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(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】2022-07-11
(45)【発行日】2022-07-20
(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 20060101AFI20220712BHJP
A61B 5/1455 20060101ALI20220712BHJP
【ＦＩ】
A61B5/029
A61B5/1455
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2018057119
(22)【出願日】2018-03-23
(65)【公開番号】P2019166150
(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】小嶋 友暁
(72)【発明者】
【氏名】小澤 秀明
【審査官】高田 亜希
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１５／１９０４１３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１０－０６９０６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２３１０１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－００７９５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１８２９６８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ５／０６ － ５／２２，２８０
Ａ６１Ｂ ５／０２ － ５／０３
Ａ６１Ｂ ５／００ － ５／０１，３５０
Ａ６１Ｂ ９／００ －１０／０６
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、
を備え、
前記予め定めた条件として、前記生体情報の測定に適する前記波形の条件が規定されており、
前記予め定めた条件に、前記波形の変曲点における前記値の大きさが含まれ、
前記報知手段は、前記予め定めた条件に従って、前記波形の変曲点における前記値の大きさに応じた前記指標を報知する
生体情報測定装置。
【請求項2】
被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、
を備え、
前記予め定めた条件として、前記生体情報の測定に適さない前記波形の条件が規定されており、
前記予め定めた条件に、前記波形の変曲点における前記値の大きさが含まれ、
前記報知手段は、前記予め定めた条件に従って、前記波形の変曲点における前記値の大きさに応じた前記指標を報知する
生体情報測定装置。
【請求項3】
被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、
を備え、
前記予め定めた条件として、前記生体情報の測定に適する前記波形の条件が規定されており、
前記予め定めた条件に、前記波形の傾きの大きさが含まれ、
前記報知手段は、前記予め定めた条件に従って、前記波形の傾きの大きさに応じた前記指標を報知する
生体情報測定装置。
【請求項4】
被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、
を備え、
前記予め定めた条件として、前記生体情報の測定に適さない前記波形の条件が規定されており、
前記予め定めた条件に、前記波形の傾きの大きさが含まれ、
前記報知手段は、前記予め定めた条件に従って、前記波形の傾きの大きさに応じた前記指標を報知する
生体情報測定装置。
【請求項5】
被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、
を備え、
前記予め定めた条件として、前記生体情報の測定に適する前記波形の条件が規定されており、
前記予め定めた条件に、前記波形の傾きのばらつき度合いが含まれ、
前記報知手段は、前記予め定めた条件に従って、前記波形の傾きのばらつき度合いに応じた前記指標を報知する
生体情報測定装置。
【請求項6】
被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、
を備え、
前記予め定めた条件として、前記生体情報の測定に適さない前記波形の条件が規定されており、
前記予め定めた条件に、前記波形の傾きのばらつき度合いが含まれ、
前記報知手段は、前記予め定めた条件に従って、前記波形の傾きのばらつき度合いに応じた前記指標を報知する
生体情報測定装置。
【請求項7】
被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、
を備え、
前記予め定めた条件として、前記生体情報の測定に適する前記波形の条件が規定されており、
前記予め定めた条件は、前記被測定者の呼吸状態によって区分される複数の期間に対して設定され、
前記報知手段は、前記予め定めた条件に従って、前記期間の少なくとも１つにおいて前記指標を報知する
生体情報測定装置。
【請求項8】
被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、
を備え、
前記予め定めた条件として、前記生体情報の測定に適さない前記波形の条件が規定されており、
前記予め定めた条件は、前記被測定者の呼吸状態によって区分される複数の期間に対して設定され、
前記報知手段は、前記予め定めた条件に従って、前記期間の少なくとも１つにおいて前記指標を報知する
生体情報測定装置。
【請求項9】
被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、
を備え、
前記測定手段は、前記指標によって前記波形が前記生体情報の測定に適さないことが示された場合、前記値の測定を中止する
生体情報測定装置。
【請求項10】
前記被測定者、又は前記被測定者の前記生体情報を測定する測定者から指示を受け付ける受付手段を備え、前記測定手段は、前記受付手段で前記生体情報の測定を中止する指示を受け付けた場合に、前記値の測定を中止する
請求項９記載の生体情報測定装置。
【請求項11】
前記指標によって前記生体情報の測定に適合することが示された前記波形を用いて、前記生体情報を測定する情報測定手段を備えた請求項１～請求項１０の何れか１項に記載の生体情報測定装置。
【請求項12】
コンピュータを、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。したがって、測定した酸素飽和度が酸素循環時間に関連した生体情報の測定に適する条件を満たさない場合には、当該条件を満たす酸素飽和度を用いて生体情報を測定した場合と比較して、生体情報の測定精度が低下することがある。
【0006】
しかしながら、これまでの酸素循環時間に関連した生体情報の測定では、測定した酸素飽和度が生体情報の測定に適する条件を満たしているか否かに関わらず、生体情報を測定している。したがって、得られた生体情報の測定精度にばらつきが発生することがある。
【0007】
本発明は、酸素循環時間に関連した生体情報の測定精度を報知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、被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、を備え、前記予め定めた条件として、前記生体情報の測定に適する前記波形の条件が規定されており、前記予め定めた条件に、前記波形の変曲点における前記値の大きさが含まれ、前記報知手段は、前記予め定めた条件に従って、前記波形の変曲点における前記値の大きさに応じた前記指標を報知する。
【0009】
請求項２記載の発明は、被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、を備え、前記予め定めた条件として、前記生体情報の測定に適さない前記波形の条件が規定されており、前記予め定めた条件に、前記波形の変曲点における前記値の大きさが含まれ、前記報知手段は、前記予め定めた条件に従って、前記波形の変曲点における前記値の大きさに応じた前記指標を報知する。
【0013】
請求項３記載の発明は、被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、を備え、前記予め定めた条件として、前記生体情報の測定に適する前記波形の条件が規定されており、前記予め定めた条件に、前記波形の傾きの大きさが含まれ、前記報知手段は、前記予め定めた条件に従って、前記波形の傾きの大きさに応じた前記指標を報知する。
請求項４記載の発明は、被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、を備え、前記予め定めた条件として、前記生体情報の測定に適さない前記波形の条件が規定されており、前記予め定めた条件に、前記波形の傾きの大きさが含まれ、前記報知手段は、前記予め定めた条件に従って、前記波形の傾きの大きさに応じた前記指標を報知する。
請求項４記載の発明は、被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、を備え、前記予め定めた条件として、前記生体情報の測定に適さない前記波形の条件が規定されており、前記予め定めた条件に、前記波形の傾きの大きさが含まれ、前記報知手段は、前記予め定めた条件に従って、前記波形の傾きの大きさに応じた前記指標を報知する。
【0014】
請求項５記載の発明は、被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、を備え、前記予め定めた条件として、前記生体情報の測定に適する前記波形の条件が規定されており、前記予め定めた条件に、前記波形の傾きのばらつき度合いが含まれ、前記報知手段は、前記予め定めた条件に従って、前記波形の傾きのばらつき度合いに応じた前記指標を報知する。
請求項６記載の発明は、被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、を備え、前記予め定めた条件として、前記生体情報の測定に適さない前記波形の条件が規定されており、前記予め定めた条件に、前記波形の傾きのばらつき度合いが含まれ、前記報知手段は、前記予め定めた条件に従って、前記波形の傾きのばらつき度合いに応じた前記指標を報知する。
請求項６記載の発明は、被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、を備え、前記予め定めた条件として、前記生体情報の測定に適さない前記波形の条件が規定されており、前記予め定めた条件に、前記波形の傾きのばらつき度合いが含まれ、前記報知手段は、前記予め定めた条件に従って、前記波形の傾きのばらつき度合いに応じた前記指標を報知する。
【0016】
請求項７記載の発明は、被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、を備え、前記予め定めた条件として、前記生体情報の測定に適する前記波形の条件が規定されており、前記予め定めた条件は、前記被測定者の呼吸状態によって区分される複数の期間に対して設定され、前記報知手段は、前記予め定めた条件に従って、前記期間の少なくとも１つにおいて前記指標を報知する。
請求項８記載の発明は、被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、を備え、前記予め定めた条件として、前記生体情報の測定に適さない前記波形の条件が規定されており、前記予め定めた条件は、前記被測定者の呼吸状態によって区分される複数の期間に対して設定され、前記報知手段は、前記予め定めた条件に従って、前記期間の少なくとも１つにおいて前記指標を報知する。
請求項８記載の発明は、被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、を備え、前記予め定めた条件として、前記生体情報の測定に適さない前記波形の条件が規定されており、前記予め定めた条件は、前記被測定者の呼吸状態によって区分される複数の期間に対して設定され、前記報知手段は、前記予め定めた条件に従って、前記期間の少なくとも１つにおいて前記指標を報知する。
【0017】
請求項９記載の発明は、被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記値の変化を表す波形によって酸素循環時間に関連した生体情報の測定を行う場合、予め定めた条件に従って、前記生体情報の測定に対する前記波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知する報知手段と、を備え、前記測定手段は、前記指標によって前記波形が前記生体情報の測定に適さないことが示された場合、前記値の測定を中止する。
【0018】
請求項１０記載の発明は、前記被測定者、又は前記被測定者の前記生体情報を測定する測定者から指示を受け付ける受付手段を備え、前記測定手段は、前記受付手段で前記生体情報の測定を中止する指示を受け付けた場合に、前記値の測定を中止する。
【0019】
請求項１１記載の発明は、前記指標によって前記生体情報の測定に適合することが示された前記波形を用いて、前記生体情報を測定する情報測定手段を備える。
【0020】
請求項１２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１１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】
【0021】
請求項１、１２記載の発明によれば、酸素循環時間に関連した生体情報の測定精度を報知することができる、という効果を有する。
また、酸素濃度を表す値の変化が予め定めた条件を満たす場合に、測定した酸素濃度を表す値が酸素循環時間に関連した生体情報の測定に適していることを報知することができる、という効果を有する。
また、酸素濃度を表す値における変曲点の大きさから、酸素循環時間に関連した生体情報の測定精度を報知することができる、という効果を有する。
また、酸素濃度を表す値の変化が予め定めた条件を満たす場合に、測定した酸素濃度を表す値が酸素循環時間に関連した生体情報の測定に適していることを報知することができる、という効果を有する。
また、酸素濃度を表す値における変曲点の大きさから、酸素循環時間に関連した生体情報の測定精度を報知することができる、という効果を有する。
【0023】
請求項２記載の発明によれば、酸素濃度を表す値の変化が予め定めた条件を満たす場合に、測定した酸素濃度を表す値が酸素循環時間に関連した生体情報の測定に適していないことを報知することができる、という効果を有する。
【0026】
請求項３及び請求項４記載の発明によれば、酸素濃度を表す値の波形における傾きの大きさから、酸素循環時間に関連した生体情報の測定精度を報知することができる、という効果を有する。
【0027】
請求項５及び請求項６記載の発明によれば、酸素濃度を表す値の波形における傾きのばらつき度合いから、酸素循環時間に関連した生体情報の測定精度を報知することができる、という効果を有する。
【0029】
請求項７及び請求項８記載の発明によれば、被測定者の呼吸状態によって区分される複数の期間で同じ条件を用いる場合と比較して、酸素循環時間に関連した生体情報の測定精度を高めることができる、という効果を有する。
【0030】
請求項９記載の発明によれば、予め定めた測定精度の範囲を超える生体情報の値が測定されないようにすることができる、という効果を有する。
【0031】
請求項１０記載の発明によれば、生体情報の被測定者又は測定者は、報知される指標の内容に基づいて、生体情報の測定を中止するか否かを選択することができる、という効果を有する。
【0032】
請求項１１記載の発明によれば、酸素濃度を表す値の複数の測定結果の中から、酸素循環時間に関連した生体情報の測定に好ましい測定結果を選択することができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【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】呼吸の停止及び再開に伴う血中の酸素飽和度の逆数の変化例を示す図である。
【図10】実測された酸素飽和度の波形の一例を示す図である。
【図11】複数の変曲点を含む酸素飽和度の波形の一例を示す図である。
【図12】値の変動に特徴を有する酸素飽和度の波形の一例を示す図である。
【図13】波形の傾きに特徴を有する酸素飽和度の波形の一例を示す図である。
【図14】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15】第１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16】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。
【発明を実施するための形態】
【0034】
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。
【0035】
＜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。
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。
【0036】
循環器系に関する生体情報には複数の値が存在するが、血液を血管に送り出す心臓の状態を示す値の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。
【0037】
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。
【0038】
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値の一例であり、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値であり、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。
【0039】
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。
【0040】
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属性である。
【0041】
まず、図１を参照して、血中の酸素飽和度の測定方法について説明する。
【0042】
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。
【0043】
【0044】
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化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化量を示す。
【0045】
図２において、時刻ｔaにおける受光量をＩa、時刻ｔbにおける受光量をＩb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。
【0046】
（数１）
ΔＡ＝ｌｎ(Ｉb／Ｉa)・・・（１）
ΔＡ＝ｌｎ(Ｉb／Ｉa)・・・（１）
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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ΔＡIRと、赤色光を生体８に照射した場合の吸光量の変化量ΔＡRed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。
【0051】
（数２）
Ｓ＝ｋ(ΔＡRed／ΔＡIR)・・・（２）
Ｓ＝ｋ(ΔＡRed／ΔＡIR)・・・（２）
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
（数３）
ΔＡ＝ｌｎＩb－ｌｎＩa・・・（３）
ΔＡ＝ｌｎＩb－ｌｎＩa・・・（３）
【0055】
また、（１）式は（４）式のように変形することができる。
【0056】
（数４）
ΔＡ＝ｌｎ(Ｉb／Ｉa)＝ｌｎ(１＋(Ｉb-Ｉa)／Ｉa) ・・・（４）
ΔＡ＝ｌｎ(Ｉb／Ｉa)＝ｌｎ(１＋(Ｉb-Ｉa)／Ｉa) ・・・（４）
【0057】
通常、（Ｉb-Ｉa）≪Ｉaであることから、ｌｎ(Ｉb／Ｉa)≒(Ｉb-Ｉa)／Ｉa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。
【0058】
（数５）
ΔＡ≒(Ｉb-Ｉa)／Ｉa ・・・（５）
ΔＡ≒(Ｉb-Ｉa)／Ｉa ・・・（５）
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。
【0078】
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ΔＡIRと、赤色光の吸光量の変化量ΔＡRed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ΔＡIRと変化量ΔＡRed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。このように酸素飽和度測定部１４は、被測定者の血中の酸素濃度を表す値を測定する測定手段の一例である。
【0079】
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、被測定者の血中の酸素濃度を表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ΔＡRedと変化量ΔＡIR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。
【0080】
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。
【0081】
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、縦軸は酸素飽和度を表している。
【0082】
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。
【0083】
以降では、血中の酸素飽和度が減少から増加に転じる箇所、及び増加から減少に転じる箇所を「変曲点」という。血中の酸素飽和度が減少から増加に転じる箇所、及び増加から減少に転じる箇所は、酸素飽和度の波形上の１点で表されずに範囲を持つ場合もある。
【0084】
被測定者の呼吸再開後に、酸素飽和度が減少から増加に転じる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。
【0085】
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。
【0086】
なお、酸素飽和度測定部１４で酸素飽和度の逆数を測定する場合には、被測定者の特定の部位における血中の酸素飽和度の波形は図９のように、図８に示した波形を上下反転させたものとなる。この場合においても、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。
【0087】
このように、酸素飽和度の波形及び酸素飽和度の逆数の波形は、被測定者の血中の酸素濃度を表す値の変化を表す波形の一例である。
【0088】
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。
【0089】
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。
【0090】
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。
【0091】
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の変化を監視して、酸素飽和度の変曲点を検知する。酸素循環時間測定部１７は、被測定者の呼吸再開後に酸素飽和度が減少から増加に転じる変曲点を検知した時刻を時刻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。
【0092】
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。
【0093】
図８に示した酸素飽和度の波形は、被測定者が呼吸を停止した後から遅れて単調減少を始め、被測定者が呼吸を再開した後に酸素飽和度が減少から増加に転じる変曲点が１箇所現れ、次第に呼吸を停止する前の酸素飽和度に近づく変化を示す理想的な酸素飽和度の波形の一例を示したものである。
【0094】
しかしながら、実際に測定される酸素飽和度の波形は、図１０に示すように、例えば変曲点が複数現れる等、理想的な酸素飽和度の波形とは異なる波形になることがある。これは、被測定者の酸素飽和度の測定に、酸素飽和度の測定精度を低下させる誤差要因が作用したためと考えられる。
【0095】
酸素飽和度の誤差要因には、例えば被測定者の体表に接触する光電センサ１１の接触具合といった測定環境の変化、並びに、被測定者の緊張といった被測定者の心理的変化及び身体的変化が含まれる。更に、酸素飽和度の誤差要因には、例えば太陽光の影響による光電センサ１１の測定誤差といった外乱、及び被測定者が規定時間に達する途中で呼吸を再開してしまい、再度呼吸を停止するというような呼吸状態に関する安定性の変化が含まれる。
【0096】
図８に示したような理想的な酸素飽和度の波形が得られた場合には、他の波形が得られた場合と比較して、酸素飽和度の測定の際における誤差要因が抑制されたことを意味する。
【0097】
すなわち、図８に示した理想的な波形の形状に対する、酸素飽和度測定部１４で測定された酸素飽和度の波形のずれが大きくなるに従って、測定された酸素飽和度の信頼性は低下していくものと推定される。測定された酸素飽和度の信頼性の低下は、酸素循環時間測定部１７での測定結果の信頼性も低下させ、更には心拍出量測定部１８で測定される酸素循環時間に関連した生体情報の信頼性も低下させる。すなわち、酸素循環時間に関連した生体情報の測定精度を低下させる。
【0098】
したがって、酸素循環時間測定部１７は、酸素循環時間に関連した生体情報の測定に適する酸素飽和度の波形の条件として予め定めた条件（適合条件）を参照して、酸素循環時間に関連した生体情報の測定に用いられる酸素飽和度の波形の信頼度を算出する。当該信頼度は、酸素飽和度の波形が酸素循環時間に関連した生体情報の測定に適する度合い、又は適さない度合いを表す指標の一例である。換言すれば、酸素飽和度の変化を表す波形の信頼度は、酸素循環時間に関連した生体情報の測定に対する酸素飽和度の適合度合い又は不適合度合いを表す指標の一例であり、生体情報の測定精度を表す。
【0099】
そして、酸素循環時間測定部１７は、算出した指標を通知部１６に通知する。なお、酸素循環時間に関連した生体情報を単に「生体情報」と表すことがある。
【0100】
適合条件には、生体情報の測定に適した酸素飽和度の変化傾向、すなわち、酸素飽和度の波形に関する条件が含まれる。
【0101】
生体情報の測定に適した酸素飽和度の波形は、例えば波形に含まれる変曲点の数によって規定される。
【0102】
図１１は、酸素飽和度測定部１４で測定された酸素飽和度の波形の一例を示す図である。図１１に示す酸素飽和度の波形にはＨ1～Ｈ7の７つの変曲点が含まれているが、図８に示したように、理想的な酸素飽和度の波形には、例えば呼吸の停止によって減少した酸素飽和度が呼吸の再開によって上昇に転じる際に現れる変曲点が含まれる。また、理想的な酸素飽和度の波形には、例えば呼吸の停止に伴って酸素飽和度が呼吸を停止する前の値から減少し始める場合や、減少した酸素飽和度が呼吸の再開によって呼吸を停止する前の値まで回復する場合にも変曲点が現れることがある。
【0103】
このように、理想的な酸素飽和度の波形には複数の変曲点が含まれる場合があるが、含まれる変曲点の数には上限があり、変曲点の数が多くなるに従って、酸素飽和度の波形の形状が理想的な酸素飽和度の波形からずれる傾向が見られる。
【0104】
したがって、変曲点の上限値をＮ1（Ｎ1は正の整数）に設定した適合条件を予め用意しておき、酸素循環時間測定部１７は、酸素飽和度測定部１４で測定された酸素飽和度の波形に含まれる変曲点の数が、適合条件に設定された変曲点の上限値以下の場合に、酸素飽和度測定部１４で測定された酸素飽和度の波形が、生体情報の測定に適する波形であると判定する。
【0105】
適合条件における変曲点の数の設定方法はこれに限られず、例えば、酸素飽和度が減少から増加に転じる変曲点の上限値と、酸素飽和度が増加から減少に転じる変曲点の上限値をそれぞれ設定するものであってもよい。
【0106】
また、理想的な酸素飽和度の波形には少なくとも１つ以上の変曲点が含まれることから、変曲点の上限値Ｎ1に加えて下限値Ｎ2（Ｎ2は正の整数）を設定してもよい。この場合、生体情報の測定に適した酸素飽和度における変曲点の数の範囲が適合条件に設定されることになる。
【0107】
更に、生体情報の測定に適した酸素飽和度の波形は、例えば変曲点における酸素飽和度の値の大きさによって規定される。
【0108】
図１２は、酸素飽和度測定部１４で測定された酸素飽和度の波形の一例を示す図である。酸素飽和度の測定の際、例えば太陽光が光電センサ１１の受光素子３に入り込むといった外乱が発生すると、これがノイズとなって測定された酸素飽和度の値に影響を与え、図１２（Ａ）のように、隣接する変曲点における値の差分の大きさが、理想的な酸素飽和度の波形では見られない値まで大きくなることがある。また、光電センサ１１の故障等によって酸素飽和度の測定が正常に行えず、図１２（Ｂ）のように、隣接する変曲点における値の差分の大きさが、理想的な酸素飽和度の波形では見られない値まで小さくなることがある。
【0109】
すなわち、酸素飽和度を表す波形の変曲点における値の大きさとは、注目している変曲点における酸素飽和度の値と、当該変曲点と時系列に沿って隣接する直前の変曲点における酸素飽和度の値との差分の大きさを意味する。
【0110】
このように、理想的な酸素飽和度の波形における変曲点の値の大きさには上限値及び下限値が存在する。測定された酸素飽和度の値の大きさが上限値及び下限値で表される範囲内に含まれない変曲点を有する波形の場合、酸素飽和度の波形の形状が理想的な酸素飽和度の波形からずれる傾向が見られる。
【0111】
したがって、変曲点における酸素飽和度の値の大きさの上限値をＭ1、下限値をＭ2（Ｍ1、Ｍ2は共に正数）に設定した適合条件を予め用意しておき、酸素循環時間測定部１７は、酸素飽和度測定部１４で測定された酸素飽和度における変曲点の値の大きさがＭ2以上Ｍ1以下の場合に、酸素飽和度測定部１４で測定された酸素飽和度の波形が、生体情報の測定に適する波形であると判定する。
【0112】
なお、ここでは一例として、酸素飽和度を表す波形の変曲点における値の大きさを、注目している変曲点における酸素飽和度の値と、当該変曲点と時系列に沿って隣接する直前の変曲点における酸素飽和度の値との差分で定義したが、時系列に沿って隣接する直後の変曲点のおける酸素飽和度の値との差分で定義してもよい。
【0113】
また、生体情報の測定に適した酸素飽和度の波形は、例えば時系列に沿って隣接する変曲点間における波形の傾きの大きさによって規定される。
【0114】
図１３は、酸素飽和度測定部１４で測定された酸素飽和度の波形の一例を示す図である。酸素飽和度の測定の際、酸素飽和度の誤差要因が作用すると、隣接する変曲点間における波形の傾きの大きさが、例えば図１３（Ａ）のように、理想的な酸素飽和度の波形では見られない値まで大きくなったり、図１３（Ｂ）に示すように、理想的な酸素飽和度の波形では見られない値まで小さくなったりすることがある。
【0115】
このように、理想的な酸素飽和度の波形の変曲点間における波形の傾きの大きさには、上限値及び下限値が存在する。変曲点間における波形の傾きの大きさが上限値及び下限値で表される範囲内に含まれない酸素飽和度の波形の場合、酸素飽和度の波形の形状が理想的な酸素飽和度の波形からずれる傾向が見られる。
【0116】
したがって、変曲点間における波形の傾きの大きさの上限値をＬ1、下限値をＬ2（Ｌ1、Ｌ2は共に正数）に設定した適合条件を予め用意しておき、酸素循環時間測定部１７は、酸素飽和度測定部１４で測定された酸素飽和度の時系列に沿って隣接する変曲点間における波形の傾きの大きさがＬ2以上Ｌ1以下の場合に、酸素飽和度測定部１４で測定された酸素飽和度の波形が、生体情報の測定に適する波形であると判定する。
【0117】
なお、適合条件に設定される変曲点の上限値Ｎ1及び下限値Ｎ2、変曲点における酸素飽和度の値の大きさの上限値Ｍ1及び下限値Ｍ2、並びに、変曲点間における波形の傾きの大きさの上限値Ｌ1及び下限値Ｌ2は、例えば生体情報測定装置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る値である。
【0118】
酸素循環時間測定部１７から指標を受け付けた通知部１６は、受け付けた指標を、例えば被測定者、被測定者の生体情報を測定する例えば医療従事者等の測定者、及び生体情報測定装置１０の管理者といった少なくとも１人以上の関係者（以降、「生体情報測定装置１０の使用者」という）に通知する。
【0119】
すなわち、生体情報測定装置１０は、被測定者の酸素飽和度の波形から得られる酸素循環時間を用いて測定される生体情報の測定精度を表す指標を、生体情報測定装置１０の使用者に報知する。
【0120】
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、本実施の形態では光電センサ１１を被測定者の指先に装着し、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。
【0121】
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。例えば、被測定者の首、肩、及び股関節よりも抹消側の部位（抹消部位）が取り付け部位の一例である。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。
【0122】
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情報測定手段の一例である。
【0123】
心拍出量COは、例えば（６）式に示す公知の演算式を用いてLFCTから得られる。
【0124】
（数６）
CO＝(a0×S)／LFCT ・・・（６）
CO＝(a0×S)／LFCT ・・・（６）
【0125】
ここで、a0は定数であり、例えばa0＝50が用いられる。Sは被測定者の体表面積（ｍ2）であり、LFCTの単位は秒である。
【0126】
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。
【0127】
「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。
【0128】
酸素循環時間測定部１７で測定された酸素循環時間から得られる心拍出量、心係数、及び１回拍出量は、生体情報測定装置１０で測定される酸素循環時間に関連した生体情報の一例である。
【0129】
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１４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。
【0130】
コンピュータ２０は、本実施の形態に係る測定手段、報知手段、受付手段、及び情報測定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。
【0131】
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。
【0132】
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。
【0133】
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。
【0134】
入力ユニット２７は、例えば生体情報測定装置１０の使用者の指示を受け付けてＣＰＵ２１に通知するユニットである。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。
【0135】
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ユニットである。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。
【0136】
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い。例えば、呼吸の再開通知や生体情報の測定精度を表す指標等、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の使用者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。
【0137】
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の使用者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の使用者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の使用者に通知してもよい。
【0138】
以降では、生体情報測定装置１０から通知される情報を表示ユニット２８に表示することで、生体情報測定装置１０の使用者に報知する例について説明するが、表示、音声、及び体感の少なくとも１つを用いて報知してもよい。
【0139】
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。
【0140】
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。
【0141】
次に、図１５を用いて、生体情報測定装置１０の動作について説明する。
【0142】
一例として、生体情報測定装置１０は、生体情報測定装置１０の使用者から入力ユニット２７を介して心拍出量の測定指示を受け付けると、被測定者の指先に取り付けられた光電センサ１１で被測定者の酸素飽和度の測定を開始し、心拍出量の測定期間に亘って測定した酸素飽和度の値を時系列に沿って不揮発性メモリ２４に記憶するものとする。
【0143】
ここで「測定期間」とは、呼吸の停止期間として定められた規定時間と、医学的に想定されうる最長のLFCTを加算した時間よりも長く設定された期間であり、心拍出量の測定指示を受け付けてから、LFCTが測定され得る酸素飽和度が得られるまでの期間をいう。また、酸素飽和度の値の記憶先は一例であり、ＲＡＭ２３に記憶しても、通信回線に接続される外部装置の記憶部に記憶してもよい。
【0144】
その後、生体情報測定装置１０は、記憶した酸素飽和度の値を取得して生体情報測定処理を開始する。
【0145】
図１５は、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。
【0146】
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。
【0147】
なお、適合条件は、例えば不揮発性メモリ２４に予め記憶されているものとするが、適合条件の記憶先は不揮発性メモリ２４に限られず、通信回線に接続される外部装置の記憶部であってもよい。この場合、ＣＰＵ２１は、通信ユニット２９を介して外部装置から適合条件を取得する。
【0148】
まず、ステップＳ１０において、ＣＰＵ２１は、生体情報測定装置１０で測定される生体情報の測定精度を表す信頼度Ｄを“０”に初期化する。信頼度Ｄは、“０”が生体情報の測定精度が最も高い（すなわち、酸素飽和度の波形が生体情報の測定に適している）ことを示し、信頼度Ｄの値が大きくなるに従って、測定された生体情報の測定精度が低いことを示す。
【0149】
ステップＳ２０において、ＣＰＵ２１は、取得した酸素飽和度の値を時系列に沿って解析し、酸素飽和度の値の変化によって表される波形から全ての変曲点を検知する。
【0150】
ステップＳ３０において、ＣＰＵ２１は、波形に含まれる変曲点の数が適合条件に設定されている変曲点の下限値Ｎ2以上、かつ、上限値Ｎ1以下であるか否かを判定する。波形に含まれる変曲点の数が下限値Ｎ2未満、又は上限値Ｎ1を超える場合には、ステップＳ４０に移行する。
【0151】
この場合、変曲点の数が下限値Ｎ2以上、かつ、上限値Ｎ1以下の波形と比較して、得られる生体情報の測定精度は低くなることから、ステップＳ４０において、ＣＰＵ２１は、信頼度ＤにＤ1（Ｄ1は正数）を加算する。Ｄ1は、変曲点の数が適合条件を満たさない波形を生体情報の測定に用いた場合の不適合度合いに対応した値である。
【0152】
一方、波形に含まれる変曲点の数が下限値Ｎ2以上、かつ、上限値Ｎ1以下である場合、すなわち、酸素飽和度の波形が適合条件を満たす場合にはステップＳ５０に移行する。
【0153】
ステップＳ５０において、ＣＰＵ２１は、波形に含まれる何れか１つの変曲点を選択し、選択した変曲点における酸素飽和度の値の大きさ、具体的には、選択した変曲点における値と、選択した変曲点と時系列に沿って隣接する直前の変曲点における値との差分の大きさが下限値Ｍ2以上、かつ、上限値Ｍ1以下であるか否かを判定する。変曲点における酸素飽和度の値の大きさが下限値Ｍ2未満、又は上限値Ｍ1を超える場合には、ステップＳ６０に移行する。
【0154】
この場合、変曲点における酸素飽和度の値の大きさが下限値Ｍ2以上、かつ、上限値Ｍ1以下となる波形を生体情報の測定に用いた場合と比較して、測定された波形から得られる生体情報の測定精度は低くなることから、ステップＳ６０において、ＣＰＵ２１は、信頼度ＤにＤ2（Ｄ2は正数）を加算する。Ｄ2は、変曲点における酸素飽和度の値の大きさが下限値Ｍ2未満、又は上限値Ｍ1を超える波形を生体情報の測定に用いた場合における、生体情報の測定に対する波形の不適合度合いに対応した値である。
【0155】
ここでは一例として、選択した変曲点における値と、選択した変曲点と時系列に沿って隣接する直前の変曲点における値との差分を、選択した変曲点における酸素飽和度の値の大きさとした。しかしながら、前記差分の判定に代えて、又は前記差分の判定に加えて、選択した変曲点における酸素飽和度の値の大きさそのものが適合条件を満たすか否かを各々の変曲点について判定してもよい。
【0156】
一方、変曲点における酸素飽和度の値の大きさが下限値Ｍ2以上、かつ、上限値Ｍ1以下である場合、すなわち、酸素飽和度の値の大きさが適合条件を満たす場合にはステップＳ７０に移行する。
【0157】
ステップＳ７０において、ＣＰＵ２１は、ステップＳ２０で酸素飽和度の波形から検知した全ての変曲点に対して、酸素飽和度の値の大きさと適合条件を比較したか否かを判定する。
【0158】
まだ酸素飽和度の値の大きさと適合条件を比較していない変曲点、すなわち、ステップＳ５０で選択されていない未選択の変曲点が存在する場合には、ステップＳ５０に移行する。以降、ステップＳ５０～Ｓ７０が未選択の変曲点に対して実行されることにより、ステップＳ２０で酸素飽和度の波形から検知された変曲点の各々に対して、酸素飽和度の値の大きさと適合条件の比較が実行される。
【0159】
ステップＳ８０において、ＣＰＵ２１は、酸素飽和度を表す波形に含まれる何れか１つの変曲点を選択し、選択した変曲点と、選択した変曲点と時系列に沿って隣接する直前の変曲点との間における波形の傾きの大きさが、下限値Ｌ2以上、かつ、上限値Ｌ1以下であるか否かを判定する。以降では、選択した変曲点と、選択した変曲点と時系列に沿って隣接する直前の変曲点との間における波形の傾きの大きさを単に「選択した変曲点に対応する波形の傾きの大きさ」ということにする。
【0160】
本実施の形態では、選択した変曲点に対応する波形の傾きの大きさを、隣接する直前の変曲点との間に存在する酸素飽和度の各測定点における波形の傾きの大きさのうち、最大の大きさで表すが、最小値、平均値、又は中心値といった各種統計量で表してもよい。
【0161】
選択した変曲点に対応する波形の傾きの大きさが下限値Ｌ2未満、又は上限値Ｌ1を超える場合には、ステップＳ９０に移行する。
【0162】
この場合、選択した変曲点に対応する波形の傾きの大きさが下限値Ｌ2以上、かつ、上限値Ｌ1以下となる波形を生体情報の測定に用いた場合と比較して、測定された波形から得られる生体情報の測定精度は低くなることから、ステップＳ９０において、ＣＰＵ２１は、信頼度ＤにＤ3（Ｄ3は正数）を加算する。
【0163】
Ｄ3は、選択した変曲点に対応する波形の傾きの大きさが下限値Ｌ2未満、又は上限値Ｌ1を超える波形を生体情報の測定に用いた場合の、生体情報の測定に対する波形の不適合度合いに対応した値である。
【0164】
一方、選択した変曲点に対応する波形の傾きの大きさが下限値Ｌ2以上、かつ、上限値Ｌ1以下である場合、すなわち、選択した変曲点に対応する波形の傾きの大きさが適合条件を満たす場合には、ステップＳ１００に移行する。
【0165】
ステップＳ１００において、ＣＰＵ２１は、ステップＳ２０で酸素飽和度の波形から検知した全ての変曲点に対して、変曲点に対応する波形の傾きの大きさと適合条件を比較したか否かを判定する。
【0166】
まだ波形の傾きの大きさと適合条件を比較していない変曲点、すなわち、ステップＳ８０で選択されていない未選択の変曲点が存在する場合には、ステップＳ８０に移行する。以降、ステップＳ８０～Ｓ１００が未選択の変曲点に対して実行されることにより、ステップＳ２０で酸素飽和度の波形から検知された変曲点の各々に対して、変曲点に対応する波形の傾きの大きさと適合条件の比較が実行される。
【0167】
ステップＳ１１０において、ＣＰＵ２１は、被測定者が呼吸を再開した時刻ｔ1から、被測定者の呼吸再開後に、酸素飽和度が減少から増加に転じる変曲点が現れる時刻ｔ2までの時間をLFCTとして測定する。
【0168】
なお、被測定者の呼吸再開後に、酸素飽和度が減少から増加に転じる変曲点が複数存在する場合には、例えば酸素飽和度の値の大きさが適合条件に適合する変曲点のうち、酸素飽和度の値の大きさが最も大きい変曲点が現れた時刻を時刻ｔ2とみなせばよい。被測定者が呼吸を再開したことによって現れる変曲点は、それまで被測定者が呼吸を停止していたことから、酸素飽和度が最も減少した状態で現れることになる。したがって、被測定者が呼吸を再開したことによって現れる変曲点の値の大きさは、他の変曲点における値の大きさより大きくなる傾向があるためである。
【0169】
ステップＳ１２０において、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１１０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。
【0170】
ステップＳ１３０において、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１２０で測定した心拍出量と共に、信頼度Ｄを表示ユニット２８に表示する。これにより、ステップＳ１２０で測定された心拍出量の測定精度が生体情報測定装置１０の使用者に報知されることになる。ここでは信頼度Ｄを心拍出量の測定が終了した後に表示ユニット２８に表示する例について説明したが、生体情報測定処理の最初（例えばステップＳ１０）から表示するようにしてもよい。この場合、酸素飽和度の波形の解析が進むにつれて、信頼度Ｄが更新される。
【0171】
なお、信頼度Ｄの表示形態に制限はなく、信頼度Ｄをそのまま心拍出量の測定精度として表示ユニット２８に表示する表示形態の他、信頼度Ｄが“０”の場合を心拍出量の測定値に対する信頼度が１００％の場合に対応付け、信頼度Ｄが予め定めた閾値以上となる場合を心拍出量の測定値に対する信頼度が０％となるように対応付けた百分率に信頼度Ｄの値を変換して、例えば「信頼度９０％」のように心拍出量の測定精度を表示してもよい。
【0172】
また、信頼度Ｄが取り得る範囲を複数の区分に分割し、信頼度Ｄが含まれる区分に対応付けられたラベル名を表示ユニット２８に表示してもよい。例えば、信頼度Ｄの値が取り得る範囲を３つの区分に分割した場合、本実施の形態における信頼度Ｄは値が小さいほど心拍出量の測定精度が高いことを示すことから、値の小さい信頼度Ｄを含む区分から値の大きい信頼度Ｄを含む区分に向かって順に「高」、「中」、「低」のようにラベル名を対応付けておけば、信頼度Ｄに応じて、測定された生体情報の測定精度のレベルを示す分類名が表示されることになる。
【0173】
また、信頼度Ｄと予め定めた判定閾値を比較して、信頼度Ｄが判定閾値未満の場合には、例えば「適合」と表示することで、測定された心拍出量が信頼に足る値であることを表示してもよい。一方、信頼度Ｄが判定閾値以上の場合には、例えば「不適合」と表示することで、測定された心拍出量が正式な値ではなく参考値であることを表示してもよい。このように「適合」及び「不適合」の表示も、生体情報の測定に対する酸素飽和度の波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標の一例である。
【0174】
更に、信頼度Ｄに応じて、ラベル名、信頼度Ｄ、及び信頼度Ｄに対応する百分率の少なくとも１つの情報の表示色を変更するようにしてもよい。
【0175】
以上により、図１５に示した生体情報測定処理を終了する。
【0176】
なお、本実施の形態に係る生体情報測定装置１０では、酸素循環時間に関連した生体情報の測定に適する酸素飽和度の波形の条件を規定した適合条件を用いて生体情報の測定精度を判定した。しかし、酸素循環時間に関連した生体情報の測定に適さない酸素飽和度の波形の条件を規定した不適合条件を用いて生体情報の測定精度を判定してもよい。
【0177】
不適合条件を用いる場合、生体情報測定装置１０は、ステップＳ３０、Ｓ５０、及びＳ７０の各判定処理において、判定対象となっている酸素飽和度の波形に関する属性値が不適合条件を満たしているか否かを判定すればよい。ステップＳ３０、Ｓ５０、及びＳ７０の各判定処理において、前記属性値が不適合条件を満たしていない場合には、それぞれステップＳ５０、Ｓ７０、及びＳ１００が実行され、前記属性値が不適合条件を満たす場合には、それぞれステップＳ４０、Ｓ６０、及びＳ９０が実行される。
【0178】
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、予め定めた適合条件、又は不適合条件と、酸素飽和度の波形の特徴を示す属性値を比較することで、生体情報の測定に用いられる酸素飽和度の信頼度Ｄを算出し、算出した信頼度Ｄに基づいて生体情報の測定結果に対する測定精度を報知する。
【0179】
＜第１実施形態の変形例１＞
図１５に示した生体情報測定処理は、心拍出量の測定期間に亘って測定された酸素飽和度の各々の値を不揮発性メモリ２４等の記憶装置に一旦記憶し、酸素飽和度の測定を終えた後に、記憶装置に記憶した酸素飽和度の値を用いて被測定者の心拍出量及び信頼度Ｄを報知した。しかしながら、心拍出量の測定期間に測定された酸素飽和度を実時間に沿って逐次解析し、酸素飽和度の波形から変曲点が検知される毎に、例えば図１５に示したステップＳ３０、Ｓ５０、及びＳ８０の判定処理を実行して、各判定処理において判定結果が否定判定の場合に信頼度Ｄが大きくなるように信頼度Ｄの値を更新してもよい。
図１５に示した生体情報測定処理は、心拍出量の測定期間に亘って測定された酸素飽和度の各々の値を不揮発性メモリ２４等の記憶装置に一旦記憶し、酸素飽和度の測定を終えた後に、記憶装置に記憶した酸素飽和度の値を用いて被測定者の心拍出量及び信頼度Ｄを報知した。しかしながら、心拍出量の測定期間に測定された酸素飽和度を実時間に沿って逐次解析し、酸素飽和度の波形から変曲点が検知される毎に、例えば図１５に示したステップＳ３０、Ｓ５０、及びＳ８０の判定処理を実行して、各判定処理において判定結果が否定判定の場合に信頼度Ｄが大きくなるように信頼度Ｄの値を更新してもよい。
【0180】
この場合、変曲点が検知される毎に、波形に含まれる変曲点の数が１つずつ増加されるため、ステップＳ３０では変曲点の下限値を判定せずに、検知された変曲点の数が上限値Ｎ1以下であるか否かを判定すればよい。そして、例えば酸素飽和度の測定を終える場合に、検知された変曲点の総数が下限値Ｎ2以上であるか否かを判定し、否定判定の場合に信頼度Ｄが大きくなるように信頼度Ｄの値を更新してもよい。
【0181】
＜第１実施形態の変形例２＞
本実施の形態では、ステップＳ１０で信頼度Ｄを０に初期化し、信頼度Ｄが大きくなるに従って、測定された生体情報の測定精度が低くなることを示した。しかし、例えばステップＳ１０で信頼度Ｄを予め定めた正数に初期化し、ステップＳ４０、Ｓ６０、及びＳ９０において、信頼度ＤからそれぞれＤ1、Ｄ2、及びＤ3を減算してもよい。この場合、信頼度Ｄが小さくなるに従って、測定された生体情報の測定精度が低いことを示すようになる。
本実施の形態では、ステップＳ１０で信頼度Ｄを０に初期化し、信頼度Ｄが大きくなるに従って、測定された生体情報の測定精度が低くなることを示した。しかし、例えばステップＳ１０で信頼度Ｄを予め定めた正数に初期化し、ステップＳ４０、Ｓ６０、及びＳ９０において、信頼度ＤからそれぞれＤ1、Ｄ2、及びＤ3を減算してもよい。この場合、信頼度Ｄが小さくなるに従って、測定された生体情報の測定精度が低いことを示すようになる。
【0182】
＜第１実施形態の変形例３＞
本実施の形態では、変曲点に対応する波形の傾きの大きさに注目して、測定した酸素飽和度の信頼度Ｄを算出したが、変曲点に対応する波形の傾きのばらつき度合いに応じて、測定した酸素飽和度の信頼度Ｄを算出してもよい。
本実施の形態では、変曲点に対応する波形の傾きの大きさに注目して、測定した酸素飽和度の信頼度Ｄを算出したが、変曲点に対応する波形の傾きのばらつき度合いに応じて、測定した酸素飽和度の信頼度Ｄを算出してもよい。
【0183】
ここで「変曲点に対応する波形の傾きのばらつき度合い」とは、酸素飽和度の波形における各々の変曲点において、注目した変曲点と、当該注目した変曲点と時系列に沿って隣接する直前又は直後の変曲点との間における波形の傾きのばらつき度合いを意味する。
【0184】
具体的には、生体情報測定装置１０は、変曲点間に存在する酸素飽和度の各測定点における波形の傾きの分散値、又は標準偏差を用いて、変曲点に対応する波形の傾きのばらつき度合いを算出する。
【0185】
理想的な酸素飽和度の波形では、変曲点に対応する波形の傾きのばらつき度合いが予め定めた範囲内に含まれる。したがって、生体情報測定装置１０は、変曲点に対応する波形の傾きのばらつき度合いが予め定めた範囲内に含まれない場合には、理想的な酸素飽和度の波形を用いて生体情報を測定した場合よりも、測定された生体情報の測定精度が低下していることを示すように信頼度Ｄを更新すればよい。生体情報の測定に適した、酸素飽和度の波形における傾きのばらつき度合いの範囲は、適合条件に予め設定しておけばよい。反対に、生体情報の測定に適さない、酸素飽和度の波形における傾きのばらつき度合いを不適合条件に予め設定しておいてもよい。何れの場合であっても、生体情報測定装置１０は、酸素飽和度の波形が適合条件又は不適合条件に適合するか否かに基づいて、信頼度Ｄを更新することになる。
【0186】
なお、変曲点に対応する波形の傾きのばらつき度合いを表す指標は分散値、又は標準偏差に限られず、変曲点に対応する波形の傾きのばらつき度合いを表すものであればどのような指標を用いてもよい。
【0187】
＜第１実施形態の変形例４＞
LFCTの測定に用いられる変曲点は、被測定者が呼吸を再開したことによって現れる変曲点であるため、被測定者の呼吸再開後に現れる。また、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には時間がかかるため、LFCTの測定に用いられる変曲点は、被測定者が呼吸を再開した時刻ｔ1から予め定めた時間（待機時間）経過した以降に現れる。
LFCTの測定に用いられる変曲点は、被測定者が呼吸を再開したことによって現れる変曲点であるため、被測定者の呼吸再開後に現れる。また、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には時間がかかるため、LFCTの測定に用いられる変曲点は、被測定者が呼吸を再開した時刻ｔ1から予め定めた時間（待機時間）経過した以降に現れる。
【0188】
すなわち、待機時間の経過前までに、酸素飽和度が減少から増加に転じる変曲点が現れるような酸素飽和度の波形や、当該変曲点が待機時間の経過以降に一度も現れないような酸素飽和度の波形は、理想的な酸素飽和度の波形からずれる傾向が見られる。
【0189】
したがって、生体情報測定装置１０は、酸素飽和度が減少から増加に転じる変曲点が待機時間の経過前までに現れた場合や、当該変曲点が待機時間の経過以降に一度も現れない場合には、理想的な酸素飽和度の波形を用いて生体情報を測定した場合よりも、測定された生体情報の測定精度が低下していることを示すように信頼度Ｄを更新すればよい。生体情報の測定に適した酸素飽和度の波形における変曲点の出現位置に関する情報は、適合条件に予め設定しておけばよい。反対に、生体情報の測定に適さない酸素飽和度の波形における変曲点の出現位置に関する情報を不適合条件に予め設定しておいてもよい。何れの場合であっても、生体情報測定装置１０は、酸素飽和度の波形が適合条件又は不適合条件に適合するか否かに基づいて、信頼度Ｄを更新することになる。
【0190】
＜第１実施形態の変形例５＞
本実施の形態に係る生体情報測定装置１０では、心拍出量の測定期間に亘って測定した酸素飽和度の波形の信頼度Ｄを、予め定めた１つの適合条件に基づいて算出した。
本実施の形態に係る生体情報測定装置１０では、心拍出量の測定期間に亘って測定した酸素飽和度の波形の信頼度Ｄを、予め定めた１つの適合条件に基づいて算出した。
【0191】
しかしながら、理想的な酸素飽和度の波形の形状は、被測定者の呼吸状態によって異なる。例えば被測定者が呼吸を停止する前までは日常的に行っている呼吸が繰り返し行われているため、例えば呼吸の停止期間と比較して、酸素飽和度の変動幅は予め定めた変動幅以内に収まる傾向が見られる。また、被測定者が呼吸を停止している期間は、酸素が肺から血中に取り込まれなくなるため、酸素飽和度が減少する傾向が見られる。また、呼吸の再開により、血中に取り込まれた酸素が肺から指先に到達するまでは、引き続き酸素飽和度が減少し、指先に酸素が到達した後は酸素飽和度が増加するため、酸素飽和度の波形は単峰性を示す傾向が見られる。
【0192】
したがって、心拍出量の測定期間を、例えば呼吸の停止前、呼吸の停止期間、呼吸の再開後の各期間に区分し、各々の期間について、理想的な酸素飽和度の波形の特徴を規定した適合条件を設定するようにしてもよい。
【0193】
そして、生体情報測定装置１０は、酸素飽和度の波形から検知した変曲点が含まれる期間に対応した適合条件を参照して、図１５に示した生体情報測定処理を実行すればよい。この場合、生体情報測定装置１０は、各期間の少なくとも１つの期間において、算出した信頼度Ｄを報知するようにしてもよい。ただし、測定された生体情報の測定精度を生体情報測定装置１０の使用者に知らせるため、生体情報測定装置１０は、少なくとも被測定者が呼吸を再開した後の期間では信頼度Ｄを報知することが好ましい。
【0194】
報知する信頼度Ｄは、期間毎に個別に算出した信頼度Ｄであっても、各期間に亘って累積して算出した信頼度Ｄであってもよい。
【0195】
＜第２実施形態＞
第１実施形態に係る生体情報測定装置１０では、心拍出量の測定に対する酸素飽和度の波形の適合度合い又は不適合度合いを報知した。
第１実施形態に係る生体情報測定装置１０では、心拍出量の測定に対する酸素飽和度の波形の適合度合い又は不適合度合いを報知した。
【0196】
報知された適合度合いが予め定めた基準より低い場合、すなわち、報知された不適合度合いが予め定めた基準より高い場合、測定された心拍出量の値は、被測定者の心拍出量を正しく表しているとは言い難い。したがって、多くの場合、生体情報測定装置１０の使用者は被測定者の心拍出量を測定し直すことになる。
【0197】
しかしながら、第１実施形態に係る生体情報測定装置１０では、心拍出量を測定してから測定された心拍出量の測定精度が報知されるため、予め定めた基準よりも信頼性が低い心拍出量の測定が終了するのを待ってから、被測定者の心拍出量を測定し直すことになる。
【0198】
第２実施形態では、心拍出量の測定に対する酸素飽和度の波形の適合度合いが予め定めた基準より低い場合であっても、心拍出量の測定が終了するのを待つことなく、心拍出量の再測定に取り掛れる生体情報測定装置１０Ａについて説明する。
【0199】
【0200】
図１６は、心拍出量の測定期間に亘って酸素飽和度の値を測定し、測定された酸素飽和度の値の各々が記憶装置に記憶された後に、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。
【0201】
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１０ＡのＲＯＭ２２に予め記憶されている。生体情報測定装置１０Ａ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。
【0202】
なお、第２実施形態においても、適合条件が不揮発性メモリ２４に予め記憶されており、生体情報に関する値として被測定者の心拍出量を測定する例について説明する。
【0203】
【0204】
酸素飽和度の波形から検知した全ての変曲点について、変曲点に対応する波形の傾きの大きさと適合条件を比較した場合にステップＳ１０５が実行される。
【0205】
ステップＳ１０５において、ＣＰＵ２１は、信頼度Ｄが信頼度閾値Ｄx以上か否かを判定する。信頼度閾値Ｄxは、例えば測定された酸素飽和度の波形が、心拍出量の測定に用いられる波形として適合するか否かを表す閾値である。既に説明したように、ここでは一例として、信頼度Ｄは、信頼度Ｄの値が大きくなるに従って、測定された心拍出量の測定精度が低くなることを表す。したがって、信頼度Ｄが信頼度閾値Ｄx以上の場合、測定された酸素飽和度の波形が、心拍出量の測定に用いられる波形として適さないことを表す。
【0206】
こうした信頼度閾値Ｄxは、生体情報測定装置１０Ａの実機による実験や生体情報測定装置１０Ａ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、例えば不揮発性メモリ２４に予め記憶される。
【0207】
したがって、信頼度Ｄが信頼度閾値Ｄx以上の場合、ＣＰＵ２１は、心拍出量の測定に用いられるLFCTの測定（ステップＳ１１０）、及び心拍出量の測定（ステップＳ１２０）を実行することなく、ステップＳ１３０に移行する。そして、ステップＳ１３０において、ＣＰＵ２１は信頼度Ｄを表示ユニット２８に表示する。この場合、ＣＰＵ２１は信頼度Ｄと共に、例えば「心拍出量の測定を中止しました。」のような生体情報の測定状況を通知するメッセージを表示ユニット２８に表示して、生体情報測定装置１０の使用者に報知してもよい。これにより、心拍出量の再測定が促されることになる。このようなメッセージも、生体情報の測定に対する酸素飽和度の波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標の一例である。
【0208】
なお、信頼度Ｄが信頼度閾値Ｄx未満の場合には、第１実施形態に係る生体情報測定装置１０と同じようにLFCTの測定及び心拍出量の測定が実行される。
【0209】
図１６に示した生体情報測定装置１０Ａの例では、適合条件に規定されている酸素飽和度の波形に関する各々の条件と、測定された酸素飽和度の波形を比較した後に信頼度Ｄと信頼度閾値Ｄxを比較したが、信頼度Ｄと信頼度閾値Ｄxの比較箇所はこれに限られない。
【0210】
例えば、測定された酸素飽和度の波形を、適合条件に規定されている酸素飽和度の波形に関する各条件と比較する毎に、信頼度Ｄと信頼度閾値Ｄxを比較し、信頼度Ｄが信頼度閾値Ｄx以上の場合、ステップＳ１３０に移行してもよい。具体的には、ステップＳ４０とＳ５０の間、ステップＳ６０とＳ７０の間、及びステップＳ９０とＳ１００の間で、それぞれ信頼度Ｄと信頼度閾値Ｄxを比較すればよい。この場合、ステップＳ１０５で信頼度Ｄと信頼度閾値Ｄxを比較する場合と比較して、より早い段階で心拍出量の測定が中止されたことが報知されることになる。
【0211】
また、図１６に示した生体情報測定装置１０Ａの例では、ＣＰＵ２１が信頼度Ｄと信頼度閾値Ｄxを比較して、信頼度Ｄが信頼度閾値Ｄx以上の場合、心拍出量の測定を自律的に中止したが、心拍出量の測定の中止契機はこれに限られない。
【0212】
例えば、ＣＰＵ２１は、信頼度Ｄを更新する毎に信頼度Ｄを表示ユニット２８に表示し、信頼度Ｄを把握した生体情報測定装置１０Ａの使用者からの指示に従って、心拍出量の測定を中止するようにしてもよい。具体的には、ＣＰＵ２１は、生体情報測定装置１０Ａの使用者による入力ユニット２７の操作によって、心拍出量の測定を中止する中止指示を受け付けた場合に、心拍出量の測定を中止する。
【0213】
また、ＣＰＵ２１は、複数の期間の各々において測定した酸素飽和度の値を不揮発性メモリ２４に記憶しておき、生体情報測定装置１０Ａの使用者による入力ユニット２７の操作によって、心拍出量の測定の開始指示を受け付けた場合、不揮発性メモリ２４に記憶された酸素飽和度のうち、心拍出量の測定に適合する酸素飽和度の波形だけを用いて、心拍出量を測定してもよい。具体的には、信頼度Ｄが信頼度閾値Ｄx未満である複数の酸素飽和度の波形から得られる各々のLFCTの統計量（例えば平均値）を用いて心拍出量を測定してもよい。
【0214】
こうした心拍出量の測定は、例えば被測定者の就寝中における心拍出量の傾向を、被測定者の起床後に確認する等の用途に用いられる。
【0215】
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、生体情報測定処理の途中であっても信頼度Ｄが信頼度閾値Ｄx以上となった場合には、心拍出量の測定を中止する。
【0216】
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。
【0217】
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１５及び図１６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。
【0218】
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ＲＯＭ２２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。
【0219】
また、上述した各実施の形態では、生体情報測定装置１０で測定される酸素循環時間に関連した生体情報の一例として、心拍出量、心係数、及び１回拍出量を説明したが、酸素循環時間自体が酸素循環時間に関連した生体情報であってもよい。すなわち、血中の酸素濃度を表す値の変化を表す波形に基づき酸素循環時間を測定する場合において、予め定めた条件に従って、波形の適合度合い又は不適合度合いを表す指標を報知するようにしてもよい。
【符号の説明】
【0220】
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）・・・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・・・通知部
１７・・・酸素循環時間測定部
１８・・・心拍出量測定部
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
Ｄ・・・信頼度
３・・・受光素子
４・・・動脈
５・・・静脈
６・・・毛細血管
８・・・生体
１０（１０Ａ）・・・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・・・通知部
１７・・・酸素循環時間測定部
１８・・・心拍出量測定部
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
Ｄ・・・信頼度
【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】
【図15】
【図16】
