特開 2024-106102 生体情報計測装置、生体情報計測システム、生体情報計測方法および生体情報計測プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024106102

(43)【公開日】2024-08-07

(54)【発明の名称】生体情報計測装置、生体情報計測システム、生体情報計測方法および生体情報計測プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/01 20060101AFI20240731BHJP

【ＦＩ】

A61B5/01 100

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023010213

(22)【出願日】2023-01-26

(71)【出願人】

【識別番号】000003193

【氏名又は名称】ＴＯＰＰＡＮホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】新井 真実

(72)【発明者】

【氏名】宮本 格

【テーマコード（参考）】

4C117

【Ｆターム（参考）】

4C117XA01

4C117XB01

4C117XB02

4C117XC15

4C117XC26

4C117XE13

4C117XE23

4C117XE37

4C117XF22

4C117XG06

4C117XH16

4C117XJ03

4C117XL01

(57)【要約】

【課題】生体に関するデータを計測するための複数のセンサを近接させて配置させた場合でも、計測するデータへの影響を与えないようにすること。
【解決手段】本開示に係る生体情報計測装置は、皮膚温度を計測する温度センサと、バイタルデータを計測するＬＥＤセンサと、前記温度センサおよびＬＥＤセンサを用いてユーザの情報を計測する制御部とを備える。前記温度センサおよび前記ＬＥＤセンサは、前記生体情報計測装置を装着する前記ユーザの体表に接する、当該生体情報計測装置の同一面に配置される。前記制御部は、前記温度センサを用いて前記ユーザの皮膚温度を連続的に計測するとともに、前記ＬＥＤセンサを間欠的に動作させ前記ユーザのバイタルデータを計測する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

皮膚温度を計測する温度センサと、
バイタルデータを計測するＬＥＤセンサと、
前記温度センサおよびＬＥＤセンサを用いてユーザの情報を計測する制御部と、を備える生体情報計測装置であって、
前記温度センサおよび前記ＬＥＤセンサは、前記生体情報計測装置を装着する前記ユーザの体表に接する、当該生体情報計測装置の同一面に配置され、
前記制御部は、前記温度センサを用いて前記ユーザの皮膚温度を連続的に計測するとともに、前記ＬＥＤセンサを間欠的に動作させ前記ユーザのバイタルデータを計測する、
ことを特徴とする生体情報計測装置。

【請求項2】

皮膚温度を計測する温度センサと、
バイタルデータを計測するＬＥＤセンサと、
前記温度センサおよびＬＥＤセンサを用いてユーザの情報を計測する制御部と、を備える生体情報計測装置であって、
前記ＬＥＤセンサは、前記生体情報計測装置において前記温度センサの中心からの平面距離が３０ミリメートル以内に含まれるよう配置され、
前記制御部は、前記温度センサを用いて前記ユーザの皮膚温度を連続的に計測する間に、前記ＬＥＤセンサを間欠的に動作させ前記ユーザのバイタルデータを計測する、
ことを特徴とする生体情報計測装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の生体情報計測装置と、演算装置とを含む生体情報計測システムであって、
前記演算装置は、
前記生体情報計測装置によって計測された前記ユーザの情報を取得する取得部と、
前記ユーザの情報から演算に用いるデータを選択して演算をする演算部とを備え、
前記演算部は、
前記演算に用いるデータとして前記ユーザの皮膚温度を選択する際には、前記ＬＥＤセンサの動作周期において当該ＬＥＤセンサが動作を停止する規定時間において計測された皮膚温度を選択する、
ことを特徴とする生体情報計測システム。

【請求項4】

請求項１または２に記載の生体情報計測装置と、演算装置とを含む生体情報計測システムであって、
前記演算装置は、
前記生体情報計測装置によって計測された前記ユーザの情報を取得する取得部と、
前記ユーザの情報を演算に用いるデータに補正して演算をする演算部とを備え、
前記演算部は、
前記ＬＥＤセンサの動作周期において取得された前記ユーザの皮膚温度を、当該動作周期における当該ＬＥＤセンサの動作に基づく温度影響分で補正する、
ことを特徴とする生体情報計測システム。

【請求項5】

皮膚温度を計測する温度センサと、バイタルデータを計測するＬＥＤセンサと、を備える生体情報計測装置であって、前記温度センサおよび前記ＬＥＤセンサは、前記生体情報計測装置を装着する前記ユーザの体表に接する、当該生体情報計測装置の同一面に配置される、生体情報計測装置と、
演算装置と、を含む生体情報計測システムが実行する生体情報計測方法であって、
生体情報計測装置が、
前記温度センサおよびＬＥＤセンサを用いてユーザの情報を計測する場合に、前記温度センサを用いて前記ユーザの皮膚温度を連続的に計測するとともに、前記ＬＥＤセンサを間欠的に動作させ前記ユーザのバイタルデータを計測し、
前記演算装置が、
生体情報計測装置によって計測された前記ユーザの情報を取得し、
前記ユーザの情報から演算に用いるデータを選択して演算し、さらに、前記演算に用いるデータとして前記ユーザの皮膚温度を選択する際には、前記ＬＥＤセンサの動作周期において当該ＬＥＤセンサが動作を停止する規定時間において計測された皮膚温度を選択する、
ことを含む生体情報計測方法。

【請求項6】

皮膚温度を計測する温度センサと、バイタルデータを計測するＬＥＤセンサと、を備える生体情報計測装置であって、前記温度センサおよび前記ＬＥＤセンサは、前記生体情報計測装置を装着する前記ユーザの体表に接する、当該生体情報計測装置の同一面に配置される、生体情報計測装置と、
演算装置と、を含む生体情報計測システムが実行する生体情報計測方法であって、
生体情報計測装置が、
前記温度センサおよびＬＥＤセンサを用いてユーザの情報を計測する場合に、前記温度センサを用いて前記ユーザの皮膚温度を連続的に計測するとともに、前記ＬＥＤセンサを間欠的に動作させ前記ユーザのバイタルデータを計測し、
前記演算装置が、
生体情報計測装置によって計測された前記ユーザの情報を取得し、
前記ユーザの情報を演算に用いるデータに補正して演算し、さらに、前記ＬＥＤセンサの動作周期において取得された前記ユーザの皮膚温度を、当該動作周期における当該ＬＥＤセンサの動作に基づく温度影響分で補正する、
ことを含む生体情報計測方法。

【請求項7】

コンピュータを、
皮膚温度を計測する温度センサと、バイタルデータを計測するＬＥＤセンサと、を備える生体情報計測装置であって、前記温度センサおよび前記ＬＥＤセンサは、前記生体情報計測装置を装着する前記ユーザの体表に接する、当該生体情報計測装置の同一面に配置される、生体情報計測装置と、
演算装置と、を含む生体情報計測システムとして実行させる生体情報計測プログラムであって、
生体情報計測装置が、
前記温度センサおよびＬＥＤセンサを用いてユーザの情報を計測する場合に、前記温度センサを用いて前記ユーザの皮膚温度を連続的に計測するとともに、前記ＬＥＤセンサを間欠的に動作させ前記ユーザのバイタルデータを計測し、
前記演算装置が、
生体情報計測装置によって計測された前記ユーザの情報を取得し、
前記ユーザの情報から演算に用いるデータを選択して演算をし、さらに、前記演算に用いるデータとして前記ユーザの皮膚温度を選択する際には、前記ＬＥＤセンサの動作周期において当該ＬＥＤセンサが動作を停止する規定時間において計測された皮膚温度を選択する、
ように機能させる生体情報計測プログラム。

【請求項8】

コンピュータを、
皮膚温度を計測する温度センサと、バイタルデータを計測するＬＥＤセンサと、を備える生体情報計測装置であって、前記温度センサおよび前記ＬＥＤセンサは、前記生体情報計測装置を装着する前記ユーザの体表に接する、当該生体情報計測装置の同一面に配置される、生体情報計測装置と、
演算装置と、を含む生体情報計測システムとして実行させる生体情報計測プログラムであって、
生体情報計測装置が、
前記温度センサおよびＬＥＤセンサを用いてユーザの情報を計測する場合に、前記温度センサを用いて前記ユーザの皮膚温度を連続的に計測するとともに、前記ＬＥＤセンサを間欠的に動作させ前記ユーザのバイタルデータを計測し、
前記演算装置が、
生体情報計測装置によって計測された前記ユーザの情報を取得し、
前記ユーザの情報を演算に用いるデータに補正して演算し、さらに、前記ＬＥＤセンサの動作周期において取得された前記ユーザの皮膚温度を、当該動作周期における当該ＬＥＤセンサの動作に基づく温度影響分で補正する、
ように機能させる生体情報計測プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、生体情報計測装置、生体情報計測システム、生体情報計測方法および生体情報計測プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

人体の生体情報（バイタルデータ）を計測するにあたり、様々なセンサや計測技術が活用されている。

【0003】

例えば、発光素子であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いたＬＥＤセンサと、温度計測のためのサーミスタセンサとを併用し、心拍数や血中酸素飽和度（以下、「ＳｐＯ_２」と称する）と体表温度とを同時に計測する装置が知られている（例えば、下記の特許文献１）。また、同様のセンサ構成を有する装置において、ＬＥＤ周辺温度上昇がＬＥＤ発光強度に影響するとして、ＬＥＤの温度を検出する温度検出手段を設け、受光素子センサの測定値に補正を施す技術も知られている（例えば、下記の特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２００８－５３１２１６号公報

【特許文献2】特許第７０２２９６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来技術によれば、ＬＥＤセンサ自身の温度を温度センサで検出することで、ＬＥＤセンサ計測データの精度を安定させることができる。

【0006】

しかしながら、人体に密着して利用される計測装置においては、ユーザの装着感の向上等を目的として装置を縮小するため、ＬＥＤセンサと温度センサとをきわめて近距離に配置することが求められる。この場合、ＬＥＤセンサと温度センサとが近接することになるため、例えば温度を０．０１℃単位レベルで計測しようとすると、ＬＥＤセンサの回路自体の熱が温度センサに影響を及ぼしてしまい、皮膚表面温度計測の正確性に影響を与えるおそれがある。

【0007】

そこで、本開示では、生体に関するデータを計測するための複数のセンサを近接させて配置させた場合でも、計測するデータへの影響を与えないようにすることのできる生体情報計測装置、生体情報計測システム、生体情報計測方法および生体情報計測プログラムを提案する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するために、本開示に係る生体情報計測装置は、皮膚温度を計測する温度センサと、バイタルデータを計測するＬＥＤセンサと、前記温度センサおよびＬＥＤセンサを用いてユーザの情報を計測する制御部とを備える。前記温度センサおよび前記ＬＥＤセンサは、前記生体情報計測装置を装着する前記ユーザの体表に接する、当該生体情報計測装置の同一面に配置される。前記制御部は、前記温度センサを用いて前記ユーザの皮膚温度を連続的に計測するとともに、前記ＬＥＤセンサを間欠的に動作させ前記ユーザのバイタルデータを計測する。

【発明の効果】

【0009】

実施形態の一態様によれば、生体に関するデータを計測するための複数のセンサを近接させて配置させた場合でも、計測するデータへの影響を与えないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る生体情報計測処理の流れを模式的に示す図である。

【図2】実施形態に係る計測デバイスの構造を示す図（１）である。

【図3】実施形態に係る計測デバイスの構造を示す図（２）である。

【図4】実施形態に係る計測デバイスの構造を示す図（３）である。

【図5】実施形態に係る計測デバイスの構成例を示す図である。

【図6】実施形態に係る演算サーバの構成例を示す図である。

【図7】第１の生体情報計測処理を説明するための図（１）である。

【図8】第１の生体情報計測処理を説明するための図（２）である。

【図9】第１の生体情報計測処理を説明するための図（３）である。

【図10】第２の生体情報計測処理を説明するための図（１）である。

【図11】第２の生体情報計測処理を説明するための図（２）である。

【図12】演算サーバの機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

【0012】

（１．実施形態）
（１－１．実施形態に係る生体情報計測処理の一例）
図１は、実施形態に係る生体情報計測処理の流れを模式的に示す図である。実施形態に係る生体情報計測処理は、図１に示す生体情報計測システム１により実行される。生体情報計測システム１は、本開示に係る生体情報計測装置の一例である計測デバイス１０と、演算サーバ１００と、ユーザ端末２００とを含む。生体情報計測システム１に含まれる各装置は、無線通信等により相互にデータの送受信が可能である。

【0013】

計測デバイス１０は、ユーザの生体情報を測定する機能を有する測定機器である。例えば、計測デバイス１０は、ＬＥＤセンサと温度センサとを有し、ユーザの心拍数やＳｐＯ_２、体表温度とを継続的に計測する。具体的には、計測デバイス１０は、いわゆるウェアラブルデバイスであり、ユーザの下着など衣服内に収納され、連続的もしくは定期的（例えば毎晩決まった時刻）にユーザの生体情報を測定する。なお、本開示では、区別のため、ＬＥＤセンサによって計測される心拍数およびＳｐＯ_２をバイタルデータと称し、体表温度を温度データと称する場合がある。

【0014】

演算サーバ１００は、計測デバイス１０が計測した計測データを取得し、取得した計測データに関する各種演算を実行する情報処理装置である。例えば、演算サーバ１００は、クラウドサーバ等である。

【0015】

ユーザ端末２００は、ユーザによって利用される端末装置であり、例えばスマートフォンやタブレット端末等である。ユーザ端末２００は、ユーザの操作等に従い、演算サーバ１００による演算結果や、計測デバイス１０による計測結果等を表示する。

【0016】

実施形態に係る生体情報計測処理において、計測デバイス１０は、ユーザの生体情報を継続的に計測する（ステップＳ１）。計測デバイス１０は、計測したデータを、逐次もしくは定期的に、演算サーバ１００に送信する（ステップＳ２）。演算サーバ１００は、取得した計測データをデータベース８０に蓄積するとともに、取得したデータに基づき、ユーザのバイタルデータおよび温度データとして適切な値を取得するための所定の演算を行う（ステップＳ３）。なお、演算処理の詳細は後述する。その後、演算サーバ１００は、計測データの閲覧を希望するユーザの要求等に従い、分析した計測データをユーザ端末２００に表示させる（ステップＳ４）。

【0017】

以上のように、生体情報計測システム１は、ユーザの生体情報を継続的に計測し、計測したデータを収集し、蓄積し、分析し、表示するといった一連の処理を行う。

【0018】

ところで、上記のような生体情報計測処理を行うにあたり、計測デバイス１０は、ユーザの身体に密着して継続的に計測を行う必要があることから、装着感の向上等の目的のため、小型化が求められる。すなわち、計測デバイス１０の構造として、ＬＥＤセンサと温度センサとがきわめて近距離に配置されることが求められる。

【0019】

この点について、図２を用いて、計測デバイス１０の構造を図示する。図２は、実施形態に係る計測デバイス１０の構造を示す図（１）である。図２には、計測デバイス１０がユーザに装着される際の配置図、ならびに、平面図および側面図を示す。

【0020】

図２に示すように、計測デバイス１０は、第１温度センサ２０と、ＬＥＤセンサユニット３０とを含む。例えば、計測デバイス１０は、第１温度センサ２０がユーザの体表に接するように装着され、ユーザの生体情報を継続的に計測する。また、図２の断面図に示すように、ＬＥＤ３０は、計測デバイス１０の内部に配置される。

【0021】

第１温度センサ２０は、例えば、サーミスタ（Thermistor）を用いて構成される。ＬＥＤセンサユニット３０は、発光素子であるＬＥＤを含む電子回路により構成される。なお、第１温度センサ２０やＬＥＤセンサユニット３０の構成は例示に限られず、ユーザの生体情報を計測することが可能な構成であれば、いずれの構成をとってもよい。なお、計測デバイス１０は、側面（装着時にユーザの体表に接しない部分）に第２温度センサ４０を備えてもよい。また、計測デバイス１０は、充電用端子４５を備えてもよい。

【0022】

上述のように、計測デバイス１０はユーザに常時装着されることを前提とするものであるため、可能な限り小型に形成される。例えば、計測デバイス１０の平面長手寸法Ｌ１１は、およそ４０ｍｍ（millimetre）から５０ｍｍほどで形成される。また、計測デバイス１０の平面短手寸法Ｌ１２は、およそ３０ｍｍから４０ｍｍほどで形成される。また、計測デバイス１０の厚み寸法Ｌ１３は、およそ１０ｍｍほどで形成される。なお、寸法は例示であり、これに限られない。また、図２に示すように、第１温度センサ２０およびＬＥＤセンサユニット３０は、計測デバイス１０を装着するユーザの体表に接する同一面に配置される。この場合の同一面とは、第１温度センサ２０と、ＬＥＤセンサユニット３０の照射面（照射方向）とが、計測デバイス１０において同一の面（ユーザに接する側）に所在するということを含む。

【0023】

次に、図３を用いて、第１温度センサ２０とＬＥＤセンサユニット３０との位置関係を説明する。図３は、実施形態に係る計測デバイス１０の構造を示す図（２）である。

【0024】

図３では、計測デバイス１０の平面図における、第１温度センサ２０とＬＥＤセンサユニット３０との位置関係を示す。図３に示す例では、第１温度センサ２０の中心から、ＬＥＤセンサユニット３０の、第１温度センサ２０から遠い側の端部までの距離Ｌ１５は、およそ１５ｍｍから３０ｍｍほどで形成される。言い換えれば、ＬＥＤセンサユニット３０の全形は、第１温度センサ２０の中心から３０ｍｍ以内に含まれるよう配置される。図３に示すように、計測デバイス１０の小型化を実現する場合、第１温度センサ２０とＬＥＤセンサユニット３０も近接して配置されることを余儀なくされる。

【0025】

次に、図４を用いて、第１温度センサ２０とＬＥＤセンサユニット３０との高さ方向の位置関係を説明する。図４は、実施形態に係る計測デバイス１０の構造を示す図（２）である。

【0026】

図４では、計測デバイス１０の断面図における、第１温度センサ２０とＬＥＤセンサユニット３０との位置関係を示す。図４に示す例において、計測デバイス１０の厚みＬ１３が１０ｍｍの場合、ＬＥＤセンサユニット３０の下端部から計測デバイス１０の表面に配置される第１温度センサ２０の下端部までの距離Ｌ１８は、およそ５ｍｍほどで形成される。なお、図４に示した寸法もあくまで例示であり、各センサの寸法や配置関係は、これに限られない。

【0027】

以上、図１乃至図４を用いて説明したように、計測デバイス１０において、第１温度センサ２０とＬＥＤセンサユニット３０とは近接して配置される。この場合、例えば温度を０．０１℃単位レベルで計測しようとすると、ＬＥＤセンサユニット３０の回路自体の熱が第１温度センサ２０に影響を及ぼしてしまい、皮膚表面温度計測の正確性に影響を与えるおそれがある。

【0028】

そこで、生体情報計測システム１は、以下に説明する処理によって、ＬＥＤセンサユニット３０による影響を抑制した温度計測を実現する。具体的には、生体情報計測システム１は、第１温度センサ２０による計測と、ＬＥＤセンサユニット３０による計測とのタイミングをずらすことで、ＬＥＤセンサユニット３０による影響を抑制した温度計測を実現する。

【0029】

例えば、計測デバイス１０は、第１温度センサ２０を用いてユーザの皮膚温度を連続的に計測するとともに、ＬＥＤセンサユニット３０を間欠的に動作させてユーザのバイタルデータを計測する。具体的には、計測デバイス１０は、ＬＥＤセンサユニット３０を２分間動作させ、その後１０分間動作を停止するといった、間欠的な動作を設定する。そして、計測デバイス１０は、ＬＥＤセンサユニット３０が動作を停止し、回路の降温が一定となった（降温飽和した状態）と推定される状況下のみで、ユーザの皮膚温度を計測する。なお、かかる計測は、計測デバイス１０が連続的に皮膚温度を計測し、計測されたデータを収集する演算サーバ１００が、降温飽和したと推定される状況下での温度データのみを採用する、といった手法により実現されてもよい。上記処理の詳細は、図７以下で詳述する。

【0030】

このように、生体情報計測システム１は、ＬＥＤセンサユニット３０の動作タイミングと、ユーザの皮膚温度の計測タイミングとを調整しながら、ユーザの生体情報を計測する。これにより、生体情報計測システム１は、人体に装着されることを前提とした小型計測デバイスを用いる場合であっても、ＬＥＤセンサユニット３０からの熱の影響を抑制しつつ、高精度での連続的な温度計測を可能とする。

【0031】

（１－２．実施形態に係る計測デバイスの構成）
以下、生体情報計測システム１に含まれる各装置の構成について説明する。まず図５を用いて、計測デバイス１０の構成について説明する。図５は、実施形態に係る計測デバイス１０の構成例を示す図である。

【0032】

図５に示すように、計測デバイス１０は、電子回路基板１１と、バッテリー１５と、第１温度センサ２０と、ＬＥＤセンサユニット３０と、第２温度センサ４０とを有する。

【0033】

電子回路基板１１は、通信部１２と、制御部１３と、電源部１４とを備える。なお、計測デバイス１０は、ユーザや管理する管理者等から各種操作を受け付ける入力部（例えば、物理ボタン等）や、各種情報を表示するための表示部（例えば、液晶ディスプレイ等）を有してもよい。

【0034】

通信部１２は、例えば、ネットワークインタフェースコントローラ(Network Interface Controller)等によって実現される。通信部１２は、ネットワークＮ（例えばインターネットやローカルネットワーク）と有線又は無線で接続され、ネットワークＮを介して、演算サーバ１００やユーザ端末２００等との間で情報の送受信を行う。例えば、通信部１２は、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、ＳＩＭ（Subscriber Identity Module）、ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）等の通信規格もしくは通信技術を用いて、情報の送受信を行ってもよい。

【0035】

制御部１３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等によって、計測デバイス１０内部に記憶されたプログラムがＲＡＭ（Random Access Memory）等を作業領域として実行されることにより実現される。また、制御部１３は、コントローラ（controller）であり、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路により実現される。

【0036】

制御部１３は、計測デバイス１０の計測処理を制御したり、電子回路基板１１および各種センサの電源に関する処理を制御したりする。電源部１４は、計測デバイス１０の電源のオンオフを制御したり、計測デバイス１０を駆動させるための電源であるバッテリー１５の充電等を制御する。

【0037】

第１温度センサ２０および第２温度センサ４０は、ユーザの皮膚温度を計測する。例えば、第１温度センサ２０および第２温度センサ４０は、サーミスタを用いて温度計測を行う。

【0038】

ＬＥＤセンサユニット３０は、ＬＥＤの照射を制御することによりユーザの心拍数やＳｐＯ_２等のバイタルデータを計測する。ＬＥＤセンサユニット３０は、赤外ＬＥＤ３１、フォトダイオードＡ３２、赤色ＬＥＤ３３、フォトダイオードＢ３４、緑色ＬＥＤ３５を有し、それぞれの波長に対応したバイタルデータを計測する。なお、ＬＥＤセンサユニット３０の構成は図５に限られず、バイタルデータを計測可能な構成であれば、既知のどのような構成であってもよい。

【0039】

（１－３．実施形態に係る演算サーバの構成）
次に、図６を用いて、演算サーバ１００の構成について説明する。図６は、実施形態に係る演算サーバ１００の構成例を示す図である。

【0040】

図６に示すように、演算サーバ１００は、通信部１１０と、記憶部１２０と、制御部１３０とを備える。

【0041】

通信部１１０は、例えば、ネットワークインタフェースコントローラ等によって実現される。通信部１１０は、ネットワークＮと有線又は無線で接続され、ネットワークＮを介して、計測デバイス１０やユーザ端末２００等との間で情報の送受信を行う。

【0042】

記憶部１２０は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。計測データ記憶部１２１は、計測デバイス１０によって測定されたバイタルデータや温度データを記憶する。なお、計測データ記憶部１２１に記憶される情報は、必ずしも演算サーバ１００自体が保持する必要はなく、例えばクラウド上のデータサーバ等に保持されてもよい。

【0043】

制御部１３０は、例えば、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ等によって、演算サーバ１００内部に記憶されたプログラムがＲＡＭ等を作業領域として実行されることにより実現される。また、制御部１３０は、コントローラであり、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の集積回路により実現される。

【0044】

図６に示すように、制御部１３０は、取得部１３１と、演算部１３２と、出力部１３３とを含む。

【0045】

取得部１３１は、ユーザに装着された計測デバイス１０から、ユーザのバイタルデータおよび温度データを取得する。

【0046】

演算部１３２は、計測デバイス１０の動作制御や、計測デバイス１０によって計測されたバイタルデータや温度データを取り扱うための各種演算処理を行う。例えば、演算部１３２は、取得部１３１によって取得されたバイタルデータおよび温度データのうち、適正値として取り扱うデータを選択して演算する。具体的には、演算部１３２は、演算に用いるデータとして、ユーザの皮膚温度を選択する際には、ＬＥＤセンサユニット３０の動作周期において、ＬＥＤセンサユニット３０が動作を停止する規定時間において計測された皮膚温度を選択する。

【0047】

また、演算部１３２は、必要な場合には、取得部１３１によって取得されたバイタルデータおよび温度データに対して補正を行う。例えば、演算部１３２は、ＬＥＤセンサユニット３０の動作周期において取得されたユーザの皮膚温度を、動作周期におけるＬＥＤセンサユニット３０の動作に基づく温度影響分で補正する。演算部１３２の処理の詳細は、図７から図１１を用いて後述する。

【0048】

出力部１３３は、演算部１３２による演算処理結果を出力する。例えば、出力部１３３は、演算部１３２による演算処理結果をユーザがユーザ端末２００で確認できるよう、演算処理結果をユーザ端末２００に出力する。

【0049】

（１－４．生体情報計測処理の具体例）
図７から図１１を用いて、実施形態に係る生体情報計測処理を説明する。図７は、第１の生体情報計測処理を説明するための図（１）である。

【0050】

図７に示す例では、計測デバイス１０が、ＬＥＤセンサユニット３０による計測を間欠的に行うことで、温度センサに対する影響を抑制する処理を示している。具体的には、計測デバイス１０は、約２分間、ＬＥＤセンサユニット３０を点灯（回路を駆動すること）し、その後、約１０分間、ＬＥＤセンサユニット３０を消灯するといった、間欠的な動作制御を行う。計測デバイス１０は、かかる動作制御を１サイクルとして、ユーザの生体情報を計測する。なお、かかる動作制御は、計測デバイス１０が行ってもよいし、計測デバイス１０を制御する演算サーバ１００によって行われてもよい。

【0051】

図７の一例では、計測の１サイクルを１時１４分１５秒から１時２６分５秒の間とすると、計測デバイス１０は、ＬＥＤセンサユニット３０をオンした１時１４分１５秒からの２分間で、ユーザの心拍数とＳｐＯ_２を計測する。その後、計測デバイス１０は、１時１６分１５秒からの１０分間、ＬＥＤセンサユニット３０をオフする。このとき、ＬＥＤセンサユニット３０の駆動により上昇したと想定されるユーザの皮膚温度は、ＬＥＤセンサユニット３０がオフされることに伴い、徐々に低下する。

【0052】

そして、計測デバイス１０は、計測の１サイクルの最後の約２分間ほど（１時２４分１５秒から１時２６分５秒）において、第１温度センサ２０を用いてユーザの皮膚温度を計測する。

【0053】

上記処理について、図８を用いて、より詳細に説明する。図８は、第１の生体情報計測処理を説明するための図（２）である。

【0054】

図８では、計測の１サイクルを１時３８分４５秒から１時５０分４５秒の間にとった例を示す。図８に示すように、計測デバイス１０がユーザの心拍数とＳｐＯ_２を計測しようとしてＬＥＤセンサユニット３０をオンすると、その回路の駆動に伴い、ユーザの皮膚温度も上昇する。この間、計測デバイス１０は、ユーザの皮膚温度を計測しないか、もしくは、計測された温度データを採用しないようにする。そして、計測デバイス１０は、ＬＥＤセンサユニット３０をオフし、ユーザの皮膚温度が充分に降温した時間（例えば、ＬＥＤセンサユニット３０の駆動前に計測された温度と同じ温度となった際）、すなわち計測の１サイクルの最後の２分間において、ユーザの皮膚温度を計測する。

【0055】

このように、計測デバイス１０は、ユーザの皮膚温度について、昇温中と降温中初期段階データを取得せず、計測の１サイクル（図７および図８の例では１２分間）の終期段階の温度データを取得（採用）する。

【0056】

図９に、第１の生体情報計測処理によって計測された生体情報の例を示す。図９は、第１の生体情報計測処理を説明するための図（３）である。

【0057】

図９には、計測デバイス１０によって計測されたデータのうち、演算サーバ１００が記憶部１２０に蓄積したデータの一例を示す。例えば、図９に示すデータのうち四角で囲った数値は、計測デバイス１０によって間欠的もしくは連続的に計測されたデータのうち、演算サーバ１００が適正値として採用したデータを示す。図９に示すように、演算サーバ１００は、連続的に計測された温度データのうち、計測の１サイクルの最後（１時４８分４５秒以降）に計測された温度データを採用する。これにより、演算サーバ１００は、ＬＥＤセンサユニット３０の駆動により上昇したと想定される温度データを排除し、適正値としてのユーザの皮膚温度を取得することができる。

【0058】

すなわち、生体情報計測システム１は、計測の１サイクルを定め、ＬＥＤセンサユニット３０を間欠的に動作させる。これにより、生体情報計測システム１は、複数のセンサを近接させて配置させたデバイスを利用する場合にも、互いのセンサが計測するデータへ影響を与えないようにすることができる。

【0059】

なお、上述した計測の１サイクルは一例であり、生体情報計測システム１の管理者やユーザは、１サイクルの時間を任意に設定可能である。また、生体情報計測システム１は、必ずしもサイクルの時間を明確に定めなくても、ＬＥＤセンサユニット３０による温度上昇の影響がなくなったと判定された段階で皮膚温度を計測するよう制御してもよい。かかる制御を第２の生体情報計測処理として、図１０および図１１を用いて説明する。

【0060】

図１０は、第２の生体情報計測処理を説明するための図（１）である。図１０に示す例では、計測デバイス１０が、ＬＥＤセンサユニット３０による計測を間欠的に行い、温度が定常状態に復帰したとき（すなわち、ＬＥＤセンサユニット３０による影響が最低値で飽和状態になるとき）に、ユーザの皮膚温度を計測する。一例として、演算サーバ１００は、計測デバイス１０により連続的に計測されたデータを取得し、所定タイミング（１分ごとなど）における温度変化が０．０２℃未満となった際に、温度が飽和したと判定する。この場合、演算サーバ１００は、飽和したと判定したあとに、所定時間（例えば２分間）だけユーザの皮膚温度を計測し、その後、ＬＥＤセンサユニット３０を駆動させるといった計測サイクルを実施する。

【0061】

上記処理について、図１１を用いて、より詳細に説明する。図１１は、第２の生体情報計測処理を説明するための図（２）である。

【0062】

図１１では、計測デバイス１０が１時２９分１５秒にＬＥＤセンサユニット３０をオフしたのち、１時３２分４５秒以降に、ユーザの皮膚温度が飽和状態になった例を示す。演算サーバ１００は、かかる飽和状態が観測されたのちに計測されたユーザの皮膚温度を、適正値として採用する。ユーザの皮膚温度を取得すると、演算サーバ１００もしくは計測デバイス１０は、次の計測サイクルを実施する。すなわち、生体情報計測システム１は、次の計測サイクルを実施する。すなわち、生体情報計測システム１は、ＬＥＤセンサユニット３０を駆動させ、ユーザの心拍数とＳｐＯ_２を計測する。

【0063】

上記のように、生体情報計測システム１は、必ずしも計測のサイクルを時間で固定せず、ＬＥＤセンサユニット３０による温度変化の影響が消失したと想定されるタイミングで計測を行ってもよい。

【0064】

ユーザの個々の特性や体調によって、温度最低値（飽和値）への所要時間は一定でないことが想定される。このため、生体情報計測システム１は、計測ごとに飽和値を判定することで、より確実に温度の影響を排除したデータを取得することができる。なお、生体情報計測システム１は、所定期間（例えば７日間など）にわたり、当該ユーザの温度飽和値への到達所要時間を計測し、個々のユーザごとに最適なＬＥＤセンサユニット３０のオンオフ時間を学習してもよい。これにより、生体情報計測システム１は、ユーザの日々の体調変化などに柔軟に対応可能な計測を行うことができる。

【0065】

また、生体情報計測システム１は、計測された温度データに対して所定の演算（補正）を行い、その補正後のデータを採用してもよい。図７および図１０で示したように、ある程度の期間にわたり計測を行った場合、ＬＥＤセンサユニット３０を所定時間だけ駆動させると、ユーザの皮膚温度に対してどれくらい影響を与えるかといったデータが蓄積される。このため、演算サーバ１００は、ＬＥＤセンサユニット３０の駆動直後に計測された温度データであっても、後処理でＬＥＤセンサユニット３０による発熱分を差し引く演算を行うことで、適正値として取り扱いうる温度データを取得できる。具体的には、演算サーバ１００は、ＬＥＤセンサユニット３０による発熱要因の温度上昇分に対し、ＬＥＤセンサユニット３０がオフされた後、降温して飽和した温度を最小値として、その温度上昇分と最小値の温度差を差し引く。かかる処理によれば、演算サーバ１００は、計測の１サイクルのうち一部だけの温度データだけでなく、適正な温度データを連続的に取得することが可能となる。

【0066】

また、生体情報計測システム１は、所定期間にわたり計測データが蓄積された結果、例えば外気温が飽和状態に移行するまでの時間に影響を与えていると観測されるような時期には、ＬＥＤセンサユニット３０をオフにする時間を長くするなどの調整を行ってもよい。また、生体情報計測システム１は、個々のユーザの体格や体温ごとのＬＥＤセンサユニット３０の駆動時間を学習し、その学習結果に基づいて、新規ユーザの駆動時間を自動的に設定する等の処理を行ってもよい。

【0067】

（２．実施形態の変形例）
上記実施形態では、生体情報計測システム１は、計測デバイス１０と演算サーバ１００とユーザ端末２００とが協働して処理を実行する例を示した。しかし、生体情報計測システム１の構成はこれに限られない。例えば、計測デバイス１０は、自装置のみで実施形態に係る生体情報計測処理（例えば、実施形態において演算サーバ１００が実行する、計測データの選択処理や補正演算処理等）を実行してもよい。また、計測デバイス１０は、自装置でＬＥＤセンサユニット３０の駆動のオンオフを制御してもよいし、演算サーバ１００による遠隔制御によってＬＥＤセンサユニット３０の駆動のオンオフを制御してもよい。あるいは、ユーザが、ユーザ端末２００にインストールされたアプリを用いて、計測デバイス１０の駆動のオンオフの制御設定を行ってもよい。すなわち、実施形態で示した装置構成は一例であり、柔軟に変形可能である。

【0068】

また、実施形態では、生体情報計測システム１は、ユーザの生体情報として心拍数とＳｐＯ_２と皮膚温度とを計測する例を示したが、生体情報はこれに限られない。すなわち、計測デバイス１０のように、ユーザに装着するために小型化が要求され、複数のセンサが近接して配置されるような構成を有するデバイスにおいては、取得する生体情報の種類に依らず、本開示に係る生体情報計測を応用しうる。

【0069】

（３．その他の実施形態）
上述した実施形態に係る処理は、上記実施形態以外にも種々の異なる形態にて実施されてよい。

【0070】

例えば、上記実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。

【0071】

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。

【0072】

また、上述してきた実施形態及び変形例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。

【0073】

また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、他の効果があってもよい。

【0074】

（４．本開示に係る生体情報計測装置および生体情報計測システムの効果）
上述してきたように、本開示に係る生体情報計測装置（実施形態では計測デバイス１０）は、皮膚温度を計測する温度センサ（実施形態では第１温度センサ２０）は、バイタルデータを計測するＬＥＤセンサ（実施形態ではＬＥＤセンサユニット３０）と、温度センサおよびＬＥＤセンサを用いてユーザの情報を計測する制御部（実施形態では制御部１３）とを備える。温度センサおよびＬＥＤセンサは、生体情報計測装置を装着するユーザの体表に接する、当該生体情報計測装置の同一面に配置される。制御部は、温度センサを用いてユーザの皮膚温度を連続的に計測するとともに、ＬＥＤセンサを間欠的に動作させユーザのバイタルデータを計測する。例えば、ＬＥＤセンサは、生体情報計測装置において温度センサの中心からの平面距離が３０ミリメートル以内に含まれるよう配置される。

【0075】

このように、本開示に係る生体情報計測装置は、ＬＥＤセンサを間欠的に動作させ、その駆動により発生する温度上昇の影響を排除して温度計測を行うので、複数のセンサを近接させて配置させた場合でも、計測するデータへの影響を与えないようにできる。

【0076】

また、本開示に係る生体情報計測システム（実施形態では生体情報計測システム１）は、生体情報計測装置と演算装置（実施形態では演算サーバ１００）とを含む。記演算装置は、生体情報計測装置によって計測されたユーザの情報を取得する取得部（実施形態では取得部１３１）と、ユーザの情報から演算に用いるデータを選択して演算をする（実施形態では演算部１３２）とを備える。

【0077】

演算部１３２は、演算に用いるデータとしてユーザの皮膚温度を選択する際には、ＬＥＤセンサの動作周期において当該ＬＥＤセンサが動作を停止する規定時間において計測された皮膚温度を選択する。これにより、生体情報計測システムは、ＬＥＤセンサの駆動の影響を受けていない、適正な皮膚温度を取得することができる。

【0078】

あるいは、演算部は、ＬＥＤセンサの動作周期において取得されたユーザの皮膚温度を、動作周期における当該ＬＥＤセンサの動作に基づく温度影響分で補正してもよい。これにより、生体情報計測システムは、計測の１サイクルのうち一部だけの温度データだけでなく、適正な温度データを連続的に取得することが可能となる。

【0079】

（５．ハードウェア構成）
上述してきた実施形態に係る演算サーバ１００や計測デバイス１０等の情報機器は、例えば図１２に示すような構成のコンピュータ１０００によって実現される。以下、実施形態に係る演算サーバ１００を例に挙げて説明する。図１２は、演算サーバ１００の機能を実現するコンピュータ１０００の一例を示すハードウェア構成図である。コンピュータ１０００は、ＣＰＵ１１００、ＲＡＭ１２００、ＲＯＭ（Read Only Memory）１３００、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１４００、通信インターフェイス１５００、及び入出力インターフェイス１６００を有する。コンピュータ１０００の各部は、バス１０５０によって接続される。

【0080】

ＣＰＵ１１００は、ＲＯＭ１３００又はＨＤＤ１４００に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。例えば、ＣＰＵ１１００は、ＲＯＭ１３００又はＨＤＤ１４００に格納されたプログラムをＲＡＭ１２００に展開し、各種プログラムに対応した処理を実行する。

【0081】

ＲＯＭ１３００は、コンピュータ１０００の起動時にＣＰＵ１１００によって実行されるＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等のブートプログラムや、コンピュータ１０００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。

【0082】

ＨＤＤ１４００は、ＣＰＵ１１００によって実行されるプログラム、及び、かかるプログラムによって使用されるデータ等を非一時的に記録する、コンピュータが読み取り可能な記録媒体である。具体的には、ＨＤＤ１４００は、プログラムデータ１４５０の一例である本開示に係る生体情報計測処理を実行するプログラムを記録する記録媒体である。

【0083】

通信インターフェイス１５００は、コンピュータ１０００が外部ネットワーク１５５０（例えばインターネット）と接続するためのインターフェイスである。例えば、ＣＰＵ１１００は、通信インターフェイス１５００を介して、他の機器からデータを受信したり、ＣＰＵ１１００が生成したデータを他の機器へ送信したりする。

【0084】

入出力インターフェイス１６００は、入出力デバイス１６５０とコンピュータ１０００とを接続するためのインターフェイスである。例えば、ＣＰＵ１１００は、入出力インターフェイス１６００を介して、キーボードやマウス等の入力デバイスからデータを受信する。また、ＣＰＵ１１００は、入出力インターフェイス１６００を介して、ディスプレイやスピーカーやプリンタ等の出力デバイスにデータを送信する。また、入出力インターフェイス１６００は、所定の記録媒体（メディア）に記録されたプログラム等を読み取るメディアインターフェイスとして機能してもよい。メディアとは、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＰＤ（Phase change rewritable Disk）等の光学記録媒体、ＭＯ（Magneto-Optical disk）等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。

【0085】

例えば、コンピュータ１０００が実施形態に係る演算サーバ１００として機能する場合、コンピュータ１０００のＣＰＵ１１００は、ＲＡＭ１２００上にロードされた生体情報計測処理プログラムを実行することにより、制御部１３０等の機能を実現する。また、ＨＤＤ１４００には、本開示に係る生体情報計測処理を実行するプログラムや、記憶部１２０内のデータが格納される。なお、ＣＰＵ１１００は、プログラムデータ１４５０をＨＤＤ１４００から読み取って実行するが、他の例として、外部ネットワーク１５５０を介して、他の装置からこれらのプログラムを取得してもよい。

【0086】

以上、本願の実施形態を図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。

【符号の説明】

【0087】

１ 生体情報計測システム
１０ 計測デバイス１０
１５ 制御部
２０ 第１温度センサ
３０ ＬＥＤセンサユニット
４０ 第２温度センサ
１００ 演算サーバ
１１０ 通信部
１２０ 記憶部
１３０ 制御部
１３１ 取得部
１３２ 演算部
１３３ 出力部
２００ ユーザ端末

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】