生物体信息测量装置、方法和程序与流程

文档序号:22926882发布日期:2020-11-13 16:22阅读:79来源:国知局
生物体信息测量装置、方法和程序与流程

本发明涉及例如使用电波来测量生物体信息的生物体信息测量装置、方法和程序。



背景技术:

以往,作为使用电波来测量生物体信息的装置,公知有如下装置:具有与被测量部位对置地配置的发送天线和接收天线,从上述发送天线向被测量部位(目标对象)发送电波(测量信号),由上述接收天线接收该发送的电波被上述被测量部位反射的反射波(反射信号),从而测量生物体信息(例如,参考专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特许第5879407号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

但是,在测量例如脉搏波(或者与脉搏波相关的信号)作为生物体信息的情况下,一般而言,手腕或上臂部成为被测量部位。例如,假想如下方式:在将可穿戴型设备安装在手腕上来进行测量的情况下,在设备的手腕安装用带上设置发送天线和接收天线(适当地将它们统称为“收发天线对”或简称作“天线”。),通过上述收发天线对测量脉搏波信号。在该方式中,在将可穿戴设备佩戴于身体时,需要使得收发天线对与被测量部位适当地对置。但是,在现有的这种设备中,没有用于简单地判断该设备相对于被测量部位的佩戴位置是否适当的指标。

为了解决上述课题,本发明在一个方面中要提供一种生物体信息测量装置、方法和程序,能够在不另外设置对位所需的设备的情况下,以简单且低价的结构取得与生物体信息测量装置相对于被测量部位的设置位置相关的指标。

用于解决问题的方案

为了解决上述课题,本发明的第1方式提供一种生物体信息测量装置,其测量用户的生物体信息,其中,该生物体信息测量装置具有:发送部,其向该用户的被测量部位发送电波;接收部,其接收上述电波被上述被测量部位反射的反射波,输出该反射波的波形信号;特征提取部,其从上述波形信号中提取表示波形的特征的信息;第1判定部,其根据上述提取出的表示波形的特征的信息,来判定上述生物体信息测量装置相对于上述被测量部位的设置位置是否满足与预先设定的基准位置对应的条件;以及输出部,其输出表示该第1判定部的判定结果的信息。

根据本发明的第1方式,从通过对被测量部位收发电波而得到的波形信号中提取表示波形特征的信息,根据该信息来判定生物体信息测量装置相对于被测量部位的设置位置是否满足与基准位置对应的规定的条件,并输出该结果。因此,能够在不另外设置对位所需的设备的情况下,得到与装置相对于被测量部位的设置位置相关的指标。因此,能够以简单的结构且低价地提供装置。此外,用户能够根据上述所输出的表示判定结果的信息来确认与设置位置相关的指标,能够根据例如该指标来适当地调整装置相对于被测量部位的设置位置。

本发明的第2方式在上述第1方式中,上述特征提取部提取与上述波形信号的振幅有关的信息作为上述波形信号的波形的特征,上述第1判定部根据上述提取出的与波形的振幅有关的信息,判定该波形信号的振幅是否处于对应于上述基准位置而预先设定的第1振幅的范围内。

根据本发明的第2方式,提取与该波形信号的振幅有关的信息作为波形信号的特征,判定波形信号的振幅是否处于与基准位置对应的规定的振幅范围内。因此,能够根据仅关注于波形信号的振幅的简单判定来得到与装置相对于被测量部位的设置位置相关的指标。

本发明的第3方式在上述第1方式中,上述特征提取部提取与上述波形信号的每个反复区间的波形的形状有关的信息作为上述波形信号的波形的特征,上述第1判定部根据上述提取出的与波形的形状有关的信息,来计算该提取出的波形的形状与对应于上述基准位置而预先设定的参照波形的形状的相关值,判定该相关值是否处于预先设定的第1相关值的范围内。

根据本发明的第3方式,提取与该波形的每个反复区间的波形的形状有关的信息作为波形信号的特征,根据该信息来判定提取出的波形的形状与对应于基准位置的规定的参照波形的形状的相关值是否处于对应于基准位置的规定的范围内。因此,能够根据仅关注于波形信号的每个反复区间的波形的形状的简单判定来获得与装置相对于被测量部位的设置位置相关的指标。

本发明的第4方式在上述第1方式至第3方式中的任意一个方式中,上述生物体信息测量装置还具有第1控制部,该第1控制部对上述发送部、上述接收部、上述特征提取部、上述第1判定部和上述输出部的一系列动作进行控制,该第1控制部使第1次的上述一系列动作被执行,在通过该第1次的一系列动作判定为上述生物体信息测量装置的设置位置不满足上述条件的情况下,使第2次的一系列动作被执行。

根据本发明的第4方式,在包含电波的收发、波形特征的提取、与设置位置相关的判定和判定结果的输出在内的一系列动作中,判定为设置位置不满足规定条件的情况下,反复执行上述一系列动作。因此,不是在判定为装置相对于被测量部位的设置位置不适当的情况下立即结束处理,而是通过反复进行一系列动作,能够提高判定结果的可靠性。

本发明的第5方式在上述第4方式中,在通过上述第1次的一系列动作判定为上述生物体信息测量装置的设置位置不满足上述条件的情况下,上述第1控制部根据从该判定后起经过规定时间、上述用户输入测量指示、上述生物体信息测量装置的设置位置变化规定量以上中的任意一个来进行第2次的一系列动作。

根据本发明的第5方式,即使在一系列动作中判定为装置相对于被测量部位的设置位置不适当的情况下,也在检测到时间的经过、用户的输入或者装置的位置的变化中的任意一个时,反复进行上述一系列动作。因此,不是在判定为装置的设置位置不适当的情况下立即结束处理,而是在等待固定时间之后自动地或者响应用户的指示的输入或者如果检测出装置的位置的变化,再次进行关于装置的设置位置是否满足条件的判定,由此能够提高判定结果的可靠性,并且能够提高用户的便利性。

本发明的第6方式在上述第1方式至第3方式的任意一个方式中,上述生物体信息测量装置还具有第2控制部,该第2控制部对上述发送部、上述接收部、上述特征提取部和上述第1判定部的一系列动作进行控制,上述发送部和上述接收部具有分散配置在能够与上述被测量部位对置的面上的第1天线和第2天线,通过该第1天线和第2天线分别进行上述电波的发送和上述反射波的接收,上述第2控制部选择上述第1天线来执行第1次的上述一系列动作,在通过该第1次的一系列动作判定为上述生物体信息测量装置的设置位置不满足上述条件的情况下,选择上述第2天线来执行第2次的上述一系列动作。

根据本发明的第6方式,在选择了第1天线的状态下,执行包含电波的收发、波形的特征的提取以及与设置位置相关的判定在内的一系列动作,在该一系列动作中判定为设置位置不满足条件的情况下,选择第2天线来反复执行上述一系列动作。因此,不是在判定为生物体信息测量装置相对于被测量部位的设置位置不适当的情况下也立即结束处理,而是通过切换天线来反复进行一系列动作,由此能够不使装置的佩戴位置移动而进行使用了所分散配置的不同天线的2次判定,能够降低装置的对位所涉及的烦杂度。

本发明的第7方式在上述第1方式至第3方式的任意一个方式中,上述生物体信息测量装置还具有第2控制部,该第2控制部对上述发送部、上述接收部、上述特征提取部和上述第1判定部的一系列动作进行控制,上述发送部和上述接收部具有分散配置在能够与上述被测量部位对置的面上的第1发送天线、以及第1接收天线和第2接收天线,通过该第1发送天线、以及第1接收天线和第2接收天线分别进行上述电波的发送和上述反射波的接收,上述第2控制部选择上述第1发送天线和上述第1接收天线来执行第1次的上述一系列动作,在通过该第1次的上述一系列动作判定为上述生物体信息测量装置的设置位置不满足上述条件的情况下,选择上述第1发送天线和上述第2接收天线来执行第2次的上述一系列动作。

根据本发明的第7方式,在选择了第1发送天线和第1接收天线的状态下,执行包含电波的收发、波形的特征的提取以及与设置位置相关的判定在内的一系列动作,在该一系列动作中判定为设置位置不满足条件的情况下,选择第2接收天线来反复执行上述一系列动作。因此,不是在判定为生物体信息测量装置相对于被测量部位的设置位置不适当的情况下也立即结束处理,而是通过至少切换接收天线来反复进行一系列动作,由此能够不使装置的佩戴位置移动而进行使用了所分散配置的不同天线的2次判定,能够降低装置的对位所涉及的烦杂度。

本发明的第8方式提供一种生物体信息测量装置,其测量用户的生物体信息,其中,该生物体信息测量装置具有:发送部,其向该用户的被测量部位发送电波;接收部,其接收上述电波被上述被测量部位反射的反射波,输出该反射波的波形信号;特征提取部,其从上述波形信号中提取表示波形的特征的信息;第2判定部,其对在第1次的上述电波的发送和上述反射波的接收动作中由上述特征提取部提取的表示第1波形的特征的信息与在第2次的上述电波的发送和上述反射波的接收动作中由上述特征提取部提取的表示第2波形的特征的信息进行比较,根据该比较的结果来判定上述生物体信息测量装置相对于上述被测量部位的设置位置的修正方向;以及输出部,其输出表示上述判定出的修正方向的信息。

根据本发明的第8方式,实施两次针对被测量部位的电波的收发和从由此得到的波形信号中提取表示波形的特征的信息,通过对表示第1次提取出的第1波形特征的信息与表示第2次提取出的第2波形特征的信息进行比较,来判定应该修正生物体信息测量装置相对于被测量部位的设置位置的方向,并输出该结果。因此,能够在不另外设置复杂的评价设备的情况下,以简单且低价的结构得到应该使生物体信息测量装置相对于被测量部位向哪个方向移动的指标。用户在根据上述输出的判定结果确认了应该使装置向哪个方向移动之后,能够调整装置相对于被测量部位的位置,因此能够高效地使装置对位,能够提高用户的便利性。

本发明的第9方式在上述第8方式中,上述第2判定部对在上述第1次的上述电波的发送和上述反射波的接收动作中由上述特征提取部提取的表示第1波形的特征的信息与在上述第2次的上述电波的发送和上述反射波的接收动作中由上述特征提取部提取的表示第2波形的特征的信息进行比较,根据该比较的结果来进一步计算上述生物体信息测量装置相对于上述被测量部位的设置位置的修正量,上述输出部输出表示上述判定出的修正方向和上述计算出的修正量的信息。

根据本发明的第9方式,通过对在上述第1次中提取出的表示第1波形的特征的信息与在上述第2次中提取出的表示第2波形的特征的信息进行比较,除了应该修正生物体信息测量装置相对于被测量部位的设置位置的方向以外,还计算应该修正的量,并输出该结果。因此,能够在不另外设置复杂的评价设备的情况下,以简单且低价的结构,根据两次的测量结果得到应该使生物体信息测量装置相对于被测量部位向哪个方向、以何种程度移动的指标。用户在根据上述输出的判定结果确认了应该使装置向哪个方向、以何种程度移动之后,能够调整装置相对于被测量部位的位置,因此能够更高效地使装置对位,能够进一步提高用户的便利性。

本发明的第10方式是一种生物体信息测量装置,其测量用户的生物体信息,其中,该生物体信息测量装置具有:收发部,其具有分散配置在能够与上述用户的被测量部位对置的面上的第1天线和第2天线,通过该第1天线和第2天线分别向上述被测量部位发送电波并且接收上述电波被上述被测量部位反射的反射波,输出该反射波的波形信号;特征提取部,其从上述波形信号中提取表示波形的特征的信息;第2判定部,其对在基于上述第1天线的上述电波的发送和上述反射波的接收动作中由上述特征提取部提取的表示第1波形的特征的信息与在基于上述第2天线的上述电波的发送和上述反射波的接收动作中由上述特征提取部提取的表示第2波形的特征的信息进行比较,根据该比较的结果来判定上述生物体信息测量装置相对于上述被测量部位的设置位置的修正方向;以及输出部,其输出表示上述判定出的修正方向的信息。

根据本发明的第10方式,分别使用第1天线和第2天线实施针对被测量部位的电波的收发和从由此得到的波形信号中提取表示波形的特征的信息,通过对在使用了第1天线的情况下提取出的表示第1波形的特征的信息与在使用了第2天线的情况下提取出的表示第2波形的特征的信息进行比较,来判定应该修正生物体信息测量装置相对于被测量部位的设置位置的方向,并输出该结果。因此,能够在不另外设置复杂的评价设备的情况下,以简单且低价的结构,不移动装置的设置位置而根据使用了多个天线的测量结果来得到应该使生物体信息测量装置相对于被测量部位向哪个方向移动的指标。用户在根据上述输出的判定结果确认了应该使装置向哪个方向移动之后能够调整相对于被测量部位的设置位置,因此能够高效地使装置对位,能够提高用户的便利性。

本发明的第11方式是一种生物体信息测量装置,其测量用户的生物体信息,该生物体信息测量装置具有:收发部,其具有分散配置在能够与上述用户的被测量部位对置的面上的第1发送天线、以及第1接收天线和第2接收天线,通过该第1发送天线、以及第1接收天线和第2接收天线分别向上述被测量部位发送电波并且接收上述电波被上述被测量部位反射的反射波,输出该反射波的波形信号;特征提取部,其从上述波形信号中提取表示波形的特征的信息;第2判定部,其对在基于上述第1发送天线的上述电波的发送和基于上述第1接收天线的上述反射波的接收动作中由上述特征提取部提取的表示第1波形的特征的信息与在基于上述第1发送天线的上述电波的发送和基于上述第2接收天线的上述反射波的接收动作中由上述特征提取部提取的表示第2波形的特征的信息进行比较,根据该比较的结果来判定上述生物体信息测量装置相对于上述被测量部位的设置位置的修正方向;以及输出部,其输出表示上述判定出的修正方向的信息。

根据本发明的第11方式,通过对使用第1发送天线和第1接收天线对被测量部位收发电波而得到的波形信号的表示第1波形的特征的信息与在使用第1发送天线和第2接收天线的情况下得到的波形信号的表示第2波形的特征的信息进行比较,判定应该修正生物体信息测量装置相对于被测量部位的设置位置的方向,并输出该结果。因此,能够在不另外设置复杂的评价设备的情况下,以简单且低价的结构,不移动装置的设置位置而根据使用了不同的接收天线的测量结果来得到应该使生物体信息测量装置相对于被测量部位向哪个方向移动的指标。仍然,用户在根据上述输出的判定结果而确认了应该使装置向哪个方向移动之后能够调整相对于被测量部位的设置位置,因此能够高效地使装置对位,能够提高用户的便利性。

本发明的第12方式在上述第10方式或第11方式中,上述第2判定部对表示上述第1波形的特征的信息与表示上述第2波形的特征的信息进行比较,根据该比较的结果来进一步计算上述生物体信息测量装置相对于上述被测量部位的设置位置的修正量,上述输出部输出表示上述判定出的修正方向和上述计算出的修正量的信息。

根据本发明的第12方式,通过对在使用了第1天线(对)的情况下提取出的表示第1波形的特征的信息和在使用了第2天线(对)的情况下提取出的表示第2波形的特征的信息进行比较,除了应该修正生物体信息测量装置相对于被测量部位的设置位置的方向以外,还计算出应该修正的量,并输出该结果。因此,能够在不另外设置复杂的评价设备的情况下,根据使用了多个天线的测量结果来得到应该使生物体信息测量装置相对于被测量部位向哪个方向、以何种程度移动的指标。此外,由于能够不使装置的位置移动而根据使用了能够预先知道相对位置的两个天线的两次测量结果来计算修正量,因此能够得到可靠性更高的判定结果。用户在根据上述输出的判定结果而确认了应该使装置向哪个方向、以何种程度移动之后能够调整相对于被测量部位的设置位置,因此能够更高效地使装置对位,能够进一步提高用户的便利性。

本发明的第13方式在上述第9方式或第12方式中,上述第2判定部通过基于表示上述第1波形的特征的信息和表示所述第2波形的特征的信息的线性近似来计算上述修正量。

根据本发明的第13方式,通过假定为通过两次测量而得到的表示两个波形的特征的信息具有线性关系而求出近似函数,来估计出到基准位置的距离。因此,能够在不另外设置复杂的评价设备的情况下,根据所得到的测量结果,通过简单的计算来估计应该修正设置位置的量。

本发明的第14方式在上述第9方式或第12方式中,上述第2判定部通过基于表示上述第1波形的特征的信息和表示上述第2波形的特征的信息的非线性近似来计算上述修正量。

根据本发明的第14方式,通过假定为通过两次测量而得到的表示两个波形的特征的信息具有非线性关系而求出近似函数,来估计出到基准位置的距离。因此,能够在不另外设置复杂的评价设备的情况下,根据得到的测量结果,使用与设计者的喜好对应的任意的近似曲线来简单地估计应该修正设置位置的量。

本发明的第15方式在上述第1方式至第14方式中的任意一个方式中,上述输出部通过字符、图像、声音、振动或光的点亮或闪烁中的至少一个向上述用户通知表示上述第1判定部的判定结果的信息、或由上述第2判定部判定出的上述修正方向和修正量。

根据本发明的第15方式,通过字符、图像、声音、振动、或光的点亮或闪烁中的至少一个向用户通知表示生物体信息测量装置的设置位置是否适当的判定结果或应该修正设置位置的方向或应该修正的量。因此,用户能够在进行装置的对位的过程中,简单地判断设置位置是否适当并进行设置位置的调整。此外,通过多种多样的通知方法来应对工作环境或用户的多样性,并且对于在装置的设置位置不适当的情况下应该采取的动作,对不习惯使用装置的用户也能够发出明确的指示,因此提高用户的便利性。

发明效果

即,根据本发明的各方式,可以提供能够使得在不另外设置对位所需的设备的情况下,以简单且低价的结构取得与生物体信息测量装置相对于被测量部位的设置位置相关的指标的生物体信息测量装置、方法和程序。

附图说明

图1是用于说明本公开的一个实施方式的生物体信息测量装置的一个应用例的框图。

图2是示出图1所示的生物体信息测量装置的处理过程的一例的流程图。

图3是示出图1所示的生物体信息测量装置的一个实施方式的手腕式血压计的外观的立体图。

图4是示出将图3所示的血压计佩戴在左手腕上的状态下的天线的平面布局的一例的图。

图5是示出本公开的一个实施方式的生物体信息测量装置的功能结构的一例的框图。

图6是示出图5所示的生物体信息测量装置的处理过程的一例的流程图。

图7a是示出在图6所示的处理过程中所设想的动脉与天线的相对位置关系和由此得到的脉搏波信号的一例的示意图。

图7b是示出在图6所示的处理过程中所设想的动脉与天线的相对位置关系和由此得到的脉搏波信号的另一例的示意图。

图8是示出图5所示的生物体信息测量装置的处理过程的另一例的流程图。

图9是示出能够在图8所示的处理过程中使用的、用于从所取得的信号中提取来自脉搏波的波形信号的方法的一例的流程图。

图10是示出图5所示的生物体信息测量装置的处理过程的另一例的流程图。

图11a是示出在图10所示的处理过程中所设想的动脉与天线的相对位置关系和由此得到的脉搏波信号的一例的示意图。

图11b是示出在图10所示的处理过程中所设想的动脉与天线的相对位置关系和由此得到的脉搏波信号的另一例的示意图。

图12是示出本公开的一个实施方式的生物体信息测量装置的功能结构的一例的框图。

图13是示出图12所示的生物体信息测量装置的处理过程的一例的流程图。

图14是示出在图13所示的处理过程中所设想的动脉与天线的相对位置关系和由此得到的脉搏波信号的一例的示意图。

图15是示出本公开的一个实施方式的生物体信息测量装置的功能结构的一例的框图。

图16是示出图15所示的生物体信息测量装置的处理过程的一例的流程图。

图17a是示出在图16所示的处理过程中所设想的动脉与天线的相对位置关系和由此得到的脉搏波信号的一例的示意图。

图17b是示出在图16所示的处理过程中所设想的动脉与天线的相对位置关系和由此得到的脉搏波信号的另一例的示意图。

图17c是示出显示在显示器上的通知图像的示意图。

图18是示出本公开的一个实施方式的生物体信息测量装置的功能结构的一例的框图。

图19是示出图18所示的生物体信息测量装置的处理过程的一例的流程图。

图20a是示出在图19所示的处理过程中所设想的动脉与天线的相对位置关系和由此得到的脉搏波信号的一例的示意图。

图20b是示出显示在显示器上的通知图像的示意图。

图21是示出图18所示的生物体信息测量装置的处理过程的另一例的流程图。

图22a是示出在图21所示的处理过程中所设想的动脉与天线的相对位置关系和由此得到的脉搏波信号的一例的示意图。

图22b是示出显示在显示器上的通知图像的示意图。

图23是示出图21所示的处理中的应该移动的方向和量的估计过程的一例的流程图。

图24a是示出图23所示的估计过程中的回归直线的一例的图。

图24b是示出图23所示的估计过程中的回归直线的另一例的图。

图25是示出图21所示的处理中的应该移动的方向和量的估计过程的另一例的流程图。

图26a是示出图25所示的估计过程中的回归曲线的一例的图。

图26b是示出图25所示的估计过程中的回归曲线的另一例的图。

图27是示出本公开的其他实施方式的生物体信息测量装置的功能结构的一部分、动脉与天线的相对位置关系的示意图。

图28是具有图3所示的血压计的系统的一例的概略图。

具体实施方式

以下,基于附图对本发明的一个方面的实施方式进行说明。

[应用例]

(结构)

首先,对应用本发明的场景的一例进行说明。

图1是示意性示出了本发明的实施方式的生物体信息测量装置的一个应用例的图。

在图1的例子中,生物体信息测量装置1具有传感器部2、特征提取部121、判定部122、输出部5和显示器50。生物体信息测量装置1配置成传感器部2与生物体的被测量部位tg对置。

被测量部位tg例如是包含人的手腕的桡骨动脉的部分。生物体信息测量装置1例如是手表型可穿戴设备,配置成在佩戴时传感器部2与手腕的手掌侧面相对,测量例如脉搏波(或与脉搏波相关的信号)作为生物体信息。

传感器部2例如是计测用户的桡骨动脉中的脉搏波的脉搏波传感器,具有发送部3和接收部4。

发送部3包含发送天线元件和发送电路,向被测量部位tg发送作为测量信号的电波。

接收部4包含接收天线元件和接收电路,接收上述电波被被测量部位tg反射的反射波,输出该反射波的波形信号。

特征提取部121接收从接收部4输出的波形信号,在根据该波形信号来生成脉搏波信号之后,从该脉搏波信号中提取表示波形的特征的信息。

判定部122根据由特征提取部121提取出的表示脉搏波信号的波形的特征的信息,来判定生物体信息测量装置1相对于被测量部位tg的设置位置是否满足与预先设定的基准位置对应的条件。在该例子中,设置位置(也称为“佩戴位置”)表示传感器部2相对于作为被测量部位tg的桡骨动脉的位置、特别是收发天线对相对于桡骨动脉的相对位置,但也可以包括式地指包含收发天线对相对于手腕表面或桡骨动脉的角度等的设置状态。在该例子中,基准位置是指适合于传感器部2取得脉搏波的相对于桡骨动脉的理想设置位置,但也可以由设计者适当设定。在该例子中,与基准位置对应的条件表示与在基准位置(理想位置)处所取得的理想脉搏波有关的波形的特征(振幅值、周期性、频谱强度、s/n比等)。针对这些特征,通过判断测量值是否在容许范围内,能够判定装置的设置位置是否适当。

输出部5输出判定部122的判定结果。例如,输出部5能够输出表示生物体信息测量装置1的设置位置满足预先设定的条件的信息,即表示生物体信息测量装置1相对于被测量部位处于适当的设置位置的信息,由此能够催促用户开始测量。或者,输出部5能够输出表示生物体信息测量装置1的设置位置不满足预先设定的条件的信息,即表示生物体信息测量装置1相对于被测量部位不处于适当的设置位置的信息,由此能够在开始测量之前通知用户需要调整装置的位置。或者,输出部5还能够生成警告装置的设置位置不适当的意思或者催促位置的修正的消息,并输出到显示器50。

显示器50例如包含设置于生物体信息测量装置1的显示器或扬声器、或者双方,将从输出部5输出的显示消息以视觉或听觉的方式提示给用户。或者,显示器50也可以通过振动向用户通知检测结果。显示器50还可以使用led(light-emittingdiode:发光二极管)等光源,通过光的点亮或闪烁来通知用户。另外,显示器50也能够与生物体信息测量装置1分体地设置,或者也能够省略。

(动作)

接着,对一个应用例的生物体信息测量装置1的动作进行说明。图2是示出图1所示的生物体信息测量装置1的处理过程的一例的流程图。

生物体信息测量装置1通过发送部3以固定周期向被测量部位tg发送作为测量信号的电波。相应地,接收部4以上述固定周期接收上述电波被被测量部位tg反射的反射波。在接收部4中,生成上述反射波的波形信号,并输出到特征提取部121。另外,由发送部3发送的电波可以是连续地发送的电波,也可以是间歇地发送的电波。

在步骤s21中,生物体信息测量装置1对于从上述接收部4输出的波形信号,例如首先在将该波形信号变换为数字信号之后,进行用于去除噪声成分等无用波成分的滤波处理,从而取得脉搏波信号。脉搏波信号是表示通过上述被测量部位tg的桡骨动脉的搏动的波形信号。

在步骤s22中,生物体信息测量装置1在特征提取部121的控制下,从上述脉搏波信号中提取波形的特征。例如,特征提取部121从上述脉搏波信号的波形中提取其振幅值。另外,作为波形的特征,不限于振幅值,除此之外,也可以提取波形的周期性、波形的规定的频带的频谱强度、波形的形状等。特征提取部121将表示上述提取出的波形的特征的信息输出到判定部122。

接着,在步骤s23中,生物体信息测量装置1在判定部122的控制下,根据从上述特征提取部121输出的表示波形的特征的信息,来判定所述生物体信息测量装置1相对于被测量部位tg的设置位置是否满足与预先设定的基准位置对应的条件。例如,判定部122判定波形信号的振幅值是否在对应于上述基准位置而预先设定的第1振幅的范围内。由此,在波形信号的振幅值处于第1振幅的范围内的情况下,能够判断为传感器部2被对位到适于测量的位置,在波形信号的振幅值不在第1振幅的范围内的情况下,能够判断为传感器部2未被对位到适于测量的位置。

另外,判定是否满足与预先设定的基准位置对应的条件的方法不限于上述方法,除此之外,也可以通过将分割为时间区间的波形的形状与参照波形的形状的相关值、波形信号的反复周期或信号强度的最大值与阈值进行比较来进行判定。此外,判定部122也可以根据多次的测量结果,判定哪个测量结果最接近规定的条件,由此判定应修正设置位置的方向。并且,判定部122也可以根据多次测量的结果来估计距基准位置有多远、即应该修正设置位置的量。

在步骤s23中判定为表示波形的特征的信息不满足规定的条件的情况下,转移到步骤s24。在步骤s24中,生物体信息测量装置1输出上述判定结果。例如,生物体信息测量装置1能够生成通知相对于被测量部位不处于适当的设置位置的消息,并输出到显示器50。由此,用户能够确认出装置1的位置不适当,而重新进行装置1的对位。在步骤s23中判定为表示波形的特征的信息满足规定的条件的情况下,动作结束。但是,在该情况下,也能够生成通知该装置处于适当的设置位置的消息,并输出到显示器50。由此,用户能够按下设置在装置1上的测量开始按钮(未图示)等,开始生物体信息的测量处理。

(效果)

如上所述,根据一个应用例,在特征提取部121中,从通过针对被测量部位tg的电波的收发而得到的脉搏波信号中提取其波形的特征、例如振幅值,在判定部122中,根据上述提取出的波形的特征来判定是否满足与预先设定的基准位置对应的条件,由此,判定生物体信息测量装置1相对于被测量部位tg的设置位置相对于预先设定的基准位置是否在可容许的范围内。因此,能够在不另外设置例如加速度传感器等位置检测用设备的情况下,以简单且低价的结构得到用于判定装置1的设置位置是否适当的指标。

此外,在输出部5中,根据上述判定的结果,生成例如表示是否需要移动装置的位置的显示消息,并显示在显示器50上。其结果,用户通过上述显示消息确认装置的佩戴不适当,能够适当地调整装置的位置。此外,用户能够根据上述显示消息判断为已准备好测量,而开始生物体信息的测量。

[第1实施方式]

[实施例1-1]

(结构例)

(1)可穿戴设备的构造

图3是示出作为本发明的第1实施方式的生物体信息测量装置的可穿戴设备(用标号1表示整体)的外观的立体图。作为可穿戴设备1,在此特别以具有电波式脉搏波传感器的手腕式血压计为例进行说明。图4是示意性示出将该血压计1佩戴于作为被测量部位的左手腕90的状态(以下,称作“佩戴状态”。)下的脉搏波传感器的天线ta1、ra1的配置位置的俯视图。另外,在图4中,90a例示了左手腕90的手掌侧面,并且,91例示了桡骨动脉91的位置。

如图3和图4所示,血压计1大致具有:带20,其围绕用户的左手腕90而佩戴;以及主体10,其一体地安装于该带20。该血压计1整体上构成为与包含1对脉搏波传感器的血压测量装置对应。在这些图中,以跨桡骨动脉91的方式隔开地配置的发送天线元件ta1和接收天线元件ra1成对而形成脉搏波传感器。

如图3所示,带20具有细长的带状的形状,以沿着周向包围左手腕90,带20具有与左手腕90接触的内周面20a和与该内周面20a相反侧的外周面20b。在该例子中,带20的宽度方向y上的尺寸(宽度尺寸)设定为大约30mm。

在该例子中,主体10通过一体成型而一体地设置于带20中的周向上的一个端部20e。另外,也可以分别形成带20和主体10,通过卡合部件(例如,铰链等)将主体10一体地安装于带20。在该例子中,预定为配置有主体10的部位在佩戴状态下与左手腕90的背侧面(手背侧的面)对应。

根据图3可知,主体10具有在与带20的外周面20b垂直的方向上具有厚度的立体形状。该主体10以不妨碍用户的日常活动的方式形成为小型且薄壁。在该例子中,主体10具有从带20向外突起的四角锥台状的轮廓。

在主体10的顶面(距被测量部位最远的一侧的面)10a设置有构成显示画面的显示器50。在该例子中,显示器50由有机el(electroluminescence:电致发光)显示器构成,根据来自未图示的控制部的控制信号,显示血压测量结果等与血压测量相关的信息以及其他信息。另外,显示器50不限于有机el显示器,也可以由例如lcd(liquidcristaldisplay:液晶显示器)等其他类型的显示器构成。

此外,在主体10的侧面(图2中的左手前侧的侧面)10f设置有操作部52,该操作部52用于输入来自用户的指示。在该例子中,操作部52由按压式开关构成,输入与来自用户的血压测量开始或停止的指示对应的操作信号。另外,操作部52不限于按压式开关,例如也可以是压敏式(电阻式)或接近式(静电电容式)的触摸面板式开关等。此外,也可以具有未图示的麦克风,通过用户的声音来输入血压测量开始的指示。

在带20中的周向上的一个端部20e与另一个端部20f之间的部位设置有构成脉搏波传感器的收发部40。在带20中的配置有收发部40的部位的内周面20a搭载有收发天线部40e,作为包含天线元件ta1、ra1的传感器部2。在该例子中,预定为收发天线部40e在带20的长度方向x上所占的范围在佩戴状态下与左手腕90的桡骨动脉91对应(参照图4)。

如图3中所示,主体10的底面(距被测量部位最近的一侧的面)10b和带20的端部20f通过三折带扣24连接。该带扣24包含配置在外周侧的第1板状部件25和配置在内周侧的第2板状部件26。第1板状部件25的一个端部25e经由沿宽度方向y延伸的连结棒27而转动自如地安装于主体10。第1板状部件25的另一个端部25f经由沿宽度方向y延伸的连结棒28而转动自如地安装于第2板状部件26的一个端部26e。第2板状部材26的另一个端部26f通过固定部29固定在带20的端部20f的附近。另外,带20的长度方向x(在佩戴状态下,相当于左手腕90的周向。)上的固定部29的安装位置根据用户的左手腕90的周长来预先可变地设定。由此,该血压计1(带20)整体上构成为大致环状,并且主体10的底面10b和带20的端部20f能够通过带扣24在箭头b的方向上进行开闭。

在将该血压计1佩戴在左手腕90上时,在打开带扣24而增大了带20的环的直径的状态下,用户朝向图2中用箭头a所示的方向使左手通过带20。然后,用户调节左手腕90的周围的带20的角度位置,而使带20的收发部40位于通过左手腕90的桡骨动脉91上。由此,收发部40的收发天线部40e成为与左手腕90的手掌侧面90a中的与桡骨动脉91对应的部分抵接的状态。在该状态下,用户关闭带扣24来固定。这样,用户将血压计1(带20)佩戴在左手腕90上。

如图4所示,在佩戴状态下,收发部40的收发天线部40e与左手腕90的桡骨动脉91对应地包含发送天线元件ta1和接收天线元件ra1。

在该例子中,发送天线元件ta1或接收天线元件ra1在平面方向(在图3中表示纸面方向。)上纵横均具有大约3mm的正方形的图案形状,以能够发射或接收24ghz频带的频率的电波。

此外,天线元件ta1具有用于发射电波的导电体层(未图示)。沿着导电体层中的与左手腕90对置的面安装有电介质层(在接收天线元件ra1中为相同的结构)。在佩戴状态下,导电体层与左手腕90的手掌侧面90a对置,电介质层作为间隔件起作用,将左手腕90的手掌侧面90a与导电体层之间的距离保持为恒定。由此,能够高精度地测量来自左手腕90的生物体信息。

导电体层例如由金属(铜等)构成。电介质层例如由聚碳酸酯构成,由此,电介质层的相对介电常数均匀地设定为εr≈3.0。另外,该相对介电常数是指用于收发信号的电波在24ghz频带的频率下的相对介电常数。

这样的收发天线部40e可以沿着面方向扁平地构成。因此,在该血压计1中,能够将带20整体上构成为薄壁。

另外,在图3和图4中,示出了作为脉搏波传感器具有一对天线的血压计1,但是,天线的数量不限于此。例如,也可以设置更多的天线对,在多个地点进行脉搏波的感测。此外,不一定需要使用具有发送天线和接收天线的天线对,也可以是收发共用的天线。并且,发送天线和接收天线的对不需要固定,可以对一个发送天线设置多个接收天线,任意切换用于接收的天线来进行电波的收发,也可以对一个接收天线设置多个发送天线,任意切换用于发送的天线来进行收发。此外,血压计1的血压测量方法可以是使用脉搏波传感器的方法,也可以是不使用脉搏波传感器的方法,例如可以是脉搏波传播时间(pulsetransittime;ptt)方式或示波方式等多种多样的方法。

(2)可穿戴设备的功能结构

图5是示出本发明的第1实施方式的血压计1的功能结构的一例的框图。

血压计1具有传感器部2、处理单元12、存储单元14、输入输出接口16、通信接口17、显示器50和操作部52。其中的处理单元12、存储单元14、输入输出接口16、通信接口17、显示器50和操作部52设置于主体10。

输入输出接口16例如具有接收用户经由上述操作部52而输入的指示并且将由处理单元12生成的显示数据输出到显示器50的功能。

通信接口17例如具有有线或无线接口,能够经由通信网络nw而进行与用户所持的终端或配置在云上的服务器(省略图示)等之间的信息的收发。在该实施方式中,网络nw是互联网,但不限于此,也可以是医院内lan((localareanetwork:局域网)那样的其他种类的网络,也可以是使用usb线缆等的1对1的通信。通信接口17可以是微usb连接器用的接口。

存储单元14作为存储介质并用例如hdd(harddiskdrive:硬盘驱动器)或ssd(solidstatedrive:固态驱动器)等可随时写入和读出的非易失性存储器和ram等易失性存储器,作为实现该实施方式所需的存储区域,具有程序存储部(省略图示)和参照值存储部141。

在参照值存储部141中存储有表示与基准位置(理想位置)对应的参照波形或参照波形的特征的信息。参照波形表示预想为在将血压计1的脉搏波传感器设置在基准位置时所取得的理想的脉搏波的波形。参照波形可以是从实际的测量数据中提取出的(例如,根据在规定的期间内所取得的实测数据通过统计处理而计算出的)用户固有的波形,或者也可以是作为平均的成人脉搏波来计算出的波形。

传感器部2具有作为脉搏波传感器的天线对at(以下,简称为“天线at”)、和与天线at连接的控制电路cc。天线at具有成对的发送天线元件ta1和接收天线元件ra1。控制电路cc具有分别与发送天线元件ta1和接收天线元件ra1连接的发送电路tc1和接收电路rc1。发送天线元件ta1和接收天线元件ra1均在包含桡骨动脉91的被测量部位的方向上具有指向性。发送电路tc1以固定周期向上述发送天线元件ta1供给测量信号,由此从发送天线元件ta1向被测量部位发送测量信号的电波。接收天线元件ra1接收上述测量信号的电波被桡骨动脉91反射的反射波。接收电路rc1生成与由上述接收天线元件ra1接收到的反射波对应的波形信号,并输出到处理单元12。

处理单元12例如具有中央处理单元(centralprocessingunit:cpu)等硬件处理器和作业用存储器,因此,作为一个实施方式的处理功能部具有脉搏波检测部101、特征提取部121、判定部122和输出部5。这些处理功能部均通过使上述硬件处理器执行未图示的存储单元所存储的程序来实现。

脉搏波检测部101例如具有ad变换部adc1和滤波器部f1。ad变换部adc1将从接收电路rc1输出的波形信号变换为数字信号。滤波部f1对变换为上述数字信号的波形信号实施例如用于去除噪声成分的滤波处理,由此生成脉搏波信号ps1,并输出到特征提取部121。脉搏波信号表示通过左手腕90的桡骨动脉91在上述天线at的配置位置处的搏动。

特征提取部121接收从脉搏波检测部101输出的脉搏波信号ps1,从该脉搏波信号ps1中提取波形的特征(例如,振幅、波形的形状、峰值电圧等)。

判定部122接收表示由特征提取部121提取出的波形的特征的信息,判定血压计1相对于作为被测量部位的动脉91的设置位置是否满足规定的条件。有关该判定方法将后述。

(动作例)

接着,对如以上那样构成的血压计1的动作例进行说明。

图6是示出图5所示的血压计1的处理过程和处理内容的一例的流程图。

血压计1例如佩戴在手腕周围之后,根据接收到用户通过操作部52所输入的测量开始信号而开始动作。血压计1通过传感器部2从发送电路tc1经由发送天线ta1向包含桡骨动脉91的被测量部位的不同的多个位置,以固定周期发送作为测量信号的电波。相应地,上述各电波被上述被测量部位反射的反射波分别由接收天线ra1接收,由接收电路rc1分别生成与上述反射波对应的波形信号。这些波形信号分别输入到处理单元12的脉搏波检测部101。

在步骤s61中,血压计1通过处理单元12的脉搏波检测部101对从上述接收电路rc输出的波形信号进行ad变换和滤波处理等,从而取得脉搏波信号ps1。该脉搏波信号ps1输入到特征提取部121。

在步骤s62中,血压计1通过特征提取部121,从上述输入的脉搏波信号ps1取得固定的反复周期中的最大振幅(最大振幅值-最小振幅值)作为其波形的特征。最大振幅例如能够将采样间隔设为1毫秒(msec),以1秒周期来计算。

图7a和图7b是用于说明图6所示的处理动作的图,(a)示出设想的天线相对于桡骨动脉91的位置,(b)示出得到的脉搏波信号的一例。脉搏波信号被检测为电压值相对于时间轴的变化。但是,在图7a和图7b中,(b)所示的脉搏波信号只不过是为了说明第1实施方式的判定方法而方便地例示的信号,并不限于此。对于以后的图也同样如此。

在将血压计1佩戴在左手腕上的状态下,如图7a的(a)所示,在发送天线元件ta1和接收天线元件ra1配置在桡骨动脉91的两侧成对称的位置时,能够通过传感器部2得到噪声较少的、主要表示动脉的脉动的理想波形。此时,认为最大振幅am7-1相对于其他设置位置取最大的值。

与此相对,如图7b的(a)所示,在传感器部2配置在远离桡骨动脉91的位置时,噪声成分叠加于得到的脉搏波信号,有时难以确定脉动。作为噪声成分,可以考虑来自尺骨动脉的脉搏波或其他身体组织的运动的噪声成分。此时,预想为最大振幅am7-2比上述最大振幅am7-1小。另外,图7a和图7b的(a)所示的配置位置与(b)所示的脉搏波的波形图像的关系只不过是为了说明而例示的,图7a的(a)所示的配置位置不一定相当于基准位置(理想位置)。对于以后的图也同样如此。

在步骤s63中,血压计1在判定部122的控制下,判定所取得的最大振幅是否大于预先设定的阈值。阈值可以是固定的值,也可以动态地调整。此外,阈值能够根据过去的测量结果或测量精度等来任意地设定。

在步骤s63中判定为所取得的脉搏波信号的最大振幅在阈值以下的情况下,血压计1转移到步骤s64,能够通过输出部5根据上述判定结果来输出警告设置位置不适当的意思的通知。例如,输出部5能够生成并输出用于催促用户移动装置的位置的警告消息。该消息例如经由输入输出接口16发送到显示器50。显示器50的显示例如能够保持几秒左右。消息可以是语言、图像、声音、光的闪烁或振动等任意形式。用户能够根据上述消息,识别出血压计1的设置位置不适当,并使血压计1沿手腕的周向转动或者重新紧固血压计1的带20。

在步骤s63中判定为所取得的脉搏波信号的最大振幅比阈值大的情况下,处理结束。然后,血压计1能够转移到生物体信息的测量等任意的后续动作。但是,在该情况下,也能够进行用于向用户通知设置位置适当的情况或者用于催促用户通过操作部52输入测量开始指示的输出处理。

[实施例1-2]

图8是示出第1实施方式的血压计1的处理过程的另一例的流程图。另外,在图8中,对与上述图6相同的部分标注相同标号并省略详细的说明。

如关于实施例1-1所说明的那样,血压计1根据接收到用户通过操作部52所输入的测量开始信号而开始动作。首先,血压计1在步骤s61中取得脉搏波信号。接着,血压计1在步骤s81中,在特征提取部121的控制下,进行用于从脉搏波信号中提取来自脉搏波的成分的信号处理。

图9是示出在步骤s81中可采用的信号处理的一例的流程图。

所取得的脉搏波信号是多种多样的信号的混合,有时无法充分提取来自脉搏波的信号的特征。因此,例如,可以使用小波变换来提取特征。以下简单说明其一例。

特征提取部121在步骤s91中,将脉搏波信号分割为时间区间(例如每1秒的时间块)。一般已知在测量出桡骨动脉91的脉搏波的情况下,周期为大约1秒。时间区间分割能够通过已知的任意方法来进行。

特征提取部121在步骤s92中,对分割后的脉搏波信号应用小波变换,得到小波系数。小波变换是想通过对较小的波(小波)进行放大缩小、平行移动并相加来分析波形的方法。准备几个对被称为母小波的基本参照波

[数学式1]

ψ(t)

和将该基本参照波放大缩小、平行移动所得的参照波

[数学式2]

,并调查它们与模式的关系。这里,a表示扩展参数(scale),b表示移动参数(translation)。小波变换用下式表示,通过变换而得到的结果称为小波系数。

[数学式3]

特征提取单元121在步骤s93中,将所得到的小波系数与从预先设定的比较波形得到的系数进行比较,并计算它们之间的差分。比较波形是用于提取脉搏波成分的具有可预先分割为时间区间的周期性的任意波形。例如,作为比较波形,可以使用根据理想脉搏波而设定出的波形,也可以考虑使用正弦波等简单的波形。通过该处理,去除起因于非脉搏波成分的频带。

接着,在步骤s94中,特征提取部121为了取得与比较波形的相关,而计算相关系数α。

在步骤s95中,特征提取部121将相关系数α与阈值β进行比较,并且反复进行从步骤s93到步骤s95的处理,直到相关系数达到阈值。在相关系数α达到阈值β之后,判定为提取出了期望的信号,转移到步骤s96。特征提取部121在步骤s96中提取波形的特征,结束处理。

接着,在步骤s82中,血压计1从参照值存储部141取得用于取得与脉搏波信号的相关的参照波形。该参照波形可以不同于在图9中所说明的基本参照波或比较波形。

接着,在步骤s83中,血压计1针对对应的任意时间区间,取得从脉搏波信号中提取出的波形与参照波形的互相关,判定所得到的相关值是否大于预先设定的相关阈值(例如0.7等)。相关值的求出方法一般是公知的,因此在此不进行详细说明。

在步骤s83中判定为相关值大于阈值的情况下,判定为满足与基准位置对应的条件,处理结束。在步骤s83中判定为相关值为阈值以下的情况下,判定为不满足与基准位置对应的条件,转移到步骤s64,输出警告。

[实施例1-3]

图10是示出图5所示的血压计1的处理过程的另一例的流程图。另外,在该图10中,对与上述图6相同的部分标注相同标号,对相同或同样的处理省略详细的说明。

如关于实施例1-1所说明的那样,血压计1根据接收到用户通过操作部52所输入的测量开始信号而开始动作,在步骤s101中通过脉搏波检测部101取得脉搏波信号ps1-1,在步骤s102中通过特征提取部121从脉搏波信号ps1-1中提取最大振幅am1-1。

接着,在步骤s103中,血压计1在判定部122的控制下,判定提取出的最大振幅am1-1是否满足规定的条件,在该例子中,判定最大振幅am1-1是否大于预先设定的阈值。但是,在步骤s103中,也能够与上述实施例1-2同样地通过取得与参照波形的相关来进行是否满足规定的条件的判定,也能够进行基于周期或频谱强度等波形的其他特征的判定。在步骤s103中判定为最大振幅am1-1大于阈值的情况下,判定为血压计1的设置位置适当,处理结束。

在步骤s103中判定为最大振幅am1-1为阈值以下的情况下,血压计1转移到步骤s64,通过输出部5输出表示上述判定结果的信息。例如,输出部5生成向用户通知设置位置不适当的警告消息,并输出到显示器50。

图11a和图11b是用于说明图10所示的处理动作的图,(a)示出天线相对于桡骨动脉91的位置,(b)示出得到的脉搏波信号的一例。例如,在传感器部2位于图11a的(a)所示的位置时,由于天线远离桡骨动脉91,因此所得到的脉搏波信号不满足与基准位置对应的条件,判定为血压计1的设置位置不适当而输出警告。在该实施例中,血压计1在输出警告之后,不是立即结束动作,而是进入等待状态直至满足规定的条件。在此期间内,接收到通知的用户能够通过使血压计1绕手腕转动或者以使收发天线部40e紧贴皮肤的方式重新紧固带20等来调整设置位置。但是,以下的处理不一定将用户的位置调整设为开始要件。

处于等待状态的血压计1在满足规定的条件之后,例如在经过固定时间之后,如果接收到来自用户的输入操作或者通过血压计1所具有的加速度传感器(未图示)检测到血压计1的移动,则能够转移到步骤s104来进行第2次处理。即,在步骤s104中,血压计1再次进行脉搏波信号ps1-2的取得,在步骤s105中提取最大振幅am1-2,在步骤s106中判定最大振幅am1-2是否满足规定的条件,在该例子中,判定最大振幅am1-2是否大于预先设定的阈值。此时,传感器部2的位置可能保持图11a的(a)所示的位置不改变,也可能移动到图11b的(a)所示的位置,但在本实施例中不一定需要进行该检测。

在步骤s106中判定为提取出的最大振幅am1-2大于预先设定的阈值的情况下,估计为血压计1的设置位置适当,处理结束。另一方面,在步骤s106中判定为最大振幅am1-2在阈值以下的情况下,转移到步骤s64,血压计1通过输出部5再次输出警告作为判定结果。另外,在天线位于图11b的(a)所示的位置时,是否满足与基准位置对应的条件取决于阈值的设定。此外,在图10中说明了在对位的过程中实施至少2次测量直到满足条件为止的方法,但还能够设定为在对位的过程中进行更多次数的测量直到满足条件为止。

另外,在上述实施例中,作为是否满足与基准位置对应条件的判定方法,说明了将最大振幅与预先设定的阈值进行比较的方法,但也可以与实施例1-2同样使用将相对于参照波形的相关值与阈值进行比较的方法,还可以使用基于周期或频谱强度等波形的其他特征的判定方法。此外,上述步骤s104~s106动作可以与上述步骤s101~s103相同,也可以不同。例如,在步骤s103中使用的阈值和在步骤s106中使用的阈值可以相同,也可以不同。此外,也可以在步骤s103中对最大振幅进行比较,在步骤s106中取得与参照波形的相关等,在步骤s103和步骤s106中使用不同的判定方法。

[实施例1-4]

图12是示出本发明的第1实施方式的血压计1的功能结构的另一例的框图。另外,在图12中,对与上述图5相同的部分标注相同标号并省略详细的说明。

血压计1在传感器部2内具有多个天线at1、at2、……、和分别与各天线连接的多个控制电路cc1、cc2、……。各天线和各控制电路具有与图5中所说明的天线at和控制电路cc相同的结构和功能。

处理单元12具有多个脉搏波检测部101-1、101-2、……。也与图5中所说明的脉搏波检测部101同样,各脉搏波检测部分别与多个控制电路cc1、cc2、……连接,根据从各接收电路rc1、rc2、……输出的波形信号分别生成脉搏波信号ps1、ps2、……。

处理单元12还具有天线控制部111。天线控制部111能够选择上述多个天线at1、at2、……中的用于测量的1个或多个天线。

图13是示出图12所示的血压计1的处理过程的一例的流程图。另外,在图13中,对与上述图6相同的部分标注相同标号并省略详细的说明。

如关于实施例1-1所说明的那样,血压计1根据接收到用户通过操作部52所输入的测量开始信号而开始动作。首先,在步骤s131中,血压计1选择天线at1作为测量中使用的天线。接着,与实施例1-1同样,血压计1在步骤s132中由脉搏波检测部101取得脉搏波信号ps1,在步骤s133中由特征提取部121从脉搏波信号ps1提取最大振幅am1,在步骤s134中判定最大振幅am1是否大于预先设定的阈值。在步骤s134中判定为最大振幅am1大于阈值的情况下,能够结束处理。

另一方面,在步骤s134中判定为最大振幅am1在阈值以下的情况下,转移到步骤s135,血压计1在天线控制部111的控制下,将测量中使用的天线从at1切换到at2。接着,与在步骤s132~s134中所说明的处理同样地,使用天线at2在步骤s136中取得脉搏波信号ps2,在步骤s137中从脉搏波信号ps2中提取最大振幅am2,在步骤s138中判定最大振幅am2是否大于阈值。

在步骤s138中判定为最大振幅am2大于阈值的情况下,能够结束处理。另一方面,在步骤s138中判定为最大振幅am2在阈值以下的情况下,转移到步骤s64,输出表示设置位置不适当的意思的警告。

步骤s135中的天线切换也可以在天线控制部111的控制下自动地实施。或者,也能够在步骤s134中判定为最大振幅am1在阈值以下的情况下,输出警告等,使用户经由操作部52操作天线切换。

图14是用于说明图13所示的处理动作的图,(a)表示天线at1、at2相对于桡骨动脉91的位置,(b)、(c)分别表示通过天线at1、at2得到的脉搏波信号ps1、ps2的一例。

首先,在步骤s131中选择天线at1,实施步骤s132~s134的一系列处理。在图14的(a)所示的位置,由于天线at1远离桡骨动脉91,所以在步骤s134中判定为最大振幅am1在阈值以下。在该情况下,血压计1不是立即结束动作,而是通过天线控制部111自动地切换天线,或者催促用户进行天线切换操作,从而使用天线at2再次进行一系列处理(步骤s136~s138)。在图14的(a)所示的位置,与天线at1相比在使用天线at2时,预想为能够得到更大的最大振幅的脉搏波波形。这样,通过切换天线at1、at2,能够不移动血压计1的佩戴位置而评价适当的天线位置,设置位置的调整变得更加简单。

另外,在上述实施例中,作为是否满足与基准位置对应条件的判定方法,说明了将最大振幅与预先设定的阈值进行比较的方法,但也可以与实施例1-2同样使用将相对于参照波形的相关值与阈值进行比较的方法,还可以使用基于周期或频谱强度等波形的其他特征的判定方法。此外,上述步骤s136~s138的动作可以与上述步骤s132~s134相同,也可以不同。例如,在步骤s104中使用的阈值和在步骤s138中使用的阈值可以相同,也可以不同。此外,也可以在步骤s134中对最大振幅进行比较,在步骤s134中取得与参照波形的相关等,在步骤s134和步骤s134中使用不同的判定方法。

此外,在上述实施例中所说明的方法也能够适用于发送天线元件ta1、ta2与接收天线元件ra1、ra2不成对的情况。例如,在第1次的一系列动作(步骤s132~步骤s134)中,考虑使用第1发送天线元件ta1和第1接收天线元件ra1来进行电波的收发,在第2次的一系列动作(步骤s136~s138)中,考虑使用第1发送天线元件ta1和第2接收天线元件ra2来进行电波的收发。即,也可以在步骤s135中,仅切换用于接收的天线元件或用于发送的天线元件来反复进行一系列动作。因此,发送天线元件的数量和接收天线元件的数量无需相同。

(第1实施方式的作用效果)

如上所述,在第1实施方式中,在血压计1的特征提取部121中,从脉搏波检测部101输出的脉搏波信号ps1中提取波形的特征,接着,在血压计1的判定部122中,根据上述提取出的波形的特征来判定天线at相对于作为被测量部位的桡骨动脉91的设置位置是否满足与预先设定的基准位置对应的条件。

因此,能够在不另外设置加速度传感器等位置检测传感器的情况下,以简单且低价的结构得到用于血压计1的设置位置是否适当的指标。此外,对于用户来说,能够确认出血压计1的佩戴位置不适当,而适当地调整血压计1的佩戴位置。

此外,根据第1实施方式,通过从在进行对位的过程中所获得的脉搏波信号中提取最大振幅并与预先设定的阈值进行比较或者取所获得的脉搏波信号与参照波形的相关并将该相关值与预先设定的阈值进行比较,能够简洁且容易地判定设置位置是否适当,用户的便利性提高。

此外,由于能够在确认出血压计1的设置位置适当之后开始测量,因此还能够期待测量精度和可靠性的提高。并且,由于不需要复杂的评价设备,因此能够提高传感器的设置鲁棒性,并能够实现装置的简单小型化和低价化。此外,通过构成为在进行对位的过程中进行多次测量和判定,例如能够通过在相同的设置位置反复进行处理来提高判定的可靠性,或者,能够在将血压计1的设置位置错开后或者在进行了与皮肤的接触面积或角度的微调之后进行重新测量等,用户能够一边自由调整一边判定是否适当,便利性大幅提高。并且,通过构成为在血压计1具有多个天线的情况下切换天线而反复进行测量,能够不使血压计1的佩戴位置移动而对单一的佩戴位置进行多个天线位置的评价,设置位置的调整变得更加简单。

[第2实施方式]

[实施例2-1]

图15是示出本发明的第2实施方式的具有一对天线at的血压计1的功能结构的框图。另外,在该图中,对与上述图5相同的部分标注相同标号并省略详细的说明。

处理单元12还具有移动方向估计部123。移动方向估计部123根据多个测量结果来估计应该移动(修正)设置位置的方向。

图16是示出图15所示的血压计1的处理过程的一例的流程图。另外,在图16中,对与上述图10相同的部分标注相同标号并省略详细的说明。

与第1实施方式同样,血压计1根据接收到用户通过操作部52所输入的测量开始信号而开始动作。作为第1次的一系列动作,血压计1在步骤s101中取得脉搏波信号ps1-1,在步骤s102中从脉搏波信号ps1-1中提取最大振幅am1-1,在步骤s103中判定最大振幅am1-1是否大于预先设定的阈值。在步骤s103中判定为最大振幅am1-1大于阈值的情况下,能够结束处理。

另一方面,在步骤s103中判定为最大振幅am1-1在阈值以下的情况下,血压计1转移到步骤s160,向用户通知天线at相对于桡骨动脉91的位置不适当,催促修正设置位置。在输出警告之后,血压计1进入等待状态。

与关于图10所说明的同样,处于等待状态的血压计1在满足规定的条件之后(例如,在经过固定时间之后),能够转移到步骤s105来进行第2次的一系列处理。即,在步骤s104中,血压计1再次进行脉搏波信号ps1-2的取得,在步骤s105中提取最大振幅am1-2,在步骤s106中判定最大振幅am1-2是否满足规定的条件,在该例子中,判定最大振幅am1-2是否大于预先设定的阈值。在步骤s106中判定为最大振幅am1-2大于阈值的情况下,能够结束处理。

另一方面,在步骤s106中判定为最大振幅am1-2在阈值以下的情况下,血压计1转移到步骤s161,在移动方向估计部123的控制下,对第1次得到的脉搏波信号ps1-1与第2次得到的脉搏波信号ps1-2的波形的特征进行比较,判定哪个脉搏波信号接近与基准位置对应的条件。例如,对在步骤s102和s105中所得到的最大振幅am1-1与am1-2进行比较,最大振幅更大的一方能够视作在接近基准位置的位置所得到的脉搏波信号。

另外,在上述步骤s161中,能够使用任意的判定方法,例如,对于在第1次处理中所取得的脉搏波信号ps1-1和在第2次处理中所取得的脉搏波信号ps1-2,可以对各个与参照波形的相关值进行比较,也可以单纯地对信号强度进行比较。

血压计1根据步骤s161的比较结果,在输出部5的控制下,在步骤s162中输出表示应该移动的方向(以下,也称为“修正方向”)的信息,并显示在显示器50上。例如,在判定为第2次测量得到了比第1次更好的结果的情况下,能够以表示与在步骤s160之后实际上所移动的方向相同的方向的方式显示箭头。实际上所移动的方向例如可以通过用传感器检测旋转方向来判定。此外,作为步骤s160中的移动指示,也可以在显示器50上显示表示任意方向的箭头,估计为实际上向该方向发生了移动。成人的桡骨动脉91的直径为3.0mm前后,因此,除了方向的指示以外,也可以指示优选调整几mm左右。

图17a和图17b是用于说明图16所示的处理动作的图,(a)示出天线相对于桡骨动脉91的位置,(b)示出得到的脉搏波信号的一例。图17c示出显示在显示器50上的通知图像的一例。

例如,假设在第1次测量中,在图17a的(a)所示的位置取得脉搏波信号ps1-1,然后在使血压计1沿周向转动而使佩戴位置移动到图17b的(a)所示的位置之后,实施第2次测量而取得脉搏波信号ps1-2。

在该情况下,例如脉搏波信号的信号电平均不满足与基准位置对应的条件,但由于第2次的脉搏波信号ps1-2表示更大的振幅值,所以如图17c所示,在显示器50上,向与从图17a的(a)所示的位置向图17b的(a)所示的位置的移动方向相同的方向,显示表示应该使血压计1进一步移动(位置调整)的箭头。

另外,应该调整的方向的指示可以是光的闪烁或声音等其他任意的形式。例如,也可以设置多个led作为显示器50,通过依次点亮这些多个led来表示方向。在佩戴在手腕90上时,通常,手表型血压计1的显示器50位于手腕90的背侧面,传感器部2位于手腕90的手掌侧面90a,但在使血压计1绕手腕转动来调整位置的情况下,显示器50上所示的箭头的方向与传感器部2的移动方向对应。

如上所述,作为是否满足与基准位置对应的条件的判定方法,可以使用任意的方法,上述步骤s104~s106的动作可以与上述步骤s101~s103相同,也可以不同。

[实施例2-2]

图18是示出第2实施方式的血压计1的功能结构的另一例的框图。在该图18中,对与上述图12和图15相同的部分标注相同标号并省略详细的说明。

图18的血压计1与图12同样具有多个天线at1、at2、……、多个控制电路cc1、cc2、……、多个脉搏波检测部101-1、101-2、……、和天线控制部111,并且与图15同样具有移动方向估计部123。

图19是示出图18所示的血压计1的处理过程的一例的流程图。另外,在图19中,对与上述图13相同的部分标注相同标号并省略详细的说明。

血压计1在从操作部52接收到通过用户的操作而输入的测量开始指示信号时,在步骤s131中选择天线at1,首先使用天线at1来执行步骤s132~步骤s134的一系列处理动作。例如,在步骤s132中取得使用天线at1而接收到的脉搏波信号ps1,在步骤s133中从上述所取得的脉搏波信号ps1中提取最大振幅am1。然后,在步骤s134中,判定上述脉搏波信号ps1的最大振幅am1是否满足规定的条件。在该例子中,将最大振幅am1与预先设定的阈值进行比较,判定最大振幅am1是否大于阈值。在步骤s134中判定为最大振幅am1大于阈值的情况下,能够结束处理。

上述判定结果是判定为最大振幅am1为阈值以下的情况下,血压计1转移到步骤s135。接着,血压计1在步骤s135中将天线从at1切换为at2,执行步骤s136~步骤s138的一系列处理动作。例如,在步骤s136中,取得使用天线at2而接收到的脉搏波信号ps2,在步骤s137中,从脉搏波信号ps2中提取最大振幅am2。然后,在步骤s138中,判定上述脉搏波信号ps2的最大振幅am2是否满足规定的条件,在该例子中,判定最大振幅am2是否大于阈值。在步骤s138中判定为最大振幅am2大于阈值的情况下,能够结束处理。在步骤138中判定为最大振幅am2在阈值以下的情况下,转移到步骤s191。

在步骤s191中,血压计1在移动方向估计部123的控制下,对脉搏波信号ps1与脉搏波信号ps2的波形的特征进行比较,判定哪个脉搏波信号接近与基准位置对应的条件。例如,对最大振幅am1与am2进行比较,振幅值较大的一方可以视作是由接近基准位置的天线得到的脉搏波信号。

另外,在上述步骤s191中,能够使用任意的判定方法,例如,代替对最大振幅进行比较,可以对脉搏波信号的其他特征、例如与参照波形的相关值进行比较,也可以对信号的峰值强度进行比较。

血压计1根据步骤s191的比较结果,在输出部5的控制下,在步骤s192中输出表示应该移动的方向的信息,并显示在显示器50上。例如,在判定为使用天线at2的测量得到了比天线at1更好的结果的情况下,以表示与从天线at1朝向天线at2的矢量相同的方向的方式显示箭头。

图20a是用于说明图19所示的处理动作的图,(a)表示天线at1、at2相对于桡骨动脉91的位置,(b)、(c)分别表示通过天线at1、at2得到的脉搏波信号ps1、ps2的一例。图20b示出显示在显示器50上的通知图像的一例。

如图20a的(a)所示,传感器部2具两个天线at1、at2。在图20a所示的例子中,天线at1和天线at2都远离桡骨动脉91。因此,在步骤s134和步骤s138中判定为脉搏波信号的最大振幅在阈值以下。因此,血压计1从图19的步骤s138转移到步骤s191,在步骤s191中对脉搏波信号ps1与ps2的特征进行比较。

例如,当在步骤s191中判定为使用天线at2而得到的脉搏波信号ps2的最大振幅am2更大时,血压计1在步骤s192中从输出部5输出步骤s191的判定(比较)结果,如图20b所示,在显示器50上显示表示应该进一步向与从天线at1朝向天线at2的矢量相同的方向移动的箭头。

如上所述,作为是否满足与基准位置对应的条件的判定方法,可以使用任意的方法,上述步骤s136~s138的动作可以与上述步骤s132~s134相同,也可以不同。

另外,在实施例2-2中,对具有两对天线的血压计1的动作进行了说明,但也可以根据在具有更多天线的血压计1中切换天线而得到的更多测量结果来估计修正方向。例如,能够导出从与由3对以上的天线得到的所有脉搏波信号中的得到最差结果(例如,振幅最小)的脉搏波信号对应的天线朝向与得到最好结果(例如振幅最大)的脉搏波信号对应的天线的矢量的方向。或者,也可以根据天线的相对位置来对由3对以上的天线得到的所有脉搏波信号的振幅值进行绘图,通过求出回归式来估计最佳位置(基准位置)。关于使用回归式的估计方法的一例,将在后面详细叙述。

另外,如上所述,也可以仅切换用于接收的天线元件或用于发送的天线元件来反复进行一系列动作。例如,在第1次的一系列动作(步骤s132~步骤s134)中,考虑使用第1发送天线元件ta1和第1接收天线元件ra1来进行电波的收发,在第2次的一系列动作(步骤s136~s138)中,能够使用第1发送天线元件ta1和第2接收天线元件ra2来进行电波的收发。因此,发送天线元件的数量和接收天线元件的数量无需相同。

(第2实施方式的作用效果)

如上所详细叙述的那样,在第2实施方式中,通过对从通过多次测量而得到的脉搏波信号中提取出的特征进行比较,计算并输出应该移动的方向,以使血压计1的设置位置适当。因此,能够在不另外设置加速度传感器等位置检测传感器的情况下,以简单且低价的结构判定血压计1的设置位置是否适当,在不适当的情况下,还能够根据多个测量结果来得到关于应该使血压计1向哪个方向移动的指标。

此外,用户例如在通过显示器50上所显示的箭头确认出调整方向之后,使血压计1沿手腕的周向转动而寻找适合测量的位置。因此,能够使血压计1有效地与手腕对位,大幅提高用户的便利性和传感器的设置鲁棒性。

(第3实施方式)

[实施例3-1]

图21是示出本发明的第3实施方式的血压计1的处理过程的一例的流程图。该处理过程例如通过具有多个天线at1、at2、……的图18所示的血压计1来实施,移动方向估计部123除了估计应该移动的方向之外,还估计应该移动的量(以下,也称为“修正量”)。另外,在图21中,对与上述图13相同的部分标注相同标号并省略详细的说明。

血压计1在从操作部52接收到通过用户的操作而输入的测量开始指示信号时,在步骤s131中选择天线at1,首先使用天线at1来执行步骤s132~步骤s134的一系列处理动作。例如,在步骤s132中取得使用天线at1而接收到的脉搏波信号ps1,在步骤s133中从上述所取得的脉搏波信号ps1中提取最大振幅am1。然后,在步骤s134中,判定上述脉搏波信号ps1的最大振幅am1是否满足规定的条件。在该例子中,将最大振幅am1与预先设定的阈值进行比较,判定最大振幅am1是否大于阈值。在步骤s134中判定为最大振幅am1大于阈值的情况下,能够结束处理。

在步骤s134中判定为最大振幅am1为阈值以下的情况下,血压计1转移到步骤s135,在步骤s135中将天线从at1切换为at2,执行步骤s136~步骤s138的一系列处理动作。例如,在步骤s136中,取得脉搏波信号ps2,在步骤s137中,从脉搏波信号ps2中提取最大振幅am2。然后,在步骤s138中,判定上述脉搏波信号ps2的最大振幅am2是否满足规定的条件。在该例子中,将最大振幅am2与上述阈值进行比较,判定最大振幅am2是否超过阈值。在步骤s138中判定为最大振幅am2大于阈值的情况下,能够结束处理。在步骤138中判定为最大振幅am2在阈值以下的情况下,转移到步骤s211。

图22a是用于说明图21所示的处理动作的图,(a)表示天线at1、at2相对于桡骨动脉91的位置,(b)、(c)分别表示通过天线at1、at2得到的脉搏波信号ps1、ps2的一例。图22b示出显示在显示器50上的通知图像的一例。

如图22a的(a)所示,传感器部2具两个天线at1、at2。在图22a的(a)所示的例子中,天线at1和天线at2都远离桡骨动脉91。因此,在步骤s134和步骤s138中判定为脉搏波信号不满足规定的条件。因此,血压计1从图21的步骤s138转移到步骤s211。

在步骤s211中,血压计1在移动方向估计部123的控制下,对使用天线at1而得到的脉搏波信号ps1和使用天线at2而得到的脉搏波信号ps2的波形特征进行比较,估计应该移动的方向和应该移动的量(修正方向和修正量)。

图23是示出在步骤s211中能够采用的使用线性近似来计算(估计)应该移动的方向和量的处理过程和处理内容的一例的流程图。图24a和图24b示出在图23中使用的线性近似的概要。

在图24a和图24b中,假定为得到的脉搏波信号的波形与参照波形的相关值根据到基准位置(理想位置)的距离而呈线性地发生变化,定义一次函数f(x)=y=ax+b的式子。即,根据天线at1与天线at2之间的距离、以及使用各天线而得到的脉搏波信号与参照波形的振幅比来导出1次近似式(回归式),根据所得到的近似式来估计到有望得到参照波形的基准位置的距离。

更具体而言,在图24a和图24b中,将基准位置(理想位置)设为x=0,定义将到基准位置的距离设为x轴、将与参照波形的相关值(越接近1,与参照波形的相关性越高)设为y轴的一次函数y=ax+b(其中,在0≤x时,a<0,在x<0时,a>0)。由此,函数y=f(x)在y轴上(x=0)取最大值b,截距b表示在基准位置所取得的脉搏波信号的波形与参照波形的相关值,因此能够近似地视为1。另外,如图24a或图24b所示,x坐标根据桡骨动脉91与传感器部2的位置关系(例如,天线at1和天线at2中的哪一个更接近桡骨动脉91)而取正或负的值。

参考图23,对修正方向和修正量的计算方法的一例进行更详细的说明。

在步骤s231中,移动方向估计部123从参照值存储部141等取得参照波形的最大振幅r。r例如可以根据实际所得到的过去的测量结果来计算,也可以是任意地设定出的值。

在步骤s232中,移动方向估计部123设定1次函数f(x)=y=ax+b。截距b表示在理想位置得到的脉搏波信号的最大振幅与参照波形的最大振幅r之比,因此能够近似地设为1,上述一次函数表示为y=ax+1。

在步骤s233中,移动方向估计部123针对使用天线at1而取得的脉搏波信号ps1,提取最大振幅a1作为其波形的特征,得到与参照波形的最大振幅r的振幅比a1/r。对于天线at1所得到的数据表示为(x,y)=(x1,y1)=(x1,a1/r)。

在步骤s234中,移动方向估计部123从未图示的存储部等取得天线at1的接收天线元件ra1与天线at2的接收天线元件ra2之间的距离δx。

在步骤s235中,移动方向估计部123针对使用天线at2而取得的脉搏波信号ps2,提取最大振幅a2作为其波形的特征,获得振幅比a2/r。通过脉搏波信号ps2而得到的数据表示为(x,y)=(x2,y2)=(x1+δx,a2/r)。

在步骤s236中,移动方向估计部123通过下式取得1次函数f(x)的斜率a。

a=(a2/r-a1/r)/δx

综上所述,可计算出a和b,因此在步骤s237中,移动方向估计部123得到一次函数f(x)的式y=ax+b。

在步骤s238中,移动方向估计部123将天线at2的振幅比y2=a2/r代入式y=ax+b,得到x坐标(x2)。这成为从天线at2的接收天线元件ra2到理想位置的距离(应该移动的量、修正量)。

在步骤s239中,移动方向估计部123取得应该移动的方向(修正方向)。例如,能够采用关于实施例2-2所上述的方法。然后,处理返回图21的步骤s212。

在步骤s212中,由输出部5输出表示计算(估计)出的修正方向和修正量的信息,例如如图22b那样显示在显示器50上。

[实施例3-2]

图25是示出在步骤s211中能够采用的使用线性近似来计算(估计)应该移动的方向和量的规定过程和处理内容的另一例的流程图。图26a和图26b示出在图25中使用的非线性近似的概要。

在图26a和图26b中,假定为得到的脉搏波信号的振幅值(在该例子中,为峰值电压(v))根据到基准位置(理想位置)的距离而呈曲线地变化,定义二次函数f(x)=y=ax2+b的式子。即,根据天线at1与天线at2之间的距离、以及使用各天线而得到的脉搏波信号的振幅值来导出2次近似式(回归式),根据所得到的近似式来估计到有望得到参照波形的基准位置的距离。

更具体而言,在图26a和图26b中,定义将基准位置(理想位置)设为x=0、将到基准位置的距离设为x轴、将振幅值(电压(v))设为y轴的单纯的二次函数f(x)=y=ax2+b(a<0)。由此,函数y=f(x)成为在y轴上(x=0)具有顶点的、向上凸的曲线。截距b表示在基准位置取得的脉搏波信号的振幅值,因此能够作为参照值存储部141等所存储的参照波形的振幅值(v)来取得。另外,如图26b所示,x坐标根据桡骨动脉91与传感器部2的位置关系(例如,天线at1和天线at2中的哪一个更接近桡骨动脉91)而取正或负的值。

参考图25,对修正方向和修正量的计算方法的一例进行更详细的说明。

在步骤s251中,移动方向估计部123从参照值存储部141等取得参照波形的峰值电压vrmax(v)。vrmax(v)例如可以根据实际上所得到的过去的测量结果来计算,也可以是任意地设定出的值。

在步骤s252中,移动方向估计部123设定二次函数f(x)=y=ax2+b(a<0)。截距b表示在理想位置得到的脉搏波信号的峰值电压(v),因此上述二次函数表示为y=ax2+vrmax。

在步骤s253中,移动方向估计部123针对使用天线at1而取得的脉搏波信号ps1,得到峰值电压v1(v)。对于天线at1所得到的数据表示为(x,y)=(x1,y1)=(x1,v1)。

在步骤s254中,移动方向估计部123从未图示的存储部等取得天线at1的接收天线元件ra1与天线at2的接收天线元件ra2之间的距离δx。

在步骤s255中,移动方向估计部123针对使用天线at2而取得的脉搏波信号ps2,得到峰值电压v2(v)。对于天线at2所得到的数据表示为(x,y)=(x2,y2)=(x1+δx,v2)。

在步骤s256中,移动方向估计部123将针对脉搏波信号ps1和ps2所得到的上述2个数据代入二次函数f(x),通过求解以下2式的联立方程式,得到系数a(和未知数x1)。

v1=ax12+vrmax

v2=ax22+vrmax=a(x1+δx)2+vrmax

综上所述,可计算出a和b,因此在步骤s257中,移动方向估计部123得到二次函数f(x)的式y=ax2+b。

在步骤s258中,移动方向估计部123将针对天线at2所得到的峰值电压v2代入式y=ax2+b,得到x坐标(x2)。这成为从天线at2的接收天线元件ra2到理想位置的距离(应该移动的量、修正量)。另外,也可以更简洁地根据在步骤s256中通过求解联立方程式而计算出的x1,计算为x2=x1+δx。

在步骤s259中,移动方向估计部123取得应该移动的方向(修正方向)。例如,能够采用关于实施例2-2所说明的方法。然后,处理返回图21的步骤s212。另外,在图25中,作为非线性近似使用二次函数进行了说明,但也可以使用三次、四次等任意的n次曲线。

如图26b所示,由于在二次回归中对于一个电压值可能存在两个x坐标,因此在两对天线at1和at2跨越基准位置(桡骨动脉91)而配置的情况等下,有时无法计算出准确的修正方向和修正量。例如,尽管实际上与图26b的点p1和p2’对应,但也可以计算为与点p1和p2对应。但是,通过适当地设定天线at1与at2之间的距离,可以认为这样的问题被抑制到最低限度。例如,在配置成两对天线跨越y轴的情况下,至少一个天线很可能满足与理想位置对应的条件而能够立即实施测量。此外,由于设想为用户一边缓慢地移动血压计1一边进行对位,所以与精确的计算相比,大多情况下优选通过简单的处理进行迅速的概算。

以上,针对实施例3-1和3-2,关于具有两对天线且天线之间的相对距离已知的血压计1的动作进行了说明,但例如,如实施例2-1中所说明的那样,即使在用户通过移动血压计1而在不同的位置进行多次测量的情况下,只要知道两个地点之间的距离(相当于δx),就能够应用实施例3-1和3-2的方法。为了得到两个地点之间的距离,例如,也可以预先在血压计1的带上标注1mm单位的刻度,在第1次测量与第2次测量之间,向用户指示移动方向和移动量而使用户进行移动。由于追加了用户的手动作业,所以修正量的计算精度降低,但在对位时以简单且迅速地提供大致的指标为目的,不要求较高的精度。另外,也可以考虑通过各种传感器来检测移动距离。例如,可以举出加速度传感器、超声波传感器、光电传感器、多普勒传感器、fmcw(frequencymodulatedcontinuouswave:调频连续波)雷达的使用。并且,也可以考虑将脉搏波传感器内的天线直接用作电波传感器。

另外,如上所述,作为是否满足与基准位置对应的条件的判定方法,能够使用任意的方法,上述步骤s136~s138的动作可以与上述步骤s132~s134相同,也可以不同。此外,如上所述,也可以仅切换用于接收的天线元件或用于发送的天线元件来反复进行一系列动作。

(第3实施方式的作用效果)

如上所详细叙述的那样,在第3实施例中,根据从通过多次测量而得到的脉搏波信号中提取出的特征,来计算并输出应该移动的方向和量。因此,能够在不另外设置复杂的评价设备的情况下,以简单且低价的结构判定血压计1的设置位置是否适当,在不适当的情况下,还能够根据多个测量结果来得到关于应该使血压计1向哪个方向、以何种程度移动的指标。

此外,用户例如在确认显示器50上所显示的箭头表示的方向和到基准方向的估计距离之后,使血压计1沿手腕的周向转动而寻找适合测量的位置。因此,能够对血压计1相对于手腕的设置位置更加高效地进行对位,用户的便利性和传感器的设置鲁棒性大幅提高。此外,即使不知道桡骨动脉91的准确位置,只要至少取得了脉搏波信号的两个地点之间的距离已知,就能够通过使用了比较简单的函数的近似计算来估计应该移动的量。由此,能够在不对处理器施加过度负荷的情况下,编入计算处理。另外,还期待用户能够掌握自身的桡骨动脉91的大致位置,之后的佩戴变得容易。

[变形例]

(1)具有配置成矩阵状的天线的例子

图27例示具有将多个天线配置成矩阵状的传感器部2的血压计1的功能结构的一部分、桡骨动脉91与天线的相对位置关系。

在图27中,在传感器部2内呈矩阵状地配置有6对天线at1、at2、……、at6。使用各天线at1、at2、……、at6而接收到的反射波分别发送到接收电路rc1、rc2、……、rc6从而生成波形信号,在由脉搏波检测部101-1、101-2、……、101-6实施ad变换和滤波处理等之后,作为脉搏波信号输入到特征提取部121。对上述各反射波的处理可以同时并行地实施,也可以依次实施。此外,可以在使用一个天线进行脉搏波的测量和是否满足与基准位置对应的条件的判定之后,转移到使用下一个天线的测量和判定动作,也可以在对所有的天线进行了脉搏波信号的取得之后,进入判定动作。

在针对至少一个天线确认到满足条件的脉搏波信号之后,能够使用满足了条件的天线中的任意一个天线或多个天线来开始生物信息的测量。此时,可以将表示血压计1的设置位置适当的消息输出到显示器50并通知给用户,也可以将表示哪个天线用于测量的信息(例如天线的位置或识别编号等)输出到显示器50或其他外部装置。

另一方面,在针对任意一个天线都未取得满足条件的脉搏波信号的情况下,能够判定得到最好结果的天线和得到最差结果的天线,并根据该判定结果来估计并输出应该移动的方向。由此,不仅在与动脉的行进方向正交的方向上,而且在与动脉平行的方向上,也能够提示向更适合的设置位置的移动调整,之后的测量变得可靠性更高。

对于图27所示的变形例,也通过组合上述实施方式和实施例,除了能够计算并通知修正方向之外,还能够计算并通知修正量。此外,如上所述,关于与对应于基准位置的条件的对比,也不限于最大振幅,能够使用脉搏波信号的各种特征。另外,图27所示的天线的配置只不过是例示,也能够将上述方法应用于将任意数量的天线配置成任意图案的变形例中。

(2)包含血压计1的系统的例子

图28是示出具有在第1实施方式至第3实施方式中所说明的血压计1的生物体信息管理系统的概略结构的一例的图。血压计1经由网络900与作为外部信息处理装置的服务器30或便携式终端10b进行通信。在图28的系统中,血压计1经由采用了无线lan或bluetooth(注册商标)等小功率无线数据通信标准的无线接口而与便携式终端10b进行通信,便携式终端10b经由互联网而与服务器30进行通信。

根据这样的结构,例如,能够在血压计1内执行与血压计1相对于被测量部位的佩戴位置相关的判定,将该判定结果从血压计1传送到便携式终端10b并显示在其显示部158上。此外,作为其他例子,也可以从血压计1向便携式终端10b传送波形信号或脉搏波信号,在便携式终端10b中执行与血压计1的佩戴位置相关的判定,根据该判定结果来将用于调整血压计1的佩戴位置的显示信息显示在便携式终端10b的显示部158上。由此,能够减轻血压计1中的处理负荷,并且能够将显示信息显示在尺寸比血压计1的显示器大的便携式终端10b的显示部158上。

此外,如果与血压的测量数据相关联地向服务器30传送测量时的佩戴状态的判定结果,则能够判定在服务器30中评价血压的测量数据时的可靠度。

因此,作为血压计1的处理单元12所执行的处理而上述的处理的一部分或全部,还能够通过在便携式终端10b上工作的移动应用等程序,使便携式终端10b的处理器执行。

(3)并且,可以除了所取得的脉搏波或计算出的血压值等之外,还通过血压计1的输出部5生成并输出表示血压计1的设置位置是适当、还是不适当的消息,并显示在血压计1的显示器50上,或者可以发送到便携式终端10b,并显示在其显示部158上。由此,用户能够通过在便携式终端10b上工作的应用程序等,在更大的画面上看到更清楚的显示。并且,也可以显示在血压计1的显示器50和显示部158双方上。

(4)在上述各实施方式中,以在手腕的桡骨动脉91中测量脉搏波的情况为例进行了说明,但是,也可以在上臂、脚踝、大腿、躯干等其他部位测量脉搏波。

(5)此外,作为在上述处理中使用的各阈值,可以使用预先固定地初始设定出的值,也可以根据正常地取得了脉搏波时的平均值来自动计算出。

(6)在上述各实施方式中所说明的天线对还能够置换为收发共用的天线。因此,当简称为“天线”时,不仅包含具有发送天线和接收天线的天线对,还包含收发共用的天线。

(7)另外,如果信号的极性改变,则上述的详细条件可以反转。因此,以上所叙述的详细判定条件或回归式可以根据电路设计或工作环境等进行多种多样的变形,并不仅限于上述所示的实施例。

以上,详细说明了本发明的实施方式,但上述的说明在所有方面都只不过是本发明的例示。当然在不脱离本发明的范围的情况下,能够进行各种改良或变形。例如,能够进行如下这样的变更。另外,以下,关于与上述实施方式相同的结构要素使用相同的标号,对于与上述实施方式相同的内容,适当省略了说明。以下的变形例能够适当地组合。

[附注]

上述各实施方式的一部分或全部除了权利要求书以外,还可以如以下的附记所示那样记载,但不限于此。

(附记1)

一种生物体信息测量装置,其具有硬件处理器和存储器,其中,该生物体信息测量装置构成为:

向用户的被测量部位发送电波;

接收所述电波被所述被测量部位反射的反射波,输出该反射波的波形信号;

所述硬件处理器通过执行所述存储器所存储的程序,

从所述波形信号中提取表示波形的特征的信息;以及

根据所述提取出的表示波形的特征的信息,来判定所述生物体信息测量装置相对于所述被测量部位的设置位置是否满足与预先设定的基准位置对应的条件。

(附记2)

一种生物体信息测量装置,其具有硬件处理器和存储器,其中,该生物体信息测量装置构成为:

向用户的被测量部位发送电波;

接收所述电波被所述被测量部位反射的反射波,输出该反射波的波形信号;

所述硬件处理器通过执行所述存储器所存储的程序,

从所述波形信号中提取表示波形的特征的信息;以及

对在第1次的所述电波的发送和所述反射波的接收动作中由所述特征提取部提取的表示第1波形的特征的信息与在第2次的所述电波的发送和所述反射波的接收动作中由所述特征提取部提取的表示第2波形的特征的信息进行比较,根据该比较的结果来判定所述生物体信息测量装置相对于所述被测量部位的设置位置的修正方向。

(附记3)

一种生物体信息测量装置,其具有硬件处理器和存储器,其中,该生物体信息测量装置构成为:

通过分散配置在能够与用户的被测量部位对置的面上的第1天线和第2天线,分别向所述被测量部位发送电波并且接收所述电波被所述被测量部位反射的反射波,输出该反射波的波形信号,

所述硬件处理器通过执行所述存储器所存储的程序,

从所述波形信号中提取表示波形的特征的信息;以及

对在基于所述第1天线的所述电波的发送和所述反射波的接收动作中由所述特征提取部提取的表示第1波形的特征的信息与在基于第2天线的所述电波的发送和所述反射波的接收动作中由所述特征提取部提取的表示第2波形的特征的信息进行比较,根据该比较的结果来判定所述生物体信息测量装置相对于所述被测量部位的设置位置的修正方向。

(附记4)

一种生物体信息测量方法,其由具有硬件处理器和存储有使该硬件处理器执行的程序的存储器的装置执行,其中,该生物体信息测量方法具有以下过程:

向用户的被测量部位发送电波;

接收所述电波被所述被测量部位反射的反射波,输出该反射波的波形信号;

所述硬件处理器从所述波形信号中提取表示波形的特征的信息;以及

所述硬件处理器根据所述提取出的表示波形的特征的信息,来判定所述生物体信息测量装置相对于所述被测量部位的设置位置是否满足与预先设定的基准位置对应的条件。

(附记5)

一种生物体信息测量方法,其由具有硬件处理器和存储有使该硬件处理器执行的程序的存储器的装置执行,其中,该生物体信息测量方法具有以下过程:

向用户的被测量部位发送电波;

接收所述电波被所述被测量部位反射的反射波,输出该反射波的波形信号;

所述硬件处理器从所述波形信号中提取表示波形的特征的信息;以及

所述硬件处理器对在第1次的所述电波的发送和所述反射波的接收动作中通过所述提取过程提取的表示第1波形的特征的信息与在第2次的所述电波的发送和所述反射波的接收动作中通过所述提取过程提取的表示第2波形的特征的信息进行比较,根据该比较的结果来判定所述生物体信息测量装置相对于所述被测量部位的设置位置的修正方向。

(附记6)

一种生物体信息测量方法,其由具有硬件处理器和存储有使该硬件处理器执行的程序的存储器的装置执行,其中,该生物体信息测量方法具有以下过程:

通过分散配置在能够与用户的被测量部位对置的面上的第1天线和第2天线,分别向所述被测量部位发送电波并且接收所述电波被所述被测量部位反射的反射波,输出该反射波的波形信号;

所述硬件处理器从所述波形信号中提取表示波形的特征的信息;以及

所述硬件处理器对在基于所述第1天线的所述电波的发送和所述反射波的接收动作中通过所述提取过程提取的表示第1波形的特征的信息与在基于所述第2天线的所述电波的发送和所述反射波的接收动作中通过所述提取过程提取的表示第2波形的特征的信息进行比较,根据该比较的结果来判定所述生物体信息测量装置相对于所述被测量部位的设置位置的修正方向。

(附记7)

一种生物体信息测量装置(1),其测量用户的生物体信息,其中,该生物体信息测量装置(1)具有:

发送部(3),其向所述用户的被测量部位发送电波;

接收部(4),其接收所述电波被所述被测量部位反射的反射波,输出该反射波的波形信号;

特征提取部(121),其从所述波形信号中提取表示波形的特征的信息;

第1判定部(122),其根据所述提取出的表示波形的特征的信息,来判定所述生物体信息测量装置相对于所述被测量部位的设置位置是否满足与预先设定的基准位置对应的条件;以及

输出部(5),其输出表示所述第1判定部的判定结果的信息。

标号说明

1:生物体信息测量装置、可穿戴设备、血压计;2:传感器部;3:发送部;4:接收部;5:输出部;10:主体;12:处理单元;14:存储单元;16:输入输出接口;17:通信接口;20:带;30:服务器;40:收发部;50:显示器;52:操作部;90:手腕;91:桡骨动脉;101:脉搏波检测部;111:天线控制部121:特征提取部;122:判定部;123:移动方向估计部;141:参照值存储部;158:显示部;10b:便携式终端;900:网络。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1