特開 2024-68784 生体情報測定装置、及び生体情報測定方法

(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】P2024068784

(43)【公開日】2024-05-21

(54)【発明の名称】生体情報測定装置、及び生体情報測定方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/1455 20060101AFI20240514BHJP

   A61B 5/02 20060101ALI20240514BHJP

【ＦＩ】

A61B5/1455

A61B5/02 310B

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022179371

(22)【出願日】2022-11-09

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】池田 陽

(72)【発明者】

【氏名】江口 司

【テーマコード（参考）】

4C017

4C038

【Ｆターム（参考）】

4C017AA09

4C017AA12

4C017AB02

4C017AC26

4C017BB13

4C017BC11

4C017BC16

4C017BC18

4C017FF05

4C038KK01

4C038KL05

4C038KL07

4C038KM01

4C038KM03

4C038KX02

4C038KY01

(57)【要約】

【課題】脈波成分が検出し難くなると酸素飽和濃度を決定するときに用いられる吸光光量の変動成分比率の測定精度が低下するが、測定精度の低下に対する対応が十分に行われていない。
【解決手段】生体情報測定装置のコントローラーは、赤色光に基づく第１受光信号、赤外光に基づく第２受光信号、及び緑色光に基づく第３受光信号に対して時間周波数解析を行い、前記第３受光信号に対する前記時間周波数解析によって、脈波の周波数を含む脈動帯域を判別し、前記脈動帯域の第１受光信号強度、及び前記脈動帯域の第２受光信号強度を検出し、前記第１受光信号強度、及び前記第２受光信号強度を用いて、赤色光透過光量と赤外光透過光量の変動成分比率を算出する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

赤色光を発光する第１発光素子、赤外光を発光する第２発光素子、及び緑色光を発光する第３発光素子を有する発光ユニットと、
前記発光ユニットで発光された前記赤色光、前記赤外光、及び前記緑色光を受光し、前記赤色光に基づく第１受光信号、前記赤外光に基づく第２受光信号、及び前記緑色光に基づく第３受光信号を生成する受光ユニットと、
前記第１受光信号、前記第２受光信号、及び前記第３受光信号に基づいて、生体情報を算出するコントローラーと、を備え、
前記コントローラーは、
前記第１受光信号、前記第２受光信号、及び前記第３受光信号に対して時間周波数解析を行い、
前記第３受光信号に対する前記時間周波数解析によって、脈波の周波数を含む脈動帯域を判別し、
前記脈動帯域の第１受光信号強度、及び前記脈動帯域の第２受光信号強度を検出し、
前記第１受光信号強度、及び前記第２受光信号強度を用いて、赤色光透過光量と赤外光透過光量の変動成分比率を算出する、
生体情報測定装置。

【請求項2】

前記変動成分比率と酸素飽和濃度との関係を示す校正曲線テーブルを記憶する記憶部を有し、
前記コントローラーは、算出された前記変動成分比率に基づいて、前記生体情報として前記酸素飽和濃度を決定する、
請求項１に記載の生体情報測定装置。

【請求項3】

前記酸素飽和濃度を表示する表示ユニットを備え、
前記コントローラーは、前記酸素飽和濃度を前記表示ユニットに表示させる、
請求項２に記載の生体情報測定装置。

【請求項4】

前記コントローラーは、
所定時間間隔で前記酸素飽和濃度を決定し、
前記所定時間間隔で決定された複数の前記酸素飽和濃度の移動平均を算出し、
前記酸素飽和濃度の前記移動平均を前記表示ユニットに表示させる、
請求項３に記載の生体情報測定装置。

【請求項5】

前記受光ユニットは、被験者によって反射した前記赤色光、前記赤外光、及び前記緑色光を受光する、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の生体情報測定装置。

【請求項6】

赤色光、赤外光、及び緑色光を被験者へ発光し、
前記被験者を経由した前記赤色光、前記赤外光、及び前記緑色光を受光し、
受光した前記赤色光に基づく第１受光信号、受光した前記赤外光に基づく第２受光信号、及び受光した前記緑色光に基づく第３受光信号を生成し、
前記第１受光信号、前記第２受光信号、及び前記第３受光信号に対する時間周波数解析を行い、
前記第３受光信号に対する前記時間周波数解析によって、脈波の周波数を含む脈動帯域を判別し、
前記脈動帯域の第１受光信号強度、及び前記脈動帯域の第２受光信号強度を検出し、
前記第１受光信号強度、及び前記第２受光信号強度を用いて、赤色光透過光量と赤外光透過光量の変動成分比率を算出する、
生体情報測定方法。

【請求項7】

算出された前記変動成分比率と、前記変動成分比率と酸素飽和濃度との関係を示す校正曲線テーブルと、に基づいて、生体情報として前記酸素飽和濃度を決定する、
請求項６に記載の生体情報測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、生体情報測定装置、及び生体情報測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

被験者の生体情報を非侵襲で測定する測定装置が知られている。特許文献１に記載される測定装置は、脈波、及び酸素飽和濃度を測定する。測定装置は、第１発光部と、第２発光部と、第３発光部と、を有している。第１発光部は、緑色波長帯を有する緑色光を測定部位に射出する。第２発光部は、赤色波長帯を有する赤色光を測定部位に射出する。第３発光部は、近赤外波長帯を有する近赤外光を測定部位に射出する。測定装置は、緑色光の受光強度を表す検出信号から脈波を特定する。測定装置は、赤色光の受光強度を表す検出信号と近赤外光の受光強度を表す検出信号とを解析することで、酸素飽和濃度を特定する。測定装置は、動脈の脈動成分を用いて酸素飽和濃度を特定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－８６２２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

被験者の体動や外気温等の影響によって、赤色光や赤外光に基づく脈波成分は、検出し難くなる。脈波成分が検出し難くなると酸素飽和濃度を決定するときに用いられる吸光光量の変動成分比率の測定精度が低下するが、測定精度の低下に対する対応が十分に行われていない。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の生体情報測定装置は、赤色光を発光する第１発光素子、赤外光を発光する第２発光素子、及び緑色光を発光する第３発光素子を有する発光ユニットと、前記発光ユニットで発光された前記赤色光、前記赤外光、及び前記緑色光を受光し、前記赤色光に基づく第１受光信号、前記赤外光に基づく第２受光信号、及び前記緑色光に基づく第３受光信号を生成する受光ユニットと、前記第１受光信号、前記第２受光信号、及び前記第３受光信号に基づいて、生体情報を算出するコントローラーと、を備え、前記コントローラーは、前記第１受光信号、前記第２受光信号、及び前記第３受光信号に対して時間周波数解析を行い、前記第３受光信号に対する前記時間周波数解析によって、脈波の周波数を含む脈動帯域を判別し、前記脈動帯域の第１受光信号強度、及び前記脈動帯域の第２受光信号強度を検出し、前記第１受光信号強度、及び前記第２受光信号強度を用いて、赤色光透過光量と赤外光透過光量の変動成分比率を算出する。

【0006】

本開示の生体情報測定方法は、赤色光、赤外光、及び緑色光を被験者へ発光し、前記被験者を経由した前記赤色光、前記赤外光、及び前記緑色光を受光し、受光した前記赤色光に基づく第１受光信号、受光した前記赤外光に基づく第２受光信号、及び受光した前記緑色光に基づく第３受光信号を生成し、前記第１受光信号、前記第２受光信号、及び前記第３受光信号に対する時間周波数解析を行い、前記第３受光信号に対する前記時間周波数解析によって、脈波の周波数を含む脈動帯域を判別し、前記脈動帯域の第１受光信号強度、及び前記脈動帯域の第２受光信号強度を検出し、前記第１受光信号強度、及び前記第２受光信号強度を用いて、赤色光透過光量と赤外光透過光量の変動成分比率を算出する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】測定装置の概略構成を示す図。

【図2】測定面の概略構成を示す図。

【図3】測定装置のブロック構成を示す図。

【図4】検出信号を模式的に示す図。

【図5A】赤色光検出信号の経時変化を示す図。

【図5B】赤色光スペクトログラムを示す図。

【図6A】赤外色光検出信号の経時変化を示す図。

【図6B】赤外光スペクトログラムを示す図。

【図7A】緑色光検出信号の経時変化を示す図。

【図7B】緑色光スペクトログラムを示す図。

【図8】所定時間での各検出信号の周波数と信号強度の関係を示す図。

【図9】変動成分振幅比を算出するフローチャートを示す図。

【図10】酸素飽和濃度を決定するフローチャートを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１は、測定装置１００の概略構成を示している。図１は、測定装置１００の側面図である。測定装置１００は、人間等の使用者Ｍの生体情報を非侵襲的に測定する。測定装置１００は、使用者Ｍの測定部位に装着される腕時計型の携帯機器である。図１に示す測定装置１００は、一例として使用者Ｍの手首に装着される。

【0009】

測定装置１００は、使用者Ｍの生体情報を測定する。測定装置１００は、生体情報として、脈拍間隔等の脈波、及び酸素飽和濃度を測定する。脈波間隔は、ＰＰＩ（Ｐｏｓｔ Ｐａｃｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）と表される。酸素飽和濃度は、ＳｐＯ₂と表される。脈波は、心臓の拍動に連動した血管内の体積の時間変化を示す。酸素飽和濃度は、使用者Ｍの動脈血液中のヘモグロビンのうち酸素と結合したヘモグロビンの割合を示す。酸素飽和濃度は、使用者Ｍの呼吸機能を評価する指標である。測定装置１００は、脈拍、及び酸素飽和濃度以外の生体情報を測定してもよい。測定装置１００は、一例として、動脈血中グルコース濃度、動脈血中アルコール濃度等を測定する。測定装置１００は、生体情報測定装置の一例に対応する。使用者Ｍは、被験者の一例に対応する。測定装置１００は、筐体１と、ベルト２と、を備える。筐体１は、検出ユニット３、及び表示パネル４を収容する。

【0010】

筐体１は、測定装置１００に備えられるユニット等を収容する外装である。筐体１は、測定面１ａと表示面１ｂとを有する。測定面１ａは、使用者Ｍの測定部位と対向する面である。測定面１ａは、使用者Ｍの測定部位と接触する。表示面１ｂは、使用者Ｍによって視認可能な面である。筐体１は、検出ユニット３、及び表示パネル４に加え、後述する制御ユニット３０、及びメモリー４０等を収容する。

【0011】

ベルト２は、使用者Ｍの測定部位に筐体１を装着するときに用いられる部材である。ベルト２は、筐体１の側面等に取り付けられる。ベルト２は、測定部位に巻回されることで筐体１を使用者Ｍの測定部位に装着する。

【0012】

検出ユニット３は、筐体１の測定面１ａに配置される。検出ユニット３は、使用者Ｍの測定部位と対向する位置に配置される。検出ユニット３は、生体情報を測定する際に用いられる各種情報を取得する。

【0013】

表示パネル４は、筐体１の表示面１ｂに配置される。表示パネル４は、使用者Ｍによって視認可能に構成される。表示パネル４は、測定された各種生体情報を表示する。表示パネル４は、時刻等生体情報以外の各種情報を表示してもよい。表示パネル４は、表示ユニットの一例に対応する。

【0014】

図２は、測定面１ａの概略構成を示している。図２は、測定面１ａを外部から見たときの概略構成を示している。図２に示す測定面１ａは、円形状で構成されているが、これに限定されない。測定面１ａは、四角形状、楕円形状等各種形状に構成されてもよい。測定面１ａには、検出ユニット３が配置される。検出ユニット３は、発光素子ユニット１０と、受光素子ユニット２０と、を有する。

【0015】

発光素子ユニット１０は、使用者Ｍの測定部位に向けて光を発光する。発光素子ユニット１０は、複数の発光素子１１を有する。図２に示す発光素子ユニット１０は、赤色光発光素子１１ａ、赤外光発光素子１１ｂ、及び緑色光発光素子１１ｃを有する。発光素子１１の数は、３個に限定されない。４個以上の発光素子１１が、発光素子ユニット１０に設けられてもよい。発光素子ユニット１０は、発光ユニットの一例に対応する。

【0016】

発光素子１１は、ベアチップ型、もしくは砲弾型のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）で構成される。発光素子１１は、レーザーダイオードで構成されてもよい。発光素子１１の構成は、発光する光の波長域に対応して適宜設定される。

【0017】

赤色光発光素子１１ａは、６００ｎｍ～８００ｎｍの波長域の赤色光ＲＬを測定部位に向けて発光する。赤色光ＲＬは、一例として、ピーク波長が６６０ｎｍの光である。赤色光発光素子１１ａは、第１発光素子の一例に対応する。

【0018】

赤外光発光素子１１ｂは、８００ｎｍ～１３００ｎｍの波長域の赤外光ＮＬを測定部位に向けて発光する。赤外光ＮＬは、一例として、ピーク波長が９０５ｎｍの近赤外光である。赤外光発光素子１１ｂは、第２発光素子の一例に対応する。

【0019】

緑色光発光素子１１ｃは、５２０ｎｍ～５５０ｎｍの波長域の緑色光ＧＬを測定部位に向けて発光する。緑色光ＧＬは、一例として、ピーク波長が５２０ｎｍの光である。緑色光発光素子１１ｃは、第３発光素子の一例に対応する。

【0020】

図２に示す発光素子ユニット１０は、赤色光発光素子１１ａ、赤外光発光素子１１ｂ、緑色光発光素子１１ｃの順に配置しているが、この順に限定されない。赤色光発光素子１１ａ、赤外光発光素子１１ｂ、及び緑色光発光素子１１ｃは、発光素子ユニット１０内で適宜配置可能である。

【0021】

受光素子ユニット２０は、発光素子ユニット１０で発光された各種光を受光する。受光素子ユニット２０は、各種光を受光する受光素子２１を有する。受光素子２１は、発光素子ユニット１０で発光された赤色光ＲＬ、赤外光ＮＬ、及び緑色光ＧＬを受光する。受光素子２１は、１または複数のフォトダイオードで構成される。受光素子ユニット２０は、受光ユニットの一例に対応する。

【0022】

図３は、測定装置１００のブロック構成を示している。図３は、ベルト２を除く測定装置１００を示している。測定装置１００は、筐体１内に各種ユニット等を収容する。測定装置１００は、検出ユニット３と、制御ユニット３０と、メモリー４０と、表示パネル４と、を備える。

【0023】

検出ユニット３は、検出信号として各種波長域の光を用いて生体情報に係るデータを検出する光学センサーモジュールである。検出ユニット３は、発光素子ユニット１０と、受光素子ユニット２０と、を備える。

【0024】

発光素子ユニット１０は、複数の発光素子１１と、駆動回路１３と、を備える。図３に示す複数の発光素子１１は、赤色光発光素子１１ａ、赤外光発光素子１１ｂ、及び緑色光発光素子１１ｃである。赤色光発光素子１１ａは、使用者Ｍの測定部位に向けて赤色光ＲＬを発光する。赤外光発光素子１１ｂは、使用者Ｍの測定部位に向けて赤外光ＮＬを発光する。緑色光発光素子１１ｃは、使用者Ｍの測定部位に向けて緑色光ＧＬを発光する。

【0025】

駆動回路１３は、複数の発光素子１１を駆動させる。駆動回路１３は、制御ユニット３０の制御によって、複数の発光素子１１を発光させる。駆動回路１３は、赤色光発光素子１１ａ、赤外光発光素子１１ｂ、及び緑色光発光素子１１ｃを発光させる。

【0026】

受光素子ユニット２０は、受光素子２１と、出力回路２３と、を備える。受光素子２１は、発光素子１１で発光され、使用者Ｍの測定部位で反射された光を受光する。受光素子２１は、使用者Ｍの測定部位で反射された赤色光ＲＬ、赤外光ＮＬ、及び緑色光ＧＬを受光する。受光素子２１は、複数の領域に分割される。受光素子２１は、図示しない光学フィルターを用いて複数の領域に区画されてもよい。図３に示す受光素子２１は、第１受光エリア２１ａと、第２受光エリア２１ｂとに分割される。

【0027】

第１受光エリア２１ａは、赤色光ＲＬ、及び赤外光ＮＬを受光する。第１受光エリア２１ａは、赤色光発光素子１１ａで発光され、使用者Ｍの測定部位で反射された赤色光ＲＬを受光する。第１受光エリア２１ａは、赤外光発光素子１１ｂで発光され、使用者Ｍの測定部位で反射された赤外光ＮＬを受光する。第１受光エリア２１ａは、光学フィルターを介して、赤色光ＲＬ、赤外光ＮＬの内の少なくとも一方を受光してもよい。第１受光エリア２１ａは、赤色光ＲＬ、及び赤外光ＮＬを時分割で交互に受光してもよい。

【0028】

第２受光エリア２１ｂは、緑色光ＧＬを受光する。第２受光エリア２１ｂは、緑色光発光素子１１ｃで発光され、使用者Ｍの測定部位で反射された緑色光ＧＬを受光する。第２受光エリア２１ｂは、光学フィルターを介して緑色光ＧＬを受光してもよい。

【0029】

図３は、第１受光エリア２１ａで、赤色光ＲＬ、及び赤外光ＮＬを受光するが、これに限定されない。第１受光エリア２１ａ、及び第２受光エリア２１ｂと異なる第３受光エリアが設けられてもよい。第３受光エリアで赤色光ＲＬ、もしくは赤外光ＮＬが受光されてもよい。このとき、第３受光エリアで赤外光ＮＬが受光される場合、第１受光エリア２１ａは、赤色光ＲＬを受光する。受光素子２１は、複数の領域に分割しなくてもよい。受光素子２１は、時分割で赤色光ＲＬ、赤外光ＮＬ、及び緑色光ＧＬを受光してもよい。

【0030】

図３に示す受光素子ユニット２０は、赤色光ＲＬの反射光、及び赤外光ＮＬの反射光を受光するが、これに限定されない。受光素子ユニット２０は、使用者Ｍを透過した赤色光ＲＬ、及び使用者Ｍを透過した赤外光ＮＬを受光してもよい。受光素子ユニット２０は、赤色光ＲＬの透過光、及び赤外光ＮＬの透過光を受光する。

【0031】

出力回路２３は、受光素子２１で受光した光に基づく検出信号を制御ユニット３０に出力する。出力回路２３は、受光素子２１で受光した光の受光強度データに対してアナログーデジタル変換等の処理を行うことによって検出信号を生成する。出力回路２３は、第１受光エリア２１ａで受光した赤色光ＲＬに基づいて赤色光検出信号を生成する。出力回路２３は、第１受光エリア２１ａで受光した赤外光ＮＬに基づいて赤外光検出信号を生成する。出力回路２３は、第２受光エリア２１ｂで受光した緑色光ＧＬに基づいて緑色光検出信号を生成する。赤色光検出信号は、第１受光信号の一例に対応する。赤外光検出信号は、第２受光信号の一例に対応する。緑色光検出信号は、第３受光信号の一例に対応する。

【0032】

出力回路２３は、バンドパスフィルター２５を有してもよい。バンドパスフィルター２５は、受光強度データから交流成分と直流成分を分離する。バンドパスフィルター２５は、受光強度データから交流成分を抽出することによって、交流成分と直流成分に分離する。バンドパスフィルター２５は、分離した交流成分と直流成分とを検出信号として制御ユニット３０に出力する。

【0033】

制御ユニット３０は、各種ユニットの動作を制御する制御コントローラーである。制御ユニット３０は、一例として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有するプロセッサーである。制御ユニット３０は、１又は複数のプロセッサーで構成されてもよい。制御ユニット３０は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリーを有してもよい。半導体メモリーは、制御ユニット３０のワークエリアとして機能する。制御ユニット３０は、メモリー４０に記憶される制御プログラムＣＰを実行することによって、検出制御部３１、データ処理部３３、及び表示制御部３５として機能する。制御ユニット３０は、コントローラーの一例に対応する。

【0034】

検出制御部３１は、制御ユニット３０で動作する機能部である。検出制御部３１は、発光素子ユニット１０、及び受光素子ユニット２０を制御する。検出制御部３１は、駆動回路１３を介して、発光素子１１の発光タイミング、消灯タイミング、光量調整等を行う。検出制御部３１は、受光素子ユニット２０に対して、各種光の受光タイミング、受光時間、デジタルーアナログ変換等を制御する。検出制御部３１は、バンドパスフィルター２５を制御することによって、受光強度データから交流成分、及び直流成分を分離してもよい。

【0035】

データ処理部３３は、制御ユニット３０で動作する機能部である。データ処理部３３は、受光素子ユニット２０から出力された検出信号の処理を行う。データ処理部３３は、受光素子ユニット２０から、赤色光検出信号、赤外光検出信号、及び緑色光検出信号を取得する。

【0036】

データ処理部３３は、検出信号に対して短時間フーリエ変換を行う。データ処理部３３は、検出信号に対して短時間フーリエ変換を行うことによって、経時変化する周波数情報を解析する。データ処理部３３は、検出信号に対して短時間フーリエ変換を行うことによって、所定の周波数範囲のスペクトログラムを求める。所定の周波数範囲は、脈波の周波数が含まれる範囲である。所定の周波数範囲は、一例として、０．５Ｈｚから２Ｈｚの範囲である。所定の周波数範囲は、短時間フーリエ変換を行う光の波長域によって、適宜調整される。データ処理部３３は、赤色光検出信号に対して短時間フーリエ変換を行い、赤色光スペクトログラムを求める。データ処理部３３は、赤外光検出信号に対して短時間フーリエ変換を行い、赤外光スペクトログラムを求める。データ処理部３３は、緑色光検出信号に対して短時間フーリエ変換を行い、緑色光スペクトログラムを求める。赤色光スペクトログラム、赤外光スペクトログラム、及び緑色光スペクトログラムの詳細は、後述される。データ処理部３３は、コントローラーの一例に対応する。

【0037】

データ処理部３３は、検出信号に対して短時間フーリエ変換を行うが、短時間フーリエ変換に限定されない。検出信号に対して時間変化する周波数情報が、解析可能な手法であれば、その手法は限定されない。データ処理部３３は、一例として、ウェーブレット変換等を行ってもよい。短時間フーリエ変換は、時間周波数解析の一例に対応する。

【0038】

データ処理部３３は、緑色光スペクトログラムを用いて脈波領域ＰＢを判別する。脈波領域ＰＢは、脈波の周波数を含む領域である。脈波領域ＰＢは、時間ごとの脈波の周波数を含む周波数領域である。脈波領域ＰＢは、一例として、緑色光検出信号内のピーク値を含む領域である。脈波領域ＰＢは、脈動帯域の一例に対応する。緑色光検出信号は、赤色光検出信号、及び赤外光検出信号に比べ、体動等の外乱による影響を受け難い。データ処理部３３は、緑色光スペクトログラムを用いて脈波領域ＰＢを判別することによって、測定精度の高い脈波の周波数を特定することができる。

【0039】

データ処理部３３は、脈波領域ＰＢの赤色光検出信号強度、及び脈波領域ＰＢの赤外光検出信号強度を検出する。赤色光検出信号強度は、脈波領域ＰＢ内の赤色光検出信号の信号強度を表す。赤色光検出信号強度は、一例として、脈波領域ＰＢでの赤色光検出信号のピーク値である。赤外光検出信号強度は、脈波領域ＰＢ内の赤外光検出信号の信号強度を表す。赤外光検出信号強度は、一例として、脈波領域ＰＢでの赤外光検出信号のピーク値である。赤色光検出信号強度は、第１受光信号強度の一例に対応する。赤外光検出信号強度は、第２受光信号強度の一例に対応する。

【0040】

データ処理部３３は、赤色光検出信号強度、及び赤外光検出信号強度を用いて変動成分振幅比を算出する。変動成分振幅比は、赤色光透過光量と赤外光透過光量の比率である。赤色光透過光量は、赤色光発光素子１１ａから発光され、使用者Ｍの測定部位内を透過して受光素子２１に到達する赤色光ＲＬの光量である。赤外光透過光量は、赤外光発光素子１１ｂから発光され、使用者Ｍの測定部位内を透過して受光素子２１に到達する赤外光ＮＬの光量である。変動成分振幅比は、変動成分比率の一例に対応する。変動成分振幅比は、下記の式（１）で算出される。
Ｒ＝（ＡＣ_Red／ＤＣ_Red）／（ＡＣ_IR／ＤＣ_IR）（１）
ここで、Ｒは、変動成分振幅比を示す。ＡＣ_Redは、赤色光検出信号の交流成分の強度を示す。ＤＣ_Redは、赤色光検出信号の直流成分の強度を示す。ＡＣ_IRは、赤外光検出信号の交流成分の強度を示す。ＤＣ_IRは、赤外光検出信号の直流成分の強度を示す。

【0041】

図４は、検出信号を模式的に示している。図４の横軸は、時間を示している。図４の縦軸は、検出信号の強度を示している。図４は、出力回路２３から出力される検出信号の一例を模式的に示している。

【0042】

検出信号は、所定の間隔で検出される信号強度のデータである。信号強度は、一例として、１秒間にｎ回検出される。ｎは１以上の整数である。信号強度は、直流成分である直流成分データ５１と、交流成分である交流成分データ５３とを含んでいる。データ処理部３３は、信号強度から直流成分データ５１と交流成分データ５３とを分離し、変動成分振幅比を算出する。直流成分データ５１と交流成分データ５３は、出力回路２３に含まれるバンドパスフィルター２５で分離されてもよい。バンドパスフィルター２５は、受光強度データから交流成分データ５３を抽出することによって、直流成分データ５１と交流成分データ５３とを生成する。出力回路２３は、直流成分データ５１と交流成分データ５３とを検出信号として制御ユニット３０に出力してもよい。

【0043】

データ処理部３３は、算出された変動成分振幅比に基づいて、酸素飽和濃度を決定してもよい。データ処理部３３は、メモリー４０に記憶される校正テーブルＰＴを参照して、算出された変動成分振幅比に対応する酸素飽和濃度の値を求める。データ処理部３３は、変動成分振幅比に対応する酸素飽和濃度の値を酸素飽和濃度として決定する。データ処理部３３は、酸素飽和濃度を表示制御部３５に出力する。データ処理部３３は、酸素飽和濃度を図示しない通信インターフェイスを介して外部装置に出力してもよい。

【0044】

データ処理部３３は、所定時間間隔で酸素飽和濃度を決定し、所定時間間隔で決定された複数の酸素飽和濃度の移動平均を算出してもよい。データ処理部３３は、一例として、１秒ごとに酸素飽和濃度を決定する。データ処理部３３は、１秒ごとの酸素飽和濃度の移動平均を算出する。データ処理部３３は、算出された酸素飽和濃度の移動平均を表示制御部３５、もしくは通信インターフェイスに出力する。データ処理部３３は、酸素飽和濃度の移動平均を算出したが、これに限定されない。データ処理部３３は、所定時間間隔で算出される変動成分振幅比の移動平均を算出してもよい。データ処理部３３は、変動成分振幅比の移動平均に基づいて、酸素飽和濃度を決定する。

【0045】

表示制御部３５は、制御ユニット３０で動作する機能部である。表示制御部３５は、表示パネル４の表示を制御する。表示制御部３５は、表示パネル４に表示データを送信することによって、表示パネル４に各種画像を表示させる。

【0046】

表示制御部３５は、データ処理部３３から酸素飽和濃度を取得する。表示制御部３５は、酸素飽和濃度を含む表示データを生成する。表示制御部３５は、酸素飽和濃度を含む表示データを表示パネル４に出力する。表示制御部３５は、表示データに基づいて、酸素飽和濃度を表示パネル４に表示させる。表示制御部３５は、酸素飽和濃度の移動平均を含む表示データに基づいて、酸素飽和濃度の移動平均を表示パネル４に表示させてもよい。表示制御部３５は、コントローラーの一例に対応する。

【0047】

メモリー４０は、各種データを記憶する。メモリー４０は、各種ユニットを動作させる制御データ、制御ユニット３０で算出された各種データ等を記憶する。メモリー４０は、データ処理部３３で決定された酸素飽和濃度等を記憶してもよい。メモリー４０は、制御ユニット３０で動作する制御プログラムＣＰを記憶する。メモリー４０は、データ処理部３３で参照される校正テーブルＰＴを記憶する。メモリー４０は、ＲＯＭやＲＡＭ等で構成される。メモリー４０は、記憶部の一例に対応する。

【0048】

制御プログラムＣＰは、制御ユニット３０で実行されることによって、各種機能部を動作させる。制御プログラムＣＰは、制御ユニット３０を検出制御部３１、データ処理部３３、及び表示制御部３５として動作させる。制御プログラムＣＰは、制御ユニット３０を検出制御部３１、データ処理部３３、及び表示制御部３５以外の機能部として動作させてもよい。

【0049】

校正テーブルＰＴは、変動成分振幅比と酸素飽和濃度とを関連付けて記憶するテーブルである。校正テーブルＰＴは、変動成分振幅比と酸素飽和濃度との関係を示している。校正テーブルＰＴは、予め測定装置１００の製造者によって作成される。データ処理部３３は、校正テーブルＰＴを参照することによって、算出された変動成分振幅比に対応する酸素飽和濃度を決定することができる。校正テーブルＰＴは、校正曲線テーブルの一例に対応する。

【0050】

メモリー４０は、校正テーブルＰＴに代えて、校正式を記憶してもよい。校正式は、変動成分振幅比と酸素飽和濃度との間の関係式である。データ処理部３３は、校正式を用いて、算出された変動成分振幅比に対応する酸素飽和濃度を算出する。

【0051】

表示パネル４は、各種画像を表示する。表示パネル４は、表示制御部３５の制御によって、酸素飽和濃度を表示する。表示パネル４は、表示制御部３５から出力された表示データに基づいて、酸素飽和濃度を表示する。表示パネル４は、脈拍数等を表示してもよい。脈拍数は、一例として、緑色光検出信号に基づいて測定される。表示パネル４は、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏ－ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等で構成される。

【0052】

図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、及び図７Ｂは、それぞれ、各色の検出信号、もしくは検出信号のスペクトログラムを示している。図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、及び図７Ｂは、受光素子ユニット２０で受光した光に基づくデータである。図５Ａ、図６Ａ、及び図７Ａの横軸は時間を示している。図５Ａ、図６Ａ、及び図７Ａの縦軸は信号強度を示している。図５Ｂ、図６Ｂ、及び図７Ｂの横軸は時間を示している。図５Ｂ、図６Ｂ、及び図７Ｂの縦軸は周波数を示している。図５Ｂ、図６Ｂ、及び図７Ｂ中の色の濃度は、信号強度を示している。

【0053】

図５Ａ、及び図５Ｂは、受光素子ユニット２０で受光した赤色光ＲＬに係るデータを示している。図５Ａは、赤色光検出信号の経時変化を示している。図５Ｂは、赤色光スペクトログラムを示している。図５Ｂは、赤色光検出信号に対して短時間フーリエ変換を行ったときの赤色光スペクトログラムを示している。

【0054】

図５Ａに示す赤色光検出信号は、赤色光ＲＬの直流成分データ５１と赤色光ＲＬの交流成分データ５３を含んでいる。データ処理部３３は、図５Ａに示す赤色光検出信号に対して短時間フーリエ変換を行うことによって、図５Ｂに示す赤色光スペクトログラムを算出する。

【0055】

図５Ｂは、各時間で信号強度の強い周波数を示している。図５Ｂ中の０～４０秒までの領域では、１．０Ｈｚ前後の周波数の信号強度が他の周波数の信号強度よりも高い。１．０Ｈｚ前後の周波数は脈動成分である。図５Ｂ中の９０秒、１０５秒では、０．５Ｈｚ近傍の周波数の信号強度が他の周波数の信号強度よりも高い。０．５Ｈｚ近傍の周波数の信号強度は、離散的に増加しており、体動等による外乱の影響であると推測される。図５Ｂは、脈動成分を検出可能であるが、体動等による外乱の影響で脈動成分の検出が難しい時間領域を有していることを示している。

【0056】

図６Ａ、及び図６Ｂは、受光素子ユニット２０で受光した赤外光ＮＬに係るデータを示している。図６Ａは、赤外光検出信号の経時変化を示している。図６Ｂは、赤外光スペクトログラムを示している。図６Ｂは、赤外光検出信号に対して短時間フーリエ変換を行ったときの赤外光スペクトログラムを示している。

【0057】

図６Ａに示す赤外光検出信号は、赤外光ＮＬの直流成分データ５１と赤外光ＮＬの交流成分データ５３を含んでいる。データ処理部３３は、図６Ａに示す赤外光検出信号に対して短時間フーリエ変換を行うことによって、図６Ｂに示す赤外光スペクトログラムを算出する。

【0058】

図６Ｂは、各時間で信号強度の強い周波数を示している。図６Ｂ中の０～４０秒までの領域では、１．０Ｈｚ前後の周波数の信号強度が他の周波数の信号強度よりも高い。１．０Ｈｚ前後の周波数は、脈動成分である。図６Ｂ中の９０秒、１０５秒では、図５Ｂと同様に、０．５Ｈｚ近傍の周波数の信号強度が他の周波数の信号強度よりも高い。０．５Ｈｚ近傍の周波数の信号強度は、離散的に増加しており、体動等による外乱の影響であると推測される。図６Ｂは、脈動成分を検出可能であるが、体動等による外乱の影響で脈動成分の検出が難しい時間領域を有していることを示している。

【0059】

図７Ａ、及び図７Ｂは、受光素子ユニット２０で受光した緑色光ＧＬに係るデータを示している。図７Ａは、緑色光検出信号の経時変化を示している。図７Ｂは、緑色光スペクトログラムを示している。図７Ｂは、緑色光検出信号に対して短時間フーリエ変換を行ったときの緑色光スペクトログラムを示している。

【0060】

図７Ａに示す緑色光検出信号は、緑色光ＧＬの直流成分データ５１と緑色光ＧＬの交流成分データ５３を含んでいる。データ処理部３３は、図７Ａに示す緑色光検出信号に対して短時間フーリエ変換を行うことによって、図７Ｂに示す緑色光スペクトログラムを算出する。

【0061】

図７Ｂは、各時間で信号強度の強い周波数を示している。図７Ｂは、全時間領域で、１．０Ｈｚ前後の周波数の信号強度が他の周波数の信号強度よりも高いことを示している。１．０Ｈｚ前後の周波数は、脈動成分である。図７Ｂは、図５Ｂ及び図６Ｂのように９０秒、１０５秒で、０．５Ｈｚ近傍の周波数の信号強度が他の周波数の信号強度よりも高くなっていない。図７Ｂは、体動等による外乱の影響を受けていないことを示している。図７Ｂは、緑色光検出信号が脈動成分を抽出し易いことを示している。データ処理部３３は、緑色光検出信号を用いることによって、容易に脈波領域ＰＢを検出することができる。

【0062】

図８は、所定時間での各検出信号の周波数と信号強度の関係を示している。図８は、所定時間の赤色光データＲＷ、赤外光データＮＷ、及び緑色光データＧＷを示している。所定時間は、一例として、図５Ｂ、図６Ｂ、及び図７Ｂに示される９０秒である。図８に示す赤色光データＲＷは、経過時間９０秒のときの赤色光ＲＬの周波数と信号強度との関係を示している。図８に示す赤外光データＮＷは、経過時間９０秒のときの赤外光ＮＬの周波数と信号強度との関係を示している。図８に示す緑色光データＧＷは、経過時間９０秒のときの緑色光ＧＬの周波数と信号強度との関係を示している。各検出信号の周波数と信号強度の関係は、時間ごとにプロットすることが可能である。

【0063】

図８に示す赤色光データＲＷは、周波数が０．５Ｈｚ～１．０Ｈｚの範囲で他の範囲に比べ高い信号強度となっている。また、赤色光データＲＷは、１．１Ｈｚ近傍の第１周波数Ｆ１で信号強度のピーク値である第１信号Ｐ１を示している。

【0064】

図８に示す赤外光データＮＷは、周波数が０．５Ｈｚ～１．０Ｈｚの範囲で他の範囲に比べ高い信号強度となっている。また、赤外光データＮＷは、１．１Ｈｚ近傍の第２周波数Ｆ２で信号強度のピーク値である第２信号Ｐ２を示している。

【0065】

図８に示す緑色光データＧＷは、周波数が０．５Ｈｚ～１．０Ｈｚの範囲で他の範囲に比べ高い信号強度を示していない。また、緑色光データＧＷは、１．１Ｈｚ近傍の第３周波数Ｆ３で信号強度のピーク値である第３信号Ｐ３を示している。

【0066】

赤色光データＲＷ、及び赤外光データＮＷは、周波数が０．５Ｈｚ～１．０Ｈｚの範囲で他の範囲に比べ高い信号強度を示している。緑色光データＧＷは、周波数が０．５Ｈｚ～１．０Ｈｚの範囲で他の範囲に比べ高い信号強度を示していない。緑色光スペクトログラムは、体動等による外乱の影響を受け難いことから、周波数が０．５Ｈｚ～１．０Ｈｚの範囲の信号強度は、体動等による外乱の影響であると判別することができる。

【0067】

緑色光データＧＷは、第３周波数Ｆ３で信号強度のピーク値である第３信号Ｐ３を示している。所定時間が９０秒であるときの脈波成分は、第３周波数Ｆ３であると判別することができる。データ処理部３３は、第３周波数Ｆ３を含む領域を脈波領域ＰＢと判別する。データ処理部３３は、第３周波数Ｆ３を含む周波数範囲を脈波領域ＰＢと判別する。周波数範囲の幅は、適宜設定される。データ処理部３３は、一例として、第３周波数Ｆ３を中心とする所定の周波数範囲を脈波領域ＰＢとする。

【0068】

データ処理部３３は、脈波領域ＰＢに含まれる赤色光検出信号強度を検出する。データ処理部３３は、一例として第１周波数Ｆ１が脈波領域ＰＢに含まれているとき、第１周波数Ｆ１の信号強度である第１信号Ｐ１を赤色光検出信号強度として検出する。データ処理部３３は、第１周波数Ｆ１の第１信号Ｐ１と、第１周波数Ｆ１と隣り合う周波数の信号値との可算値を赤色光検出強度として算出してもよい、データ処理部３３は、脈波領域ＰＢに含まれる赤色光検出信号の総和を赤色光検出信号強度として検出してもよい。データ処理部３３は、検出した赤色光検出信号強度を変動成分振幅比の算出に用いる。

【0069】

データ処理部３３は、脈波領域ＰＢに含まれ赤外光検出信号強度を検出する。データ処理部３３は、一例として第２周波数Ｆ２が脈波領域ＰＢに含まれているとき、第２周波数Ｆ２の信号強度である第２信号Ｐ２を赤外光検出信号強度として検出する。データ処理部３３は、第２周波数Ｆ２の第２信号Ｐ２と、第２周波数Ｆ２と隣り合う周波数の信号値との可算値を赤外光検出信号強度として算出してもよい、データ処理部３３は、脈波領域ＰＢに含まれる赤外光検出信号の総和を赤外光検出信号強度として検出してもよい。データ処理部３３は、検出した赤外光検出信号強度を変動成分振幅比の算出に用いる。

【0070】

図９は、変動成分振幅比を算出するフローチャートを示している。図９に示すフローチャートは、酸素飽和濃度測定方法を示している。酸素飽和濃度測定方法は、生体情報測定方法の一例に対応する。図９は、測定装置１００で行われる変動成分振幅比の算出方法を示している。

【0071】

測定装置１００は、ステップＳ１０１で赤色光ＲＬ、赤外光ＮＬ、及び緑色光ＧＬを発光する。制御ユニット３０で動作する検出制御部３１は、駆動回路１３を介して発光素子１１に発光させる。検出制御部３１は、発光素子ユニット１０を制御することによって、使用者Ｍへ光を発光させる。検出制御部３１は、使用者Ｍへ赤色光ＲＬを発光させる。赤色光発光素子１１ａは、使用者Ｍへ赤色光ＲＬを発光する。検出制御部３１は、使用者Ｍへ赤外光ＮＬを発光させる。赤外光発光素子１１ｂは、使用者Ｍへ赤外光ＮＬを発光する。検出制御部３１は、使用者Ｍへ緑色光ＧＬを発光させる。緑色光発光素子１１ｃは、使用者Ｍへ緑色光ＧＬを発光する。

【0072】

測定装置１００は、赤色光ＲＬ、赤外光ＮＬ、及び緑色光ＧＬを発光したのち、ステップＳ１０３で、赤色光ＲＬ、赤外光ＮＬ、及び緑色光ＧＬを受光する。検出制御部３１は、受光素子ユニット２０に使用者Ｍを経由した赤色光ＲＬ、赤外光ＮＬ、及び緑色光ＧＬを受光させる。受光素子ユニット２０の受光素子２１は、使用者Ｍで反射した赤色光ＲＬ、赤外光ＮＬ、及び緑色光ＧＬを受光する。受光素子ユニット２０の第１受光エリア２１ａは、赤色光ＲＬ、及び赤外光ＮＬを受光する。第２受光エリア２１ｂは、緑色光ＧＬを受光する。

【0073】

測定装置１００は、赤色光ＲＬ、赤外光ＮＬ、及び緑色光ＧＬを受光したのち、ステップＳ１０５で、赤色光検出信号、赤外光検出信号、及び緑色光検出信号を生成する。受光素子ユニット２０の出力回路２３は、受光した赤色光ＲＬに基づく赤色光検出信号を生成する。出力回路２３は、受光素子２１で検出した赤色光ＲＬの受光強度データに対してアナログーデジタル変換等の処理を行うことによって、赤色光検出信号を生成する。出力回路２３は、受光した赤外光ＮＬに基づく赤外光検出信号を生成する。出力回路２３は、受光素子２１で検出した赤外光ＮＬの受光強度データに対してアナログーデジタル変換等の処理を行うことによって、赤外光検出信号を生成する。出力回路２３は、受光した緑色光ＧＬに基づく緑色光検出信号を生成する。出力回路２３は、受光素子２１で検出した緑色光ＧＬの受光強度データに対してアナログーデジタル変換等の処理を行うことによって、緑色光検出信号を生成する。出力回路２３は、赤色光検出信号、赤外光検出信号、及び緑色光検出信号を制御ユニット３０に出力する。

【0074】

バンドパスフィルター２５は、受光強度データを直流成分データ５１と交流成分データ５３とに分離してもよい。バンドパスフィルター２５は、受光強度データから交流成分データ５３を抽出することによって、直流成分データ５１と交流成分データ５３とに分離する。分離した直流成分データ５１と交流成分データ５３を検出信号として制御ユニット３０に出力する。

【0075】

測定装置１００は、赤色光検出信号、赤外光検出信号、及び緑色光検出信号を生成したのち、ステップＳ１０７で、短時間フーリエ変換を実行する。制御ユニット３０は、出力回路２３から出力された赤色光検出信号、赤外光検出信号、及び緑色光検出信号を取得する。制御ユニット３０は、赤色光検出信号、赤外光検出信号、及び緑色光検出信号に対して短時間フーリエ変換を実行する。

【0076】

制御ユニット３０で動作するデータ処理部３３は、赤色光検出信号に対して短時間フーリエ変換を実行し、赤色光スペクトログラムを算出する。データ処理部３３は、赤外光検出信号に対して短時間フーリエ変換を実行し、赤外光スペクトログラムを算出する。データ処理部３３は、緑色光検出信号に対して短時間フーリエ変換を実行し、緑色光スペクトログラムを算出する。赤色光スペクトログラム、赤外光スペクトログラム、及び緑色光スペクトログラムは、経過時間ごとの周波数成分の信号強度で示される。

【0077】

測定装置１００は、短時間フーリエ変換を実行したのち、ステップＳ１０９で、脈波領域ＰＢを判別する。データ処理部３３は、緑色光検出信号に対する短時間フーリエ変換によって得られた緑色光スペクトログラムを用いて脈波領域ＰＢを判別する。データ処理部３３は、信号強度がピーク値を示す周波数を検出する。データ処理部３３は、信号強度がピーク値を示す周波数を検出することによって、脈波領域ＰＢを判別する。脈波領域ＰＢは、信号強度がピーク値を示す周波数を含む領域である。脈波領域ＰＢは、一例として、信号強度がピーク値を示す周波数を中央値とする周波数範囲である。脈波領域ＰＢの領域幅は、予め適宜設定される。脈波領域ＰＢは、信号強度がピーク値を示す周波数でもよい。緑色光検出信号は、体動等の外乱による影響を受け難い。緑色光スペクトルの信号強度のピーク値は、脈波の周波数を示している可能性が高い。緑色光検出信号を用いることによって、脈波領域ＰＢの検出精度は向上する。

【0078】

測定装置１００は、脈波領域ＰＢを判別したのち、ステップＳ１１１で、赤色光検出信号強度、及び赤外光検出信号強度を検出する。データ処理部３３は、脈波領域ＰＢの赤色光検出信号を赤色光検出信号強度として検出する。データ処理部３３は、脈波領域ＰＢの赤外光検出信号を赤外光検出信号強度として検出する。

【0079】

データ処理部３３は、一例として脈波領域ＰＢに含まれる赤色光検出信号のピーク値を赤色光検出信号強度として検出する。データ処理部３３は、赤色光検出信号のピーク値、及びピーク値を示す周波数と隣り合う周波数の信号値の加算値を赤色光検出信号強度として検出する。データ処理部３３は、脈波領域ＰＢ内の赤色光検出信号の総和を赤色光検出信号強度として検出する。

【0080】

データ処理部３３は、一例として脈波領域ＰＢに含まれる赤外光検出信号のピーク値を赤外光検出信号強度として検出する。データ処理部３３は、赤外光ＮＬの信号強度のピーク値、及びピーク値を示す周波数と隣り合う周波数の信号値の加算値を赤外光検出信号強度として検出する。データ処理部３３は、脈波領域ＰＢ内の赤外光検出信号の総和を赤外光検出信号強度として検出する。

【0081】

測定装置１００は、赤色光検出信号強度、及び赤外光検出信号強度を検出したのち、ステップＳ１１３で、変動成分振幅比を算出する。データ処理部３３は、赤色光検出信号強度、及び赤外光検出信号強度を用いて、変動成分振幅比を算出する。データ処理部３３は、赤色光検出信号強度を、式（１）の赤色光検出信号の交流成分の強度として用いる。データ処理部３３は、赤外光検出信号強度を、式（１）の赤外光検出信号の交流成分の強度として用いる。データ処理部３３は、赤色光検出信号の直流成分の強度を算出する。データ処理部３３は、赤外光検出信号の直流成分の強度を算出する。データ処理部３３は、バンドパスフィルター２５で分離された直流成分を検出信号の直流成分の強度として用いてもよい。

【0082】

データ処理部３３は、赤色光検出信号強度、赤外光検出信号強度、赤色光検出信号の直流成分の強度、及び赤外光検出信号の直流成分の強度を用いて変動成分振幅比を算出する。算出される変動成分振幅比は、酸素飽和濃度に対応する。

【0083】

図１０は、酸素飽和濃度を決定するフローチャートを示している。図１０に示すフローチャートは、酸素飽和濃度測定方法の一部である。図１０は、測定装置１００で行われる酸素飽和濃度の決定方法を示している。図１０は、図９に続くフローチャートを示している。

【0084】

測定装置１００は、変動成分振幅比を算出したのち、ステップＳ１２１で、校正テーブルＰＴを読み出す。制御ユニット３０は、メモリー４０に記憶される校正テーブルＰＴを読み出す。校正テーブルＰＴは、変動成分振幅比と酸素飽和濃度との関係を示している。

【0085】

測定装置１００は、校正テーブルＰＴを読み出したのち、ステップＳ１２３で、酸素飽和濃度を決定する。データ処理部３３は、ステップＳ１１３で算出された変動成分振幅比に対応する酸素飽和濃度を校正テーブルＰＴを用いて決定する。データ処理部３３は、所定時間間隔ごとに算出された変動成分振幅比に対応する酸素飽和濃度を決定する。データ処理部３３は、一例として、１秒ことに変動成分振幅比を算出し、対応する酸素飽和濃度を決定する。

【0086】

データ処理部３３は、所定時間間隔で決定された酸素飽和濃度の移動平均を算出してもよい。データ処理部３３は、一例として、８秒ごとの酸素飽和濃度の移動平均を算出する。データ処理部３３は、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８、及びＴ９で示す時間に酸素飽和濃度を決定する。Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８、及びＴ９は、それぞれ１秒間隔である。Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８、及びＴ９で決定される酸素飽和濃度は、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、及びＤ９と示す。データ処理部３３は、Ｔ８経過したとき、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８の平均値を酸素飽和濃度として算出する。算出された平均値をＴ８の酸素飽和濃度とする。データ処理部３３は、Ｔ９経過したとき、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９の平均値を酸素飽和濃度として算出する。算出された平均値をＴ９の酸素飽和濃度とする。データ処理部３３は、８秒間隔の酸素飽和濃度の移動平均を酸素飽和濃度として算出する。

【0087】

データ処理部３３は、酸素飽和濃度の移動平均を算出したが、これに限定されない。データ処理部３３は、変動成分振幅比の移動平均を算出してもよい。データ処理部３３は、変動成分振幅比の移動平均を校正テーブルＰＴに参照することによって、酸素飽和濃度を決定してもよい。

【0088】

測定装置１００は、酸素飽和濃度を決定したのち、ステップＳ１２５で、酸素飽和濃度を表示する。制御ユニット３０で動作する表示制御部３５は、酸素飽和濃度を含む表示データを生成し、表示パネル４に出力する。表示パネル４は、表示データを取得し、表示データに基づいて、酸素飽和濃度を表示する。表示制御部３５は、表示データを表示パネル４に出力することによって、表示パネル４に酸素飽和濃度を表示させる。表示パネル４は、所定時間間隔で決定された酸素飽和濃度を表示する。

【0089】

表示制御部３５は、酸素飽和濃度の移動平均を含む表示データを表示パネル４に出力してもよい。表示パネル４は、酸素飽和濃度の移動平均を酸素飽和濃度として表示する。表示制御部３５は、酸素飽和濃度の移動平均を含む表示データを出力することによって、表示パネル４に酸素飽和濃度の移動平均を表示させる。

【0090】

制御ユニット３０は、通信インターフェイスを介して外部装置に酸素飽和濃度を送信してもよい。制御ユニット３０は、通信インターフェイスを介して外部装置に各種検出信号、算出した変動成分振幅比等を送信してもよい。

【0091】

測定装置１００は、赤色光ＲＬを発光する赤色光発光素子１１ａ、赤外光ＮＬを発光する赤外光発光素子１１ｂ、及び緑色光ＧＬを発光する緑色光発光素子１１ｃを有する発光素子ユニット１０と、発光素子ユニット１０で発光された赤色光ＲＬ、赤外光ＮＬ、及び緑色光ＧＬを受光し、赤色光ＲＬに基づく赤色光検出信号、赤外光ＮＬに基づく赤外光検出信号、及び緑色光ＧＬに基づく緑色光検出信号を生成する受光素子ユニット２０と、赤色光検出信号、赤外光検出信号、及び緑色光検出信号に基づいて、生体情報を算出する制御ユニット３０と、を備える。制御ユニット３０は、赤色光検出信号、赤外光検出信号、及び緑色光検出信号に対して短時間フーリエ変換を行い、緑色光検出信号に対する短時間フーリエ変換によって、脈波の周波数を含む脈波領域ＰＢを判別し、脈波領域ＰＢの赤色光検出信号強度、及び脈波領域ＰＢの赤外光検出信号強度を検出し、赤色光検出信号強度、及び赤外光検出信号強度を用いて、赤色光透過光量と赤外光透過光量の変動成分振幅比を算出する。
緑色光ＧＬに基づく緑色光検出信号は使用者Ｍの体動や外気温等による影響を受け難いため、脈波成分が検出し易い。脈波領域ＰＢが緑色光検出信号を用いて判別されることによって、赤色光検出信号強度及び赤外光検出信号強度が特定し易くなる。変動成分振幅比の測定精度の低下が生じ難くなる。

【0092】

測定装置１００は、変動成分振幅比と酸素飽和濃度との関係を示す校正テーブルＰＴを記憶するメモリー４０を有する。制御ユニット３０は、算出された変動成分振幅比に基づいて、生体情報として酸素飽和濃度を決定する。
変動成分振幅比の測定精度の低下が生じ難くなることによって、変動成分振幅比に基づいて決定される酸素飽和濃度の測定精度が向上する。

【0093】

測定装置１００は、酸素飽和濃度を表示する表示パネル４を備える。制御ユニット３０は、酸素飽和濃度を表示パネル４に表示させる。
使用者Ｍは、測定精度の低下が少ない酸素飽和濃度を確認することができる。

【0094】

制御ユニット３０は、所定時間間隔で酸素飽和濃度を決定し、所定時間間隔で決定された複数の酸素飽和濃度の移動平均を算出し、酸素飽和濃度の移動平均を表示パネル４に表示させる。
ノイズの影響による測定結果のばらつきを抑えた酸素飽和濃度が表示される。

【0095】

受光素子ユニット２０は、使用者Ｍによって反射した赤色光ＲＬ、赤外光ＮＬ、及び緑色光ＧＬを受光する。
反射光が測定可能になることによって、指先以外の部位で、酸素飽和濃度が測定可能となる。

【0096】

酸素飽和濃度測定方法は、赤色光ＲＬ、赤外光ＮＬ、及び緑色光ＧＬを使用者Ｍへ発光し、使用者Ｍを経由した赤色光ＲＬ、赤外光ＮＬ、及び緑色光ＧＬを受光し、受光した赤色光ＲＬに基づく赤色光検出信号、受光した赤外光ＮＬに基づく赤外光検出信号、及び受光した緑色光ＧＬに基づく緑色光検出信号を生成し、赤色光検出信号、赤外光検出信号、及び緑色光検出信号に対する短時間フーリエ変換を行い、緑色光検出信号に対する短時間フーリエ変換によって、脈波の周波数を含む脈波領域ＰＢを判別し、脈波領域ＰＢの赤色光検出信号強度、及び脈波領域ＰＢの赤外光検出信号強度を検出し、赤色光検出信号強度、及び赤外光検出信号強度を用いて、赤色光透過光量と赤外光透過光量の変動成分振幅比を算出する。
脈波領域ＰＢが緑色光検出信号を用いて判別されることによって、赤色光検出信号強度及び赤外光検出信号強度が特定し易くなる。変動成分振幅比の測定精度の低下が生じ難くなる。

【0097】

酸素飽和濃度測定方法は、算出された変動成分振幅比と、変動成分振幅比と酸素飽和濃度との関係を示す校正テーブルＰＴと、に基づいて、生体情報として酸素飽和濃度を決定する。
変動成分振幅比の測定精度の低下が生じ難くなることによって、変動成分振幅比に基づいて決定される酸素飽和濃度の測定精度が向上する。

【符号の説明】

【0098】

１…筐体、１ａ…測定面、１ｂ…表示面、２…ベルト、３…検出ユニット、４…表示パネル、１０…発光素子ユニット、１１…発光素子、１１ａ…赤色光発光素子、１１ｂ…赤外光発光素子、１１ｃ…緑色光発光素子、１３…駆動回路、２０…受光素子ユニット、２１…受光素子、２１ａ…第１受光エリア、２１ｂ…第２受光エリア、２３…出力回路、２５…バンドパスフィルター、３０…制御ユニット、３１…検出制御部、３３…データ処理部、３５…表示制御部、４０…メモリー、５１…直流成分データ、５３…交流成分データ、１００…測定装置、ＣＰ…制御プログラム、Ｆ１…第１周波数、Ｆ２…第２周波数、Ｆ３…第３周波数、Ｍ…使用者、ＧＬ…緑色光、ＮＬ…赤外光、ＲＬ…赤色光、ＧＷ…緑色光データ、ＮＷ…赤外光データ、ＲＷ…赤色光データ、ＰＢ…脈波領域、ＰＴ…校正テーブル、Ｐ１…第１信号、Ｐ２…第２信号、Ｐ３…第３信号。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】