生物体信息处理装置以及生物体信息处理方法技术领域
本发明涉及生物体信息处理装置以及生物体信息处理方法。
背景技术
以往以来,作为用于被检者的运动管理、健康管理的生物体信息处理
装置,已知安装于被检者的身体的一部分并测定被检者的脉搏数的脉搏
计。脉搏计是由脉波传感器探测安装了装置的被检者的血流量的变化而计
算被检者的脉搏数并将计算出的脉搏数作为测定结果通知给被检者。作为
脉波传感器,已知利用光的脉波传感器、利用超声波的脉波传感器、或者
利用红外线的脉波传感器等。
在这样的脉搏计中,检测血流量的变化而计算脉搏数,所以除了由被
检者的体动导致的血流的紊乱、或外部气温之外,有时还根据被检者的体
质、穿衣的状态等而测定脉搏数的准确性降低。
另外,在被检者时常安装脉搏计进行生活的情况下,有时由于脉搏计
的安装位置变化,故难以测定脉搏数。即,由于被检者执行某些动作,故
有可能产生脉搏计的安装位置从理想的安装位置偏离而难以准确地测定
脉搏数的状况。
为了解决这样的无法准确测定脉搏数的问题,如下述专利文献1所
示,提出了除了由脉波传感器实施的脉搏数的检测之外还根据被检者的体
动来检测脉搏数的装置。该装置根据检测到的体动信息而计算运动强度,
并基于根据大量被检者的样本数据而预先确定的运动强度与脉搏数的关
系,由计算出的运动强度来推测脉搏数。然后,在无法由脉波传感器正确
地检测脉搏数的情况下,将推测到的脉搏数显示给被检者。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-232010号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而,在根据样本数据确定了的运动强度与脉搏数的关系中,未考虑
到由于运动能力等个人差别、使用脉搏计的使用环境等引起的变动,此外,
运动强度与脉搏数的关系是预先确定的,不根据脉搏计的使用状况而变
更,所以难以提高在根据运动强度推测脉搏数的情况下的推测精度。
因此本发明是鉴于上述的课题而完成的,其目的在于,为了实现根据
运动强度来推测的脉搏数的精度提高,根据脉搏数的测定而改善运动强度
与脉搏数的关系。
解决技术问题的技术方案
本发明为了解决上述的课题的至少一部分而完成的,能够实现为以下
的方式或应用例。
[应用例1]
在本应用例的生物体信息处理装置的特征在于,具备:生物体信息检
测部,检测与被检者相关的生物体信息;体动信息检测部,检测与所述被
检者的动作相关的体动信息;可靠性判定部,根据预定基准来判定所述生
物体信息的可靠性;存储部,存储所述体动信息与所述生物体信息的相关
关系;以及更新部,更新所述存储部存储的所述相关关系,在所述可靠性
判定部判定所述生物体信息满足所述预定基准的情况下,所述更新部根据
所述生物体信息与所述体动信息来更新所述相关关系。
根据这样的构成,生物体信息与体动信息的相关关系与被检者关联起
来地存储在存储部中,在判定为检测到的生物体信息满足预定基准的情况
下,根据该生物体信息与体动信息来更新相关关系。因此,生物体信息与
体动信息的每个被检者的相关关系在得到满足预定基准的生物体信息的
情况下,依次被更新,所以能够实现针对相关关系的可靠性的提高。
[应用例2]
在上述应用例的生物体信息处理装置中,优选的是具备:推测部,根
据已被所述存储部存储的所述相关关系,根据所述体动信息检测部检测到
的所述体动信息输出推测生物体信息;确定部,根据所述可靠性判定部的
判定结果,确定将所述生物体信息和所述推测生物体信息中的一个作为输
出信息;以及输出部,输出所述确定部已确定的所述输出信息。
根据这样的构成,能够根据体动信息输出推测生物体信息,并且根据
生物体信息检测部检测到的生物体信息的可靠性来确定输出信息,所以能
够输出可靠性高的信息。
[应用例3]
在上述应用例的生物体信息处理装置中,优选的是,所述可靠性判定
部针对所述生物体信息,根据所述预定基准,将可靠性判定为第一判定、
第二判定和第三判定中的一个,所述确定部在针对所述生物体信息判定为
所述第一判定的情况下,将所述推测部推测的所述推测生物体信息确定为
所述输出信息,在针对所述生物体信息判定为所述第二判定或者所述第三
判定的情况下,将所述生物体信息检测部检测到的所述生物体信息确定为
所述输出信息,所述更新部在针对所述生物体信息判定为所述第三判定的
情况下,更新所述相关关系。
根据这样的构成,在生物体信息检测部检测到的生物体信息的可靠性
是第一判定的情况下,输出推测部推测到的推测生物体信息,另一方面,
在生物体信息的可靠性是第二判定或者第三判定的情况下,输出生物体信
息检测部检测到的生物体信息,进而,在生物体信息的可靠性是第三判定
的情况下,更新相关关系。因此,根据生物体信息的可靠性,能够进一步
提高相关关系的可靠性。
[应用例4]
在上述应用例的生物体信息处理装置中,所述可靠性判定部根据生物
体信息检测部检测的所述生物体信息的稳定性与噪声比率信息中的至少
一个,来判定所述生物体信息的可靠性,所述噪声比率信息表示在示出所
述生物体信息的信号中所包含的噪声分量的比率。
[应用例5]
在上述应用例的生物体信息处理装置中,优选的是,所述更新部根据
在所述生物体信息检测部对所述生物体信息的检测开始时已存储于所述
存储部的第一所述相关关系、与在所述生物体信息检测部检出所述生物体
信息时从第一所述相关关系更新成的第二所述相关关系,而生成第三所述
相关关系,并将生成的第三所述相关关系存储于所述存储部。
根据这样的构成,在生物体信息的检测结束的情况下,在存储部中存
储的相关关系根据开始此次的检测之前的相关关系、与通过此次的检测来
更新成的相关关系来生成,所以能够抑制由检测变动对相关关系的影响。
[应用例6]
在上述应用例的生物体信息处理装置中,优选的是,所述更新部在第
一所述相关关系与第二所述相关关系的差异为预定的范围内的情况下,将
第三所述相关关系存储于所述存储部。
根据这样的构成,当在此次的测定中更新了的相关关系与在此之前的
相关关系的差异为预定范围内的情况下,存储相关关系,所以能够避免相
关关系的可靠性降低。
[应用例7]
在上述应用例的生物体信息处理装置中,优选的是,所述更新部在所
述生物体信息和所述体动信息的关系与所述相关关系差别大的情况下,无
论所述可靠性判定部的判定结果如何,都将所述相关关系设为不更新。
根据这样的构成,在此次得到的生物体信息以及体动信息的关系与相
关关系较大地偏离的情况下,相关关系是不更新的,所以通过排除异常的
测定结果,能够避免相关关系的可靠性降低。
[应用例8]
本应用例上述的生物体信息处理方法的特征在于,具有:生物体信息
检测步骤,检测与被检者相关的生物体信息;体动信息检测步骤,检测与
所述被检者相关的体动信息;可靠性判定步骤,根据预定基准来判定所述
生物体信息的可靠性;存储步骤,存储所述体动信息与所述生物体信息的
相关关系;以及更新步骤,当在所述可靠性判定步骤中判定为所述生物体
信息满足所述预定基准的情况下,根据所述生物体信息与所述体动信息来
更新所述相关关系。
根据这样的方法,生物体信息与体动信息的相关关系与被检者关联起
来地存储在存储部中,检测到的生物体信息在被判定为满足预定基准的情
况下,根据该生物体信息与体动信息来更新相关关系。因此,每个被检者
的生物体信息与体动信息的相关关系在得到满足预定基准的生物体信息
的情况下,依次被更新,所以能够实现针对相关关系的可靠性的提高。
[应用例9]
本应用例的生物体信息处理装置的特征在于,具备:生物体信息检测
部,检测与被检者相关的生物体信息;体动信息检测部,检测与所述被检
者的动作相关的体动信息;活动信息导出部,根据所述体动信息导出所述
被检者的活动信息;存储部,将所述体动信息和所述生物体信息的相关关
系与所述活动信息相关联地存储;推测部,从所述存储部取得与所述活动
信息导出部导出的所述活动信息相对应的所述相关关系,并基于所取得的
所述相关关系,从所述体动信息检测部检测到的所述体动信息来确定推测
生物体信息;可靠性判定部,判定所述生物体信息的可靠性;以及确定部,
根据所述可靠性判定部的判定结果,确定将所述生物体信息与所述推测生
物体信息中的一个作为输出信息。
根据这样的构成,生物体信息与体动信息的相关关系与活动信息关联
起来地存储,根据与由体动信息导出了的被检者的活动信息相对应的相关
关系,根据体动信息对推测生物体信息进行推测。然后,根据检测到的生
物体信息的可靠性,将检测到的生物体信息与推测生物体信息中的一个确
定为输出信息。因此,被确定为输出信息的生物体信息根据与被检者的活
动信息相对应的相关关系来推测,所以能够实现精度的提高。
[应用例10]
在上述应用例的生物体信息处理装置中,优选的是,所述活动信息导
出部根据由所述体动信息得到的加速度信号的周期性,导出所述被检者的
所述活动信息。
根据这样的构成,根据加速度信号的周期性来导出被检者的活动信
息,所以能够明确地判别具有周期性的活动、与不具有周期性的活动。
[应用例11]
在上述应用例的生物体信息处理装置中,其特征在于,所述活动信息
导出部在判定为所述加速度信号有所述周期性的情况下,根据与所述周期
性相对应的振动数来计算在预定时间中的平均步调,根据所述平均步调的
值,判定所述被检者的活动是步行还是奔跑。
根据这样的构成,在是具有周期性的活动的情况下,根据基于与周期
性相对应的振动数计算的平均步调的信息,能够判定被检者的活动是步行
还是奔跑。
[应用例12]
在上述应用例的生物体信息处理装置中,优选的是,在所述活动信息
导出部判定为所述被试验者的活动是步行的情况下,从所述存储部取得与
步行对应的所述相关关系,在所述活动信息导出部判定为所述被试验者的
活动是奔跑的情况下,从所述存储部取得与奔跑对应的所述相关关系。
根据这样的构成,在被检者的活动是步行的情况下,能够从存储部取
得与步行对应的相关关系,在被检者的活动是奔跑的情况下,能够从存储
部取得与奔跑对应的相关关系。
[应用例13]
在上述应用例的生物体信息处理装置中,优选的是,所述活动信息导
出部在判定为所述加速度信号无所述周期性的情况下,解析所述加速度信
号的强度,并根据预定强度的出现次数来判定所述被检者的活动是伴随着
脉搏上升的非周期性运动。
根据这样的构成,在是不具有周期性的活动的情况下,通过解析加速
度信号的强度,能够判定被检者的活动是伴随着脉搏上升的非周期性运
动。
[应用例14]
在上述应用例的生物体信息处理装置中,优选的是,在所述活动信息
导出部判定为所述被试验者的活动是所述伴随着脉搏上升的非周期性运
动的情况下,从所述存储部取得与所述伴随着脉搏上升的非周期性运动相
对应的所述相关关系。
根据这样的构成,在被检者的活动是伴随着脉搏上升的非周期性运动
的情况下,能够从存储部取得与伴随着脉搏上升的非周期性运动对应的相
关关系。
[应用例15]
在上述应用例的生物体信息处理装置中,优选的是,所述确定部在所
述可靠性判定部判定为所述生物体信息满足与可靠性相关的预定条件的
情况下,将所述生物体信息确定为所述输出信息,并在判定为所述生物体
信息不满足所述预定条件的情况下,将所述推测生物体信息确定为所述输
出信息。
根据这样的构成,在生物体信息的可靠性高的情况下,输出生物体信
息,在生物体信息的可靠性低的情况下,输出推测生物体信息,所以能够
实现所输出的输出信息的可靠性的提高。
[应用例16]
本应用例的生物体信息处理装置的特征在于,具备:检测部,根据被
试验者的生物体信息来检测测定脉搏数;推测部,根据所述被试验者的体
动信息来对推测脉搏数进行推测;第一判定部,判定在根据所述推测脉搏
数而规定的预定范围内是否包括所述测定脉搏数;可靠度信息计算部,根
据所述测定脉搏数的频率特性来计算可靠度信息;第二判定部,判定所述
可靠度信息是否超过规定所述测定脉搏数有无可靠性的预定的基准值;以
及确定部,根据所述第一判定部和所述第二判定部的判定结果,确定将所
述测定脉搏数或者所述推测脉搏数中的任一个作为被试验者的脉搏数。
根据本应用例,第一判定部根据推测脉搏数来判定所检测到的测定脉
搏数。推测脉搏数根据体动信息来推测,所以表示根据体动信息(包括运
动负荷信息)而变动的脉搏数。通过判定测定脉搏数是否包括在根据推测
脉搏数预定了的预定的范围内,能够判定所检测到的测定脉搏数是否是根
据体动信息而变动的脉搏数。即,如果所检测到的测定脉搏数包括在包括
推测脉搏数的预定的范围内,则测定脉搏数根据体动信息而变动,能够判
定为适当的脉搏数。
第二判定部使用基于测定脉搏数的频率特性的可靠度信息来,判定测
定脉搏数有无可靠性。如果所检测到的测定脉搏数的频率特性较强地呈
现,则高可靠度地检测到测定脉搏数,能够判定为适当的脉搏数。
确定部考虑第一判定部与第二判定部这两者的判定结果,确定将测定
脉搏数与推测脉搏数中的一个作为适当的脉搏数。在确定部中,即使在所
检测到的测定脉搏数没有根据体动信息而变动的情况下,也能够将根据体
动信息而变动的推测脉搏数确定为适当的脉搏数。即,在被试验者的运动
状况变化的情况下,也能够确定与运动负荷(体动信息)相对应的脉搏数。
进而,与使用第一判定部与第二判定部中的一个判定结果的判定相
比,在判定中使用的信息量更多,所以还有能够更高精度地确定根据体动
信息而变动的脉搏数这样的效果。
[应用例17]
优选的是,所述第一判定部根据所述推测脉搏数设定上限值和下限
值,并将由上限值以及下限值规定的范围设为所述预定范围。
根据本应用例,由上限值以及下限值确定的范围是表示是与体动信息
相对应的脉搏数的范围。第一判定部在所检测到的测定脉搏数在预定的范
围内的情况下,是根据体动信息而变动的脉搏数,能够判定为适当的脉搏
数。
[应用例18]
优选的是,所述推测部使用表示所述体动信息与所述推测脉搏数的相
关性的运算式或者相关表,来从所述体动信息导出所述推测脉搏数。
根据本应用例,通过运算式或者相关表,来确定体动信息与根据体动
信息而变动的脉搏数的关系。通过运算式或者相关表,能够精细地设定体
动信息的条件,所以能够根据体动信息来计算精度高的推测脉搏数。
[应用例19]
优选的是,还具备:基准值计算部,根据所述第一判定部的判定结果,
计算判定所述测定脉搏数的可靠性的所述预定的基准值。
根据本应用例,通过使用第一判定部的判定结果来使判定测定脉搏数
的可靠性的基准值变动,能够准确地判定有无可靠性,能够高精度地判定
测定脉搏数是否适当。
[应用例20]
优选的是,所述第二判定部使用所述预定的基准值来判定所述测定脉
搏数的可靠性,所述确定部在所述测定脉搏数具有可靠性的情况下,将所
述测定脉搏数确定为所述被试验者的脉搏数,并在所述测定脉搏数无可靠
性的情况下,将所述推测脉搏数确定为所述被试验者的脉搏数。
根据本应用例,在所检测到的测定脉搏数没有可靠性的情况下,推测
脉搏数为适当的脉搏数。即使在被试验者的运动状况变化并且在所检测到
的测定脉搏数中可靠度低的情况下,也能够将根据体动信息而变动的推测
脉搏数确定为被试验者的脉搏数。
附图说明
图1是本发明的实施方式一的脉搏计的主视图。
图2的(A)是示出脉搏计的后视图,图2的(B)是示出脉搏计的
使用状态图。
图3是说明脉波传感器的动作的图。
图4是示出脉搏计的功能构成的框图。
图5是示出主处理的流程的流程图。
图6是示出第一可靠性判定处理的流程的流程图。
图7是示出第二可靠性判定处理的流程的流程图。
图8是示出实施方式二中的脉搏计的功能构成的框图。
图9是示出脉搏推测表的一个例子的图。
图10是示出主处理的流程的流程图。
图11是示出行动分析处理的流程的流程图。
图12是示出可靠性判定处理的流程的流程图。
图13是表示实施方式三中的运动状况变化时的脉搏数的图表。
图14是示出窗口处理的应用的图表。
图15是示出脉搏计的功能构成的一个例子的框图。
图16是示出脉搏数确定处理的流程的流程图。
图17是示出实施方式四中的脉搏数确定处理的流程的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图,说明本发明的实施方式。
(实施方式一)
以下,参照附图,并说明本发明的优选的实施方式一。本实施方式一
是将本发明的生物体信息处理装置应用于手表型的脉搏计的实施方式一。
此外,能够应用本发明的方式当然并非限定于以下说明的实施方式。
1.外观构成
图1是在本实施方式一中的脉搏计1的主视图。脉搏计1具备腕套2,
在壳体3中,配置了用于通过文字、或数字、图标等来显示时刻、脉搏计
1的动作状态、各种与生物体相关的信息(脉搏数、运动强度等)的液晶
显示器4。
另外,在壳体3的周部(侧面)配置了用于操作脉搏计1的操作按钮
5。脉搏计1将例如内置的二次电池作为电源来进行动作。在壳体3的侧
面,与外部的充电器连接,配置了用于对内置二次电池进行充电的充电端
子6。
图2(A)是脉搏计1的后视图,示出了从壳体3的背面观察脉搏计
1时的外观图。另外,图2(B)是脉搏计1的使用状态图,示出了安装于
被检者的手腕WR的状态的脉搏计1的侧视图。
在壳体3的背面配置了检测被检者的脉波而输出脉波信号的脉波传
感器10。脉波传感器10在被检者的手腕WR处检测脉波。在本实施方式
一中,脉波传感器10是光电脉波传感器,具备用于光学地检测脉波的机
构。
图3是示出脉波传感器10的动作的图,是从壳体3的侧面观察内部
构造时的放大图。此外,图3中的各构件设为在图上能够识别的程度的大
小,所以针对各构件的各自而使比例尺不同地进行图示。
脉波传感器10设置于在壳体3的背面侧形成了的具有圆形底面的半
球状的收纳空间内。然后,在该收纳空间内,内置有LED(LightEmitting
Diode:发光二极管)等光源12、光电晶体管等受光元件13。半球的内面
是镜面11,如果将半球的底面侧设为下方,则受光元件13以及光源12
分别安装于基板14的上表面以及下表面。
如果通过光源12,朝向使用者的手腕WR的皮肤SK照射光Le,则
该照射光Le被皮下的血管BV反射而作为反射光Lr回到半球内。该反射
光Lr在半球状的镜面11处进一步反射,从上方入射到受光元件13。
来自该血管BV的反射光Lr通过血液中的血红蛋白的吸光作用,来
反映血流的变动,并且该强度变动。脉波传感器10以比搏动更快的周期
来使光源12以预定的周期闪烁。然后,受光元件13针对光源12的每次
亮灯机会而通过光电变换来输出与受光强度相对应的脉波信号。脉波传感
器10例如以128Hz的频率来使光源12闪烁。
另外,如图2(A)所示,脉搏计1内置有用于检测被检者的体动的
体动传感器20。在本实施方式一中,体动传感器20构成为至少具有加速
度传感器。如图1所示,加速度传感器是例如作为壳体3的玻璃盖面的法
线方向的以显示面侧为正的Z轴、以朝向时钟的12点的方向为正的上下
方向的Y轴、以朝向时钟的3点的方向为正的左右方向的X轴的三轴加
速度传感器。在安装有脉搏计1的状态下,X轴与从被检者的胳膊向手腕
的方向一致。体动传感器20检测X轴、Y轴以及Z轴的三轴的加速度,
并将其结果作为体动信号输出。
2.原理
脉搏计1根据通过脉波传感器10检测的脉波信号测定脉搏数。脉波
信号为重叠被检者的搏动分量信号与体动噪声分量信号而得到的信号。因
此,脉搏计1根据从体动传感器20输出的体动信号,从脉波信号中去除
体动噪声分量信号,并提取搏动分量信号。进而,脉搏计1根据提取到的
搏动分量信号测定脉搏数。
具体而言,脉搏计1例如将FIR(FiniteImpulseResponse:有限冲激
响应)滤波器等数字滤波器构成为自适应滤波器,使用该自适应滤波器来
执行从脉搏波信号中去除身体运动噪声分量的处理,作为数字信号处理。
脉搏计1针对所提取到的搏动分量信号进行频率解析而确定搏动演示频
谱,根据该频率(或者周期)测定脉搏数。作为频率解析,能够应用例如
快速傅立叶换FFT(FastFourierTransform)。
在本实施方式一中,设想在使用上述的方法的情况下难以测定脉搏数
的状况,使用由体动传感器20得到的被检者的测定结果运算作为被检者
的体动信息之一的运动强度。脉搏计1使用所运算出的运动强度来推测被
检者的脉搏数。
2-1.使用运动强度的脉搏数的推测
脉搏计1在本实施方式一中,使用加速度传感器来将被检者的检测加
速度为体动。脉搏计1根据由加速度传感器检测到的加速度来计算被检者
的间距(步调),从而运算被检者的运动强度。间距的运算通过针对从加
速度传感器输出的加速度信号进行预定的频率解析(例如FFT),确定并
提取与间距相当的频率分量,从而能够运算。关于上述的运算方法的详细
情况,公开在例如日本特开2004-81745号公报中。
接下来,脉搏计1根据预先确定的间距与脉搏数的对应关系,由间距
来推测脉搏数。在本实施方式一中,设想参照示出间距与脉搏数的相关关
系的表格来推测与间距对应的脉搏数的方式。该表格针对预定数量的间距
(例如,几个间距)的每个间距来分割所设想的间距的范围,记载与各自
的间距区域对应的脉搏数。在本实施方式一中,针对每个被检者创建这样
的表格(按用户推测脉搏表780(图4))。此外,在本实施方式一中,间
距采用每分钟的摆臂次数,但也可以采用每分钟的步数。
3.功能构成
图4是示出脉搏计1的功能构成的一个例子的框图。脉搏计1具备脉
波传感器10、体动传感器20、脉波信号放大电路部30、脉搏波形整形电
路部40、体动信号放大电路部50、体动波形整形电路部60、A/D
(Analog/Digital:模拟/数字)变换部70、处理部100、操作部200、显示
部300、通知部400、通信部500、时钟部600以及存储部700。
脉波传感器10是计测安装有脉搏计1的被检者的脉波的传感器,例
如构成为具有光电脉波传感器。脉波传感器10将由于血流流入到身体组
织而产生的容积变化检测为脉波信号,并输出到脉波信号放大电路部30。
脉波信号放大电路部30是以预定的增益来放大从脉波传感器10输入
了的脉波信号的放大电路。脉波信号放大电路部30将放大了的脉波信号
输出到脉搏波形整形电路部40以及A/D变换部70。
脉搏波形整形电路部40是对通过脉波信号放大电路部30来放大了的
脉波信号进行整形的电路部,构成为具有去除高频的噪声分量的电路、限
幅电路等。处理部100根据通过脉搏波形整形电路部40来整形了的脉搏
波形,判定有没有检测到脉波。
体动传感器20是用于捕捉安装有脉搏计1的被检者的动作的传感器,
构成为至少具有加速度传感器。
体动信号放大电路部50是以预定的增益来放大从体动传感器20输入
了的体动信号的放大电路。体动信号放大电路部50将放大了的体动信号
输出到体动波形整形电路部60以及A/D变换部70。
体动波形整形电路部60是对通过体动信号放大电路部50来放大了的
体动信号进行整形的电路部,构成为具有去除高频的噪声分量的电路、判
定重力加速度分量及其以外的分量的电路、和限幅电路等。处理部100根
据被体动波形整形电路部60整形了的体动波形,来判定有没有检测到体
动。
A/D变换部70针对被脉波信号放大电路部30放大了的模拟形式的脉
波信号、被体动信号放大电路部50放大了的模拟形式的体动信号,分别
以预定的采样时间间隔来进行采样以及数字化,并变换成数字信号。A/D
变换部70将所变换了的数字信号输出到处理部100。
处理部100具有依照在存储部700中存储了的系统程序等各种程序来
集中地控制脉搏计1的各部分的功能,具备CPU(CentralProcessingUnit:
中央处理器)等处理器。处理部100依照在存储部700中存储了的主程序
710来进行主处理,进行测定/推测安装有脉搏计1的被检者的脉搏数并显
示于显示部300的控制。
处理部100作为主要的功能部,具有脉搏数测定部110、间距运算部
120、脉搏数推测部130、显示控制部140、稳定度判定部150、信号状态
取得部155、可靠性判定部160、表更新部170以及用户设定部180。
脉搏数测定部110使用从A/D变换部70输入了的体动信号(体动数
据),来从脉波传感器10检测到的脉波信号(脉波数据)中去除体动噪声
分量,并使用所提取到的搏动分量(搏动数据)来计算作为生物体信息之
一的脉搏数。所计算出的脉搏数作为测定脉搏数750存储在存储部700中。
此外,脉搏数测定部110相当于检测生物体信息的生物体信息检测部。
间距运算部120使用从A/D变换部70输入了的体动信号(体动数据)
运算作为被检者的体动信息之一的间距。此外,在本实施方式一中,间距
运算部120相当于检测与被试验者的动作相关的体动信息的体动信息检测
部。此外,体动信息检测部检测的对象不限定于间距,还能够设想提取其
他参数的方式。
脉搏数推测部130通过使用间距运算部120运算出的间距来推测脉搏
数(推测生物体信息)。在本实施方式一中,脉搏数推测部130参照与使
用脉搏计1的被检者对应的按用户推测脉搏表780,取得与由间距运算部
120计算出的间距对应的脉搏数。这样已取得的脉搏数做为推测脉搏数755
存储在存储部700中。此外,脉搏数推测部130相当于推测部。
在本实施方式一中,按用户推测脉搏表780与被检者关联起来地示出
间距与脉搏数的相关关系,存储在存储部700中。例如,在预定的被检者
的间距为98以上104以下的情况下,脉搏数与93对应起来,在间距为105
以上111以下的情况下,脉搏数与96对应起来。因此,脉搏数推测部130
能够从存储部700取得与被检者相对应的按用户推测脉搏表780,参照所
取得的按用户推测脉搏表780,取得与计算出的间距相对应的脉搏数。
另外,脉搏数推测部130除了根据间距对推测脉搏数755进行推测之
外,还能够设想将根据间距推测到的脉搏数设为目标脉搏数,进行在与逐
渐接近于目标脉搏数的过渡状态下的脉搏数的推测的方式。此处,过渡状
态是指从某个状态转变到其他状态的中途阶段的状态,在本实施方式一
中,设想安装有脉搏计1的被检者运动的状况,能够将运动开始→运动中、
以及运动中→运动结束这两种状态转变考虑为过渡状态。
在运动开始→运动中的过程中,如果被检者开始运动,则间距急剧上
升。与此相伴地,脉搏数以较迅速地增加并落在运动时的最大脉搏数的方
式变化。另外,在运动中→运动结束的过程中,如果被检者结束运动,则
间距急剧降低。与此相伴地,脉搏数缓缓地降低。具体而言,即使结束运
动,脉搏数也不立即下降,而是在经过一定时间后开始急剧降低。其后,
脉搏数的降低速度再次变迟缓,最终落在比安静时脉搏数稍高的值。
这样可知,在运动开始→运动中的状态和运动中→运动结束的状态
下,脉搏数时间变化的倾向不同。因此,能够分别设想两种情况,并定义
根据时刻的经过而脉搏数以及间距转变的脉搏数推测模型,选择与状态相
对应的模型来推测过渡状态下的脉搏数。
此外,过渡状态下的脉搏数的详细推测方法例如公开在日本特开
2012-232010号公报中。
显示控制部140根据可靠性判定部160的判定结果来在显示部300
中显示控制脉搏数的测定/推测结果。即,在可靠性判定部160针对脉搏数
测定部110的测定结果判定为可靠性高的情况下,从存储部700取得作为
输出信息的测定脉搏数750,并显示于显示部300。另一方面,在可靠性
判定部160针对脉搏数测定部110的测定结果判定为可靠性低的情况下,
从存储部700取得作为输出信息的推测脉搏数755,并显示于显示部300。
此外,显示控制部140相当于确定显示测定脉搏数750或者推测脉搏数755
的哪一个的确定部。
稳定度判定部150根据通过间距运算部120运算出的间距、通过脉搏
数测定部110测定到的脉搏数,判定间距以及脉搏的稳定度。
此外,间距的稳定度用于判定关于根据间距来推测脉搏数的妥当性,
稳定条件例如是此次测定到的间距、与上次测定到的间距之差的绝对值低
于预定的阈值的情况。另外,脉搏的稳定度的稳定条件例如是此次测定到
的脉搏数、与上次测定到的脉搏数之差的绝对值低于预定的阈值的情况。
稳定度判定部150的判定结果被可靠性判定部160参照。
信号状态取得部155根据针对脉波信号进行频率解析而得到的结果,
取得所检测到的脉波信号以及表示在这些信号中包含的噪声分量的比率
的噪声比率信息。在本实施方式一中,设想作为噪声比率信息而采用表示
脉波信号中包含的噪声的比率(S/N)的SN值的方式,但不限定于此,
还能够设想例如如下方式:采用在对脉波信号进行快速傅立叶换FFT的情
况下的脉波信号与噪声的比率(MN比),根据MN比的连续性、与预测
值的变动性来判定可靠性的高低。信号状态取得部155取得的SN值被可
靠性判定部160参照。
SN值由Pmax/N(其中,Pmax表示基线频谱Pmax的大小,N表示
基线频谱N的大小)来定义。SN值的检测方法例如在通过针对各信号进
行快速傅立叶换FFT而得到的基线频谱中,将从最大的基线频谱Pmax数
起而具有第10名的大小的基线频谱N设为噪声分量的基线频谱的代表。
将该基线频谱N设为噪声分量的基线频谱的代表是由于根据实验第10名
的基线频谱是噪声的概率高。另外,SN值采用最大的基线频谱Pmax的
大小与基线频谱N的大小的比率的值。
此外,在上述的例子中,将从最大的基线频谱Pmax数起而具有第10
名的大小的基线频谱N设为噪声分量的基线频谱的代表,但本发明不限定
于此,也可以将其他基线频谱、例如第7名的基线频谱设为噪声分量的代
表。
可靠性判定部160作为用于判定的预定基准,根据稳定度判定部150
判定了的间距的稳定度、脉搏的稳定度以及信号状态取得部155取得的信
息,判定有无针对测定脉搏数750的可靠性,但用于判定可靠性的信息不
限定于这些。
另外,在本实施方式一中,可靠性判定部160通过针对测定脉搏数
750进行二阶段的可靠性判定处理,来从可靠性低的一方起判定是第一判
定(“低”)、第二判定(“高”)以及第三判定(“极高”)中的哪一个。
即,在第一可靠性判定处理中,根据测定脉搏数750是否进入到设想
的范围内的判定、由信号状态取得部155取得的SN值是否超过预定的基
准(第一基准)的判定,进行测定脉搏数750的可靠性是“高”还是“低”的
判定。即,判定测定脉搏数750是否满足与可靠性相关的预定条件。在本
实施方式一中,根据该第一可靠性判定处理的判定结果,确定作为被检者
的脉搏数显示于显示部300的脉搏数。
另外,在第二可靠性判定处理中,针对在第一可靠性判定处理中判定
为可靠性“高”的测定脉搏数750,根据SN值是否超过比第一基准更严格
的基准(第二基准)的判定、脉搏数以及间距是否稳定的判定,进行测定
脉搏数750的可靠性是否“极高”的判定。将判定结果发送到表更新部170。
此外,在本实施方式一中,关于SN值的判定基准,作为第一基准采
用“0.5”,作为第二基准采用“2.0”,但不限定于这些值。
另外,第一可靠性判定处理以及第二可靠性判定处理中的各判定不限
定于所记载了的组合,各判定的组合能够设想还包括MN比的判定的各种
方式。
表更新部170根据可靠性判定部160的可靠性判定结果,更新按用户
推测脉搏表780。此外,表更新部170相当于更新部。
在本实施方式一中,在可靠性判定部160判定为测定脉搏数750的可
靠性“极高”的情况下,将间距运算部120计算出的被检者的间距与测定脉
搏数750的关系追加到按用户推测脉搏表780。其结果,按用户推测脉搏
表780依次学习被判定为可靠性“极高”的间距与测定脉搏数750的关系。
这样,随着被检者用熟脉搏计1,更新按用户推测脉搏表780,在按
用户推测脉搏表780中,反映了可靠性极高的间距与测定脉搏数750的关
系。因此,按用户推测脉搏表780的可靠性通过计测被试验者的脉搏而逐
渐提高,并且脉搏数推测部130的推测精度也逐渐提高。
另外,表更新部170也可以还具备以下那样的功能。即,表更新部
170从存储部700取得在起动脉搏计1而开始脉搏的计测之前的按用户推
测脉搏表780并保持在预定的地方。然后,在取得可靠性高的脉搏数的情
况下,将所更新了的按用户推测脉搏表780、与在预定的地方保持了的按
用户推测脉搏表780进行比较,根据进行比较得到的结果进一步更新按用
户推测脉搏表780,将更新了的按用户推测脉搏表780存储在存储部700
中。
例如,也可以分别计算计测开始前的按用户推测脉搏表780、与计测
结束时的按用户推测脉搏表780的表值的平均值,将所计算出的平均值作
为各表值来更新按用户推测脉搏表780。此处,在各自的表值中的差异超
过预定的基准的情况下,能够设想将表值的变更幅度压缩到差异的25%左
右的方式、不进行按用户推测脉搏表780的更新的方式。
另外,在超过预定的次数地计测脉搏的情况、超过预定的次数地更新
按用户推测脉搏表780的情况下,在想要追加到按用户推测脉搏表780的
间距与测定脉搏数750与已有的按用户推测脉搏表780的表值较大地背离
的情况下,还能够设想表更新部170不进行按用户推测脉搏表780的更新
的方式。其结果,在用户在高山等特殊的环境下使用的情况下,不将得到
的数据并入按用户推测脉搏表780并排除,从而排除脉搏推测处理的误差
要因,能够进一步提高按用户推测脉搏表780的可靠性。
用户设定部180进行安装脉搏计1的被检者的设定。在本实施方式一
中,在初始设定时、或在变更安装脉搏计1的被检者的情况下,用户操作
操作部200而进行设定。在这种情况下,例如,用户从操作部200输入能
够识别自身的信息,在与所输入了的信息对应的按用户推测脉搏表780被
存储在存储部700中的情况下,用户被识别为已有的用户,在脉搏数推测
部130推测脉搏的情况下,参照与该用户对应的按用户推测脉搏表780。
另一方面,与设定了的用户对应的按用户推测脉搏表780未被存储在
存储部700中的情况下,新创建与用户对应的按用户推测脉搏表780。新
创建的按用户推测脉搏表780也可以是表示根据从大量被检者收集了的样
本数据来确定了的间距与脉搏数的关系的数据表。另外,也可以在用户设
定时,针对被检者指示预定的动作(例如,在平地上基于一定间距的运动),
根据基于被检者的预定的动作结果来创建按用户推测脉搏表780。
操作部200是构成为具有按钮开关等的输入装置,将被按下了的按钮
的信号输出到处理部100。通过该操作部200的操作,来进行脉搏的测定
指示等的各种指示输入。操作部200相当于图1的操作按钮5。
显示部300构成为具有作为输出部之一的LCD(LiquidCrystal
Display:液晶显示器)等,是进行基于从处理部100输入的显示信号的各
种显示的显示装置。在显示部300中,显示各种与生物体相关的信息(脉
搏数、或运动强度等)。显示部300相当于图1的液晶显示器4。
通知部400构成为具有扬声器、和压电振子等,是进行基于从处理部
100输入的通知信号的各种通知的通知装置。例如,通知部400从扬声器
输出报警声,或者使压电振子振动,从而向被检者进行各种通知。
通信部500是用于依照处理部100的控制来在与个人计算机(PC
(PersonalComputer))等外部的信息处理装置之间发送接收在装置内部利
用的信息的通信装置。作为该通信部500的通信方式,能够应用经由以预
定的通信规格为标准的电缆而有线连接的形式、经由被称为底座(クレイ
ドル)的兼用作充电器的中间装置而连接的形式,利用近距离无线通信而
无线连接的形式等各种方式。
此外,还能够设想将通知部400、通信部500作为输出部来通过声音
输出各种与生物体相关的信息的方式、或针对信息处理装置发送的方式。
时钟部600构成为具有晶体振荡子以及由振荡电路构成的晶体振荡
器等,是对脉搏计1的时刻进行计时的计时装置。时钟部600的计时时刻
被随时输出到处理部100。
存储部700通过ROM(ReadOnlyMemory:只读存储器)、或闪存
ROM、RAM(RandomAccessMemory)等存储装置来构成,存储脉搏计
1的系统程序、或用于实现脉搏数测定/推测功能、运动强度测定功能这样
的各种功能的各种程序、数据等。另外,存储部700具有临时地存储各种
处理在处理过程中的数据、处理结果等的工作区。
4.功能构成
如图4所示,在存储部700中,存储作为主处理(图5)而被执行的
主程序710。主程序710包括用于关于测定脉搏数750判定可靠性的第一
可靠性判定程序720以及第二可靠性判定程序730来作为子程序。
另外,在存储部700中,存储作为数据的测定脉搏数750、推测脉搏
数755、间距稳定度760、脉搏稳定度765和按用户推测脉搏表780。
5.处理的流程
图5是示出通过由处理部100读出在存储部700中存储了的主程序
710而在脉搏计1中被执行的主处理(生物体信息处理方法)的流程的流
程图。
最初,处理部100进行初始设定(步骤S800)。具体而言,将在主处
理中使用的各种运算参数(例如间距稳定度760、脉搏稳定度765)、存储
在存储部700中的测定脉搏数750和推测脉搏数755的值进行初始化。
接下来,处理部100确定与使用该脉搏计1的用户、即用户设定部
180设定了的被检者对应且在脉搏推测时应该参照的按用户推测脉搏表
780(步骤S802)。
接下来,处理部100取得脉波传感器10和体动传感器20的检测结果
(步骤S804)。
接下来,处理部100开始使用体动传感器20的检测结果来计算被检
者的间距的间距运算处理(步骤S806)<体动信息检测步骤>。
接下来,处理部100参照与被检者相对应的按用户推测脉搏表780,
根据间距运算部120计算出的被检者的间距推测脉搏数(步骤S808),将
所推测到的脉搏数作为推测脉搏数755存储在存储部700中。
接下来,处理部100开始使用脉波传感器10的脉波信号的检测结果
和体动传感器20的检测结果来测定被检者的脉搏数的脉搏数测定处理,
根据测定结果来计算脉搏数,将所计算出的脉搏数作为测定脉搏数750存
储在存储部700中(步骤S810)<生物体信息检测步骤>。
接下来,处理部100依照在存储部700中存储了的第一可靠性判定程
序720来进行测定脉搏数750的可靠性判定处理(步骤S850)。
图6是示出第一可靠性判定处理的流程的流程图。
最初,可靠性判定部160判定测定脉搏数750是否落在预定的范围内
(步骤S852)。此外,预定的范围表示所设想的脉搏数的范围,是预先设
定了的范围。此处,可靠性判定部160在判定为测定脉搏数750落在预定
的范围内的情况下(步骤S852中的“是”),取得脉波信号的SN值(步骤
S854)。
可靠性判定部160判定SN值是否满足预定的第一基准(步骤S856),
在判定为SN值满足预定的第一基准的情况下(步骤S856中的“是”),可
靠性判定部160判定为测定脉搏数750的可靠性“高”(步骤S858),结束
第一可靠性判定处理。
另外,当在步骤S852中判定为测定脉搏数750不落在预定的范围内
的情况下(“否”),或者当在步骤S856中判定为SN值不满足预定的第一
基准的情况下(“否”),可靠性判定部160判定为测定脉搏数750的可靠
性“低”(步骤S860),结束第一可靠性判定处理。
回到图5,处理部100判定在可靠性判定部160中是否评价为测定脉
搏数750的可靠性“高”(步骤S812)。
此处,在评价为测定脉搏数750的可靠性“低”的情况下(步骤S812
中的“否”),处理部100从存储部700取得作为被检者的脉搏数的推测脉
搏数755并显示于显示部300(步骤S820),前进到步骤S822。
另一方面,在评价为测定脉搏数750的可靠性“高”的情况下(步骤
S812中的“是”),处理部100从存储部700取得作为被检者的脉搏数的测
定脉搏数750并显示于显示部300(步骤S814)。
接下来,处理部100依照在存储部700中存储了的第二可靠性判定程
序730来进行测定脉搏数750的可靠性判定处理(步骤S880)。
图7是示出第二可靠性判定处理(可靠性判定步骤)的流程的流程图。
最初,可靠性判定部160判定SN值是否满足比第一基准更严格的第
二基准(步骤S882)。
此处,在判定为SN值满足第二基准的情况下(步骤S882中的“是”),
可靠性判定部160从存储部700取得稳定度判定部150判定了的脉搏稳定
度765,判定测定脉搏数750的稳定性(步骤S884)。
此处,测定脉搏数750在判定为稳定的情况下(步骤S886中的“是”),
可靠性判定部160从存储部700取得稳定度判定部150判定了的间距稳定
度760,来判定间距的稳定性(步骤S888)。
此处,间距在判定为稳定的情况下(步骤S888中的“是”),可靠性判
定部160判定为测定脉搏数750的可靠性“极高”(步骤S892),结束第二
可靠性判定处理。
另外,当在步骤S882中判定为SN值不满足第二基准的情况下
(“否”),或者当在步骤S886中判定为测定脉搏数750不稳定的情况下
(“否”),或者当在步骤S890中判定为间距不稳定的情况下(“否”),可
靠性判定部160不判定为测定脉搏数750的可靠性“极高”而结束处理。在
这种情况下,维持测定脉搏数750的可靠性“高”这样的判定结果。
回到图5,处理部100判定在可靠性判定部160中是否评价为测定脉
搏数750的可靠性“极高”(步骤S816)。
此处,当在可靠性判定部160中评价为测定脉搏数750的可靠性“极
高”的情况下(步骤S816中的“是”),根据间距与测定脉搏数750的关系
来更新按用户推测脉搏表780(步骤S818)<更新步骤>,前进到步骤S822。
另一方面,当在可靠性判定部160中不评价为测定脉搏数750的可靠
性“极高”的情况下(步骤S816中的“否”),前进到步骤S822。
在步骤S822中,处理部100判定是否结束主处理,在不结束主处理
的情况下(步骤S822中的“否”),回到步骤S804。
另一方面,在结束主处理的情况下(步骤S822中的“是”),处理部
100设定在下次的主处理执行时使用的按用户推测脉搏表780与初始值
(步骤S824),结束主处理。
根据以上叙述了的实施方式一,起到以下那样的效果。
(1)脉搏数的推测中使用的按用户推测脉搏表780针对每个被检者
而创建,根据使用而更新。因此,按用户推测脉搏表780具备随着被检者
使用脉搏计1而针对每个被检者考虑了不同的运动能力、使用状况的特征。
其结果,从按用户推测脉搏表780推测的每个被检者的脉搏数的推测精度
随着使用脉搏计1而提高。
(2)可靠性判定部160判定根据脉波传感器10检测到的脉波信号计
算出的测定脉搏数750的可靠性。作为判定的结果,在判定为极具有可靠
性的情况下,表更新部170根据被检者的间距与测定脉搏数750的关系来
更新按用户推测脉搏表780。因此,仅在测定脉搏数750能够信赖的情况
下,更新按用户推测脉搏表780,所以随着按用户推测脉搏表780的更新
而表值的可靠性提高,能够实现脉搏数的推测精度的提高。
(实施方式二)
接下来,参照图8~图12,说明本发明的实施方式二。此外,在以下
的说明中,针对已经说明了的部分相同的部分,附加相同符号而省略其说
明。
1.原理
应用本发明的生物体信息处理装置的脉搏计1根据通过脉波传感器
10检测的脉波信号来测定脉搏数。脉波信号为重叠被检者的搏动分量信号
与体动噪声分量信号而得到的信号。因此,脉搏计1根据从体动传感器20
输出的体动信号,从脉波信号中去除体动噪声分量信号,提取搏动分量信
号。脉搏计1根据所提取到的搏动分量信号来测定脉搏数。
具体而言,脉搏计1将例如FIR(FiniteImpulseResponse:有限冲激
响应)滤波器等数字滤波器构成为自适应滤波器,使用该自适应滤波器执
行从脉波信号中去除体动噪声分量的处理,来作为数字信号处理。脉搏计
1针对所提取到的搏动分量信号进行频率解析而确定搏动演示频谱,根据
该频率(或者周期)来测定脉搏数。作为频率解析,能够应用例如快速傅
立叶换FFT(FastFourierTransform)。
在本实施方式二中,设想在使用上述的方法的情况下难以测定脉搏数
的状况,使用由体动传感器20得到的被检者的测定结果来运算作为被检
者的体动信息之一的运动强度。脉搏计1使用运算出的运动强度来推测被
检者的脉搏数。
1-1.使用运动强度的脉搏数的推测
在本实施方式二中,脉搏计1使用加速度传感器来将被检者的检测加
速度为体动。另外,脉搏计1根据由加速度传感器检测到的加速度来计算
被检者的步调(间距),从而运算被检者的运动强度。关于间距的运算,
针对从加速度传感器输出的加速度信号进行预定的频率解析(例如FFT),
确定并提取与间距相当的频率分量,从而能够进行运算。关于上述的运算
方法的详细情况,例如公开在日本特开2004-81745号公报中。
接下来,脉搏计1基于预先确定的间距与脉搏数的对应关系,根据间
距来推测脉搏数。在本实施方式二中,设想参照表示间距与脉搏数的相关
关系的表来推测与间距对应的脉搏数的方式。
1-2.基于体动信号的行动判别
从体动传感器20所具备的加速度传感器得到的X轴、Y轴以及Z轴
这三轴的加速度数据包括被检者的动作的变化,通过适当选择参照的轴,
能够进行类似行动的判别。因此,脉搏计1从三轴中将针对每个预定期间
包括最大的动作的变化的轴确定为主轴,通过分析主轴的加速度数据、计
算出的间距,能够判别被检者的行动模式。
1-3.行动与脉搏数的关联
被检者的行动模式能够进行各种设想,针对每种行动模式而运动的强
度不同。因此,脉搏计1通过针对每种行动模式预定间距与脉搏数的相关
关系,能够高精度地推测脉搏数。
2.功能构成
图8是示出脉搏计1的功能构成的一个例子的框图。脉搏计1具备脉
波传感器10、体动传感器20、脉波信号放大电路部30、脉搏波形整形电
路部40、体动信号放大电路部50、体动波形整形电路部60、A/D
(Analog/Digital:模拟/数字)变换部70、处理部100、操作部200、显示
部300、通知部400、通信部500、时钟部600和存储部700。
脉波传感器10是计测安装有脉搏计1的被检者的脉波的传感器,构
成为具有例如光电脉波传感器。脉波传感器10将由于血流流入到身体组
织而产生的容积变化检测为脉波信号,并输出到脉波信号放大电路部30。
脉波信号放大电路部30是以预定的增益来放大从脉波传感器10输入
了的脉波信号的放大电路。脉波信号放大电路部30将放大了的脉波信号
输出到脉搏波形整形电路部40以及A/D变换部70。
脉搏波形整形电路部40是对通过脉波信号放大电路部30来放大了的
脉波信号进行整形的电路部,构成为具有去除高频的噪声分量的电路、或
限幅电路等。处理部100根据通过脉搏波形整形电路部40来整形了的脉
搏波形,判定有没有检测到脉波。
体动传感器20是用于捕捉安装有脉搏计1的被检者的动作的传感器,
在本实施方式二中,具有针对X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向的每个
方向检测加速度的加速度传感器。
体动信号放大电路部50是以预定的增益来放大从体动传感器20输入
了的体动信号的放大电路。体动信号放大电路部50根据通过体动波形整
形电路部60来对放大了的体动信号进行整形而得到的体动波形,判定有
没有检测到体动。
体动波形整形电路部60是对通过体动信号放大电路部50来放大了的
体动信号进行整形的电路部,构成为具有去除高频的噪声分量的电路、判
定重力加速度分量及其以外的分量的电路、或限幅电路等。处理部100根
据通过体动波形整形电路部60来整形了的体动波形,判定有没有检测到
体动。
A/D变换部70针对通过脉波信号放大电路部30来放大了的模拟形式
的脉波信号、通过体动信号放大电路部50来放大了的模拟形式的体动信
号,分别以预定的采样时间间隔进行采样以及数字化,并变换成数字信号。
A/D变换部70将变换了的数字信号输出到处理部100。
处理部100具有依照在存储部700中存储了的系统程序等各种程序来
集中地控制脉搏计1的各部部的功能,具备CPU(CentralProcessingUnit:
中央处理器)等处理器。处理部100依照在存储部700中存储了的主程序
710来进行主处理,进行测定/推测安装有脉搏计1的被检者的脉搏数并显
示于显示部300的控制。
处理部100作为主要的功能部,具有脉搏数测定部110、行动分析部
115、间距运算部120、脉搏数推测部130、显示控制部140、信号状态取
得部155和可靠性判定部160。
脉搏数测定部110使用从A/D变换部70输入了的体动信号(体动数
据)来从脉波传感器10检测到的脉波信号(脉波数据)中去除体动噪声
分量,使用所提取到的搏动分量(搏动数据)来计算作为生物体信息之一
的脉搏数。将计算出的脉搏数作为测定脉搏数750存储在存储部700中。
此外,脉搏数测定部110相当于检测作为生物体信息的脉搏数的生物体信
息检测部。
行动分析部115通过解析从A/D变换部70输入了的体动信号,来从
体动信号中提取表示体动的加速度的加速度数据,根据提取到的加速度数
据、间距运算部120计算的间距,分析被检者的行动(活动信息)。在本
实施方式二中,行动分析部115根据分析了的结果,作为被检者的行动,
判定是“走”、“跑”、“体操”以及“其他”中的哪一个。此处,“体操”表示伴
随着脉搏上升的非周期性运动,“其他”表示不伴随着脉搏上升的动作。此
外,行动分析部115相当于活动信息导出部。
间距运算部120使用从A/D变换部70输入了的体动信号来运算作为
被检者的体动信息之一的间距。此外,间距运算部120相当于检测与被试
验者的动作相关的体动信息的体动信息检测部。此外,体动信息检测部检
测的对象不限定于间距,还能够设想提取其他参数的方式。
脉搏数推测部130通过使用间距运算部120运算出的间距来推测脉搏
数(推测生物体信息)。在本实施方式二中,脉搏数推测部130参照与被
检者的行动相对应的按行动分类脉搏推测表780,取得与由间距运算部120
计算出的间距对应的脉搏数。这样取得了的脉搏数在存储部700中被存储
为推测脉搏数755。此外,脉搏数推测部130相当于推测部。
在本实施方式二中,在按行动分类脉搏推测表780中,用于根据间距
来推测脉搏数的数值数据与被检者的行动关联起来地存储在存储部700
中,脉搏数推测部130从存储部700取得与被试验者的行动相对应的按行
动分类脉搏推测表780。图9示出步行时、奔跑时以及体操时的脉搏推测
表的一个例子。
在步行时以及奔跑时的情况下,在按行动分类脉搏推测表780中,记
载了间距与脉搏数的关系。另外,作为1分钟左右的一定时间的平均间距,
步行时的间距设想为90次/分钟以上且低于140次/分钟,奔跑时的间距设
想为140次/分钟以上。另外,步行时的间距幅度设为6次/分钟,奔跑时
的间距幅度设为3次/分钟,从而将步行时的间距幅度设定为比奔跑时的间
距幅度大。
另外,在体操时的情况下,在按行动分类脉搏推测表780中,记载了
依次累积根据十几秒量的体动信号计算出的加速度数据的差分而得到的
加速度强度以及脉搏数的关系。在本实施方式二中,将加速度强度在800
以上24000以下的范围内分成8份,记载了与各范围对应的脉搏数。
回到图8,脉搏数推测部130参照与行动分析部115判定了的行动对
应的按行动分类脉搏推测表780,取得与关注的间距、加速度的强度对应
的脉搏数,将所取得的脉搏数设为推测脉搏数755。
另外,关于脉搏数推测部130,还能够设想无论在行动分析部115判
定了的行动是哪一种的情况下,都将根据间距推测到的脉搏数设为目标脉
搏数,进行在随着时间经过而逐渐接近于目标脉搏数的过渡状态下的脉搏
数的推测的方式。此外,过渡状态是指从某个状态转变到其他状态的中途
阶段的状态,在本实施方式二中,设想安装有脉搏计1的被检者进行运动
的状况,能够将运动开始→运动中以及运动中→运动结束这两种状态转变
考虑为过渡状态。
在运动开始→运动中的过程中,如果被检者开始运动,则间距急剧上
升。与此相伴地,脉搏数以较迅速地增加并落在运动时的最大脉搏数的方
式变化。另外,在运动中→运动结束的过程中,如果被检者结束运动,则
间距急剧降低。与此相伴地,脉搏数缓缓地降低。具体而言,即使结束运
动,脉搏数也不立即下降,而是在经过一定时间后开始急剧降低。其后,
脉搏数的降低速度再次变迟缓,最终落在比安静时脉搏数稍高的值。
这样可知,在运动开始→运动中的状态和运动中→运动结束的状态
下,脉搏数的时间变化的倾向不同。因此,能够分别设想两种情况,定义
根据时刻的经过而脉搏数以及间距转变的脉搏数推测模型,选择与状态相
对应的模型而推测在过渡状态下的脉搏数。
此外,过渡状态下的脉搏数的详细的推测方法例如公开在日本特开
2012-232010号公报中。
显示控制部140根据可靠性判定部160的判定结果来在显示部300
中显示控制脉搏数的测定/推测结果。即,在可靠性判定部160针对脉搏数
测定部110的测定结果判定为可靠性高的情况下,从存储部700取得作为
输出信息的测定脉搏数750,并作为被检者的脉搏数显示在显示部300中。
另一方面,在可靠性判定部160针对脉搏数测定部110的测定结果判定为
可靠性低的情况下,从存储部700取得作为输出信息的推测脉搏数755,
并作为被检者的脉搏数显示在显示部300中。此外,显示控制部140相当
于确定显示测定脉搏数750或者推测脉搏数755的哪一个的确定部。
信号状态取得部155根据针对脉波信号进行频率解析而得到的结果,
取得所检测到的脉波信号以及表示在这些信号中包含的噪声分量的含有
关系的噪声含有信息。在本实施方式二中,设想作为噪声含有信息而采用
表示脉波信号中包含的噪声的比率(S/N)的SN值770的方式,但不限
定于此,例如还能够设想采用在对脉波信号进行快速傅立叶换FFT的情况
下的脉波信号与噪声的比率(MN比),根据MN比的连续性、与预测值
的变动性来判定可靠性的高低的方式。信号状态取得部155取得的SN值
770存储在存储部700中,被可靠性判定部160参照。
SN值由Pmax/N(其中,Pmax表示基线频谱Pmax的大小,N表示
基线频谱N的大小)来定义。关于SN值770的检测方法,例如在通过针
对各信号进行快速傅立叶换FFT而得到的基线频谱中,将从最大的基线频
谱Pmax数起而具有第10名的大小的基线频谱N设为噪声分量的基线频
谱的代表。将具有第10名的大小的基线频谱N设为噪声分量的基线频谱
的代表是由于根据在此之前的实验,该第10名的基线频谱是噪声的概率
高。另外,SN值770采用最大的基线频谱Pmax的大小与基线频谱N的
大小的比率的值。
此外,在上述的例子中,将从最大的基线频谱Pmax数起而具有第10
名的大小的基线频谱N设为噪声分量的基线频谱的代表,但本发明不限定
于此,也可以将其他基线频谱、例如第7名的基线频谱设为噪声分量的代
表。
可靠性判定部160根据作为预定基准而由信号状态取得部155取得的
SN值770,判定针对测定脉搏数750的可靠性的高低。即,可靠性判定部
160根据测定脉搏数750是否进入到所设想的范围内的判定、由信号状态
取得部155取得的SN值770是否超过预定基准的判定,判定测定脉搏数
750的可靠性是“高”还是“低”。即,判定测定脉搏数750是否满足与可靠
性相关的预定条件。在本实施方式二中,根据该判定结果,确定作为被检
者的脉搏数显示于显示部300的脉搏数。
此外,在本实施方式二中,关于SN值770的判定基准,作为预定基
准而采用“0.5”,但不限定于该值。
另外,由可靠性判定部160实施的判定不限定于记载了的组合,能够
设想还包括MN比的判定地组合了各种判定的方式。
操作部200是构成为具有按钮开关等的输入装置,将被按下了的按钮
的信号输出到处理部100。通过该操作部200的操作,来进行脉搏的测定
指示等的各种指示输入。操作部200相当于图1的操作按钮5。
显示部300构成为具有作为输出部之一的LCD(LiquidCrystal
Display:液晶显示器)等,是进行基于从处理部100输入的显示信号的各
种显示的显示装置。在显示部300中,显示各种生物体信息(脉搏数、运
动强度等)。显示部300相当于图1的液晶显示器4。
通知部400构成为具有扬声器、和压电振子等,是进行基于从处理部
100输入的通知信号的各种通知的通知装置。通知部400例如通过从扬声
器输出报警声,或者使压电振子振动,来进行向被检者的各种通知。
通信部500是用于依照处理部100的控制在个人计算机(PC(Personal
Computer))等外部的信息处理装置之间发送接收装置内部中被利用的信
息的通信装置。作为该通信部500的通信方式,能够应用经由以预定的通
信规格为标准的电缆而有线连接的形式、经由被称为底座的兼用作充电器
的中间装置而连接的形式、利用近距离无线通信而无线连接的形式等各种
方式。
此外,还能够设想将通知部400、通信部500作为输出部并通过声音
输出各种生物体信息的方式、针对信息处理装置发送的方式。
时钟部600构成为具有晶体振荡子以及由振荡电路构成的晶体振荡
器等,是对脉搏计1的时刻进行计时的计时装置。时钟部600的计时时刻
被随时输出到处理部100。
存储部700通过ROM(ReadOnlyMemory:只读存储器)、或闪存
ROM、和RAM(RandomAccessMemory:随机存取存储器)等存储装置
来构成,存储脉搏计1的系统程序、或用于实现脉搏数测定/推测功能、运
动强度测定功能这样的各种功能的各种程序、数据等。另外,存储部700
具有临时地存储各种处理的处理过程中的数据、处理结果等的工作区。
3.功能构成
如图8所示,在存储部700中,存储作为主处理(图10)而被执行
的主程序710。主程序710包括在行动分析部115中用于分析行动的行动
分析程序722、以及在测定脉搏数750中用于判定可靠性的可靠性判定程
序724作为子程序。
另外,在存储部700中,存储作为数据的测定脉搏数750、推测脉搏
数755、SN值770和按行动分类脉搏推测表780。
4.处理的流程
图10是示出在通过由处理部100来读出在存储部700中存储了的主
程序710来在脉搏计1中执行的主处理(生物体信息处理方法)的流程的
流程图。
最初,处理部100进行初始设定(步骤S1800)。具体而言,将在主
处理中使用的各种运算参数、存储于存储部700中的测定脉搏数750、推
测脉搏数755和SN值770等值进行初始化。
接下来,处理部100取得脉波传感器10和体动传感器20的检测结果
(步骤S1802)。
接下来,处理部100依照在存储部700中存储了的行动分析程序722,
进行被检者的行动分析处理(步骤S1830)。
图11是示出行动分析处理(活动信息导出步骤)的流程的流程图。
最初,行动分析部115解析体动信号而提取表示体动的加速度的加速
度数据,并判定加速度数据有无周期性(步骤S1832)。
在本实施方式二中,加速度数据的周期性的判定针对在整个预定时间
内的加速度数据进行快速傅立叶换(FFT)处理,从加速度数据的FFT处
理的结果中取出频率分量。此处,如果从频率分量中提取到作为体动信号
有效的频率分量,则,加速度呈现周期性,判定为有周期性。另一方面,
如果没有提取到作为体动信号有效的频率分量,则判定为无周期性。
作为判定的结果,在判定为加速度数据有周期性的情况下(步骤
S1834中的“是”),行动分析部115取得间距的大小(步骤S1836)。在本
实施方式二中,根据作为体动信号有效的频率分量的频率来计算加速度的
周期,根据与周期相对应的振动数来计算间距,作为每分钟的步数(平均
步调)。
接下来,行动分析部115将计算出的间距与预定的基准值进行比较
(步骤S1838),在计算出的间距大于预定的基准值的情况下(“是”),行
动分析部115判定为被试验者的行动是“奔跑(跑步)”(步骤S1840),结
束行动分析处理。
另一方面,在计算出的间距不大于预定的基准值的情况下(步骤
S1838中的“否”),行动分析部115判定为被试验者的行动是“步行(行走)”
(步骤S1842),结束行动分析处理。
另外,作为在步骤S1832中判定有无周期性的结果,在判定为加速
度数据没有周期性的情况下(步骤S1834中的“否”),行动分析部115针
对加速度数据进行功率频谱解析(步骤S1844)。
在本实施方式二中,针对对加速度数据进行FFT处理而取得的每个
频率分量,计算该频率分量具有的功率,并生成功率频谱。此外,功率频
谱表示相对于加速度数据具有的能量(功率)的总和的每个频带的信号强
度(频谱值)。
接下来,行动分析部115在所生成了的功率频谱中,判定落在预定强
度、即功率的最大值的预定的比例以内的频率分量的出现次数是否多于基
准数(步骤S1846),在出现次数为基准数以下的情况下(步骤S1846中
的“否”),行动分析部115判定为被试验者的行动是“体操”(步骤S1848),
结束行动分析处理。
另一方面,在出现次数多于基准数的情况下(步骤S1846中的“是”),
行动分析部115将被试验者的行动判定为“其他”(步骤S1850),结束行动
分析处理。
此外,在本实施方式二中,作为行动模式,识别“步行”、“奔跑”、“体
操”,将它们以外的行动模式分类为“其他”,但不限定于该分类。例如,
还能够设想根据功率频谱的噪声分量,进一步识别作为伴随着脉搏上升的
非周期性运动的“自行车”的方式。
回到图10,处理部100取得行动分析处理的结果,并在判定为被检
者的行动是“奔跑”或者“步行”的情况下(步骤S1804中的“是”),根据体动
传感器20的输出信号来计算间距(步骤S1810)<体动信息检测步骤>。
接下来,处理部100参照与图9所示的“步行”以及“奔跑”中的某一个
对应的按行动分类脉搏推测表780,根据间距来对推测脉搏数755进行推
测(步骤S1812),前进到步骤S1816。
另一方面,在判定为被检者的行动不是“奔跑”以及“步行”中的任一个
(步骤S1804中的“否”)而是“体操”的情况下(步骤S1806中的“是”),处
理部100参照与图9所示的“体操”对应的按行动分类脉搏推测表780,根
据加速度的强度对推测脉搏数755进行推测(步骤S1808),前进到步骤
S1816。
另外,在判定为被检者的行动是“其他”的情况下(步骤S1806中的
“否”),将在上次的测定处理中作为被检者的脉搏数而显示了的值(上次
值)设为推测脉搏数755(步骤S1814),前进到步骤S1816。此外,虽然
省略图示,但还能够设想预先创建与“其他”对应的按行动分类脉搏推测表
780,对与“其他”对应的对推测脉搏数755进行推测的方式。
在步骤S1816中,处理部100开始使用脉波传感器10的脉波信号的
检测结果以及体动传感器20的检测结果来测定被检者的脉搏数的脉搏数
测定处理,并根据测定结果计算脉搏数<生物体信息检测步骤>,将计算出
的脉搏数作为测定脉搏数750存储在存储部700中。
接下来,处理部100进行针对测定脉搏数750的可靠性判定处理(步
骤S1860)。
图12是示出可靠性判定处理(可靠性判定步骤)的流程的流程图。
最初,可靠性判定部160判定测定脉搏数750是否落在预定的范围内
(步骤S1862)。此外,预定的范围表示所设想的脉搏数的范围,是预先
设定了的范围。此处,可靠性判定部160在判定为测定脉搏数750落在预
定的范围内的情况下(步骤S1862中的“是”),取得脉波信号的SN值770
(步骤S1864)。
可靠性判定部160判定SN值770是否满足预定的基准(步骤S1866),
在判定为SN值770满足预定的基准的情况下(步骤S1866中的“是”),可
靠性判定部160判定为测定脉搏数750的可靠性“高”(步骤S1868),结束
可靠性判定处理。
另外,当在步骤S1862中判定为测定脉搏数750不落在预定的范围
内的情况下(“否”),或者当在步骤S1866中判定为SN值770不满足预定
的基准的情况下(“否”),可靠性判定部160判定为测定脉搏数750的可
靠性“低”(步骤S1870),结束可靠性判定处理。
回到图10,处理部100判定在可靠性判定部160中是否评价为测定
脉搏数750的可靠性“高”(步骤S1818)<确定步骤>。
此处,当在可靠性判定部160中评价为测定脉搏数750的可靠性“高”
的情况下(步骤S1818中的“是”),处理部100作为被检者的脉搏数从存
储部700取得测定脉搏数750并显示于显示部300(步骤S1820)<输出步
骤>,前进到步骤S1824。
另一方面,在评价为测定脉搏数750的可靠性“低”的情况下(步骤
S1818中的“否”),处理部100作为被检者的脉搏数从存储部700取得推测
脉搏数755并显示于显示部300(步骤S1822),前进到步骤S1824。
在步骤S1824中,处理部100将已在显示部300显示的脉搏数保持
为上次值。接下来,处理部100判定是否结束主处理(步骤S1826)。在
不结束主处理的情况下(步骤S1826中的“否”),回到步骤S1802。
另一方面,在结束主处理的情况下(步骤S1826中的“是”),结束主
处理。
根据以上叙述了的实施方式二,起到以下那样的效果。
(1)按行动分类创建在脉搏数的推测中使用的按行动分类脉搏推测
表780,行动分析部115分析被检者的行动,并确定要应用的按行动分类
脉搏推测表780。因此,参照与被检者的行动相对应的按行动分类脉搏推
测表780来对推测脉搏数755进行推测,所以能够提高推测脉搏数755的
推测精度。
(2)可靠性判定部160判定根据脉波传感器10检测到的脉波信号计
算出的测定脉搏数750的可靠性,在判定为可靠性高的情况下,将测定脉
搏数750作为被检者的脉搏数来显示,在判定为可靠性低的情况下,将推
测脉搏数755作为被检者的脉搏数来显示。因此,在由于某些理由而没有
正确地测定测定脉搏数750的情况下,也显示推测脉搏数755,所以能够
提高脉搏计1的便利性以及可靠性。
(实施方式三)
接下来,参照图13~图16,说明本发明的实施方式三。
(原理)
应用本发明的生物体信息处理装置的脉搏计1利用捕捉了通过脉波
传感器10检测到的血流量的变化的信号(之后,称为血流量信号)来计
算被试验者的脉搏数。血流量的变化受到脉搏的搏动、被试验者的间距、
胳膊的摆动等体动的影响。因此,血流量信号为重叠被试验者的搏动分量
信号与体动分量信号而得到的信号。脉搏计1利用从体动传感器20输出
的体动信号,从血流量信号中去除体动分量信号,提取搏动分量信号。
具体而言,脉搏计1例如将FIR(FiniteImpulseResponse:有限冲激
响应)滤波器等数字滤波器构成为自适应滤波器,作为数字信号处理,执
行使用该自适应滤波器来从血流量信号中去除体动噪声分量的处理。进
而,脉搏计1针对所提取到的搏动分量信号进行频率分解处理,提取每个
频带的信号强度值(频谱值)。频率分解处理能够应用例如快速傅立叶换
FFT(FastFourierTransform)。脉搏计1根据提取到的信号强度值来确定
与被试验者的脉波相当的频率频谱,根据该频率(或者周期)求出脉搏数。
脉搏计1以预定时间间隔(例如1秒到5秒钟隔)计算脉搏数。在之后的
说明中,将如上所述计算出的脉搏数称为“测定脉搏数”。
脉搏计1将对测定脉搏数进行测定而得到的结果作为脉搏数显示于
显示面板4,并通知给被试验者。但是,脉搏计1有时计算与被试验者的
实际的脉搏数背离了的测定脉搏数。这是由于,根据在外部气温低的环境
中的测定、或在被试验者突然开始运动时的测定等测定时的状态,而有时
引起人体的体表中的血液循环恶化。在这样的情况下,血流量信号变弱,
所以血流量信号的信息量减少,自适应滤波器处理、频率分解处理的计算
精度降低,从而对测定脉搏数的准确性造成影响。在所计算出的测定脉搏
数与被试验者的实际的脉搏数相背离的情况下,所得到的测定脉搏数是异
常值,将该值通知给被试验者是不适当的。因此,判定测定脉搏数是否适
当,在不适当的情况下,脉搏计1需要将适当的脉搏数通知给被试验者。
(运动状况变化时的脉搏数计算处理)
使用图13,来说明被试验者的运动状况变化时的测定脉搏数的计算
处理。
图13是示出限定条件下的运动状况变化时的脉搏数的图表。限定条
件是指分析测定脉搏数与被试验者的实际的脉搏数不同的现象、筛选并导
出为了产生该现象所需的被试验者的状态、行动以及动作等的条件。例如,
是被试验者的血流量检测性程度、运动开始前的脉搏数、运动刚开始之后
的脉搏数、和运动的类别等条件。通过这些限定条件,在被试验者的实际
的脉搏数与被试验者的动作的周期之间产生特定的关系的情况下,产生该
现象的可能性高。图13的图表是其一个例子,是将限定条件应用于实际
的被试验者而使其再现为该现象时的数据。此外,上述的限定条件根据预
先累积了的多个被试验者的实验数据来分析并导出。
图13中的图表的横轴是经过时间(分),纵轴是脉搏数(bpm)(beats
perminute:每分钟心跳次数)或者间距的值(步/分)。被试验者在0分钟
的定时下开始运动(跑步),并在经过时间2分钟的期间内持续跑步。脉
搏计1在该期间内,针对每个预定时间间隔,计测并计算被试验者的实际
的脉搏数、测定脉搏数、推测脉搏数(后述)和间距,绘制为实际的脉搏
数L1(实线)、测定脉搏数L2(单点划线)、推测脉搏数L3(虚线)、间
距L4(双点划线)。此外,测定脉搏数L2在0分钟~0.2分钟的期间,表
示与实际的脉搏数L1接近的值,超过0.2分钟直到0.4分钟为止的单点划
线中断了的部分表示由于噪声的影响等而无法计算。
如间距L4所示可知,在0分钟~2分钟之间,被试验者在间距的值
为180~200(步/分)的范围内以稳定的速度进行跑步。实际的脉搏数L1
在运动开始时,约为80bpm,在经过2分钟后,缓缓地增加到约165bpm。
测定脉搏数L2在运动开始时约为80bpm,在直到0.2分钟之前,以描绘
与实际的脉搏数L1接近的曲线的方式增加,当超过0.4分钟之后,下降
到约90bpm,直到达到2分钟为止,约为90bpm~100bpm的范围的值。
测定脉搏数L2在0.4分钟~2分钟之间为与实际的脉搏数L1较大地偏离
的值,很难说计算出了适当的脉搏数。
说明直到将测定脉搏数L2计算为不适当的值之前的经过。首先,从
通过脉波传感器10检测到的血流量信号中去除体动信号分量。关于体动
信号分量,由于是间距L4所示的周期性的动作,所以作为频率分量,是
180~200(步/分)的分量。从血流量信号中去除180~200(步/分)的频
率分量与受该频率分量影响而出现的约一半的90~100(步/分)的频率分
量等,应该是作为主要的分量而残留搏动分量信号。但是,搏动分量信号
在约80bpm~160bpm之间以增加倾向变化,所以周期不稳定。
进而,还存在伴随着被试验者突然开始运动的体表的血液循环的恶化
等影响,搏动分量信号不呈现为能够判别为主要的分量那样强的频谱值。
另外,在这样的状况下,在体动信号分量的约一半的频率分量即90~100
(步/分)附近残留无法完全去除的信号分量,以较强的频谱值出现。在运
动开始时,测定脉搏数L2从约80bpm起增加,所以将90~100(步/分)
把握为搏动信号分量的继续,而计算为测定脉搏数。在这样的经过中,测
定脉搏数L2在0.4分钟~2.0分钟内,计算为90bpm~100bpm。另外,当
在体动信号分量的一半的分量与变化的搏动信号分量的频谱值的强度中
差异少的情况下,如0.2分钟~0.4分钟的测定脉搏数L2所示,有时产生
无法确定脉搏数这样的结果。
这样,有时计算出不适当的测定脉搏数L2,因此需要判定测定脉搏
数适当还是不适当。
接下来,说明关于测定脉搏数是否适当的判定。
关于测定脉搏数是否适当,通过第一判定部以及第二判定部来进行判
定。第一判定部在根据测定脉搏数和根据被试验者的体动信息而推测的脉
搏数的差异与预定的允许范围相偏离的情况下,判定为是不适当的测定脉
搏数的可能性高。关于第二判定部,在频率分解处理中,如果测定脉搏数
的信号分量与其以外的频率分量之比的值低于预定的阈值,则设为不适当
的测定脉搏数的可能性高。此外,将第一判定部中的、根据体动信息推测
的脉搏数称为“推测脉搏数”,将预定的允许范围称为“窗口(ウィンドウ)”。
另外,将第二判定部中的、被判定为测定脉搏数的信号分量(Signal:信
号)与它以外的频率分量(Noise:噪音)之比的值称为“SN比(Signalto
Noiseratio:信噪比)”。
(推测脉搏数的计算)
推测脉搏数是使用被试验者的体动信息来计算的脉搏数,基于根据运
动等物理行动求出的物理运动强度与在被试验者中出现的脉搏数的相关
关系来求出。物理运动强度的尺度作为优选例,是被试验者的间距(步/
分)。间距如上所述,根据由体动传感器20检测到的加速度来运算,针对
每单位时间(例如1秒到5秒钟隔)来进行计算。根据间距计算推测脉搏
数的方法例如公开在日本特开2012-232010号公报中。实际的脉搏数在运
动时,以从运动开始前的脉搏数起较迅速地增加而在被试验者的间距持续
时落在一定的脉搏数(目标脉搏数)的方式变化。目标脉搏数根据间距的
值通过近似式来运算。
在被试验者的运动开始时,应用运动开始模型的推测脉搏数的计算。
随着运动开始后的经过时间变长,脉搏数按对数函数地增加并逐渐接近于
目标脉搏数的方式被定式化。也就是说,运动开始时的推测脉搏数从运动
开始前的脉搏数变化到目标脉搏数,能够作为与其经过时间相对应的脉搏
数来求出。
另外,在运动结束时,应用运动结束模型的推测脉搏数的计算。推测
脉搏数能够被定义为从目标脉搏数S形地减少到运动结束后的脉搏数的
运算式并进行计算。也就是说,运动结束时的推测脉搏数从目标脉搏数变
化到运动结束后的脉搏数,能够作为与其经过时间相对应的脉搏数来求
出。
被试验者不处于运动开始时或运动结束时的时候是指安静时或者除
了运动开始时与运动结束时的运动过程中。在这样的情况下,根据间距求
出的目标脉搏数成为推测脉搏数。
此外,目标脉搏数是根据间距的值通过近似式来运算的,但也可以根
据针对每个被试验者创建了的间距与目标脉搏数的相关表来导出。详细地
说,间距与目标脉搏数的相关表是添加被试验者的运动能力、运动时的状
态等信息而创建的。进而,也可以根据所计测到的被试验者的运动与脉搏
数的最新的信息,按需要来更新相关表。这样通过使用添加了被试验者的
运动能力、运动时的状态的目标脉搏数,能够针对被试验者的实际的脉搏
数而计算精度高的推测脉搏数。
另外,目标脉搏数也可以根据分析行动模式而生成了的间距与目标脉
搏数的相关表来导出。详细地说,使用添加针对每个行动模式(步行、跑
步等)而不同的运动强度而创建了的间距与目标脉搏数的相关表。该相关
表是使用预先累积了的实验数据来统计地分析并生成的。分析从体动传感
器20取得的体动信息,确定被试验者的行动模式。使用与被试验者的行
动模式相当的相关表,根据间距取得目标脉搏数。通过这样确定行动模式
而取得目标脉搏数,能够计算基于与行动模式相对应的运动强度的精度高
的推测脉搏数。
(窗口处理)
接下来,说明用作第一判定部的判定单元的窗口。
窗口是被试验者的实际的脉搏数存在的可能性高的范围。推测脉搏数
是根据体动信息推测到的脉搏数,使被试验者的实际的脉搏数准确地一致
是困难的。因此,在推测脉搏数的高低方向上,设置被试验者的实际的脉
搏数存在的可能性高的窗口宽度。判别所计算出的测定脉搏数是否处于窗
口宽度内,判定测定脉搏数适当还是不适当。窗口宽度相对于推测脉搏数
而具有一定的范围即可,例如也可以固定窗口宽度而设为±10次等。另外,
作为其他例子,也可以构成为在间距与目标脉搏数的相关表中,针对每个
间距储存窗口宽度的值。
(窗口处理的应用)
图14是示出窗口处理的应用的图表,摘录图13所示的图表的一部分
来进行说明。与图13同样地,绘制实际的脉搏数L1(实线)、测定脉搏
数L2(单点划线)、推测脉搏数L3(虚线)。另外,针对所计算出的测定
脉搏数以及推测脉搏数,在各自的每个计算定时,用黑圆绘制测定脉搏数
并用黑四边形绘制推测脉搏数。从推测脉搏数起高低地延伸的箭头表示窗
口宽度。此处,固定窗口宽度而设为±10次。
测定脉搏数L2在0.4分钟~2.0分钟的期间,计算为80bpm~100bpm,
与此相对地,推测脉搏数L3随着时间经过,在描绘山形的曲线的同时逐
渐接近于脉搏数170次的附近。推测脉搏数L3在经过时间0分钟~2.0分
钟的期间,是与实际的脉搏数L1大致相同倾向的曲线形状,示出相比测
定脉搏数L2更接近于实际的脉搏数L1的数值。
在推测脉搏数L3的窗口宽度中,在0.4分钟~2.0分钟的期间,不包
括测定脉搏数L2。因此,测定脉搏数L2被判定为是不适当的脉搏数的可
能性高。
这样,使用基于根据体动信息推测到的推测脉搏数的窗口,能够判定
所计算出的测定脉搏数是否适当。
(SN比的计算)
接下来,说明用作第二判定部的判定单元的SN比。
SN比是被判定为测定脉搏数的信号分量(Signal)、与它以外的频率
分量(Noise)之比的值,是表示所计算出的测定脉搏数的可靠性的尺度。
随着SN比的值变大,所计算出的测定脉搏数的可靠性也变高。SN比的
计算例如如下进行。
对所检测到的血流量信号进行数字信号处理,针对提取到的搏动分量
信号进行频率分解处理。然后,选择频谱值为最大的基线,将该基线设为
测定脉搏数分量的基线。另外,将排除了成为最大的基线的附近预定范围
中包含的基线的基线中的、例如频谱值第二大的基线选择为噪声基线。
然后,使用测定脉搏数分量的基线的频谱值Ps与噪声基线的频谱值
Pn,将Ps除以Pn来计算SN比。
在频谱值大的基线混在一起而难以区分信号分量与噪声分量的状况
下,根据频率分解处理的结果计算的测定脉搏数的可靠性降低。在这样的
状况下,SN比存在变小的倾向。因此,预先确定相对于SN比的阈值Pr,
设为在SN比超过阈值Pr的情况下,所计算出的测定脉搏数的可靠性高。
阈值Pr是根据在通过所累积了的实验数据而得到所计算出的测定脉搏数
与实际的脉搏数接近的结果时的SN比的值、通过统计的分析结果来计算
的。
另外,通过使阈值Pr在预定的范围内变动,也能够使测定脉搏数的
可靠性判定变严或者变松。在使可靠性判定变严的情况下,与变松的情况
相比,将阈值Pr设定得更大。此外,阈值Pr相当于预定的基准值。
(功能构成)
图15是示出脉搏计的功能构成的一个例子的框图。脉搏计1构成为
具备脉波传感器10、体动传感器20、脉波信号放大电路部30、脉搏波形
整形电路部40、体动信号放大电路部50、体动波形整形电路部60、A/D
(AnalogtoDigital)变换部70、处理部100、操作部200、显示部300、
通知部400、通信部500、时钟部600和存储部700。
脉波传感器10是计测安装有脉搏计1的被试验者的脉波的传感器,
构成为具有例如光电脉波传感器。脉波传感器10将由于血流流入到身体
组织而产生的容积变化检测为脉波信号,并输出到脉波信号放大电路部
30。
脉波信号放大电路部30是以预定的增益来放大从脉波传感器10输入
了的脉波信号的放大电路。脉波信号放大电路部30将放大了的脉波信号
输出到脉搏波形整形电路部40以及A/D变换部70。
脉搏波形整形电路部40是对通过脉波信号放大电路部30来放大了的
脉波信号进行整形的电路部,构成为具有去除高频的噪声分量的电路、限
幅电路等。处理部100根据通过脉搏波形整形电路部40来整形了的脉搏
波形,判定有没有检测到脉波。
体动传感器20是用于捕捉安装有脉搏计1的被试验者的动作的传感
器,构成为具有例如加速度传感器等。
体动信号放大电路部50是以预定的增益来放大从体动传感器20输入
了的体动信号的放大电路。体动信号放大电路部50将放大了的体动信号
输出到体动波形整形电路部60以及A/D变换部70。
体动波形整形电路部60是对通过体动信号放大电路部50来放大了的
体动信号进行整形的电路部,构成为具有去除高频的噪声分量的电路、判
定重力加速度分量及其以外的分量的电路、限幅电路等。处理部100根据
通过体动波形整形电路部60来整形了的体动波形,判定有没有检测到体
动。
A/D变换部70针对通过脉波信号放大电路部30来放大了的模拟形式
的脉波信号、通过体动信号放大电路部50来放大了的模拟形式的体动信
号,分别以预定的采样时间间隔进行采样以及数字化,并变换成数字信号。
然后,将变换了的数字信号输出到处理部100。
处理部100是依照在存储部700中存储了的控制程序等各种程序来集
中地控制脉搏计1的各部的控制装置以及运算装置,构成为具有CPU
(CentralProcessingUnit)、DSP(DigitalSignalProcessor:数字信号处理
器)等处理器。处理部100依照在存储部700中存储了的脉搏数计算程序
732来进行脉搏数计算处理,进行测定并推测安装有脉搏计1的被试验者
的脉搏数、确定适合作为被试验者的脉搏数的脉搏数并显示于显示部300
的控制。
处理部100作为功能部,具有例如脉搏数测定部(测定脉搏数计算部)
110、间距运算部120、推测脉搏数计算部132、窗口设定部134、窗口处
理判定部136、SN比计算部142、SN判定部144、脉搏数确定部146、和
显示控制部148。其中,这些功能部只不过是一个例子,也可以不一定将
全部的功能部设为必要构成要件。
测定脉搏数计算部110根据通过脉波传感器10计测到的血流量信号
来计算测定脉搏数。详细地说,测定脉搏数计算部110从经由A/D变换部
70而输入了的血流量信号中去除体动噪声分量,提取搏动分量信号。测定
脉搏数计算部110针对搏动分量信号进行频率分解处理,分析各频率的信
号强度值确定与脉波相当的频率频谱。测定脉搏数计算部110根据脉波的
频率频谱的频率来计算脉搏数(测定脉搏数)。此外,测定脉搏数计算部
110相当于根据被试验者的生物体信息来检测测定脉搏数的检测部。
间距运算部120根据通过体动传感器20来计测到的体动信号来计算
作为体动信息的间距。详细地说,在从A/D变换部70输入了的体动信号
(体动数据)中提取周期性的体动信号的频率频谱,根据该频率频谱的频
率来运算间距。
推测脉搏数计算部132具有逐渐收敛推测部(未图示),该逐渐收敛
推测部使用间距来求出目标脉搏数,以随着时间经过从通过测定脉搏数计
算部110在运动状况变化前测定到的脉搏数逐渐接近于目标脉搏数的方式
推测求出脉搏数。另外,目标脉搏数根据将间距与目标脉搏数的关系对应
起来了的被试验者目标脉搏数表格748、或者按行动分类目标脉搏数表格
752来求出。
窗口设定部134设定窗口处理判定部136使用推测脉搏数755来判定
测定脉搏数734是否适当的窗口宽度742。窗口宽度742是预先设定了的
固定值,但既可以针对每个目标脉搏数来设定窗口宽度742,另外,也可
以通过运算式等来导出。
窗口处理判定部136使用通过窗口设定部134来设定了的窗口,判定
通过测定脉搏数计算部110计算出的测定脉搏数734是否适当。窗口处理
判定部136相当于第一判定部。
SN阈值设定部138根据在窗口处理判定部136中计算出的测定脉搏
数734是否适当的结果,设定作为预定的基准值的SN阈值746的值。
针对在判定为测定脉搏数734适当的情况下的SN阈值746的值,设
定比在判定为不适当的情况下的SN阈值746的值小的值。此外,SN阈
值设定部138相当于基准值计算部。
SN比计算部142通过分析包括在测定脉搏数计算部110中通过搏动
分量信号的频率分解处理来生成了的频率频谱的频率特性,来计算SN比
744。SN比744相当于测定脉搏数的可靠度信息,SN比计算部142相当
于可靠度信息计算部。
SN判定部144将在SN比计算部142中计算出的SN比744与SN阈
值746比较。在SN比744的值超过SN阈值746的情况下,所计算出的
测定脉搏数734被设为可靠性高,在为SN阈值746以下的情况下,所计
算出的测定脉搏数734被设为可靠性低。SN判定部144相当于第二判定
部。
脉搏数确定部146根据窗口处理判定部136和SN判定部144的判定
结果,确定将所计算出的测定脉搏数734与推测脉搏数755中的哪一个通
知给被试验者。脉搏数确定部146将所确定了的脉搏数作为确定脉搏数
738储存在存储部700中。脉搏数确定部146相当于确定部。
显示控制部148根据脉搏数确定部146的确定结果,在显示部300
中显示控制脉搏数。
操作部200是构成为具有按钮开关等的输入装置,将被按下了的按钮
的信号输出到处理部100。通过该操作部200的操作,来进行脉搏数的测
定指示等的各种指示输入。操作部200相当于图1的操作按钮5。此外,
操作部200的构成不限定于此,构成为能够进行多种操作输入即可,显示
面板4也可以具备触摸面板功能。
显示部300构成为具有LCD(LiquidCrystalDisplay)等,是进行基
于从处理部100输入的显示信号的各种显示的显示装置。在显示部300中,
显示各种生物体信息(脉搏数、运动强度、卡路里消耗量等)。显示部300
相当于图1的显示面板4。
通知部400构成为具有扬声器、和压电振子等,是进行基于从处理部
100输入的通知信号的各种通知的通知装置。例如,通知部400通过从扬
声器输出报警声,或者压电振子振动,来进行向被试验者的各种通知。
通信部500是用于依照处理部100的控制来在与PC(Personal
Computer)等外部的信息处理装置之间发送接收在装置内部利用的信息的
通信装置。
作为该通信部500的通信方式,能够应用经由以预定的通信规格为标
准的电缆而有线连接的形式、经由被称为底座的兼用作充电器的中间装置
而连接的形式、利用近距离无线通信而无线连接的形式等各种方式。
时钟部600构成为具有晶体振荡子以及由振荡电路构成的晶体振荡
器等,具有脉搏计1的时钟功能、秒表功能、生物体信息、体动信息检测
用的采样时间的产生等计时功能。时钟部600的计时时刻被随时输出到处
理部100。
存储部700通过ROM(ReadOnlyMemory)、闪存ROM,RAM
(RandomAccessMemory)等存储装置来构成,存储脉搏计1的控制程序、
或用于实现脉搏数测定功能、运动强度测定功能、卡路里测定功能这样的
各种功能的各种程序、数据等。另外,存储部700具有临时地存储各种处
理的处理过程中的数据、处理结果等的工作区。
在存储部700中,作为程序,存储通过处理部100作为脉搏数计算处
理来执行的脉搏数计算程序732。另外,在存储部700中,存储作为数据
的测定脉搏数734、推测脉搏数755、确定脉搏数738、窗口宽度742、SN
比744、和SN阈值746。进而,在存储部700中,作为数据表,储存(存
储)了被试验者目标脉搏数表格748、和按行动分类目标脉搏数表格752。
(处理的流程)
图16是示出脉搏数确定处理的流程的流程图。之后,以图16为中心,
适当与图15交替来进行说明。此外,以下的流程相当于生物体信息测定
方法,通过根据在存储部700中存储了的脉搏数计算程序732来由处理部
100控制包括存储部700的各部分来执行。另外,通过脉搏数计算程序732
的执行,来实现包括处理部100中包含的测定脉搏数计算部110的各功能
部的功能。
在步骤S2010中,进行测定脉搏数734的计算以及间距736计算的
准备。详细地说,首先,使用时钟部600的实时时钟来设定定时器。定时
器至少设定脉波传感器10以及体动传感器20的采样周期。另外,累积使
用采样周期来探测到的脉波数据以及体动数据,设定计算测定脉搏数734、
间距736以及推测脉搏数755的预定时间。采样周期例如1秒钟具有16
次~64次采样,以约15.6msec~62.5msec的间隔来进行检测。另外,该
预定时间例如设定1秒~5秒左右。在之后的步骤S2020~S2130中,按
每个该预定时间来重复进行该处理。即,在通过被试验者开始测定之后,
在脉波传感器10以及体动传感器20中,检测脉波以及体动,同时,按每
1秒~5秒1次的定时来确定脉搏数,并通知给被试验者。
在步骤S2020中,计算测定脉搏数734。详细地说,针对通过脉波传
感器10计测到的预定时间(t秒)分的血流量信号,进行体运动噪声分量
的去除、频率分解处理,确定与脉波相当的频率频谱,计算测定脉搏数734。
将该结果作为测定脉搏数734存储在存储部700中。此外,步骤S2020相
当于检测步骤。
在步骤S2030中,计算间距736。详细地说,针对通过体动传感器
20计测到的t秒钟量的体动信号提取周期性的体动信号的频率频谱,并计
算间距736。将其结果作为间距736存储在存储部700中。此外,步骤S2030
与后述的步骤S2040相当于推测步骤。
在步骤S2040中,计算推测脉搏数755。详细地说,使用在步骤S2030
中计算出的间距,根据被试验者目标脉搏数表格748或者按行动分类目标
脉搏数表格752求出目标脉搏数。另外,根据确定脉搏数738取得从所存
储了的间距736起的间距的产生时刻与在紧接该时刻之前确定了的脉搏
数。根据紧接间距产生时刻之前的脉搏数、从间距产生时刻起的经过时间、
目标脉搏数,通过逐渐收敛推测部(未图示),来求出推测脉搏数755。
在步骤S2050中,计算基于推测脉搏数755的窗口宽度742。详细地
说,以在步骤S2040中计算出的推测脉搏数755作为基准来将预定的窗口
宽度742的范围设定为±10次。步骤S2050包含在第一判定步骤中。
在步骤S2060中,比较测定脉搏数734是否在窗口宽度742的范围
内。在测定脉搏数734为(推测脉搏数-10)以上并且为(推测脉搏数+10)
以下的情况下(“是”),前进到步骤S2070。在低于(推测脉搏数-10)或
者超过(推测脉搏数+10)的情况下(“否”),前进到步骤S2080。此外,
步骤S2060相当于第一判定步骤。
在步骤S2070中,计算使SN判定基准变松的SN阈值746。详细地
说,如上所述,设为在SN比744超过SN阈值Pr的情况下,所计算出的
测定脉搏数734可靠性高。此处,通过对SN阈值746设定比Pr小的值,
SN判定基准变松。具体而言,例如,对SN阈值746设定使Pr变化0.8
倍而得到的值。
在步骤S2080中,计算使SN判定基准变严的SN阈值746。详细地
说,通过对SN阈值746设定比Pr大的值,SN判定基准变严。具体而言,
例如,对SN阈值746设定使Pr变化1.2倍而得到的值。
在步骤S2090中,计算测定脉搏数734的SN比744。详细地说,使
用测定脉搏数分量的基线的频谱值Ps与噪声基线的频谱值Pn,将Ps除以
Pn来进行计算。步骤S2090相当于计算步骤。
在步骤S2100中,比较测定脉搏数734的SN比744是否大于SN阈
值746。详细地说,将在步骤S2090中计算出的SN比744与在步骤S2070
以及步骤S2080中计算出的SN阈值746进行比较。在测定脉搏数734的
SN比744大的情况下(“是”),计算出的测定脉搏数734的可靠度高,前
进到步骤S2110。在测定脉搏数734的SN比744相等或者较小的情况下
(“否”),测定脉搏数734的可靠度低,前进到步骤S2120。此外,步骤
S2100相当于第二判定步骤。
在步骤S2110中,将测定脉搏数734确定为被试验者的脉搏数。判断
为测定脉搏数734适当作为被试验者的脉搏数,将确定脉搏数738存储在
存储部700中。步骤S2110以及步骤S2120相当于确定步骤。
在步骤S2120中,将推测脉搏数755确定为被试验者的脉搏数。判
断为测定脉搏数734不适当作为被试验者的脉搏数,将推测脉搏数755作
为确定脉搏数738存储在存储部700中。
在步骤S2130中,判定是否结束脉搏测定。详细地说,处理部100
当在上述的步骤S2020~S2120的期间内,通过被试验者来按下表示计测
结束的意思的操作按钮5的情况下(“是”),结束脉搏数计算程序732。在
未被按下的情况下(“否”),前进到步骤S2020,进行接下来的脉搏数计算。
(作用效果)
窗口处理判定部136判定利用基于由间距运算部120得到的间距736
的推测脉搏数755来计算出的测定脉搏数734。推测脉搏数755是与伴随
着运动状况的变化的运动负荷相对应的脉搏数,所以追踪在短时间变化的
被试验者的脉搏数。针对测定脉搏数734是否适当,确认与推测脉搏数755
的背离状况即是否处于窗口宽度742的范围内,从而能够判定测定脉搏数
734能否追踪在短时间变化的脉搏数。也就是说,如果所检测到的测定脉
搏数734包括在包含推测脉搏数755的预定的范围内,则测定脉搏数734
根据体动信息而变动,能够判定为适当的脉搏数。
SN判定部144根据作为测定脉搏数734的可靠度信息的SN比744
来进行判定。SN比744是能够判定从脉波传感器10取得的血流量信号是
否噪声少且较强地包括了脉波信号的可靠度信息。通过SN比744与通过
SN阈值设定部138来设定的SN阈值746进行比较,如果可靠度高,则
能够判定为测定脉搏数734适当。
脉搏数确定部146考虑窗口处理判定部136与SN判定部144这两者
的判定结果,确定将测定脉搏数734或者推测脉搏数755的哪一个作为适
当的脉搏数。
这样,能够使用基于被试验者的体动信息的判定(第一判定部)、以
及基于被试验者的生物体信息的判定(第二判定部)这两者的信息来进行
判定。与使用其中某一个信息的判定相比,在判定使用的信息量更多,即
使在被试验者的运动状况变化的情况下,也能够精度高地确定根据体动信
息而变动的脉搏数,能够向被试验者通知正确的脉搏数。
(实施方式四)
图17是示出实施方式四中的脉搏数确定处理的流程的流程图。实施
方式四与示出实施方式三中的脉搏数确定处理的流程的流程(图16)的一
部分不同。此外,以下的流程相当于生物体信息测定方法,通过根据图15
所示的在存储部700中存储了的脉搏数计算程序732而由处理部100控制
包括存储部700的各部分来执行。另外,通过脉搏数计算程序732的执行,
来实现包括在处理部100中包含的测定脉搏数计算部110的各功能部的功
能。
在实施方式三中,在执行了作为第一判定步骤的步骤S2060之后,
执行作为第二判定步骤的步骤S2100,但在本实施方式四中,在按步骤
S2100、步骤S2060的顺序来执行这一点上不同。另外,不进行在实施方
式三中实施了的步骤S2070以及步骤S2080。
在步骤S2100中,比较测定脉搏数的SN比744是否大于SN阈值746。
SN阈值746使用Pr。在测定脉搏数的SN比744较大的情况下(“是”),
计算出的测定脉搏数的可靠度高,前进到步骤S2060。在测定脉搏数的SN
比744相等或者较小的情况下(“否”),测定脉搏数的可靠度低,前进到
步骤S2120。
在步骤S2060中,比较测定脉搏数是否在窗口宽度742的范围内。
在测定脉搏数为(推测脉搏数-10)以上并且为(推测脉搏数+10)以下的
情况下(“是”),判定为计算出的测定脉搏数适当,前进到步骤S2110。
在低于(推测脉搏数-10)或者超过(推测脉搏数+10)的情况下(“否”),
判断为测定脉搏数不适当作为被试验者的脉搏数,前进到步骤S2120。在
步骤S2120中,将推测脉搏数755设为确定脉搏数738。
如上所述,根据本实施方式四的脉搏计1,除了实施方式三中的效果
之外,还能够得到以下的效果。
通过在步骤S2060之前进行步骤S2100,能够省略步骤S2070以及步
骤S2080的处理。进而,步骤S2100与步骤S2060未利用相互依赖的变量,
所以能够并行地执行处理。由此,缩短脉搏计1的省略了的步骤的时间,
通过做成多重任务构造,也能够进行平行处理,能够缩短脉搏数确定处理
所耗的时间。即,以往以1秒到5秒钟隔来测定脉搏数,但能够以更短的
间隔来测定并计算脉搏数。
关于本发明的实施方式,参照附图来进行了说明,但具体的构成不限
于该实施方式,也包括在不脱离本发明的主旨的范围的设计变更等。
例如,不限定于根据按用户推测脉搏表780来推测与间距对应的脉搏
数的方式,还能够设想在按用户推测脉搏表780中存储每个被检者的间距
与脉搏数的数据,根据这些数据来计算表示间距与脉搏数的相关关系的脉
搏推测式即下式(1)的近似式,根据所计算出的近似式来推测脉搏数的
方式。
【式1】
HR(p)=A·p2+B·p+C…(1)
其中,“p”是间距,“HR(p)”是根据间距“p”推测的脉搏数。另外,
“A”、“B”、“C”分别是近似式的2次、1次、0次的系数。
在这种情况下,还能够设想脉搏数推测部130针对在按用户推测脉搏
表780保持了的每个被检者的数据,进行2次曲线的拟合,从而计算式(1)
中的系数“A~C”的值,在确定了系数“A~C”的式(1)中应用间距运算部
120计算出的间距来计算脉搏数,将计算出的推测脉搏数设为脉搏数755
的方式。
另外,也可以根据推测脉搏数755计算所消費了的卡路里量,将与所
计算出的卡路里量相关的信息显示于显示部300。另外,被检者的脉搏数、
卡路里量不限定于针对显示部300进行显示,还能够设想作为输出部设想
印刷装置、投射装置以及通信装置等并对这些装置进行输出。
另外,作为生物体信息处理装置设想手表型的脉搏计1,但也可以应
用于安装于指尖来测定脉搏的手指安装型的脉搏计。另外,脉波信号的检
测方法不限定于使用光的检测方法,也可以是使用超声波、红外线的检测
方法。
另外,体动传感器20不限定于包括加速度传感器的方式,还能够设
想通过速度传感器那样的其他传感器来检测体动的方式。另外,体动传感
器20也可以具有加速度传感器以及速度传感器这两者,根据从两个传感
器输出的信号来检测被检者的体动。
另外,在用户在高山等特殊的环境下使用的情况下,还能够设想脉搏
数推测部130将所参照的表设为预先创建了的与特殊的环境对应的脉搏推
测表来代替按用户推测脉搏表780的方式。在这种情况下,脉搏数推测部
130检证两个表的连续性,优选在不损害连续性的定时执行表间的转变。
此外,本发明不限定于上述的实施方式,能够施加各种变更、改进等。
以下叙述变形例。
(变形例1)
上述的实施方式中,将作为基于推测脉搏数755的预定的范围的窗口
宽度742的范围设定为±10次,根据测定脉搏数是否在窗口宽度的范围内,
来计算出SN阈值746。在该例子之外,也可以根据推测脉搏数755与测
定脉搏数的背离差的程度,来多阶段地变更SN阈值746的值。详细地说,
在背离差小的情况下,为了使SN判定基准变松,将SN阈值746设定为
小的值,在背离差大的情况下,为了使SN判定基准变严,将SN阈值设
定为大的值。根据背离差的状态,设置4阶段左右的区分,关于SN阈值
746,也对应地设定4个阈值。这样,通过进行多阶段的判定,能够更精
细地判定测定脉搏数是否适当。作为根据背离差的程度来多阶段地设定
SN阈值746的优选例,公开在日本特开2013-13644号公报中。
(变形例2)
在上述的实施方式以及变形例中,设为在窗口处理判定部136中,根
据推测脉搏数755进行判定,但作为基准的值不限定于推测脉搏数,也可
以使用最大脉搏数以及最小脉搏数来判定测定脉搏数是否适当。详细地
说,根据在存储部700中存储了的被试验者的累积数据即确定脉搏数738,
取得最大脉搏数以及最小脉搏数。在所计算出的测定脉搏数是超过最大脉
搏数的值的情况下,有可能不适当地计算测定脉搏数,所以使SN判定基
准变严。在所计算出的测定脉搏数是小于最小脉搏数(在根据被试验者的
体动信息而处于运动中的情况下,是使最小脉搏数变化1.2倍等而得到的
值)的值的情况下,使SN判定基准变严。这样,从最大脉搏数以及最小
脉搏数的范围偏离了的测定脉搏数应用严格的SN判定基准而通过SN判
定部144来判定,从而能够将适当的测定脉搏数确定为被试验者的脉搏数。
(变形例3)
在上述的实施方式以及变形例中,在推测脉搏数计算部132中使用间
距来求出目标脉搏数,但也可以使用行动方式来求出目标脉搏数、推测脉
搏数。详细地说,在难以出现被试验者的体动信息(间距等)的状况下,
难以使用间距。例如,在被试验者安装脉搏计1并按下操作按钮5来开始
计测之后到实际开始运动的期间等,难以出现间距。在该期间内,即使在
运动待机过程中或者在进行伸展等的期间内,如果开始计测,则也计算测
定脉搏数。
在这样的状况下,收集判别被试验者的行动方式的信息,针对每种行
动方式存储测定脉搏数。如果岔气所累积了的每种行动方式的测定脉搏数
而脉搏数的倾向重复出现,则作为推测脉搏数755储存在按行动分类目标
脉搏数表格752中。之后,能够针对每种行动方式导出推测脉搏数755。
作为具体例,在从上述的计测开始到运动开始的期间的推测脉搏数
755的计算中,判别为行动方式的信息,作为体动信息,存储“不出现间距”、
“体动变化量的累积少”,“在经过一定时间后出现间距”等信息,判别为从
计测开始到运动开始的行动方式。计测这样的行动方式中的测定脉搏数,
如果出现倾向(脉搏数集中于预定的范围),则能够设为推测脉搏数755。
这样,即使在体动信息中不出现间距,也导出推测脉搏数755,从而
无论被试验者是否处于运动中,都能够进行基于推测脉搏数的判别。
另外,实施以上那样的方法的装置有时通过单独的装置来实现,有时
通过组合多个装置来实现,包括各种方式。
各实施方式中的各构成以及它们的组合是一个例子,在不脱离本发明
的主旨的范围内,能够进行构成的附加、省略、置换以及其他变更。另外,
本发明不受实施方式限定,仅通过权利要求书的范围来限定。
符号说明
1…脉搏计,2…腕套,3…壳体,4…液晶显示器,5…操作按钮,6…
充电端子,10…脉波传感器,11…镜面,12…光源,13…受光元件,14…
基板,20…体动传感器,30…脉波信号放大电路部,40…脉搏波形整形电
路部,50…体动信号放大电路部,60…体动波形整形电路部,70…A/D变
换部,100…处理部,110…脉搏数测定部,120…间距运算部,130…脉搏
数推测部,140…显示控制部,148…显示控制部,150…稳定度判定部,
155…信号状态取得部,160…可靠性判定部,170…表更新部,180…用户
设定部,200…操作部,300…显示部,400…通知部,500…通信部,600…
时钟部,700…存储部,710…主程序,720…第一可靠性判定程序,722…
行动分析程序,724…可靠性判定程序,730…第二可靠性判定程序,732…
脉搏数计算程序,734…测定脉搏数,736…间距,738…确定脉搏数,742…
窗口宽度,744…SN比,746…SN阈值,748…被试验者目标脉搏数表格,
750…测定脉搏数,752…按行动分类目标脉搏数表格,755…推测脉搏数,
760…间距稳定度,765…脉搏稳定度,780…按用户推测脉搏表。