特許 7069920 生体情報測定装置、及び生体情報測定プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-10

(45)【発行日】2022-05-18

(54)【発明の名称】生体情報測定装置、及び生体情報測定プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/029 20060101AFI20220511BHJP

   A61B 5/113 20060101ALI20220511BHJP

   A61B 5/1455 20060101ALI20220511BHJP

   A61B 5/087 20060101ALI20220511BHJP

【ＦＩ】

A61B5/029

A61B5/113

A61B5/1455

A61B5/087

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2018057116

(22)【出願日】2018-03-23

(65)【公開番号】P2019166147

(43)【公開日】2019-10-03

【審査請求日】2021-02-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000005496

【氏名又は名称】富士フイルムビジネスイノベーション株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】梅川 英之

(72)【発明者】

【氏名】赤松 学

(72)【発明者】

【氏名】逆井 一宏

(72)【発明者】

【氏名】小澤 秀明

(72)【発明者】

【氏名】松下 和征

(72)【発明者】

【氏名】湯川 浩平

【審査官】高松 大

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２３１０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２３９６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１９０４１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－２１７７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１４０５５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／０２９

Ａ６１Ｂ ５／１１３

Ａ６１Ｂ ５／１４５５

Ａ６１Ｂ ５／０８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

呼吸の停止期間を規定する規定時間に達した場合、呼吸停止中の被測定者に呼吸を再開するよう再開通知を通知する通知手段と、
前記被測定者の呼吸の再開によって前記被測定者の体内に取り込まれた酸素が予め定められた部位に達するまでの時間を表す酸素循環時間を測定する測定手段と、
前記被測定者の呼吸の有無を検知する検知手段と、を備え、
前記通知手段は、前記検知手段で前記被測定者の呼吸の停止が検知されてからの経過時間が前記規定時間に達した場合に、前記再開通知を通知する
生体情報測定装置。

【請求項2】

前記測定手段は、前記通知手段による前記再開通知の通知後に前記検知手段によって前記被測定者の呼吸が検知された場合に、前記酸素循環時間を測定する
請求項１記載の生体情報測定装置。

【請求項3】

前記検知手段は、前記被測定者の鼻口における空気の流れによって前記被測定者の呼吸の有無を検知する
請求項１又は請求項２記載の生体情報測定装置。

【請求項4】

前記検知手段は、前記被測定者における脈波の振幅の変化によって前記被測定者の呼吸の有無を検知する
請求項１又は請求項２記載の生体情報測定装置。

【請求項5】

前記検知手段は、前記被測定者の胸部の動きによって前記被測定者の呼吸の有無を検知する
請求項１又は請求項２記載の生体情報測定装置。

【請求項6】

呼吸の停止期間を規定する規定時間に達した場合、呼吸停止中の被測定者に呼吸を再開するよう再開通知を通知する通知手段と、
前記被測定者の呼吸の再開によって前記被測定者の体内に取り込まれた酸素が予め定められた部位に達するまでの時間を表す酸素循環時間を測定する測定手段と、
前記被測定者、又は前記被測定者の生体情報を測定する測定者の操作によって通知される情報であって、前記被測定者の呼吸が停止したこと示す情報を受け付ける受付手段と、を備え、
前記通知手段は、前記受付手段で前記被測定者の呼吸が停止したこと示す情報を受け付けてからの経過時間が前記規定時間に達した場合に、前記再開通知を通知する
生体情報測定装置。

【請求項7】

前記測定手段は、前記再開通知の通知後に前記受付手段によって前記被測定者が呼吸を開始したこと示す情報を受け付けた場合に、前記酸素循環時間を測定する
請求項６記載の生体情報測定装置。

【請求項8】

前記測定手段は、前記通知手段により前記再開通知が通知されてから前記被測定者が呼吸を再開するまでの期間が予め定めた期間以内の場合に、前記酸素循環時間を測定する
請求項１～請求項７の何れか１項に記載の生体情報測定装置。

【請求項9】

前記測定手段は、前記通知手段により前記再開通知が通知されてから前記被測定者が呼吸を再開するまでの期間が予め定めた期間を超えた場合、前記酸素循環時間の測定を中止する
請求項１～請求項７の何れか１項に記載の生体情報測定装置。

【請求項10】

呼吸の停止期間を規定する規定時間に達した場合、呼吸停止中の被測定者に呼吸を再開するよう再開通知を通知する通知手段と、
前記被測定者の呼吸の再開によって前記被測定者の体内に取り込まれた酸素が予め定められた部位に達するまでの時間を表す酸素循環時間を測定する測定手段と、を備え、
前記通知手段は、前記被測定者が呼吸を停止するよう前記被測定者に呼吸の停止通知を通知し、前記停止通知を通知してからの経過時間が前記規定時間に達した場合に、前記再開通知を通知し、
前記測定手段は、前記通知手段によって前記再開通知が通知された後から、更に予め定めた時間が経過した後に、前記酸素循環時間を測定する
生体情報測定装置。

【請求項11】

前記通知手段は、前記停止通知を通知するまでの残り時間を前記被測定者に通知する
請求項１０記載の生体情報測定装置。

【請求項12】

前記通知手段は、前記被測定者の呼吸の停止中に前記規定時間に達するまでの残り時間を前記被測定者に通知する
請求項１～請求項１１の何れか１項に記載の生体情報測定装置。

【請求項13】

前記規定時間が前記被測定者の各々に対して調整される
請求項１～請求項１２の何れか１項に記載の生体情報測定装置。

【請求項14】

前記測定手段は、前記被測定者の予め定められた部位における血中の酸素濃度を示す酸素飽和度を用いて、前記酸素循環時間を測定する
請求項１～請求項１３の何れか１項に記載の生体情報測定装置。

【請求項15】

前記測定手段は、前記被測定者の予め定められた部位として、前記被測定者の指における血中の酸素濃度を示す酸素飽和度を用いて、前記酸素循環時間を測定する
請求項１４記載の生体情報測定装置。

【請求項16】

前記被測定者、又は前記被測定者の生体情報を測定する測定者の操作を受け付ける入力装置と、
前記再開通知を表示する表示装置と、を備えた
請求項１～請求項１５の何れか１項に記載の生体情報測定装置。

【請求項17】

コンピュータを、請求項１～請求項１６の何れか１項に記載の生体情報測定装置の各手段として機能させるための生体情報測定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生体情報測定装置、及び生体情報測定プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、呼吸の気流の時間変化を示す気流信号、及び、酸素飽和度の時間変化を示す酸素飽和度信号を取得する信号取得部と、前記気流信号における第一時刻と、前記第一時刻での呼吸再開に対応した酸素飽和度の上昇を示す前記酸素飽和度信号における第二時刻との時間差に基づいて血液の酸素循環時間を測定する循環時間算出部とを有する循環時間測定装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】再表２０１５－１９０４１３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来より、体内に取り込んだ酸素が予め定めた部位まで運搬されるのに要する時間を示す酸素循環時間を用いて生体情報を測定する測定手法の開発が進められている。

【0005】

酸素循環時間は例えば酸素飽和度から推定されるが、酸素飽和度を用いて酸素循環時間を測定する場合、体内に取り込んだ酸素による酸素飽和度の上昇が検知されるように、被測定者は酸素循環時間の測定前に息を止め、酸素飽和度を予め低下させておくことが好ましい。

【0006】

しかしながら、被測定者における実際の呼吸の停止期間が短すぎると酸素飽和度の変化量が小さくなる傾向を示すため、酸素循環時間の測定が困難になる場合がある。また、呼吸の停止期間が長くなるにつれ酸素飽和度の変化量が大きくなる傾向を示すため、酸素循環時間の測定がしやすくなるが、呼吸の停止期間が必要以上に長すぎると、呼吸を無理にこらえようとした影響により、例えば脈波等が通常とは異なる値を示すようになり、酸素循環時間が正しく測定されない場合がある。

【0007】

本発明は、呼吸停止中の被測定者に呼吸の再開時期を通知しない場合と比較して、被測定者における呼吸の停止期間のばらつきが抑制された状態で酸素循環時間を測定することができる生体情報測定装置、及び生体情報測定プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、請求項１記載の生体情報測定装置の発明は、呼吸の停止期間を規定する規定時間に達した場合、呼吸停止中の被測定者に呼吸を再開するよう再開通知を通知する通知手段と、前記被測定者の呼吸の再開によって前記被測定者の体内に取り込まれた酸素が予め定められた部位に達するまでの時間を表す酸素循環時間を測定する測定手段と、前記被測定者の呼吸の有無を検知する検知手段と、を備え、前記通知手段は、前記検知手段で前記被測定者の呼吸の停止が検知されてからの経過時間が前記規定時間に達した場合に、前記再開通知を通知する。

【0010】

請求項２記載の発明は、前記測定手段は、前記通知手段による前記再開通知の通知後に前記検知手段によって前記被測定者の呼吸が検知された場合に、前記酸素循環時間を測定する。

【0011】

請求項３記載の発明は、前記検知手段は、前記被測定者の鼻口における空気の流れによって前記被測定者の呼吸の有無を検知する。

【0012】

請求項４記載の発明は、前記検知手段は、前記被測定者における脈波の振幅の変化によって前記被測定者の呼吸の有無を検知する。

【0013】

請求項５記載の発明は、前記検知手段は、前記被測定者の胸部の動きによって前記被測定者の呼吸の有無を検知する。

【0014】

請求項６記載の発明は、呼吸の停止期間を規定する規定時間に達した場合、呼吸停止中の被測定者に呼吸を再開するよう再開通知を通知する通知手段と、前記被測定者の呼吸の再開によって前記被測定者の体内に取り込まれた酸素が予め定められた部位に達するまでの時間を表す酸素循環時間を測定する測定手段と、前記被測定者、又は前記被測定者の生体情報を測定する測定者の操作によって通知される情報であって、前記被測定者の呼吸が停止したこと示す情報を受け付ける受付手段と、を備え、前記通知手段は、前記受付手段で前記被測定者の呼吸が停止したこと示す情報を受け付けてからの経過時間が前記規定時間に達した場合に、前記再開通知を通知する。

【0015】

請求項７記載の発明は、前記測定手段は、前記再開通知の通知後に前記受付手段によって前記被測定者が呼吸を開始したこと示す情報を受け付けた場合に、前記酸素循環時間を測定する。

【0016】

請求項８記載の発明は、前記測定手段は、前記通知手段により前記再開通知が通知されてから前記被測定者が呼吸を再開するまでの期間が予め定めた期間以内の場合に、前記酸素循環時間を測定する。

【0017】

請求項９記載の発明は、前記測定手段は、前記通知手段により前記再開通知が通知されてから前記被測定者が呼吸を再開するまでの期間が予め定めた期間を超えた場合、前記酸素循環時間の測定を中止する。

【0018】

請求項１０記載の発明は、呼吸の停止期間を規定する規定時間に達した場合、呼吸停止中の被測定者に呼吸を再開するよう再開通知を通知する通知手段と、前記被測定者の呼吸の再開によって前記被測定者の体内に取り込まれた酸素が予め定められた部位に達するまでの時間を表す酸素循環時間を測定する測定手段と、を備え、前記通知手段は、前記被測定者が呼吸を停止するよう前記被測定者に呼吸の停止通知を通知し、前記停止通知を通知してからの経過時間が前記規定時間に達した場合に、前記再開通知を通知し、前記測定手段は、前記通知手段によって前記再開通知が通知された後から、更に予め定めた時間が経過した後に、前記酸素循環時間を測定する。

【0022】

請求項１１記載の発明は、前記通知手段は、前記停止通知を通知するまでの残り時間を前記被測定者に通知する。

【0023】

請求項１２記載の発明は、前記通知手段は、前記被測定者の呼吸の停止中に前記規定時間に達するまでの残り時間を前記被測定者に通知する。

【0024】

請求項１３記載の発明は、前記規定時間が前記被測定者の各々に対して調整される。

【0025】

請求項１４記載の発明は、前記測定手段は、前記被測定者の予め定められた部位における血中の酸素濃度を示す酸素飽和度を用いて、前記酸素循環時間を測定する。

【0026】

請求項１５記載の発明は、前記測定手段は、前記被測定者の予め定められた部位として、前記被測定者の指における血中の酸素濃度を示す酸素飽和度を用いて、前記酸素循環時間を測定する。

【0027】

請求項１６記載の発明は、前記被測定者、又は前記被測定者の生体情報を測定する測定者の操作を受け付ける入力装置と、前記再開通知を表示する表示装置と、を備える。

【0028】

請求項１７記載の生体情報測定プログラムの発明は、コンピュータを、請求項１～請求項１６の何れか１項に記載の生体情報測定装置の各手段として機能させる。

【発明の効果】

【0029】

請求項１、１７記載の発明によれば、呼吸停止中の被測定者に呼吸の再開時期を通知しない場合と比較して、被測定者における呼吸の停止期間のばらつきが抑制された状態で酸素循環時間を測定することができる、という効果を有する。
また、検知手段による呼吸の有無の検知結果に従って、被測定者に呼吸の再開通知を通知することができる、という効果を有する。

【0031】

請求項２記載の発明によれば、被測定者の呼吸の再開に合わせて酸素循環時間の測定を開始することができる、という効果を有する。

【0032】

請求項３記載の発明によれば、被測定者における実際の呼吸状態から呼吸の有無を検知することができる、という効果を有する。

【0033】

請求項４記載の発明によれば、被測定者の顔に検知手段を装着することなく、呼吸の有無を検知することができる、という効果を有する。

【0034】

請求項５記載の発明によれば、被測定者の外観から呼吸の有無を検知することができる、という効果を有する。

【0035】

請求項６記載の発明によれば、被測定者の呼吸の有無を検知する検知手段を用いることなく、呼吸の有無を検知することができる、という効果を有する。

【0036】

請求項７記載の発明によれば、被測定者が申告した呼吸の再開に合わせて酸素循環時間の測定を開始することができる、という効果を有する。

【0037】

請求項８記載の発明によれば、呼吸の停止期間が規定時間に対して予め定めた時間を超えた状態で、被測定者の酸素循環時間を測定する場合と比較して、酸素循環時間を正しく測定することができる、という効果を有する。

【0038】

請求項９記載の発明によれば、誤った酸素循環時間が測定されることを回避することができる、という効果を有する。

【0039】

請求項１０記載の発明によれば、生体情報測定装置における酸素循環時間の測定に合わせて被測定者の呼吸の停止及び再開を指示することができる、という効果を有する。
また、被測定者の呼吸状態を確認することなく、酸素循環時間の測定を開始することができる、という効果を有する。
また、呼吸の再開通知が通知された後に引き続いて酸素循環時間の測定を開始する場合と比較して、酸素循環時間を正しく測定することができる、という効果を有する。

【0043】

請求項１１記載の発明によれば、事前の通知なしに呼吸の停止通知を通知する場合と比較して、被測定者における呼吸の停止起点を、生体情報測定装置で呼吸の停止期間を計測し始める開始起点に合わせやすくすることができる、という効果を有する。

【0044】

請求項１２記載の発明によれば、事前の通知なしに呼吸の再開通知を通知する場合と比較して、被測定者における呼吸の再開起点を、生体情報測定装置で計測される呼吸の停止期間の終了に合わせやすくすることができる、という効果を有する。

【0045】

請求項１３記載の発明によれば、全ての被測定者に対して規定時間を一律に設定する場合と比較して、各々の被測定者の酸素循環時間を正しく測定することができる、という効果を有する。

【0046】

請求項１４記載の発明によれば、酸素飽和度から酸素循環時間を測定することができる、という効果を有する。

【0047】

請求項１５記載の発明によれば、指よりも心臓から近い場所にある部位における血中の酸素飽和度を用いる場合と比較して、酸素循環時間を正しく測定することができる、という効果を有する。

【0048】

請求項１６記載の発明によれば、生体情報測定装置があれば、入力装置及び表示装置を別途用意することなく操作を受け付け、かつ、再開通知を表示することができる、という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0049】

【図1】血中の酸素飽和度の測定例を示す模式図である。

【図2】生体に吸収される光の吸光量の変化例を示すグラフである。

【図3】酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンの各波長に対する光の吸光量の一例を示す図である。

【図4】第１実施形態に係る生体情報測定装置の構成例を示す図である。

【図5】発光素子及び受光素子の配置例を示す図である。

【図6】発光素子及び受光素子の他の配置例を示す図である。

【図7】呼吸波形の一例を示す図である。

【図8】呼吸の停止及び再開に伴う血中の酸素飽和度の変化例を示す図である。

【図9】生体情報測定装置における電気系統の要部構成例を示す図である。

【図10】第１実施形態及び第２実施形態に係る生体情報測定処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図11】第２実施形態に係る生体情報測定装置の構成例を示す図である。

【図12】第３実施形態に係る生体情報測定装置の構成例を示す図である。

【図13】第３実施形態に係る生体情報測定処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図14】第３実施形態に係る生体情報測定処理の流れの他の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0050】

以下、本実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、機能が同じ構成要素及び処理には全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明を省略する。

【0051】

＜第１実施形態＞
生体情報測定装置１０は生体８に関する情報（生体情報）のうち、特に循環器系に関する生体情報を測定する装置である。循環器系とは、例えば血液のような体液を体内で循環させながら輸送するための器官群を総称するものである。

【0052】

循環器系に関する生体情報には複数の指標が存在するが、血液を血管に送り出す心臓の状態を示す指標の１つとして、例えば心臓から拍出される血液量を表す心拍出量(CO:Cardiac Output)が挙げられる。

【0053】

心拍出量が基準値より低下すると例えば左心不全の疑いがあり、心拍出量が基準値より増加すると例えば右心不全の疑いがあることが知られているなど、心拍出量は様々な心臓疾患の検査、又は投薬効果の確認に利用されている。

【0054】

心拍出量の測定方法には、例えば心拍出量の測定対象者である被測定者の肺動脈に、先端にバルーンが付いたカテーテルを挿入し、バルーンを膨張及び収縮させながら血中の酸素飽和度を測定し、測定した酸素飽和度から心拍出量を算出する方法が用いられる。ここで血中の酸素飽和度とは、血中の酸素濃度を示す指標の一例であり、血液中のヘモグロビンがどの程度酸素と結合しているかを示す指標であり、血中の酸素飽和度が低下するにつれて、例えば貧血等の症状が発生しやすくなることを示すものである。

【0055】

しかしながら、カテーテルを用いた心拍出量の測定方法では、被測定者の血管にカテーテルを挿入する必要があるため外科的処置が必要となり、他の測定方法に比べて被測定者における侵襲性が高くなる。

【0056】

したがって、カテーテルを用いた心拍出量の測定方法よりも被測定者の負担が少なくなるように、被測定者の脈波から得られる酸素飽和度を用いて心拍出量を測定する方法が研究されている。脈波とは、心臓による血液の送り出しに伴う血管の拍動変化を示す指標である。

【0057】

まず、図１を参照して、生体情報のうち、血中の酸素飽和度の測定方法について説明する。

【0058】

図１に示すように、血中の酸素飽和度は、被測定者の体(生体８)に向けて発光素子１から光を照射し、受光素子３で受光した、被測定者の体内に張り巡らされている動脈４、静脈５、及び毛細血管６等で反射又は透過した光の強さ、すなわち反射光又は透過光の受光量を用いて測定される。

【0059】

図２は、例えば生体８に吸収される光量の変化量を示す概念図である。図２に示すように、生体８における吸光量は、時間の経過と共に変動する傾向が見られる。

【0060】

更に、生体８における吸光量の変動に関する内訳について見てみると、主に動脈４によって吸光量が変動し、静脈５及び静止組織を含むその他の組織では、動脈４に比べて吸光量が変動しないとみなせる程度の変動量であることが知られている。これは、心臓から拍出された動脈血は脈波を伴って血管内を移動するため、動脈４が動脈４の断面方向に沿って経時的に伸縮し、動脈４の厚みが変化するためである。なお、図２において、矢印９４で示される範囲が、動脈４の厚みの変化に対応した吸光量の変動量を示す。

【0061】

図２において、時刻ｔ_aにおける受光量をＩ_a、時刻ｔ_bにおける受光量をＩ_bとすれば、動脈４の厚みの変化による光の吸光量の変化量ΔＡは、（１）式で表される。

【0062】

（数１）
ΔＡ＝ｌｎ(Ｉ_b／Ｉ_a)・・・（１）

【0063】

これに対して、図３は、動脈４を流れる酸素と結合したヘモグロビン（酸化ヘモグロビン）及び酸素と結合していないヘモグロビン（還元ヘモグロビン）の各波長に対する光の吸光量の一例を示す図である。図３において、グラフ９６が酸化ヘモグロビンにおける光の吸光量を表し、グラフ９７が還元ヘモグロビンにおける光の吸光量を表す。

【0064】

図３に示すように、酸化ヘモグロビンは還元ヘモグロビンと比較して、約８５０ｎｍ近辺の波長を有する赤外線(infrared:IR)領域９９の光を吸収しやすく、還元ヘモグロビンは酸化ヘモグロビンと比較して、特に約６６０ｎｍ近辺の波長を有する赤色領域９８の光を吸収しやすいことが知られている。

【0065】

更に、酸素飽和度は、異なる波長における吸光量の変化量ΔＡの比率と比例関係があることが知られている。

【0066】

したがって、他の波長の組み合わせに比べて、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとで吸光量の差が現われやすい赤外光(ＩＲ光)と赤色光を用いて、ＩＲ光を生体８に照射した場合の吸光量の変化量ΔＡ_IRと、赤色光を生体８に照射した場合の吸光量の変化量ΔＡ_Redとの比率をそれぞれ算出することで、（２）式によって酸素飽和度Ｓが算出される。なお、（２）においてｋは比例定数である。

【0067】

（数２）
Ｓ＝ｋ(ΔＡ_Red／ΔＡ_IR)・・・（２）

【0068】

すなわち、血中の酸素飽和度を算出する場合、それぞれ異なる波長の光を照射する複数の発光素子１を生体８に照射する。具体的には、ＩＲ光を照射する発光素子１と赤色光を照射する発光素子１を生体８に用いる。この場合、ＩＲ光を照射する発光素子１と赤色光を照射する発光素子１との発光期間は重複してもよいが、望ましくは発光期間が重複しないよう発光させる。そして、各々の発光素子１による反射光又は透過光を受光素子３で受光して、各受光時点における受光量から（１）式及び（２）式、又は、これらの式を変形して得られる公知の式を算出することで、酸素飽和度が測定される。

【0069】

上記（１）式を変形して得られる公知の式として、例えば（１）式を展開して、光の吸光量の変化量ΔＡを（３）式のように表してもよい。

【0070】

（数３）
ΔＡ＝ｌｎＩ_b－ｌｎＩ_a・・・（３）

【0071】

また、（１）式は（４）式のように変形することができる。

【0072】

（数４）
ΔＡ＝ｌｎ(Ｉ_b／Ｉ_a)＝ｌｎ(１＋(Ｉ_b-Ｉ_a)／Ｉ_a) ・・・（４）

【0073】

通常、（Ｉ_b-Ｉ_a）≪Ｉ_aであることから、ｌｎ(Ｉ_b／Ｉ_a)≒(Ｉ_b-Ｉ_a)／Ｉ_aが成り立つため、（１）式の代わりに、光の吸光量の変化量ΔＡとして（５）式を用いてもよい。

【0074】

（数５）
ΔＡ≒(Ｉ_b-Ｉ_a)／Ｉ_a ・・・（５）

【0075】

以降では、ＩＲ光を照射する発光素子１と赤色光を照射する発光素子１とを区別して説明する必要がある場合、ＩＲ光を照射する発光素子１を「発光素子１Ａ」といい、赤色光を照射する発光素子１を「発光素子１Ｂ」ということにする。

【0076】

こうした方法によれば、発光素子１及び受光素子３を被測定者の体表に近づけることで血中の酸素飽和度が測定されるため、血管にカテーテルを挿入して血中の酸素飽和度を測定するよりも被測定者の負担が少なくなる。

【0077】

そして、測定された被測定者の酸素飽和度を用いて、生体情報測定装置１０は後述する方法により心拍出量を算出する。

【0078】

図４は、生体情報測定装置１０の構成例を示す図である。図４に示すように、生体情報測定装置１０は光電センサ１１、脈波処理部１２、呼吸波形抽出部１３、酸素飽和度測定部１４、タイマ１５、通知部１６、酸素循環時間測定部１７、及び心拍出量測定部１８を含む。

【0079】

光電センサ１１は、約８５０ｎｍの波長を中心波長とするＩＲ光を照射する発光素子１Ａ、約６６０ｎｍの波長を中心波長とする赤色光を照射する発光素子１Ｂ、及びＩＲ光及び赤色光を受光する受光素子３を備える。

【0080】

図５に光電センサ１１における発光素子１Ａ、発光素子１Ｂ、及び受光素子３の配置例を示す。図５に示すように、発光素子１Ａ、発光素子１Ｂ、及び受光素子３は、生体８の一方の面に向かって並べて配置される。この場合、受光素子３は、生体８の毛細血管６等で反射されたＩＲ光及び赤色光を受光する。

【0081】

しかしながら、発光素子１Ａ、発光素子１Ｂ、及び受光素子３の配置は、図５の配置例に限定されない。例えば、図６に示すように、発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂと、受光素子３とをそれぞれ生体８を挟んで対向する位置に配置するようにしてもよい。この場合、受光素子３は、生体８を透過したＩＲ光及び赤色光を受光する。

【0082】

ここでは一例として、発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂは、例えばVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)のような面発光レーザ素子として説明するが、これに限らず、端面発光レーザ素子であってもよい。また、発光素子１Ａ及び発光素子１ＢはLED(Light Emitting Diode)であってもよい。

【0083】

光電センサ１１には、被測定者の体の部位に光電センサ１１を取り付けるための図示しないクリップが備えられており、ＩＲ光及び赤色光が光電センサ１１から外部に漏れないように、光電センサ１１は図示しないクリップによって被測定者の体表に接触するように取り付けられる。被測定者の生体８で反射又は透過したＩＲ光及び赤色光を受光素子３でできるだけ正確に受光するためには、光電センサ１１を被測定者の体表に接触するように配置することが好ましいが、被測定者の生体８で反射したＩＲ光及び赤色光、又は被測定者の生体８を透過したＩＲ光及び赤色光が受光素子３で受光される範囲内で、光電センサ１１を体表から離した位置に取り付けてもよい。

【0084】

光電センサ１１は、受光素子３で受光したＩＲ光及び赤色光のそれぞれの受光量を例えば電圧値に変換して脈波処理部１２に通知する。

【0085】

発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂからは予め定めた光量が照射されているため、光電センサ１１で受光したＩＲ光及び赤色光のそれぞれの受光量から、生体８におけるＩＲ光及び赤色光の吸光量が得られる。

【0086】

したがって、脈波処理部１２は、光電センサ１１から受け付けたＩＲ光及び赤色光のそれぞれの受光量を用いて、ＩＲ光から得られた被測定者の脈波を表す脈波信号と、赤外光から得られた被測定者の脈波を表す脈波信号をそれぞれ生成する。脈波処理部１２は、受け付けたＩＲ光及び赤色光のそれぞれの受光量に対応する電圧値が、脈波信号の生成に適した予め定めた範囲に含まれるように電圧値を増幅する。そして、脈波処理部１２は、公知のフィルタ等を用いてノイズ成分を除去したそれぞれの脈波信号を生成する。

【0087】

脈波処理部１２は生成したそれぞれの脈波信号を、呼吸波形抽出部１３及び酸素飽和度測定部１４に通知する。

【0088】

呼吸波形抽出部１３は脈波処理部１２から脈波信号を受け付けると、脈波信号から被測定者の呼吸状態を表す呼吸波形を抽出する。

【0089】

具体的には、呼吸波形抽出部１３は、ＩＲ光から得られた脈波信号と赤色光から得られた脈波信号のうち、何れか一方の脈波信号の予め定めた期間（例えば１分）における極大値及び極小値を検出し、検出した各々の極大値を接続する線（ピーク線）又は検出した各々の極小値を接続する線（ボトム線）を被測定者の呼吸波形として抽出する。

【0090】

図７は、呼吸波形抽出部１３によって脈波信号から抽出された呼吸波形の一例を示す図である。

【0091】

なお、呼吸波形抽出部１３では、ＩＲ光から得られた脈波信号を用いて呼吸波形を抽出する。これは、図３に示したように、ＩＲ光は赤色光に比べて酸化ヘモグロビンに吸収されやすいため、動脈４の厚みの変化に対する脈波信号の振幅が赤色光から得られた脈波信号の振幅より大きくなる傾向が見られる。したがって、ＩＲ光から得られた脈波信号から抽出した呼吸波形は、赤色光から得られた脈波信号から抽出した呼吸波形よりも波形の変動が明確になり、精度の高い呼吸波形が得られるためである。

【0092】

呼吸波形抽出部１３は、脈波信号から抽出した呼吸波形を参照して、例えば呼吸の停止及び呼吸の再開といった被測定者の呼吸状態を通知部１６に通知する。

【0093】

なお、光電センサ１１で検知される受光量によって、被測定者における脈波信号が得られ、脈波信号から被測定者の呼吸状態が検知されるため、光電センサ１１を含む生体情報測定装置１０は、被測定者の呼吸の有無を検知する検知手段の一例と言える。

【0094】

酸素飽和度測定部１４は、脈波処理部１２から脈波信号を受け付けると、受け付けた脈波信号から被測定者の酸素飽和度を測定する。具体的には、酸素飽和度測定部１４は脈波信号を用いて、動脈４の厚みの変化によるＩＲ光の吸光量の変化量ΔＡ_IRと、赤色光の吸光量の変化量ΔＡ_Redとをそれぞれ（１）式に従って算出する。そして、酸素飽和度測定部１４は、算出した変化量ΔＡ_IRと変化量ΔＡ_Redを用いて、例えば（２）式から被測定者の酸素飽和度を測定し、測定した酸素飽和度を酸素循環時間測定部１７に通知する。

【0095】

以降では一例として、酸素飽和度測定部１４が被測定者の酸素飽和度を測定する例について説明するが、酸素飽和度測定部１４は、被測定者の酸素飽和度の時間変化を示す値であればどのような値を測定してもよい。例えば、酸素飽和度測定部１４は、酸素飽和度の逆数、又は変化量ΔＡ_Redと変化量ΔＡ_IRの比率といった、酸素飽和度の時間変化と相関関係を有する値を測定してもよい。

【0096】

通知部１６は、呼吸波形抽出部１３から被測定者の呼吸の停止が通知されると、タイマ１５を起動し、呼吸の停止期間が予め定めた規定時間に達した場合、呼吸停止中の被測定者に呼吸を再開するよう伝える再開通知を通知する。

【0097】

図８のグラフは、被測定者の特定の部位における血中の酸素飽和度の変化例を示しており、横軸は時間を表し、縦軸は酸素飽和度の逆数を表している。

【0098】

被測定者が時刻ｔ₀で呼吸を停止すると、被測定者における血中の酸素飽和度が減少し始める。被測定者が呼吸を停止する期間として予め定めた規定時間の経過後（時刻ｔ₁）に被測定者が呼吸を再開しても、呼吸の再開により血中に取り込まれた酸素が肺から特定の部位まで到達するのには時間がかかるため、時刻ｔ₁の後も被測定者における血中の酸素飽和度は減少する。そのうち、呼吸の再開により血中に取り込まれた酸素が肺から特定の部位まで到達するため、被測定者における血中の酸素飽和度は増加に転じる。血中の酸素飽和度が減少から増加に転じる箇所を「変曲点」といい、変曲点が現れた時刻を時刻ｔ₂とすれば、酸素循環時間は時刻ｔ₁と時刻ｔ₂の差分によって表される。

【0099】

すなわち、酸素循環時間とは、肺から特定の部位まで酸素が運搬されるのに要する時間を表し、「酸素運搬時間」とも呼ばれる。

【0100】

酸素飽和度から測定される酸素循環時間は、呼吸の停止期間のばらつきによって測定精度もばらつく傾向があるため、呼吸の停止期間を規定した規定時間が設けられている。

【0101】

規定時間は、生体情報測定装置１０における酸素循環時間の測定精度が高くなるように、生体情報測定装置１０の実機による実験や生体情報測定装置１０の設計仕様に基づくコンピュータシミュレーション等により予め求められている値である。

【0102】

したがって、通知部１６は、被測定者における呼吸の停止期間が規定時間に近づくように呼吸の再開通知を被測定者に通知すると共に、酸素循環時間測定部１７にも被測定者の呼吸が再開したことを通知する。

【0103】

酸素循環時間測定部１７は、通知部１６から被測定者の呼吸が再開したことを受け付けると、呼吸の再開を受け付けた時刻を時刻ｔ₁として記憶する。そして、酸素循環時間測定部１７は、酸素飽和度測定部１４で測定される酸素飽和度を監視して、酸素飽和度の変曲点を検出する。酸素循環時間測定部１７は、酸素飽和度の変曲点を検出した時刻を時刻ｔ₂として記憶し、時刻ｔ₁と時刻ｔ₂の差分で表される時間を酸素循環時間として測定する。なお、「変曲点を検出」するとは、酸素循環時間の測定に実質的に影響がない範囲で、変曲点から多少ずれた位置を検出する場合を含む。

【0104】

そして、酸素循環時間測定部１７は、測定した酸素循環時間を心拍出量測定部１８に通知する。このように酸素循環時間測定部１７は、酸素循環時間を測定する測定手段の一例である。

【0105】

なお、酸素循環時間の測定部位は、被測定者における光電センサ１１の取り付け位置によって決定されるが、本実施の形態では一例として、光電センサ１１を被測定者の末梢部位に装着する。より具体的には指先に装着し、肺から指先まで酸素が運搬される場合の酸素循環時間を測定する。これは、他の部位に比べて肺からの距離が長くとれることにより酸素循環時間が長くなることから、他の部位に光電センサ１１を取り付けた場合と比較して、精度の高い酸素循環時間が得られるためである。なお、「末梢部位」とは、被測定者の体の首、肩、股関節よりも末梢側にある部位をいう。

【0106】

したがって、肺から指先までの酸素循環時間を、特にLFCT(Lung to Finger Circulation Time)ということがある。本実施の形態においても、光電センサ１１を被測定者の指先に取り付け、酸素循環時間測定部１７でLFCTを測定する例について説明するが、光電センサ１１の取り付け部位は指先に限られない。得られる酸素循環時間の測定誤差が予め定めた範囲内に含まれるような部位であれば、被測定者の何れの部位に光電センサ１１を取り付けてもよい。なお、「指先」とは被測定者の手の指先を指すが、足の指先に光電センサ１１を取り付けてもよい。

【0107】

心拍出量測定部１８は酸素循環時間測定部１７から受け付けたLFCTを用いて、被測定者の心拍出量を測定する。心拍出量は、例えばLFCTと心拍出量の関係を表す予め求められた演算式によって算出される。

【0108】

なお、心拍出量測定部１８は心拍出量の他に、心拍出量に関する情報を測定してもよい。「心拍出量に関する情報」とは、心拍出量と相関関係が認められる情報であり、例えば心係数及び１回拍出量等が含まれる。

【0109】

「心係数」とは、被測定者の体格差による心拍出量の違いを補正するため、被測定者の心拍出量を被測定者の体表面積で割った値である。また、「１回拍出量」とは、心臓が１回の収縮によって動脈４へ拍出する血液の量を示す値であり、心拍出量を被測定者の１分間の心拍数で割ることで求められる。

【0110】

上述した生体情報測定装置１０は、例えばコンピュータを用いて構成される。図９は、コンピュータ２０を用いて構成された生体情報測定装置１０における電気系統の要部構成例を示す図である。

【0111】

コンピュータ２０は、本実施の形態に係る通知手段、測定手段及び検知手段として機能するＣＰＵ（Central Processing Unit）２１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２３、不揮発性メモリ２４、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）２５を備える。そして、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、不揮発性メモリ２４、及びＩ／Ｏ２５がバス２６を介して各々接続されている。なお、コンピュータ２０で用いられるオペレーションシステムに制限はない。

【0112】

不揮発性メモリ２４は、不揮発性メモリ２４に供給される電力が遮断されても記憶した情報を維持する記憶装置の一例であり、例えば半導体メモリが用いられるがハードディスクであってもよい。

【0113】

Ｉ／Ｏ２５には、例えば光電センサ１１、入力ユニット２７、表示ユニット２８、及び通信ユニット２９が接続される。

【0114】

光電センサ１１はＩ／Ｏ２５と有線又は無線によって接続される。なお、生体情報測定装置１０と光電センサ１１とが分離されるように、それぞれを別体として構成してもよく、生体情報測定装置１０と光電センサ１１とが一体化されるように、それぞれを同じ筺体に収容する構成としてもよい。

【0115】

入力ユニット２７は、例えば生体情報測定装置１０のユーザの指示を受け付けてＣＰＵ２１に通知する入力装置である。入力ユニット２７には、例えばボタン、タッチパネル、キーボード、及びマウス等が含まれる。ここで生体情報測定装置１０のユーザとは、例えば被測定者及び生体情報測定装置１０を操作する例えば医療従事者等の操作者が含まれる。

【0116】

表示ユニット２８は、例えばＣＰＵ２１で処理された情報を視覚的に生体情報測定装置１０のユーザに表示する表示装置である。表示ユニット２８には、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬ(Electro Luminescence)、及びプロジェクタ等の表示装置が用いられる。

【0117】

なお、表示ユニット２８は必ずしも生体情報測定装置１０に必要なユニットではなく、例えば呼吸の再開通知等、生体情報測定装置１０から通知される情報を生体情報測定装置１０のユーザに報知するものであればどのような種類のユニットがＩ／Ｏ２５に接続されてもよい。

【0118】

例えば、生体情報測定装置１０から通知される情報を生体情報測定装置１０のユーザに音声で通知する場合、表示ユニット２８の代わりに例えばスピーカーユニットを接続してもよい。また、生体情報測定装置１０から通知される情報を生体情報測定装置１０のユーザに体感を通して通知する場合、表示ユニット２８の代わりに例えば振動ユニットを接続してもよい。更には、例えば表示ユニット２８及びスピーカーユニットのように複数のユニットを用いて、生体情報測定装置１０から通知される情報を生体情報測定装置１０のユーザに通知してもよい。

【0119】

通信ユニット２９は、例えばインターネット等の通信回線と生体情報測定装置１０を接続する通信プロトコルを備え、通信回線に接続される他の外部装置と生体情報測定装置１０との間でデータ通信を行う。通信ユニット２９における通信回線への接続形態は有線であっても無線であってもよい。生体情報測定装置１０が通信回線に接続される他の外部装置とデータ通信を行う必要がなければ、必ずしもＩ／Ｏ２５に通信ユニット２９を接続する必要はない。

【0120】

なお、Ｉ／Ｏ２５に接続されるユニットは上述した例に限られず、例えば印字ユニット等、他のユニットをＩ／Ｏ２５に接続してもよい。

【0121】

次に、図１０を用いて、生体情報測定装置１０の動作について説明する。

【0122】

図１０は、被測定者の指先に光電センサ１１が取り付けられた状態で、生体情報測定装置１０のユーザから入力ユニット２７を介して心拍出量の測定指示を受け付けた場合に、ＣＰＵ２１によって実行される生体情報測定処理の流れの一例を示すフローチャートである。生体情報測定装置１０は心拍出量の測定指示を受け付けると、少なくとも心拍出量の測定が終了するまで被測定者の酸素飽和度を測定し続けるものとする。

【0123】

生体情報測定処理を規定する生体情報測定プログラムは、例えば生体情報測定装置１０のＲＯＭ２２に予め記憶されている。生体情報測定装置１０のＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に記憶される生体情報測定プログラムを読み込み、生体情報測定処理を実行する。

【0124】

まず、ステップＳ１０において、ＣＰＵ２１は、光電センサ１１によって検知された脈波信号から得られる呼吸波形を参照し、心拍出量の測定に伴い被測定者が呼吸を停止したか否かを判定する。

【0125】

被測定者が呼吸を停止していないと判定される場合にはステップＳ１０の処理を繰り返し実行して、被測定者の呼吸波形を監視する。一方、被測定者が呼吸を停止したと判定される場合にはステップＳ２０に移行する。

【0126】

一例として、ＣＰＵ２１は、脈波の振幅の変化によって被測定者の呼吸の有無を検知するが、被測定者の呼吸の有無を検知する方法はこれに限られない。

【0127】

例えば、被測定者の鼻口に気流の流れを検知する気流センサ、又は風量を検知する風量センサを取り付け、呼吸の有無を直接検知するようにしてもよい。また、被測定者が呼吸した場合、体内で温められた空気が鼻口から排出されることから、被測定者の鼻口に温度センサを取り付けることによっても、被測定者の呼吸の有無が直接検知される。更に、呼吸に伴い被測定者の胸部の位置が変動することから、カメラで被測定者の胸部を撮影した映像を解析したり、被測定者の胸部に変位計を取り付けたりすることで、被測定者の呼吸の有無が検知される。

【0128】

このように、被測定者における呼吸の有無の検知に用いられる気流センサ、風量センサ、温度センサ、カメラ、及び変位計も、光電センサ１１と同じく検知手段の一例である。

【0129】

ステップＳ２０において、ＣＰＵ２１はタイマ１５を起動して呼吸の停止期間の測定を開始する。ここで呼吸の停止期間の測定方法に制限はなく、ＣＰＵ２１は、例えばＣＰＵ２１に内蔵されるタイマ機能を用いて呼吸の停止期間を測定してもよいし、生体情報測定装置１０とは個別に用意された、Ｉ／Ｏ２５に接続される外部のタイマユニットを用いて呼吸の停止期間を測定してもよい。

【0130】

ステップＳ３０において、ＣＰＵ２１はタイマ１５のタイマ値を参照して、呼吸の停止期間が規定時間に達したか否かを判定する。呼吸の停止期間が規定時間に達していない場合にはステップＳ３０の処理を繰り返し実行して、被測定者における呼吸の停止期間を監視する。一方、呼吸の停止期間が規定時間に達した場合にはステップＳ４０に移行する。

【0131】

この場合、被測定者の呼吸を再開させるため、ステップＳ４０においてＣＰＵ２１は、呼吸の再開通知を被測定者に通知する。具体的には、生体情報測定装置１０に表示ユニット２８が接続されている場合、ＣＰＵ２１は、例えば呼吸を再開するよう促すメッセージや図を表示ユニット２８に表示する。また、生体情報測定装置１０にスピーカーユニットが接続されている場合、ＣＰＵ２１は、例えば呼吸を再開するよう促す音声をスピーカーユニットから出力する。

【0132】

ステップＳ５０において、ＣＰＵ２１は、光電センサ１１によって検知された脈波信号から得られる呼吸波形を参照し、被測定者が呼吸を実際に再開したか否かを判定する。

【0133】

被測定者が呼吸を再開していないと判定される場合にはステップＳ５０の処理を繰り返し実行して、被測定者の呼吸波形を監視する。一方、被測定者が呼吸を再開したと判定される場合にはステップＳ６０に移行する。

【0134】

なお、被測定者における呼吸の有無の検知に気流センサ、風量センサ、温度センサ、カメラ、又は変位計が用いられている場合には、ＣＰＵ２１はこれらのセンサ値の変化から被測定者の呼吸の再開を検知すればよい。

【0135】

なお、ステップＳ４０では、呼吸の停止期間が規定時間に達するタイミングに合わせて呼吸の再開通知を被測定者に通知したが、呼吸の再開通知が突然通知されると、被測定者は呼吸の再開通知を受けてから実際に呼吸を再開するまで遅れが生じることがある。したがって、ＣＰＵ２１は呼吸の停止期間中に、あとどのくらい呼吸を停止していればよいかを被測定者に知らせるため、規定時間に達するまでの残り時間を表示ユニット２８に逐次表示して、被測定者に呼吸の停止期間の終了時期を事前に通知してもよい。

【0136】

被測定者の呼吸の再開に伴い、ステップＳ６０において、ＣＰＵ２１は被測定者の呼吸の再開を検知した時点の時刻ｔ₁を取得して、取得した時刻ｔ₁をＲＡＭ２３に記憶する。

【0137】

ここで時刻情報の取得方法に制限はなく、ＣＰＵ２１は、例えばＣＰＵ２１に内蔵される時計機能を用いて時刻情報を取得してもよいし、生体情報測定装置１０とは個別に用意された、Ｉ／Ｏ２５に接続される外部の時計ユニットから時刻情報を取得してもよい。また、ＣＰＵ２１は、通信ユニット２９を介して、通信回線に接続される外部装置の一例である時刻サーバから時刻情報を取得してもよい。更に、タイマ１５を用いてもよい。

【0138】

なお、呼吸の再開を検知した時点とは、呼吸の再開を検知した瞬間の一点のみを意味するのではなく、呼吸の再開を検知した時刻以降の予め定めた期間や、検知に関連する信号処理等が行われる遅れ時間等も含む期間をいう。

【0139】

ステップＳ７０において、ＣＰＵ２１は、光電センサ１１によって検知された脈波信号から得られる酸素飽和度を参照し、酸素飽和度の変曲点を検知したか否か、換言すれば、酸素飽和度が減少から回復に転じたか否かを判定する。

【0140】

酸素飽和度が減少し続け、変曲点が検知されない場合にはステップＳ７０の処理を繰り返し実行して、酸素飽和度の変化を監視する。一方、酸素飽和度の変曲点が検知された場合にはステップＳ８０に移行する。

【0141】

ステップＳ８０において、ＣＰＵ２１は、酸素飽和度の変曲点を検知した時点の時刻ｔ₂を取得して、取得した時刻ｔ₂をＲＡＭ２３に記憶する。なお、酸素飽和度の変曲点を検知した時点とは、酸素飽和度の変曲点を検知した瞬間の一点のみを意味するのではなく、酸素飽和度の変曲点を検知した時刻以降の予め定めた期間や、検知に関連する信号処理等が行われる遅れ時間等も含む期間をいう。

【0142】

ＣＰＵ２１は、時刻ｔ₂とステップＳ６０でＲＡＭ２３に記憶した時刻ｔ₁の差分をLFCTとして取得する。

【0143】

ステップＳ９０において、ＣＰＵ２１は、ステップＳ８０で取得したLFCTを用いて、例えば（６）式から心拍出量を測定する。更に、ＣＰＵ２１は、測定した心拍出量を用いて心拍出量に関する情報を算出してもよい。

【0144】

以上により、図１０に示した生体情報測定処理を終了する。

【0145】

LFCTが精度よく測定される呼吸の停止期間は、例えば被測定者の年齢、性別、及び体調等によって変化する。したがって、生体情報測定装置１０のユーザが入力ユニット２７を介して生体情報測定装置１０に設定した被測定者の情報に基づいて、ＣＰＵ２１は、呼吸の停止期間を規定する規定時間を被測定者毎に調整してもよい。また、生体情報測定装置１０のユーザが規定時間を調整してもよい。

【0146】

規定時間は例えば１秒単位で設定してもよく、例えば１５秒、２０秒、及び２５秒のように、予め用意した複数の時間から選択された時間を規定時間として設定してもよい。規定時間の設定単位に制限はなく、例えばミリ秒単位であっても５秒単位であってもよい。

【0147】

設定した被測定者毎の規定時間は例えば不揮発性メモリ２４に記憶され、心拍出量の測定指示に先立って、被測定者の名前又は患者番号といった被測定者を識別する情報が生体情報測定装置１０に入力されると、ＣＰＵ２１は、被測定者に対応付けられた規定時間を図１０のステップＳ３０の判定に用いるようにする。

【0148】

なお、図１０のステップＳ５０に示したように、ＣＰＵ２１は、被測定者が呼吸を実際に再開するのを待ってからLFCTの測定を開始するが、生体情報測定装置１０から被測定者に呼吸の再開通知を通知してから被測定者の呼吸が再開されるまでの期間が遅れると、呼吸の停止期間が規定時間よりも長くなり、呼吸の停止期間を規定時間に合わせた場合と比較してLFCTの測定精度が低くなることがある。

【0149】

したがって、呼吸の再開通知を通知してから被測定者の呼吸が再開されるまでの期間が、予め定めた期間である許容遅延期間以内の場合に、ＣＰＵ２１はLFCTを測定するようにしてもよい。換言すれば、ＣＰＵ２１は、呼吸の再開通知を通知してから被測定者の呼吸が再開されるまでの期間が許容遅延期間を超えた場合、図１０のステップＳ６０以降の処理の実行を中止して、LFCTを測定することなく図１０に示す生体情報測定処理を終了してもよい。

【0150】

このように第１実施形態に係る生体情報測定装置１０によれば、光電センサ１１のセンサ値から得られる脈波を用いて被測定者の呼吸状態及び血中の酸素飽和度を測定し、被測定者の呼吸状態及び血中の酸素飽和度から心拍出量を測定する。

【0151】

また、生体情報測定装置１０は、規定時間に合わせて被測定者に呼吸の再開通知を通知する。

【0152】

＜第２実施形態＞
第１実施形態に係る生体情報測定装置１０は、光電センサ１１を用いて被測定者の呼吸状態を測定し、呼吸の停止を検知した場合に呼吸の停止期間の測定を開始し、呼吸の再開を検知した場合に酸素循環時間の測定を開始した。

【0153】

しかしながら、光電センサ１１のような呼吸の有無を検知する検知手段を用いなくても、被測定者の呼吸状態が得られる場合がある。

【0154】

第２実施形態では、光電センサ１１のような呼吸の有無を検知する検知手段を用いることなく被測定者の呼吸状態を測定し、規定時間の終了に合わせて呼吸の再開通知を通知する生体情報測定装置１０Ａについて説明する。

【0155】

図１１は、生体情報測定装置１０Ａの構成例を示す図である。図１１に示す生体情報測定装置１０Ａの構成例が図４に示した生体情報測定装置１０の構成例と異なる点は、呼吸波形抽出部１３が削除され、代わりに受付部１９が追加された点である。また、上記変更に伴って、通知部１６が通知部１６Ａに置き換えられている。

【0156】

なお、入力ユニット２７には、被測定者が呼吸の停止及び呼吸の再開を生体情報測定装置１０Ａに通知するために操作する入力部材が含まれている。ここでは一例として、被測定者はボタンを押下して、呼吸の停止及び呼吸の再開を生体情報測定装置１０Ａに通知するものとして説明を行う。

【0157】

入力ユニット２７は、被測定者によるボタンの操作状況を受付部１９に通知する。

【0158】

受付部１９は、入力ユニット２７から通知されるボタンの操作状況によって、被測定者の呼吸状態を受け付ける受付手段の一例である。具体的には、呼吸の停止に対応付けられたボタンが押下された場合、受付部１９は被測定者の呼吸が停止したとみなす。また、呼吸の再開に対応付けられたボタンが押下された場合、受付部１９は被測定者の呼吸が再開されたとみなす。

【0159】

そして、受付部１９は、例えば呼吸の停止及び呼吸の再開といった被測定者の呼吸状態を通知部１６Ａに通知する。

【0160】

通知部１６Ａは、受付部１９から被測定者の呼吸の停止が通知されると、タイマ１５を起動し、呼吸の停止期間が規定時間に達した場合、呼吸停止中の被測定者に呼吸の再開通知を通知する。また、通知部１６Ａは、受付部１９から被測定者の呼吸の再開が通知されると、酸素循環時間測定部１７にも被測定者の呼吸が再開されたことを通知する。

【0161】

上述した生体情報測定装置１０Ａは第１実施形態に係る生体情報測定装置１０と同じく、例えばコンピュータを用いて構成される。この場合の生体情報測定装置１０Ａにおける電気系統の要部構成例は、図９に示した生体情報測定装置１０における電気系統の要部構成例と同じになる。

【0162】

また、生体情報測定装置１０Ａにおける生体情報測定処理の流れの一例を示すフローチャートも、図１０に示した生体情報測定装置１０における生体情報測定処理の流れの一例を示したフローチャートと同じになる。

【0163】

ただし、図１０のステップＳ１０において、生体情報測定装置１０が光電センサ１１によって検知された脈波信号から得られる呼吸波形を参照し、被測定者が呼吸を停止したか否かを判定したのに対して、生体情報測定装置１０Ａでは、呼吸の停止に対応付けられたボタンの押下状態を参照して、被測定者が呼吸を停止したか否かを判定する。また、図１０のステップＳ５０において、生体情報測定装置１０が光電センサ１１によって検知された脈波信号から得られる呼吸波形を参照し、被測定者が呼吸を再開したか否かを判定したのに対して、生体情報測定装置１０Ａでは、呼吸の再開に対応付けられたボタンの押下状態を参照して、被測定者が呼吸を再開したか否かを判定する。

【0164】

なお、被測定者の呼吸状態を生体情報測定装置１０Ａに通知するボタンは、被測定者の呼吸状態を確認した医療従事者等の生体情報の測定者が、被測定者に代わって操作してもよい。

【0165】

なお、第１実施形態で説明した生体情報測定処理に関する各種変形例の内容は、生体情報測定装置１０Ａにも適用される。

【0166】

このように第２実施形態に係る生体情報測定装置１０Ａによれば、被測定者又は生体情報の測定者による被測定者の呼吸状態の申告に基づいて、規定時間に合わせて被測定者に呼吸の再開通知を通知し、被測定者の心拍出量を測定する。

【0167】

＜第３実施形態＞
第１実施形態に係る生体情報測定装置１０及び第２実施形態に係る生体情報測定装置１０Ａでは、被測定者の呼吸状態に合わせて呼吸の停止期間の測定及びLFCTの測定を開始した。

【0168】

第３実施形態では、生体情報測定装置が通知する指示に被測定者が呼吸状態を合わせることで、被測定者の呼吸状態を確認することなく呼吸の停止期間の測定及びLFCTの測定を開始し、被測定者の心拍出量を測定する生体情報測定装置１０Ｂについて説明する。

【0169】

図１２は、生体情報測定装置１０Ｂの構成例を示す図である。図１２に示す生体情報測定装置１０Ｂの構成例が図４に示した生体情報測定装置１０の構成例と異なる点は、呼吸波形抽出部１３が削除され、通知部１６が通知部１６Ｂに置き換えられた点である。

【0170】

通知部１６Ｂは、心拍出量の測定指示を受け付けると、予め定めたルールに従って呼吸の停止通知を通知すると共にタイマ１５を起動し、タイマ１５のタイマ値が規定時間に達した場合に、呼吸の再開通知を被測定者に通知すると共に、酸素循環時間測定部１７にも被測定者の呼吸が再開したことを通知する。

【0171】

ここで「予め定めたルール」とは、例えば心拍出量の測定指示を受け付けてｎ秒（ｎは０以上の整数）後に呼吸の停止通知を通知するといった、呼吸の停止通知の通知タイミングを定めたルールである。なお、呼吸の停止通知の通知タイミングを定めるｎ秒の値は「待機時間」と呼ばれ、生体情報測定装置１０Ｂのユーザによって変更される値である。

【0172】

酸素循環時間測定部１７は、通知部１６Ｂから被測定者の呼吸が再開したことを受け付けた場合にLFCTの測定を開始し、心拍出量測定部１８によって被測定者の心拍出量が得られる。

【0173】

上述した生体情報測定装置１０Ｂは第１実施形態に係る生体情報測定装置１０と同じく、例えばコンピュータを用いて構成される。この場合の生体情報測定装置１０Ｂにおける電気系統の要部構成例は、図９に示した生体情報測定装置１０における電気系統の要部構成例と同じになる。

【0174】

次に、図１３を用いて、生体情報測定装置１０Ｂの動作について説明する。

【0175】

図１３は、生体情報測定装置１０Ｂが起動した場合に、ＣＰＵ２１によって実行される生体情報測定処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【0176】

被測定者の指先には光電センサ１１が取り付けられ、生体情報測定装置１０Ｂは心拍出量の測定指示を受け付けると、少なくとも心拍出量の測定が終了するまで被測定者の酸素飽和度を測定し続けるものとする。また、生体情報測定装置１０Ｂにおける待機時間は予めｎ秒に設定されているものとする。

【0177】

生体情報測定処理を規定する生体情報測定プログラムは、例えば生体情報測定装置１０ＢのＲＯＭ２２に予め記憶されている。生体情報測定装置１０ＢのＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に記憶される生体情報測定プログラムを読み込み、生体情報測定処理を実行する。

【0178】

図１３に示す生体情報測定処理のフローチャートが、図１０に示した第１実施形態及び第２実施形態に係る生体情報測定処理のフローチャートと異なる点は、被測定者の呼吸の停止を検知するステップＳ１０、及び被測定者の呼吸の再開を検知するステップＳ５０が削除され、ステップＳ２～Ｓ８、Ｓ１５、及びＳ２５が追加された点である。

【0179】

まず、ステップＳ２において、ＣＰＵ２１は、入力ユニット２７を介して生体情報測定装置１０Ｂのユーザから心拍出量の測定指示を受け付けたか否かを判定する。

【0180】

心拍出量の測定指示を受け付けていないと判定される場合にはステップＳ２の処理を繰り返し実行して、ユーザからの指示を監視する。一方、心拍出量の測定指示を受け付けたと判定される場合にはステップＳ４に移行する。

【0181】

ステップＳ４において、ＣＰＵ２１はタイマ１５を起動して待機時間の測定を開始する。

【0182】

ステップＳ６において、ＣＰＵ２１は、タイマ１５のタイマ値が待機時間に達したか否かを判定する。

【0183】

タイマ１５のタイマ値が待機時間に達していない場合、ステップＳ８に移行し、ステップＳ８においてＣＰＵ２１は、待機時間が終了するまでの残り時間を被測定者に通知する。待機時間が終了するまでの残り時間の被測定者への通知方法に制限はなく、例えば生体情報測定装置１０Ｂに表示ユニット２８が接続されている場合には、待機時間が終了するまでの残り時間を表示ユニット２８に表示する。生体情報測定装置１０Ｂにスピーカーユニットが接続されている場合には、待機時間が終了するまでの残り時間を音声で被測定者に通知する。また、生体情報測定装置１０Ｂに振動ユニットが接続されている場合には振動ユニットを振動させ、待機時間が終了するまでの残り時間を被測定者の体感を通して被測定者に通知する。

【0184】

そして、ステップＳ６に移行し、再びタイマ１５のタイマ値が待機時間に達したか否かを判定する処理を繰り返す。

【0185】

一方、ステップＳ６の判定処理でタイマ１５のタイマ値が待機時間に達したと判定された場合には、ステップＳ１５に移行する。

【0186】

心拍出量の測定指示を受け付けてからの時間が待機時間を経過したことにより、ステップＳ１５において、ＣＰＵ２１はタイマ１５を停止し、呼吸の停止通知を被測定者に通知する。これにより、ＣＰＵ２１は被測定者が呼吸を停止させたものとみなして、既に説明したステップＳ２０を実行し、再びタイマ１５を起動して呼吸の停止期間の測定を開始する。すなわち、生体情報測定装置１０Ｂは、被測定者における呼吸の停止を確認することなく、呼吸の停止期間の測定を開始する。

【0187】

そして、ステップＳ３０で呼吸の停止期間が規定時間に達したと判定されるまで、ＣＰＵ２１は、ステップＳ２５においてステップＳ８で説明した通知方法を用いて、規定時間が終了するまでの残り時間を被測定者に通知する。

【0188】

また、ＣＰＵ２１は、生体情報測定装置１０、１０Ａとは異なり、呼吸の再開通知を通知した後、被測定者の呼吸の再開を確認することなくステップＳ６０を実行して、引き続きLFCTの測定を開始する。

【0189】

以降は、既に説明したステップＳ７０～Ｓ９０が実行され、被測定者の心拍出量が測定される。以上により、図１３に示した生体情報測定処理を終了する。

【0190】

なお、ステップＳ８及びＳ２５では、それぞれ待機時間が終了するまでの残り時間、及び規定時間が終了するまでの残り時間を通知するようにしたが、残り時間の表現方法に制限はない。例えば残り時間１０秒前から通知を行う場合、“１０”→“９”→、・・・、→“１”→“０”というように、残り時間をカウントダウン形式で被測定者に通知してもよい。また、例えば残り時間１０秒前から通知を行う場合、“０”→“１”→、・・・、→“９”→“１０”というように、残り時間をカウントアップ形式で被測定者に通知してもよい。

【0191】

なお、第１実施形態で説明した生体情報測定処理に関する各種変形例の内容は、生体情報測定装置１０Ｂにも適用される。ただし、生体情報測定装置１０Ｂでは呼吸の再開通知を通知した後、被測定者の呼吸の再開を確認することなくLFCTの測定を開始する。したがって、呼吸の再開通知を通知してから被測定者の呼吸が実際に再開されるまでの期間が許容遅延期間内か否かを判定して、当該期間が許容遅延期間を超えた場合、LFCTを測定することなく図１３に示す生体情報測定処理を終了する変形例は適用されない。

【0192】

しかしながら、被測定者は、生体情報測定装置１０Ｂから呼吸の再開通知が通知されたとしても、呼吸の再開通知が通知されたことを認識してから呼吸を再開することになるため、生体情報測定装置１０Ｂが再開通知を通知してから実際に呼吸が再開されるまで、遅延時間が発生することが考えられる。

【0193】

したがって、生体情報測定装置１０Ｂでは、この遅延時間を考慮してLFCTの測定を行うようにしてもよい。

【0194】

図１４は、呼吸の再開に伴う遅延時間を考慮した生体情報測定処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【0195】

図１４に示すフローチャートが図１３に示した生体情報測定処理のフローチャートと異なる点は、ステップＳ４０とステップＳ６０の間に、ステップＳ４５及びステップＳ５５が追加された点である。

【0196】

ステップＳ４０で呼吸の再開通知を通知した後、ステップＳ４５において、ＣＰＵ２１は、タイマ１５を起動する。

【0197】

ステップＳ５５において、ＣＰＵ２１は、ステップＳ４０で起動したタイマ１５のタイマ値が、予め定めた遅延時間に達したか否かを判定する。当該遅延時間は、呼吸の再開通知を通知してから実際に被測定者の呼吸が再開されるまでの標準時間を表し、複数の被測定者に対する生体情報測定装置１０Ｂの実機を用いた実験により予め求められる値である。

【0198】

ステップＳ５５の判定処理において、タイマ１５のタイマ値が遅延時間に達していない場合にはステップＳ５５の処理を繰り返し実行して、タイマ１５のタイマ値を監視する。一方、タイマ１５のタイマ値が遅延時間に達した場合にはステップＳ６０に移行して、LFCTの測定を開始する。すなわち、図１４に示す生体情報測定処理を実行する生体情報測定装置１０Ｂは、呼吸の再開通知を通知してから飽和酸素度の変曲点が検知されるまでの時間より遅延時間だけ短い時間をLFCTとして測定する。

【0199】

ここでは一例として呼吸の再開の遅延について説明したが、同じことは呼吸の停止にもいえる。したがって、図１４におけるステップＳ４５及びステップＳ５５の処理を、ステップＳ１５とステップＳ２０の間に追加してもよい。この場合の遅延時間は、呼吸の停止通知を通知してから実際に被測定者の呼吸が停止されるまでの標準時間を表し、複数の被測定者に対する生体情報測定装置１０Ｂの実機を用いた実験により予め求められる値である。

【0200】

このように第３実施形態に係る生体情報測定装置１０Ｂによれば、被測定者の呼吸状態を確認することなく呼吸の停止期間の測定及びLFCTの測定を開始し、被測定者の心拍出量を測定する。

【0201】

以上、各実施の形態を用いて本発明について説明したが、本発明は各実施の形態に記載の範囲には限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で各実施の形態に多様な変更又は改良を加えることができ、当該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、本発明の要旨を逸脱しない範囲で処理の順序を変更してもよい。

【0202】

また、各実施の形態では、一例として生体情報測定処理をソフトウエアで実現する形態について説明したが、図１０、図１３、及び図１４に示したフローチャートと同等の処理を、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）に実装し、ハードウエアで処理させるようにしてもよい。この場合、検出処理の高速化が図られる。

【0203】

また、上述した各実施の形態では、生体情報測定プログラムがＲＯＭ１２にインストールされている形態を説明したが、これに限定されるものではない。本発明に係る生体情報測定プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記録された形態で提供することも可能である。例えば、本発明に係る生体情報測定プログラムを、ＣＤ(Compact Disc)－ＲＯＭ、又はＤＶＤ(Digital Versatile Disc)－ＲＯＭ等の光ディスクに記録した形態で提供してもよい。また、本発明に係る生体情報測定プログラムを、ＵＳＢメモリ及びフラッシュメモリ等の半導体メモリに記録した形態で提供してもよい。更に、生体情報測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂは通信ユニット２９を介して、通信回線に接続された外部装置から本発明に係る生体情報測定プログラムを取得するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0204】

１（１Ａ、１Ｂ）・・・発光素子
３・・・受光素子
４・・・動脈
５・・・静脈
６・・・毛細血管
８・・・生体
１０（１０Ａ、１０Ｂ）・・・生体情報測定装置
１１・・・光電センサ
１２・・・脈波処理部
１３・・・呼吸波形抽出部
１４・・・酸素飽和度測定部
１５・・・タイマ
１６（１６Ａ、１６Ｂ）・・・通知部
１７・・・酸素循環時間測定部
１８・・・心拍出量測定部
１９・・・受付部
２０・・・コンピュータ
２１・・・ＣＰＵ
２２・・・ＲＯＭ
２３・・・ＲＡＭ
２４・・・不揮発性メモリ
２７・・・入力ユニット
２８・・・表示ユニット
２９・・・通信ユニット
９８・・・赤色領域
９９・・・赤外線領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】