在此，存在以下因果關係，即用戶US的動作中產生某加速度的結果，其經過某程度的時間後影響到脈波的觀測信號。該時間是時滯。
[0186]信號處理部70，在圖12所示的歸一化相互相關係數中，在該因果關係成立的方向(圖12的情況下，時滯為從O到正的方向)，以預定的間隔依次更新時滯的值。由此，搜索相關係數最初達到極大值Dmax的時滯的值。
[0187]然後，提取出相關係數最初達到極大值Dmax時的時滯d，將其保存在存儲器部60的預定存儲區域中(步驟S304)。
[0188]此外，在圖12中用粗線表示達到極大值Dmax的位置。
[0189]在此，在圖12所示的歸一化相互相關係數中，提取時滯d的範圍，例如可以是使時滯d的值依次增加，在相關係數達到極大值Dmax的時刻結束處理的範圍。或者，可以將時滯d的值規定為不達到特定時間例如I秒以上，在該時間之前計算歸一化相互相關係數，此後，在該時間範圍內求出相關係數的極大值Dmax。
[0190]接著，判斷在上述步驟S304中計算出的此次的相關係數的極大值是否比前次計算出的極大值小(步驟S305 )。
[0191]具體來說，信號處理部70從存儲器部60讀出此次和前次的相關係數的極大值。然後，在判定此次的極大值比前次的極大值小(即，前次的極大值比此次的極大值大)時，將前次的極大值的位置的時滯d和前次的旋轉角度Θ保存(記錄)在存儲器部60的預定存儲區域中(步驟S306)，結束時滯、旋轉角度推定處理。
[0192]另一方面，在上述步驟S305中信號處理部70判定此次的相關係數的極大值為前次的極大值以上時，將此次的極大值的位置的時滯d和此次的旋轉角度Θ保存在存儲器部60的預定存儲區域中。
[0193]然後，返回步驟S301，再設定旋轉角度Θ。然後，再次執行上述的一系列搜索處理(步驟 S301 ~S305)。
[0194]此外，在上述步驟S305中，在初次的判斷處理的情況下，由於不存在前次的極大值，因此，在這種情況下無條件地返回步驟S301。然後，再設定旋轉角度Θ後，再次執行上述的一系列搜索處理(步驟S301~S305)。
[0195]此外，在上述的時滯、旋轉角度推定處理中應用在步驟S305中所示的判定處理，是由於根據本申請發明人的驗證，相關係數的極大值相對於旋轉角度Θ的變化得到了呈現單峰性的結果。但是，本發明不限於此。
[0196]例如，針對-90°~+90°的範圍內的全部旋轉角度Θ計算歸一化相互相關係數。並且，可以應用從該計算結果中選擇相關係數的極大值達到最大的位置(圖中為Pmax)的時滯d和此時的旋轉角度Θ，將其保存在存儲器部60中的方法。
[0197] 應用了這種方法的情況下的旋轉角度Θ和相關係數的極大值的關係(遷移)，例如成為圖13所示的形狀。
[0198]在本實施方式中，作為旋轉角度Θ的設定範圍，說明了在-90°~+90°的180°的範圍內更新的情況。但是，本發明不限於此。旋轉角度Θ的設定範圍至少具有180°的範圍即可，例如可以將360° (全周)作為設定範圍。
[0199]接著，信號處理部70根據在上述時滯、旋轉角度推定處理中推定的時滯d以及旋轉角度Θ，推定設定合成加速度信號的振幅的比例係數。並且，執行生成去除了用戶US的動作引起的體動噪音的影響的、與真的脈波信號近似的信號的振幅推定處理(步驟S400)。
[0200]即，在振幅推定處理中，執行在上述數學式(2 )中，作為設定合成加速度信號A (t)的振幅的係數，推定與X、Y各方向的加速度信號Ax、Ay相乘的比例係數c的處理。
[0201]圖14是表示在本實施方式的動作時脈波測量動作中執行的振幅推定處理的流程圖。
[0202]在振幅推定處理中，如圖14所示，首先，信號處理部70設定在上述的數學式(2)中與X、y各方向的加速度信號Ax、Ay相乘的比例係數C (步驟S401)。
[0203]在此，首先，在上述數學式(2)中應用在上述的時滯、旋轉角度推定處理中推定的時滯d、加速度信號的旋轉角度Θ的值，計算將比例係數設定為I時的合成加速度信號A(t)的振幅。
[0204]然後，比較該合成加速度信號A (t)的振幅和在上述步驟S208中選擇出的脈波的觀測信號的振幅。然後，計算合成加速度信號A(t)的振幅與觀測信號的振幅相等的比例係數c的值，作為比例係數c的初始值，將比例係數c設定為該初始值。
[0205]接著，信號處理部70根據所設定的比例係數C、上述時滯、旋轉角度推定處理中推定的時滯d、加速度信號的旋轉角度Θ的值，使用上述數學式(2)生成合成加速度信號A(t)(步驟S402)。然後， 信號處理部70取得在上述步驟S208中選擇的脈波的觀測信號和在上述步驟S402中生成的合成加速度信號A(t)的差，生成差分的信號，作為差分信號(步驟 S403)。
[0206]接著，信號處理部70計算所生成的差分信號的振幅(步驟S404)。
[0207]然後，判斷在上述靜止時脈波測量動作中取得的靜止時的脈波的觀測信號的振幅與上述差分信號的振幅的差的絕對值是否比預定的閾值小(步驟S405)。
[0208]信號處理部70在判斷出上述絕對值比閾值小時，將此時的比例係數c的值保存(記錄)在存儲器部60的預定存儲區域中(步驟S406)，結束振幅推定處理。
[0209]另一方面，在上述步驟S405中，信號處理部70在判斷出上述絕對值在閾值以上的情況下，將比例係數c的值再設定為別的值，然後更新(步驟S407)。
[0210]然後，返回步驟S402，再次執行上述一系列處理(步驟S402~S405)。
[0211]在此，再設定的比例係數c的值，以預定間隔依次增加或減少。
[0212]在此，在生成差分信號的處理(步驟S403)中生成的差分信號，例如具有圖9C中實線所示那樣的信號波形。圖9C中虛線是上述參照脈波信號。
[0213]在此，圖9C表示通過執行上述的時滯、旋轉角度推定處理以及振幅推定處理的一系列處理，作為上述差分信號，得到與參照脈波信號的相位大體一致的信號波形的情況。
[0214]此外，在上述振幅推定處理中應用了以靜止時的觀測信號的振幅為基準，判斷是否重複一系列處理的方法。但是，本發明不限於此。
[0215]例如，在認為與脈波信號的振幅相比，體動噪音的振幅足夠大的情況下，可以應用依次更新比例係數c的值來搜索差分信號的振幅的最小值，並據此判斷是否重複一系列處理的方法。[0216]然後，在上述時滯、旋轉角度推定處理(步驟S300)以及振幅推定處理(步驟S400)的結束後，如圖7所示，信號處理部70將生成的差分信號視為脈波信號，計算極值間隔(步驟 S209)。
[0217]此外，步驟S209中的極值間隔的計算動作與上述步驟S204同樣，可以對所生成的差分信號中包含的波形中、任意時間的波形來執行。可以是將針對多個波形計算出的多個極值間隔進行平均化所得的結果(平均值)、或從多個極值間隔的分布中提取中央值的結
果O
[0218]接著，根據在上述步驟S209中計算出的極值間隔，計算I分鐘的脈拍數(步驟
5205)。
[0219]接著，通過在顯示部80中顯示計算出的脈拍數，提供或通知給用戶US (步驟
5206)。
[0220]如上所述，在本實施方式中，在從通過光電脈波法在用戶US的運動時取得的脈波的觀測信號中去除由該運動引起的體動噪音成分來計算脈拍數的方法中，當運動時取得的3軸方向的加速度信號的振幅超過了預定的閾值時，使用從脈波的觀測信號中去除沿著體表的特定方向(包含X軸以及I軸的χ-y平面中的旋轉角度θ )的加速度成分後的信號(差分信號)來計算脈拍數。
[0221]在此，在本實施方式中，當求出要從脈波的觀測信號中去除的加速度成分時，應用推定與脈波的觀測信號的時間差(時滯d)、決定振幅的大小的係數(比例係數C)、各方向的加速度的旋轉角度Θ這3個參數的方法。
[0222]此外，各參數的值根據用戶US進行怎樣的動作，即根據身體的各部位的動作狀態而變化。例如，在慢走的狀態、快走的狀態、不抖動手腕的狀態、大幅度抖動手腕的狀態等狀態下，加速度對脈波的觀測信號的影響方式不同，上述各參數的值變化。因此，每次進行脈波的測量時，需要進行該各參數的值的推定。
[0223]在本實施方式中，具有在測量區域中排列多個發光元件和受光元件的結構，進行在測量區域內的不同的多個觀測部位測量脈波的多點觀測，在運動時取得的3軸方向的加速度信號的振幅超過預定閾值時，重新選擇體動噪音的影響少的觀測部位的脈波的觀測信號來計算脈拍數。
[0224]在此，觀測信號的選擇，應用根據靜止時在各觀測部位取得的觀測信號的振幅，選擇體動噪音的影響最小的觀測信號的方法。
[0225]這樣，在本實施方式中，通過從運動中的脈波的觀測信號中去除根據新推定的參數計算出的加速度信號(加速度成分)，可以取得與真(本來)的脈波信號同相位的信號(差分信號)。並且，根據該差分信號可以比較準確地測量運動時的瞬時脈拍。
[0226]〈第2實施方式>
[0227]接著，說明本發明的生物體信息檢測裝置的第2實施方式。
[0228]在此，適當參照上述附圖來說明與第I實施方式同等的結構和動作。
[0229]在上述的第I實施方式中，說明了如圖2所示具有在生物體信息檢測裝置100的測量區域MS中配置的發光元件以及受光元件中的至少某一方被配置了多個的結構，從通過多點觀測而取得的多個脈波的觀測信號中選擇最佳的觀測信號的情況。
[0230]在第2實施方式中，具有在測量區域MS中分別僅配置I個發光元件以及受光元件的結構，具有從I個地方的觀測部位僅取得一個脈波的觀測信號的方法(一點觀測)。
[0231]圖15A、圖15B是表示第2實施方式的生物體信息檢測裝置的測量面的結構例的概要圖，圖15A是表示發光元件和受光元件的配置例的概要圖，圖15B是表示脈波的觀測部位的概念圖。
[0232]第2實施方式的生物體信息檢測裝置，在上述第I實施方式所示的結構(參照圖1)中，如圖15A所示，具有在設備本體101的測量區域MS中配置了 I個發光元件El和I個受光元件Rl的結構。
[0233]即，在本實施方式中，發光元件和受光元件以I對I的關係排列。
[0234]並且，在圖3所示的生物體信息檢測裝置的結構中，通過發光控制部15例如如圖15B所示，使發光元件El以預定的發光強度發光，使光照射到皮膚表面SF的觀測部位Pmll，通過皮膚表面SF附近的血管中的血液被散射的光作為反射光由受光元件Rl接受。由此，取得皮膚表面SF的觀測部位Pmll的脈波的觀測信號。
[0235]接著，說明本實施方式的生物體信息檢測方法。
[0236]在此，適當參照上述附圖來說明與第I實施方式同等的動作或處理。
[0237]本實施方式的生物體信息檢測方法與上述第I實施方式同樣地執行靜止時脈波測量動作、動作時脈波測量動作。
[0238]首先，在本實施方式的靜止時脈波測量動作中，在第I實施方式所示的圖4的流程圖中催促用戶US靜止。然後 ，使發光元件El發光，通過受光元件Rl接受其反射光。由此，以一定時間取得靜止狀態下的脈波的觀測信號和加速度信號(步驟S101)。
[0239]在此，在本實施方式中具有發光元件和受光元件以I對I的關係排列的結構，因此，通過該步驟SlOl從一個地方的觀測部位Pmll僅取得一個脈波的觀測信號(一點觀測)。
[0240]然後，在步驟S102中判定為該觀測信號的取得時所測量的加速度信號的振幅在預定閾值以下的情況下，判斷出用戶US處於靜止狀態或安靜狀態，在步驟SlOl中取得的脈波的觀測信號的振幅的平均值作為靜止時的觀測信號的振幅，被保存在靜止時脈波振幅記錄部65中(步驟S103)。
[0241]另一方面，在步驟S102中判定為觀測信號的取得時所測量的加速度信號的振幅比預定閾值大的情況下，判斷出用戶US不處於靜止狀態或安靜狀態，與上述第I實施方式同樣，在進行步驟S104、S105的動作後，再次執行上述的一系列處理(步驟SlOl~S105)。
[0242]圖16是表示在本實施方式的生物體信息檢測方法中執行的動作時脈波測量動作的流程圖。
[0243]在本實施方式的動作時脈波測量動作中，相對於第I實施方式中表示的圖7的流程圖，省略了步驟S203以及S208的觀測信號的選擇處理。
[0244]即，在本實施方式的動作時脈波測量動作中，如圖16的流程圖所示，以一定時間取得用戶US的運動狀態下的脈波的觀測信號和加速度信號(步驟S211)。在該步驟S211中也通過一點觀測僅取得一個脈波的觀測信號。
[0245]然後，在步驟S212中判定為該觀測信號的取得時所測量的加速度信號的振幅在預定閾值以下時，在步驟S211中取得的脈波的觀測信號被視為良好地測量了脈波的脈波信號。
[0246]然後，計算該觀測信號的極值間隔(步驟S213)。[0247]接著，根據在上述步驟S213中計算出的極值間隔，計算I分鐘的脈拍數(步驟
5214)。
[0248]然後，通過在顯示部80中顯示計算出的脈拍數，提供或通知給用戶US (步驟
5215)。
[0249]另一方面，在上述步驟S212中判定為所取得的加速度信號的振幅比閾值大的情況下，執行與上述第1實施方式同樣的處理。即，執行推定在合成加速度信號A(t)以及脈波的觀測信號中顯現加速度的影響之前的時滯、以及與觀測部位的主要血流方向和加速度信號的軸方向的角度差相對應的旋轉角度的時滯、旋轉角度推定處理(步驟S300)、以及生成去除了體動噪音的影響的與真的脈波信號近似的信號來作為差分信號的振幅推定處理(步驟 S400)。
[0250]然後，將通過上述步驟S300以及S400的一系列處理生成的差分信號視為脈波信號，計算極值間隔(步驟S217)。
[0251]然後，根據在上述步驟S217中計算出的極值間隔，計算I分鐘的脈拍數(步驟
5214)。
[0252]然後，通過在顯示部80中顯示計算出的脈拍數，提供或通知給用戶US (步驟
5215)。
[0253]然後，在繼續後續脈拍數的測量的情況下，再次執行上述一系列處理(步驟S211 ~S217)。
[0254]這樣，在本實施方式中，也與上述第I實施方式同樣地，從運動中的脈波的觀測信號中去除根據新推定的與脈波的觀測信號的時間差(時滯d)、決定振幅的大小的係數(比例係數C)、各軸方向的加速度信號的旋轉角度Θ這3個參數計算出的加速度信號(加速度成分)，由此可以取得與真(本來)的脈波信號同相位的信號(差分信號)。並且，根據該差分信號可以比較準確地測量運動時的瞬時脈拍。
[0255]在此，在本實施方式中，具有在測量區域中分別排列I個發光元件以及受光元件的結構，應用了在一個地方的觀測部位測量脈波的一點觀測，因此，可以根據單一的脈波的觀測信號通過簡易的處理測量運動時的瞬時脈拍。
[0256]此外，在上述各實施方式中，說明了生物體信息檢測裝置100具有腕錶型的形狀，將具備測量區域MS的設備本體101以貼緊用戶US的手腕USh的手背側的方式安裝的情況。但是，本發明不限於此。例如也可以貼緊安裝在手心側。
[0257]此外，如上述實施方式所示，在安裝在手腕的手背側的情況下，與安裝在手心側的情況相比，難以受到手腕的筋的隆起等導致的安裝狀態(測量區域與皮膚表面的貼緊狀態)的變化的影響。因此，可以良好地取得脈波的觀測信號。
[0258]在上述的各實施方式中，說明了生物體信息檢測裝置100具有腕錶型的形狀，安裝在用戶US的手腕USh的情況，但是，本發明不限於此。
[0259]即，本發明中，在測量區域MS中以預定的圖案排列發光元件以及受光元件的生物體信息檢測裝置，被貼緊安裝在可以觀測人體的動作中的脈波的部位即可。
[0260]例如，可以具有在上述的手腕或上臂等的腕部、除去指尖的指部、耳朵、腳腕等觀測部位，通過帶等纏繞或者夾入來安裝的形狀。
[0261]以上，說明了本發明的若干實施方式，但是本發明不限於上述實施方式，也包含在請求專利保護的範圍內 記載的發明及其等同的範圍。
【權利要求】
1.一種生物體信息檢測裝置，其特徵在於， 具備: 檢測部，其輸出根據利用者的至少I個觀測部位的脈波而檢測出的觀測信號； 加速度測量部，其輸出伴隨所述利用者的動作而測量的、與互不相同的多個軸方向的各個軸方向對應的多個加速度信號； 參數推定部，其基於根據多個參數合成所述多個加速度信號而得的合成加速度信號與所述觀測信號的比較，推定在所述觀測信號中包含的、與基於所述利用者的動作的加速度成分對應的所述各參數的特定的值；以及 脈拍數計算部，其根據從所述觀測信號中去除與所述各參數的所述特定的值對應的特定的合成加速度信號所得的差分，計算所述利用者的脈拍數。
2.根據權利要求1所述的生物體信息檢測裝置，其特徵在於， 所述參數推定部，根據將所述各參數的值設定為互不相同的多個值時的、互不相同的多個所述合成加速度信號與所述觀測信號的相互相關係數的值，推定所述各參數的所述特定的值。
3.根據權利要求2所述的生物體信息檢測裝置，其特徵在於， 所述參數推定部，取得與所述多個合成加速度信號的各個相對應的所述相互相關係數的值，將該相互相關係 數的值達到極大時的所述各參數的值推定為所述各參數的所述特定的值。
4.根據權利要求1所述的生物體信息檢測裝置，其特徵在於， 所述多個參數包括:與從所述利用者的動作發生時刻到該動作的影響產生在所述觀測信號中為止的時間差對應的第I參數；與所述多個加速度信號的各自的、所述各軸方向和所述觀測部位的主要血流方向的角度差對應的第2參數， 所述參數推定部，推定所述第I參數的特定的值和所述第2參數的特定的值作為所述特定的值。
5.根據權利要求4所述的生物體信息檢測裝置，其特徵在於， 具有存儲部，其將在所述利用者不進行動作的靜止狀態下，通過所述檢測部檢測出的所述觀測信號的振幅的值作為靜止時振幅來存儲， 所述多個參數還包括作為設定所述合成加速度信號的振幅的比例係數的第3參數， 所述參數推定部，基於所述靜止時振幅與所述觀測信號和所述合成加速度信號的所述差分的信號的振幅的比較，推定所述第3參數的特定的值作為所述特定的值。
6.根據權利要求5所述的生物體信息檢測裝置，其特徵在於， 所述加速度測量部， 將沿著所述利用者的所述觀測部位的體表面的、互相垂直的方向的X軸以及y軸、與所述X軸以及I軸垂直的方向的Z軸這3軸設為所述多個軸方向， 取得所述X軸方向的第I加速度信號、所述y軸方向的第2加速度信號、所述Z軸方向的第3加速度信號作為所述多個加速度信號， 所述參數推定部，至少使用所述第I加速度信號和所述第2加速度信號，來推定所述各參數的所述特定的值。
7.根據權利要求5所述的生物體信息檢測裝置，其特徵在於，所述檢測部，基於所述利用者的互不相同的多個所述觀測部位的各個脈波，輸出多個所述觀測信號， 所述生物體信息檢測裝置具備從所述多個觀測信號中選擇振幅與所述靜止時振幅最近似的特定的觀測信號的觀測信號選擇部， 所述參數推定部，根據所述特定的觀測信號推定所述多個參數的特定的值。
8.根據權利要求7所述的生物體信息檢測裝置，其特徵在於， 所述觀測信號選擇部，將所述多個加速度信號的各自的振幅與預定的閾值進行比較，當所述各加速度信號的振幅比所述閾值大時，從所述多個觀測信號中進行所述特定的觀測信號的選擇。
9.根據權利要求7所述的生物體信息檢測裝置，其特徵在於， 所述檢測部具有:對所述多個觀測部位的各個觀測部位照射光的發光部；接受從該發光部照射並由所述多個觀測部位的各個觀測部位反射的光，輸出所述多個觀測信號的受光部， 所述發光部具備出射光的I個到多個發光元件， 所述受光部具備接受光的I個到多個受光元件， 該發光部以及該受光部至少將所述發光元件或所述受光元件的某一方具備多個。
10.根據權利要求1所述的生物體信息檢測裝置，其特徵在於， 具備顯示通過所述脈拍數計算部計算出的所述脈拍數的顯示部。
11.一種生物體信息檢測方法，其特徵在於， 取得基於利用者的至少I個觀測部位的脈波的觀測信號，並且取得伴隨該利用者的動作的、與互不相同的多個軸方向的各個軸方向對應的多個加速度信號， 基於根據多個參數合成所述多個加速度信號而得的合成加速度信號與所述觀測信號的比較，推定在所述觀測信號中包含的、與基於所述利用者的動作的加速度成分對應的所述各參數的特定的值， 根據從所述觀測信號中去除與所述各參數的所述特定的值對應的特定的合成加速度信號所得的差分，計算所述利用者的脈拍數。
12.根據權利要求11所述的生物體信息檢測方法，其特徵在於， 根據將所述各參數的值設定為互不相同的多個值時的、互不相同的多個所述合成加速度信號與所述觀測信號的相互相關係數的值，進行所述各參數的所述特定的值的推定。
13.根據權利要求12所述的生物體信息檢測方法，其特徵在於， 在所述各參數的所述特定的值的推定中，取得與所述多個合成加速度信號的各個對應的所述相互相關係數的值，將該相互相關係數的值達到極大時的所述各參數的值推定為所述各參數的所述特定的值。
14.根據權利要求11所述的生物體信息檢測方法，其特徵在於， 所述多個參數包括:與從所述利用者的動作發生時刻到該動作的影響產生在所述觀測信號中為止的時間差對應的第I參數；與所述各加速度信號的所述各軸方向和所述觀測部位的主要血流方向的角度差對應的第2參數， 推定所述第I參數的特定的值和所述第2參數的特定的值作為所述多個參數的特定的值。
15.根據權利要求14所述的生物體信息檢測方法，其特徵在於， 所述多個參數還包括作為設定所述合成加速度信號的振幅的比例係數的第3參數，將在所述利用者不進行動作的靜止狀態下檢測出的所述觀測信號的振幅的值作為靜止時振幅來存儲， 基於所述靜止時振幅與所述觀測信號和所述合成加速度信號的所述差分的信號的振幅的比較，推定所述第3參數 的特定的值作為所述多個參數的特定的值。
【文檔編號】A61B5/024GK103961080SQ201410044180
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月30日 優先權日:2013年2月6日
【發明者】長坂知明 申請人:卡西歐計算機株式會社