特許 7161306 測定装置、測定方法およびプログラム

(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】2022-10-18

(45)【発行日】2022-10-26

(54)【発明の名称】測定装置、測定方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/1455 20060101AFI20221019BHJP

   A61B 5/02 20060101ALI20221019BHJP

   A61B 10/00 20060101ALI20221019BHJP

【ＦＩ】

A61B5/1455

A61B5/02 310A

A61B10/00 E

【請求項の数】 29

(21)【出願番号】P 2018075675

(22)【出願日】2018-04-10

(65)【公開番号】P2019180861

(43)【公開日】2019-10-24

【審査請求日】2021-03-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000000033

【氏名又は名称】旭化成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】児玉 敬

(72)【発明者】

【氏名】山田 真士

(72)【発明者】

【氏名】片桐 章宏

【審査官】高松 大

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１０４１８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０４５８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１９９６３１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０５８１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１８８０９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１０－２９５６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２０５８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１４０３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４２３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０７５０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０００４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０２８７０９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１２７９７９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／１４５５

Ａ６１Ｂ ５／０２

Ａ６１Ｂ １０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

生体の複数の部位から検出された、前記生体の周期的な活動に伴う複数の波形データを取得する取得部と、
前記複数の波形データのそれぞれを、整数周期分の分割波形データに分割する分割部と、
各分割波形データの有効性を判定する判定部と、
前記複数の波形データにおける各分割波形データと、当該分割波形データの有効性とに基づいて、前記生体の状態を示す特徴データを生成する生成部と、
を備え、
前記生成部は、複数の前記分割波形データを、当該分割波形データの有効性に基づいて加算して前記特徴データを生成する、測定装置。

【請求項2】

生体の複数の部位から検出された、前記生体の周期的な活動に伴う複数の波形データを取得する取得部と、
前記複数の波形データのそれぞれを、整数周期分の分割波形データに分割する分割部と、
各分割波形データの有効性を判定する判定部と、
前記複数の波形データにおける各分割波形データと、当該分割波形データの有効性とに基づいて、前記生体の状態を示す特徴データを生成する生成部と、
を備え、
前記生成部は、複数の前記分割波形データを、各分割波形データの有効性の指標値に応じて重み付けする、測定装置。

【請求項3】

前記生成部は、有効性の指標値が基準値よりも低い各分割波形データの重み係数をゼロにする、請求項２に記載の測定装置。

【請求項4】

前記生成部は、前記生体の互いに異なる部位から検出された、同じ周期に対応する複数の分割波形データのうち有効性の指標値が基準値以上の各分割波形データの重み係数を均等にする、請求項３に記載の測定装置。

【請求項5】

生体の複数の部位から検出された、前記生体の周期的な活動に伴う複数の波形データを取得する取得部と、
前記複数の波形データのそれぞれを、整数周期分の分割波形データに分割する分割部と、
各分割波形データの有効性を判定する判定部と、
前記複数の波形データにおける各分割波形データと、当該分割波形データの有効性とに基づいて、前記生体の状態を示す特徴データを生成する生成部と、
を備え、
前記生成部は、複数の前記分割波形データのうち有効性が基準値以上の分割波形データを並べて前記特徴データを生成する、測定装置。

【請求項6】

生体の複数の部位から検出された、前記生体の周期的な活動に伴う複数の波形データを取得する取得部と、
前記複数の波形データのそれぞれを、整数周期分の分割波形データに分割する分割部と、
各分割波形データの有効性を判定する判定部と、
前記複数の波形データにおける各分割波形データと、当該分割波形データの有効性とに基づいて、前記生体の状態を示す特徴データを生成する生成部と、
を備え、
前記複数の波形データは、互いに同じ部位から検出された、ＳＮ比が異なる２つの波形データを含み、
前記判定部は、前記２つの波形データのうちＳＮ比が高い方の波形データの各分割波形データについて有効性を判定して、ＳＮ比が高い方および低い方の波形データの各分割波形データの有効性とする、測定装置。

【請求項7】

前記判定部は、少なくとも１つの前記分割波形データを含む各分割波形データセットと、当該分割波形データセットとは異なる複数の他の分割波形データセットとの類似度に基づいて、当該分割波形データセットに含まれる前記分割波形データの有効性を判定する、請求項１から６のいずれか一項に記載の測定装置。

【請求項8】

生体の複数の部位から検出された、前記生体の周期的な活動に伴う複数の波形データを取得する取得部と、
前記複数の波形データのそれぞれを、整数周期分の分割波形データに分割する分割部と、
各分割波形データの有効性を判定する判定部と、
前記複数の波形データにおける各分割波形データと、当該分割波形データの有効性とに基づいて、前記生体の状態を示す特徴データを生成する生成部と、
を備え、
前記判定部は、
少なくとも１つの前記分割波形データを含む各分割波形データセットと、当該分割波形データセットとは異なる複数の他の分割波形データセットとの類似度に基づいて、当該分割波形データセットに含まれる前記分割波形データの有効性を判定し、
前記分割波形データセットと、前記複数の他の分割波形データセットそれぞれとの複数の類似度の中央値を、当該分割波形データセットと前記複数の他の分割波形データセットとの類似度とする、測定装置。

【請求項9】

前記判定部は、各分割波形データセットと、当該分割波形データセットと同じ部位から検出された前記複数の他の分割波形データセットとの類似度に基づいて、当該分割波形データセットに含まれる前記分割波形データの有効性を判定する、請求項７または８に記載の測定装置。

【請求項10】

前記判定部は、各分割波形データセットと、当該分割波形データセットよりも前に検出された前記複数の他の分割波形データセットとの類似度に基づいて、当該分割波形データセットに含まれる前記分割波形データの有効性を判定する、請求項７から９のいずれか一項に記載の測定装置。

【請求項11】

各分割波形データセットは、同じ部位から連続して検出された複数の前記分割波形データを含む、請求項７から１０のいずれか一項に記載の測定装置。

【請求項12】

各分割波形データセットは、１つの前記分割波形データを含む、請求項７から１０のいずれか一項に記載の測定装置。

【請求項13】

前記判定部は、前記分割波形データセットと、前記複数の他の分割波形データセットとの類似度が閾値よりも大きい場合に、当該分割波形データセットに含まれる前記分割波形データを有効と判定する、請求項７から１２のいずれか一項に記載の測定装置。

【請求項14】

前記類似度は、相関係数である、請求項７から１３のいずれか一項に記載の測定装置。

【請求項15】

前記分割部は、各波形データにおいて繰り返し生じる同種の前記整数の個数ごとの特徴点の間を前記分割波形データとする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の測定装置。

【請求項16】

複数の前記分割波形データの時間幅を正規化する正規化部をさらに備える、請求項１５に記載の測定装置。

【請求項17】

前記特徴データに基づいて前記生体の状態を示すパラメータを算出する算出部をさらに備える、請求項１から１６のいずれか一項に記載の測定装置。

【請求項18】

前記パラメータは、前記生体の血中酸素飽和度である、請求項１７に記載の測定装置。

【請求項19】

前記複数の波形データは、それぞれ脈波データである、請求項１から１８のいずれか一項に記載の測定装置。

【請求項20】

生体の複数の部位から検出された、前記生体の周期的な活動に伴う複数の波形データを取得する取得段階と、
前記複数の波形データのそれぞれを、整数周期分の分割波形データに分割する分割段階と、
各分割波形データの有効性を判定する判定段階と、
前記複数の波形データにおける各分割波形データと、当該分割波形データの有効性とに基づいて、前記生体の状態を示す特徴データを生成する生成段階と、
を備え、
前記生成段階では、複数の前記分割波形データを、当該分割波形データの有効性に基づいて加算して前記特徴データを生成する、測定方法。

【請求項21】

生体の複数の部位から検出された、前記生体の周期的な活動に伴う複数の波形データを取得する取得段階と、
前記複数の波形データのそれぞれを、整数周期分の分割波形データに分割する分割段階と、
各分割波形データの有効性を判定する判定段階と、
前記複数の波形データにおける各分割波形データと、当該分割波形データの有効性とに基づいて、前記生体の状態を示す特徴データを生成する生成段階と、
を備え、
前記生成段階では、複数の前記分割波形データを、各分割波形データの有効性の指標値に応じて重み付けする、測定方法。

【請求項22】

生体の複数の部位から検出された、前記生体の周期的な活動に伴う複数の波形データを取得する取得段階と、
前記複数の波形データのそれぞれを、整数周期分の分割波形データに分割する分割段階と、
各分割波形データの有効性を判定する判定段階と、
前記複数の波形データにおける各分割波形データと、当該分割波形データの有効性とに基づいて、前記生体の状態を示す特徴データを生成する生成段階と、
を備え、
前記生成段階では、複数の前記分割波形データのうち有効性が基準値以上の分割波形データを並べて前記特徴データを生成する、測定方法。

【請求項23】

生体の複数の部位から検出された、前記生体の周期的な活動に伴う複数の波形データを取得する取得段階と、
前記複数の波形データのそれぞれを、整数周期分の分割波形データに分割する分割段階と、
各分割波形データの有効性を判定する判定段階と、
前記複数の波形データにおける各分割波形データと、当該分割波形データの有効性とに基づいて、前記生体の状態を示す特徴データを生成する生成段階と、
を備え、
前記複数の波形データは、互いに同じ部位から検出された、ＳＮ比が異なる２つの波形データを含み、
前記判定段階では、前記２つの波形データのうちＳＮ比が高い方の波形データの各分割波形データについて有効性を判定して、ＳＮ比が高い方および低い方の波形データの各分割波形データの有効性とする、測定方法。

【請求項24】

生体の複数の部位から検出された、前記生体の周期的な活動に伴う複数の波形データを取得する取得段階と、
前記複数の波形データのそれぞれを、整数周期分の分割波形データに分割する分割段階と、
各分割波形データの有効性を判定する判定段階と、
前記複数の波形データにおける各分割波形データと、当該分割波形データの有効性とに基づいて、前記生体の状態を示す特徴データを生成する生成段階と、
を備え、
前記判定段階では、
少なくとも１つの前記分割波形データを含む各分割波形データセットと、当該分割波形データセットとは異なる複数の他の分割波形データセットとの類似度に基づいて、当該分割波形データセットに含まれる前記分割波形データの有効性を判定し、
前記分割波形データセットと、前記複数の他の分割波形データセットそれぞれとの複数の類似度の中央値を、当該分割波形データセットと前記複数の他の分割波形データセットとの類似度とする、測定方法。

【請求項25】

コンピュータを、
生体の複数の部位から検出された、前記生体の周期的な活動に伴う複数の波形データを取得する取得部と、
前記複数の波形データのそれぞれを、整数周期分の分割波形データに分割する分割部と、
各分割波形データの有効性を判定する判定部と、
前記複数の波形データにおける各分割波形データと、当該分割波形データの有効性とに基づいて、前記生体の状態を示す特徴データを生成する生成部、
として機能させ、
前記生成部は、複数の前記分割波形データを、当該分割波形データの有効性に基づいて加算して前記特徴データを生成する、プログラム。

【請求項26】

コンピュータを、
生体の複数の部位から検出された、前記生体の周期的な活動に伴う複数の波形データを取得する取得部と、
前記複数の波形データのそれぞれを、整数周期分の分割波形データに分割する分割部と、
各分割波形データの有効性を判定する判定部と、
前記複数の波形データにおける各分割波形データと、当該分割波形データの有効性とに基づいて、前記生体の状態を示す特徴データを生成する生成部、
として機能させ、
前記生成部は、複数の前記分割波形データを、各分割波形データの有効性の指標値に応じて重み付けする、プログラム。

【請求項27】

コンピュータを、
生体の複数の部位から検出された、前記生体の周期的な活動に伴う複数の波形データを取得する取得部と、
前記複数の波形データのそれぞれを、整数周期分の分割波形データに分割する分割部と、
各分割波形データの有効性を判定する判定部と、
前記複数の波形データにおける各分割波形データと、当該分割波形データの有効性とに基づいて、前記生体の状態を示す特徴データを生成する生成部、
として機能させ、
前記生成部は、複数の前記分割波形データのうち有効性が基準値以上の分割波形データを並べて前記特徴データを生成する、プログラム。

【請求項28】

コンピュータを、
生体の複数の部位から検出された、前記生体の周期的な活動に伴う複数の波形データを取得する取得部と、
前記複数の波形データのそれぞれを、整数周期分の分割波形データに分割する分割部と、
各分割波形データの有効性を判定する判定部と、
前記複数の波形データにおける各分割波形データと、当該分割波形データの有効性とに基づいて、前記生体の状態を示す特徴データを生成する生成部、
として機能させ、
前記複数の波形データは、互いに同じ部位から検出された、ＳＮ比が異なる２つの波形データを含み、
前記判定部は、前記２つの波形データのうちＳＮ比が高い方の波形データの各分割波形データについて有効性を判定して、ＳＮ比が高い方および低い方の波形データの各分割波形データの有効性とする、プログラム。

【請求項29】

コンピュータを、
生体の複数の部位から検出された、前記生体の周期的な活動に伴う複数の波形データを取得する取得部と、
前記複数の波形データのそれぞれを、整数周期分の分割波形データに分割する分割部と、
各分割波形データの有効性を判定する判定部と、
前記複数の波形データにおける各分割波形データと、当該分割波形データの有効性とに基づいて、前記生体の状態を示す特徴データを生成する生成部、
として機能させ、
前記判定部は、
少なくとも１つの前記分割波形データを含む各分割波形データセットと、当該分割波形データセットとは異なる複数の他の分割波形データセットとの類似度に基づいて、当該分割波形データセットに含まれる前記分割波形データの有効性を判定し、
前記分割波形データセットと、前記複数の他の分割波形データセットそれぞれとの複数の類似度の中央値を、当該分割波形データセットと前記複数の他の分割波形データセットとの類似度とする、プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測定装置、測定方法およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、生体信号の波形データからパラメータを算出する手法として、所定時間幅のタイムウィンドウを逐次シフトさせた各区間の波形データについて有効性を判定し、有効区間の波形データからパラメータを算出する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１ 米国特許第９６８７１６２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかしながら、特許文献１に記載の手法ではタイムウィンドウ分の時間が経過するまで有効な波形データを得ることができない。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の第１の態様においては、生体の複数の部位から検出された、生体の周期的な活動に伴う複数の波形データを取得する取得部と、複数の波形データのそれぞれを、整数周期分の分割波形データに分割する分割部と、各分割波形データの有効性を判定する判定部と、複数の波形データにおける各分割波形データと、当該分割波形データの有効性とに基づいて、生体の状態を示す特徴データを生成する生成部と、を備える測定装置が提供される。

【0005】

本発明の第２の態様においては、生体の複数の部位から検出された、生体の周期的な活動に伴う複数の波形データを取得する取得段階と、複数の波形データのそれぞれを、整数周期分の分割波形データに分割する分割段階と、各分割波形データの有効性を判定する判定段階と、複数の波形データにおける各分割波形データと、当該分割波形データの有効性とに基づいて、生体の状態を示す特徴データを生成する生成段階と、を備える測定方法が提供される。

【0006】

本発明の第３の態様においては、コンピュータを、生体の複数の部位から検出された、生体の周期的な活動に伴う複数の波形データを取得する取得部と、複数の波形データのそれぞれを、整数周期分の分割波形データに分割する分割部と、各分割波形データの有効性を判定する判定部と、複数の波形データにおける各分割波形データと、当該分割波形データの有効性とに基づいて、生体の状態を示す特徴データを生成する生成部、として機能させるプログラムが提供される。

【0007】

上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となりうる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る測定システム１を示す。

【図2】生体センサ２０を示す。

【図3】測定装置１０による処理内容の概要を示す。

【図4】本実施形態に係る測定装置１０の動作を示す。

【図5】分割波形データＢＨの有効性の判定手法を示す。

【図6】分割波形データセットＢＨＳに含まれる分割波形データＢＨの数と、有効性の判定結果との関係を示す。

【図7】分割波形データＢＨの正規化を示す。

【図8】変形例に係る生成部１０５および算出部１０６の処理内容を示す。

【図9】本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0010】

［１．測定システムの構成］
図１は、本実施形態に係る測定システム１を示す。測定システム１は、生体の状態を測定するものであり、生体センサ２０と、測定装置１０とを備える。

【0011】

［１－１．生体センサ］
生体センサ２０は、生体における複数の部位からそれぞれ生体信号を検出する。生体は、本実施形態では一例として人体であるが、動物の体でもよい。生体信号は、生体の周期的な活動により変動してよい。生体信号は、自己の意思に起因する活動により変動してもよいし、意思とは無関係な活動により変動してもよい。本実施形態では一例として生体信号は、生体の周期的な生理学的現象に伴う信号であってよく、例えば、測定領域において心臓の拍動により変動する血管量、および、ヘモグロビン量（一例として酸化ヘモグロビン量）の少なくとも１つを示す信号でよい。例えば、生体センサ２０は、フォトプレスチモグラフィ（ＰＰＧ：Ｐｈｏｔｏ Ｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｐｈｙ）測定法により生体信号を検出してよい。生体センサ２０は、生体の部位ごとに２波長（一例として赤外波長および赤色波長）の光を体表から体内に照射して反射光を受光することで、一方の波長の反射光から測定領域内の血管量を示す信号を検出し、他方の波長の反射光から測定領域内の血管量およびヘモグロビン量を示す信号を検出してよい。生体センサ２０は、検出した生体信号を生体の部位ごと、および、波長ごとに測定装置１０に供給してよい。生体センサ２０は生体信号をアナログ信号として出力してもよいし、デジタル信号として出力してもよい。

【0012】

［１－２．測定装置］
測定装置１０は、取得部１０１と、分割部１０２と、判定部１０４と、正規化部１０３と、生成部１０５と、算出部１０６とを有する。

【0013】

取得部１０１は、生体の複数の部位から検出された、生体の周期的な活動に伴う複数の波形データを取得する。例えば、取得部１０１は生体センサ２０から、生体の部位ごとに波形データを取得してよい。複数の波形データのそれぞれは、一例として脈波データでよい。取得部１０１は、取得した波形データに対してフィルタリング処理などの信号処理を行ってよい。また、生体センサ２０が生体信号としてアナログ信号を出力する場合には、取得部１０１は当該アナログ信号をデジタル信号に変換してよい。ここで、取得部１０１が取得する複数の波形データには、互いに同じ部位から検出された、ＳＮ比が異なる２つの波形データが含まれてよい。例えば、生体センサ２０が赤外波長および赤色波長の光を用いて２つの生体信号を検出する場合には、赤外波長の波形データは、赤色波長の波形データよりもＳＮ比が高くてよい。取得部１０１は、取得した複数の波形データを分割部１０２に供給してよい。

【0014】

分割部１０２は、複数の波形データのそれぞれを、整数周期分の分割波形データに分割する。本実施形態では整数周期は１周期であるが、複数周期でもよい。分割部１０２は、各波形データＨにおいて繰り返し生じる同種の整数個（本実施形態では一例として１個）ごとの特徴点の間を分割波形データとしてよい。各分割波形データの時間幅は一定でなくてもよい。例えば、分割部１０２は、生体から取得される波形データのうち、生体センサ２０から取得される波形データとは別の種類の波形データ（参照波形データとも称する）で検出される特徴点の出現タイミングを用いて、生体センサ２０からの波形データの特徴点を検出してよい。参照波形データは、生体センサ２０から得られる波形データよりもノイズ、および、周期間の差異が小さくてよく、本実施形態では一例として心電波形データでよい。特徴点は、波形の極値点、変曲点またはゼロクロス点などでよい。分割部１０２は、分割波形データを分割元の波形データごとに正規化部１０３に供給してよい。

【0015】

正規化部１０３は、複数の分割波形データの時間幅を正規化する。時間幅を正規化するとは、時間幅を等しくすることでよい。正規化部１０３は、時間幅を正規化した分割波形データを判定部１０４に供給してよい。なお、正規化部１０３は必ずしも測定装置１０に備えられなくてよい。正規化部１０３が測定装置１０に備えられない場合には、分割部１０２によって生成された分割波形データがそのまま判定部１０４に供給されてよい。

【0016】

判定部１０４は、各分割波形データの有効性を判定する。取得部１０１が取得する複数の波形データにＳＮ比が異なる２つの波形データ（一例として赤外波長の波形データおよび赤色波長の波長データ）が含まれる場合には、判定部１０４はＳＮ比が高い方の波形データ（一例として赤外波長の波形データ）の各分割波形データについて有効性を判定して、ＳＮ比が高い方および低い方の両方の波形データの各分割波形データの有効性としてよい。判定部１０４は、各分割波形データの有効性を生成部１０５に供給してよい。

【0017】

生成部１０５は、複数の波形データにおける各分割波形データと、当該分割波形データの有効性とに基づいて、生体の状態を示す特徴データを生成する。本実施形態では一例として、生成部１０５は、分割部１０２から供給される分割波形データと、判定部１０４から供給される有効性とに基づいて特徴データを生成してよい。これに代えて、生成部１０５は、正規化部１０３から供給される、時間幅を正規化した分割波形データと、判定部１０４から供給される有効性とに基づいて特徴データを生成してもよい。特徴データは、生体の状態を表す代表波形データでよく、一例として整数周期分の波形データでよい。但し、特徴データは、波形データの特徴点に基づくデータなど、他のデータでもよい。生成部１０５は、特徴データを算出部１０６に供給してよい。

【0018】

算出部１０６は、特徴データに基づいて生体の状態を示すパラメータを算出する。例えばパラメータは、生体の血中酸素飽和度（ＳｐＯ_２）でよい。例えば、算出部１０６は、赤外波長の光によって得られた、測定領域内の血管量を示す信号の代表波形と、赤色波長の光によって得られた、測定領域内の血管量およびヘモグロビン量を示す信号の代表波形とから血中酸素飽和度を算出してよい。算出部１０６は、算出したパラメータを測定装置１０の外部に出力してよい。なお、算出部１０６は必ずしも測定装置１０に備えられなくてよい。算出部１０６が測定装置１０に備えられない場合には、生成部１０５によって生成された特徴データがそのまま外部に出力されてよい。

【0019】

以上の測定装置１０によれば、特徴データを生成するべく、波形データを整数周期分に分割した各分割波形データの有効性を判定するので、周期とは無関係な時間幅（一例として８～１０秒）のタイムウィンドウを逐次シフトさせて得られる時間幅分の波形データの有効性を判定する場合と異なり、特徴データを生成するためのデータの有効性を整数周期ごとに判定することができる。従って、タイムウィンドウの時間幅よりも整数周期を短くすることにより、早期に各区間のデータの有効性を判定し、有効な波形データを得ることができる。よって、パラメータを早期に算出することができる。また、或る周期内でノイズが生じた場合に当該周期を含む分割波形データのみで有効性が低く判定されて特徴データが生成されるので、タイムウィンドウを逐次シフトさせて時間幅分の波形データの有効性を判定する場合と比較して、ノイズが有効性に影響を及ぼす期間を短くすることができる。また、タイムウィンドウの時間幅よりも整数周期を短くすることにより、有効性を判定するデータ単位に含まれるノイズの影響が大きくなるため、有効性の判定精度を高めることができる。また、複数の部位で検出された波形データが取得されるので、位置による検出精度の差異に関わらず、正確な特徴データを生成することができる。よって、正確なパラメータを算出することができる。

【0020】

また、各分割波形データの時間幅が正規化されるので、周期の時間幅が変動する場合であっても分割波形データの有効性を正確に判定することができる。

【0021】

また、ＳＮ比が高い方の波形データの各分割波形データについて有効性を判定するので、ノイズの影響を受けずに有効性の判定を行うことができる。また、ＳＮ比が高い方の波形データの各分割波形データについて有効性を判定して、ＳＮ比が高い方および低い方の両方の波形データの各分割波形データの有効性とするので、別々に有効性を判定する場合と比較して負荷を軽減することができる。また、２つの波形データそれぞれの分割波形データとして、同じ周期に対応する分割波形データを有効とすることができる。

【0022】

［２．生体センサの具体構成］
図２は、生体センサ２０を示す。生体センサ２０は、４つの発光部２０１と、１つの受光部２０２とを有する。４つの発光部２０１は互いに離間して配置され、生体の異なる部位の体表から体内に赤色波長および赤外波長の光を照射する。各発光部２０１は、マイクロ秒のオーダーで光の照射タイミングを互いにずらしてよい。発光部２０１は、一例としてＬＥＤでよい。受光部２０２は、各発光部２０１から照射された光の反射光を受光して受光量に応じた信号を出力する。受光部２０２は、赤外波長の反射光の受光量によって測定領域内の血管量を示す信号を検出し、赤色波長の反射光の受光量によって測定領域内の血管量およびヘモグロビン量を示す信号を検出してよい。受光部２０２は、一例として、フォトダイオードでよいが、ＣＣＤ，ＣＭＯＳなどでもよい。

【0023】

生体センサ２０により検出される生体信号は測定領域内の血管が多いほど振れ幅が大きくなって測定精度が高くなる。そのため、例えば生体センサ２０は、測定領域内に心臓血管が含まれるよう胸部に装着されてよい。なお、図２では一例として生体センサ２０が４つの発光部２０１と１つの受光部２０２とを有することとして説明したが、発光部２０１および受光部２０２の数はこれに限らない。発光部２０１および受光部２０２の個数は同数でもよいし、受光部２０２の方が発光部２０１より多くてもよい。

【0024】

［３．測定装置の処理内容］
図３は、測定装置１０による処理内容の概要を示す。測定装置１０においては、取得部１０１によって複数の波形データＨ（一例として波形データＨ_１～Ｈ_４）が取得され、分割部１０２によって参照波形データＳＨを用いて各波形データＨが分割波形データＢＨ［０］，ＢＨ［－１］，…に分割されて、正規化部１０３によって各分割波形データＢＨ［０］，ＢＨ［－１］，…の時間幅が正規化される。なお、角括弧内の数値は、分割波形データの取得タイミングを示す変数であり、角括弧内が「０」である場合には、分割波形データが現在の最新のデータであることを示す。また、角括弧内が負の値である場合には、分割波形データが過去のデータであることを示し、例えば、分割波形データＢＨ［－１］は、最新よりも１つ前のデータである。後述の分割波形データセットＢＨＳについても同様である。

【0025】

そして、判定部１０４によって、１または複数（一例として１つ）の分割波形データＢＨを含む各分割波形データセットＢＨＳの有効性が判定され、生成部１０５により有効な分割波形データセットＢＨＳが加算されて特徴データＤが生成され、算出部１０６によってＳｐＯ_２が算出される。

【0026】

［４．測定装置の動作］
図４は、本実施形態に係る測定装置１０の動作を示すフローチャートである。測定装置１０は、ステップＳ１１～Ｓ２１の処理を実行することにより、生体の状態を示す特徴データおよびパラメータを算出する。なお、以下で説明する動作は生体センサ２０が生体に装着され測定装置１０が起動されることにより開始してよい。

【0027】

まず、ステップＳ１１において取得部１０１は、生体の複数の部位から検出された複数の波形データを取得する。本実施形態では一例として、取得部１０１は、胸部に装着された生体センサ２０における４つの発光部２０１を用いることにより、４つの部位から検出された波形データＨを取得してよい。また、取得部１０１は、４つの部位それぞれについて、赤色波長の光による波形データＨと、赤外波長の光による波形データＨとを取得してよい。取得部１０１は、生体センサ２０から逐次、生体信号を受信することで波形データＨを取得してよい。これに代えて、取得部１０１は、生体センサ２０または測定装置１０の内部に保存された生体信号をまとめて読み出すことで波形データＨを取得してもよい。

【0028】

次に、ステップＳ１３において分割部１０２は、複数の波形データＨのそれぞれを、整数周期分（本実施形態では一例として１周期分）の分割波形データＢＨに分割する。本実施形態では取得部１０１が逐次、生体信号を受信することで波形データＨを取得するため、分割部１０２は、１周期分の生体信号が取得されるごとに波形データＨから最新の分割波形データＢＨ［０］を抽出することで波形データＨを分割波形データＢＨに分割してよい。

【0029】

次に、ステップＳ１５において正規化部１０３は、複数の分割波形データＢＨの時間幅を正規化する。例えば、正規化部１０３は、複数の分割波形データＢＨのいずれか１つに合わせて、他の分割波形データＢＨの時間幅を調整してよい。なお、分割波形データＢＨが複数周期分の波形データである場合には、分割波形データＢＨの全体の時間幅を調整しても、内部の各周期分の波形データの時間幅が一定にならない場合があり得る。

【0030】

次に、ステップＳ１７において判定部１０４は、各分割波形データＢＨの有効性を判定する。判定部１０４は、少なくとも１つの分割波形データＢＨを含む各分割波形データセットＢＨＳと、当該分割波形データセットＢＨＳとは異なるｎ個の他の分割波形データセットＢＨＳとの類似度に基づいて、当該分割波形データセットＢＨＳに含まれる分割波形データＢＨの有効性を判定してよい。判定部１０４は、各分割波形データセットＢＨＳの振幅を正規化して類似度を算出してよい。一例として、判定部１０４は、一の分割波形データセットＢＨＳの振幅に他の各分割波形データセットＢＨＳの振幅を揃えて、類似度を算出してよい。

【0031】

ここで、類似度は相関係数でよい。他の分割波形データセットＢＨＳの個数「ｎ」は２以上の任意の整数でよい。各分割波形データセットＢＨＳは、同じ部位から連続して検出された複数（一例として２または３個）の分割波形データＢＨを含んでもよいし、１つの分割波形データＢＨを含んでもよい。各分割波形データセットＢＨＳ内の分割波形データＢＨの数は互いに等しくてよい。また、本実施形態では一例として、ｎ個の他の分割波形データセットＢＨＳに対する一の分割波形データセットＢＨＳの類似度（一の分割波形データセットＢＨＳについての類似度とも称する）は、ｎ個の他の分割波形データセットＢＨＳのそれぞれに対する一の分割波形データセットＢＨＳの類似度の集合の中央値であるが、集合の平均値または最頻値でもよい。

【0032】

判定部１０４は、一の分割波形データセットＢＨＳについての類似度が閾値よりも大きい場合に、当該一の分割波形データセットＢＨＳに含まれる分割波形データＢＨを有効と判定してよく、例えば、有効性の指標値を、有効であることを示す値としてよい。一例として、判定部１０４は、一の分割波形データセットＢＨＳについての類似度が閾値よりも大きい場合に、当該一の分割波形データセットＢＨＳに含まれる分割波形データＢＨの有効性の指標値を１とし、類似度が閾値よりも小さい場合に有効性の指標値を０にしてよい。これに代えて、判定部１０４は、一の分割波形データセットＢＨＳについての類似度が閾値よりも大きい場合に、類似度が大きいほど、当該一の分割波形データセットＢＨＳに含まれる分割波形データＢＨの有効性の指標値を０．５から１までの範囲内のより大きい値とし、類似度が閾値よりも小さい場合に有効性の指標値を０にしてもよい。類似度として－１から１までの範囲の相関係数を用いる場合には、閾値は一例として０．７でよい。なお、判定部１０４は、閾値を用いずに判定を行ってもよく、一の分割波形データセットＢＨＳについての類似度が大きいほど、当該一の分割波形データセットＢＨＳに含まれる部活波形データＢＨの有効性の指標値を０から１までの範囲内のより大きい値としてもよい。

【0033】

判定部１０４は、一の分割波形データセットＢＨＳ［ｉ］（但しｉは０以下の整数）と、当該一の分割波形データセットＢＨＳ［ｉ］と同じ部位から検出されたｎ個の他の分割波形データセットＢＨＳ［ｊ］，…（但しｊはｉとは異なる０以下の整数）との類似度に基づいて、当該一の分割波形データセットＢＨＳ［ｉ］に含まれる分割波形データＢＨの有効性を判定してよい。これに加えて／代えて、判定部１０４は、一の分割波形データセットＢＨＳ［ｉ］と、当該一の分割波形データセットＢＨＳ［ｉ］よりも前に検出されたｎ個の他の分割波形データセットＢＨＳ［ｋ］，…（但しｋは０より小さい整数）との類似度に基づいて、当該一の分割波形データセットＢＨＳ［ｉ］に含まれる分割波形データＢＨの有効性を判定してよい。一の分割波形データセットＢＨＳよりも他の分割波形データセットＢＨＳが前に検出されているとは、一の分割波形データセットＢＨＳ内の先頭の分割波形データＢＨよりも他の分割波形データセットＢＨＳ内の先頭の分割波形データＢＨの方が先に検出されていることでもよいし、一の分割波形データセットＢＨＳ内の全ての分割波形データＢＨよりも他の分割波形データセットＢＨＳ内の全ての分割波形データＢＨの方が先に検出されていることでもよい。本実施形態では一例として、判定部１０４は、逐次、現時点での最新の分割波形データセットＢＨＳ［０］と、過去のｎ個の分割波形データセットＢＨＳ［－１］，…との類似度に基づいて、当該分割波形データセットＢＨＳ［０］に含まれる分割波形データＢＨの有効性を判定してよい。

【0034】

分割波形データセットＢＨＳが複数の分割波形データＢＨを含む場合であって、各分割波形データセットＢＨＳが他の分割波形データセットＢＨＳと異なる分割波形データＢＨを含む場合には、判定部１０４は、当該分割波形データセットＢＨＳについての類似度に基づいて、当該分割波形データセットＢＨＳに含まれる各分割波形データＢＨの有効性を同内容に設定してよい。分割波形データセットＢＨＳが複数の分割波形データＢＨを含む場合であって、各分割波形データセットＢＨＳが他の分割波形データセットＢＨＳと一部の分割波形データＢＨを共有する場合には、判定部１０４は、当該分割波形データセットＢＨＳについての類似度に基づいて、当該分割波形データセットＢＨＳに含まれる各分割波形データＢＨのうち、先頭、末尾、または中央の分割波形データＢＨの有効性を設定してよい。これに代えて、判定部１０４は、各分割波形データセットＢＨＳについての類似度に基づいて、当該分割波形データセットＢＨＳに含まれる各分割波形データＢＨの仮の有効性を同内容に設定し、各分割波形データＢＨの有効性（ここでは最終的な有効性）を、当該分割波形データＢＨについて設定された仮の有効性の集合の中央値、平均値または最頻値としてもよい。一例として、判定部１０４は、時点（ｔ_ａ）での分割波形データセットＢＨＳ［０］（ｔ_ａ）についての類似度に基づいて、これに含まれる各分割波形データＢＨ［０］（ｔ_ａ），…の仮の有効性を同内容に設定してよい。また、判定部１０４は、時点（ｔ_ｂ）での分割波形データセットＢＨＳ［０］（ｔ_ｂ）についての類似度に基づいて、これに含まれる各分割波形データＢＨ［０］（ｔ_ｂ），…の仮の有効性を同内容に設定してよい。ここで、分割波形データセットＢＨＳ［０］（ｔ_ｂ）には分割波形データＢＨ［０］（ｔ_ａ）が含まれてよく、分割波形データＢＨ［０］（ｔ_ａ）に対しては、分割波形データセットＢＨＳ［０］（ｔ_ａ）についての類似度に基づく仮の有効性と、分割波形データセットＢＨＳ［０］（ｔ_ｂ）についての類似度に基づく仮の有効性とがそれぞれ設定されてよい。以降、同様にして判定部１０４は、各分割波形データＢＨについて、当該分割波形データＢＨを含む分割波形データセットＢＨＳごとに仮の有効性を別々に設定して、仮の有効性の集合を生成してよい。そして、判定部１０４は、各分割波形データＢＨについて、当該分割波形データＢＨを含む分割波形データセットＢＨＳの個数だけ仮の有効性が設定された場合に、その集合の中央値などを算出して有効性の値としてよい。

【0035】

判定部１０４は、いずれかの分割波形データＢＨを無効であると判定した場合に、同じタイミングで検出された各部位の分割波形データＢＨそれぞれを無効としてもよい。この場合には、ノイズの含まれている可能性の高い分割波形データが一律に無効される。

【0036】

次に、ステップＳ１９において生成部１０５は、複数の波形データＨにおける各分割波形データＢＨと、当該分割波形データＢＨの有効性とに基づいて特徴データＤを生成する。例えば、生成部１０５は、複数の分割波形データを、当該分割波形データの有効性に基づいて加算して特徴データＤを生成してよい。分割波形データを加算するとは、分割波形データの信号値を時点ごとに加算することでよい。この場合には、分割波形データＢＨと同じ整数周期分の特徴データＤを生成することができる。生成部１０５は、直近の１回のステップＳ１７において有効性が判定された分割波形データＢＨのみを加算してもよいし、過去の各回のステップＳ１７において有効性が判定された分割波形データＢＨの全てを加算してもよい。生成部１０５は、赤色波長の光による波形データＨと、赤外波長の光による波形データＨとのそれぞれについて特徴データＤを生成してよい。生成部１０５は、生体の部位ごとに特徴データＤを生成してもよいし、生体の部位によらず１つの特徴データＤを生成してもよい。

【0037】

また、生成部１０５は、複数の分割波形データＢＨを、各分割波形データＢＨの有効性の指標値に応じて重み付けしてよい。これにより、有効性の指標値に応じた特徴データを生成することができる。ここで、分割波形データＢＨを重み付けするとは、分割波形データＢＨの各信号値に重み係数を乗算することでよい。

【0038】

重み係数は、有効性の指標値と正の相関関係を有してもよいし、負の相関関係を有してもよい。これに加えて／代えて、有効性の指標値が基準値よりも低い各分割波形データＢＨ（無効な分割波形データＢＨとも称する）の重み係数はゼロに設定されてよい。また、有効性の指標値が基準値以上の分割波形データＢＨ（有効な分割波形データＢＨと称する）の重み係数は正の値とされてよい。これにより、有効な分割波形データＢＨのみを加算して特徴データＤが生成される。有効性の指標値が０から１までの範囲内の値である場合には、一例として、有効性の指標値の基準値は１でもよいし、０．５、０．７などの他の値でもよい。

【0039】

また、生体の互いに異なる部位から検出された、同じ周期に対応する複数の分割波形データＢＨのうち有効な各分割波形データＢＨの重み係数は均等に設定されてよい。例えば、４つの発光部２０１によって得られた、或る周期に対応する４つの分割波形データＢＨ内に、有効性の指標値が１（または０．５以上）である３つの分割波形データＢＨが存在する場合には、これらの分割波形データＢＨの重み係数は互いに等しく設定されてよい。これにより、有効な分割波形データＢＨの間で、特徴データへの影響を均等にすることができる。

【0040】

なお、一のタイミングに対応する各分割波形データＢＨの重み係数の総和は、他のタイミングに対応する各分割波形データＢＨの重み係数の総和と等しくてよい。例えば、一のタイミングでは１つの有効な分割波形データＢＨが存在し、他のタイミングでは４つの有効な分割波形データＢＨが存在する場合には、一のタイミングでの有効な分割波形データＢＨの重み係数は、他のタイミングでの有効な分割波形データＢＨの重み係数の４倍であってよい。

【0041】

これに代えて、各タイミングでの重み係数は、当該タイミングでの有効な分割波形データＢＨの数に応じて設定されてよい。例えば、一のタイミングでは１つの有効な分割波形データＢＨが存在し、他のタイミングでは４つの有効な分割波形データＢＨが存在する場合には、一のタイミングでの有効な分割波形データＢＨの重み係数は、他のタイミングでの有効な分割波形データＢＨの重み係数の４分の１であってよい。

【0042】

そして、ステップＳ２１において算出部１０６は特徴データに基づいて生体の状態のパラメータ（一例として生体の血中酸素飽和度（ＳｐＯ_２））を算出する。例えば、算出部１０６は、赤外波長の光によって得られた、測定領域内の血管量を示す信号の代表波形の基本周波数の振幅と、赤色波長の光によって得られた、測定領域内の血管量およびヘモグロビン量を示す信号の代表波形の基本周波数の振幅との比率から血中酸素飽和度を算出してよい。一例として、算出部１０６は、式（１）から血中酸素飽和度を算出してよい。

【0043】

ＳｐＯ_２＝ａ_１－ａ_２×Ｒ …（１）
但し、式中、「ａ_１」および「ａ_２」は定数であり、一例としてａ_１＝１１０，ａ_２＝２５である。「Ｒ」は式（２）で算出される値である。

【0044】

（ＡＣ／ＤＣ）_ｒｅｄ／（ＡＣ／ＤＣ）_ｉｒ …（２）
但し、式中「（ＡＣ／ＤＣ）_ｒｅｄ」は、赤色波長の光によって得られた代表波形の基本周波数の振幅を、代表波形のオフセット量で割った値である。同様に、「（ＡＣ／ＤＣ）_ｉｒ」は、赤外波長の光によって得られた代表波形の基本周波数の振幅を、代表波形のオフセット量で割った値である。

【0045】

算出部１０６は、特徴データＤが生体の部位ごとに生成された場合にはパラメータを生体の部位ごとに算出してよく、特徴データＤが生体の部位によらず１つのみ生成された場合にはパラメータを１つのみ算出してよい。算出部１０６によりパラメータが算出されると、測定装置１０は上述のステップＳ１１に処理を移行してよい。

【0046】

以上の動作によれば、少なくとも１つの分割波形データＢＨを含む分割波形データセットＢＨＳ同士の類似度に基づいて、分割波形データセットＢＨＳに含まれる分割波形データＢＨの有効性が判定されるので、ノイズを含む分割波形データセットＢＨＳでは類似度が低くなり、ノイズを含まない分割波形データセットＢＨＳでは類似度が高くなる結果、ノイズを含まない分割波形データセットＢＨＳの分割波形データＢＨの有効性を高く判定することができる。

【0047】

また、分割波形データセットＢＨＳと、複数の他の分割波形データセットＢＨＳそれぞれとの類似度の集合の中央値を当該分割波形データセットＢＨＳについての類似度とするので、集合の平均値を用いる場合と異なり、ノイズを含む分割波形データセットＢＨＳの存在によって類似度が影響を受けてしまうのを防止することができる。

【0048】

また、一の分割波形データセットＢＨＳについての類似度が閾値よりも大きい場合に、当該一の分割波形データセットＢＨＳに含まれる分割波形データＢＨを有効と判定するので、ノイズを含まない分割波形データＢＨを高精度に有効とすることができる。

【0049】

また、一の分割波形データセットＢＨＳと、当該一の分割波形データセットＢＨＳと同じ部位から検出された複数の他の分割波形データセットＢＨＳとの類似度に基づいて、当該一の分割波形データセットＢＨＳに含まれる分割波形データＢＨの有効性を判定するので、一の分割波形データセットＢＨＳにおけるノイズの有無を高精度に検出することができる。その結果、ノイズを含む分割波形データセットＢＨＳを高精度に検出して有効性を低く判定することができる。

【0050】

また、分割波形データセットＢＨＳには、同じ部位から連続して検出された複数の分割波形データＢＨが含まれるので、相関係数の算出において各分割波形データセットＢＨＳの振幅が正規化されることで極値点でのノイズの影響が小さくなってしまうのを防止することができる。従って、ノイズを含む分割波形データセットＢＨＳを高精度に検出して有効性を低く判定することができる。

【0051】

また、一の分割波形データセットＢＨＳと、当該一の分割波形データセットＢＨＳよりも前に検出された複数の他の分割波形データセットＢＨＳとの類似度に基づいて、当該一の分割波形データセットＢＨＳに含まれる分割波形データＢＨの有効性を判定するので、後に検出された他の分割波形データセットＢＨＳとの類似度に基づいて有効性を判定する場合と比較して、判定結果を早期に得ることができる。また、生体の他の部位で同タイミングで検出された他の分割波形データセットＢＨＳとの類似度に基づいて有効性を判定する場合と比較して、生体の活動により各部位に同タイミングで生じるノイズを高精度に検出することができるため、ノイズを含む分割波形データセットＢＨＳを高精度に検出して有効性を低く判定することができる。

【0052】

また、有効性の指標値が基準値よりも低い各分割波形データＢＨの重み係数がゼロであるので、有効な分割波形データＢＨのみを用いて特徴データを生成することができる。

【0053】

［５．動作例］
図５は、分割波形データＢＨの有効性の判定手法を示す。本実施形態では一例として、判定部１０４は、最新の分割波形データセットＢＨＳ［０］と、過去のｎ個の分割波形データセットＢＨＳ［－１］，…ＢＨＳ［－ｎ］との相関係数に基づいて、分割波形データセットＢＨＳ［０］の有効性を判定する。例えば、分割波形データセットＢＨＳ［０］と、分割波形データセットＢＨＳ［－１］，…ＢＨＳ［－ｎ］のそれぞれとの相関係数の中央値が０．８であり、相関係数の閾値が０．７である場合には、分割波形データセットＢＨＳ［０］は有効と判定されてよい。

【0054】

図６は、分割波形データセットＢＨＳに含まれる分割波形データＢＨの数と、有効性の判定結果との関係を示す。ここで、図中の左上には、１つの分割波形データＢＨを含む分割波形データセットＢＨＳ［０］，ＢＨＳ［－１］を示し、図中の左下には、分割波形データセットＢＨＳ［０］，ＢＨＳ［－１］を重ねた状態を示す。また、図中の右上には、２つの分割波形データＢＨ'を含む分割波形データセットＢＨＳ'［０］，ＢＨＳ'［－１］を示し、図中の右下には、分割波形データセットＢＨＳ'［０］，ＢＨＳ'［－１］を重ねた状態を示す。なお、図中の左上、右上の波形データＨは同一であり、左側の波形データＨにおける分割波形データＢＨ［０］と、右側の波形データＨにおける分割波形データＢＨ'［－１］とには、極値点でノイズが生じている。

【0055】

図中の左側に示されるように、分割波形データセットＢＨＳに含まれる分割波形データＢＨの数が１である場合には、相関係数の算出において各分割波形データセットＢＨＳの振幅が正規化されることで、極値点でのノイズの影響が小さくなってしまう。そのため、分割波形データセットＢＨＳ［０］内のノイズが検出されずに、分割波形データＢＨ［０］の有効性が高く判定され得る。

【0056】

これに対し、図中の右側に示されるように、分割波形データセットＢＨＳ'に含まれる分割波形データＢＨ'の数が複数である場合には、相関係数の算出において各分割波形データセットＢＨＳ'の振幅が正規化されても、極値点でのノイズの影響が小さくならない。そのため、分割波形データセットＢＨＳ'［０］内のノイズが検出されて、分割波形データＢＨ［－１］の有効性が低く判定される。

【0057】

図７は、分割波形データＢＨの正規化を示す。ここで、図中の左上には時間幅が正規化されていない２つの分割波形データＢＨ［０］，ＢＨ［－１］を示し、図中の左下には、分割波形データＢＨ［０］，ＢＨ［－１］を重ねた状態を示す。また、図中の右上には時間幅が正規化された分割波形データＢＨ［０］，ＢＨ［－１］を示し、図中の右下には、それらを重ねた状態を示す。

【0058】

本実施形態では一例として、分割部１０２は、各波形データＨにおいて繰り返し生じる各極小点の間を分割波形データＢＨとしており、分割波形データＢＨ同士の時間幅は一定でない。例えば図７では、図中の左上に示されるように、分割波形データＢＨ［０］，ＢＨ［－１］は互いに時間幅が異なる。これらの分割波形データＢＨ［０］，ＢＨ［－１］はノイズを含んでおらず、ＳｐＯ_２を算出するのに有効であるものの、そのまま判定部１０４に供給されると、図中の左下に示されるように、両者の相関が低く算出されて分割波形データＢＨ［０］の有効性が低く判定され得る。

【0059】

これに対し、図中の右上，右下に示されるように、正規化部１０３が分割波形データＢＨ［０］，ＢＨ［－１］の時間幅を正規化すると、両者の相関が高く算出されて、判定部１０４では分割波形データＢＨ［０］の有効性が高く判定される。これにより、周期が変動する場合であっても分割波形データＢＨの有効性を正確に判定することができる。

【0060】

［６．変形例］
図８は、変形例に係る生成部１０５および算出部１０６の処理内容を示す。

【0061】

本変形例において生成部１０５は、図中の左側に示すように、有効な分割波形データＢＨを並べて特徴データＤを生成する。例えば、生成部１０５は、無効な分割波形データＢＨ［－１］を除去し、各分割波形データＢＨを詰めて並べることで特徴データＤを生成してよい。これにより、分割波形データＢＨを複数並べた特徴データを生成することができる。生成部１０５は生体の部位ごとに特徴データＤを生成してもよいし、まとめて１つの特徴データＤを生成してもよい。

【0062】

また、図中の右側に示すように、本変形例において算出部１０６は、分割波形データＢＨを並べた特徴データＤに高速フーリエ変換（ＦＦＴ，Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行うことにより、基本周波数の振幅（図中のＡＣ振幅）および代表波形のオフセット量（図中のＰｏｗｅｒ）を算出してＳＰＯ_２を算出してよい。

【0063】

［７．その他の変形例］
なお、上記の実施形態では、生体センサ２０は測定領域内の血管量および／またはヘモグロビン量を示す生体信号を検出することとして説明したが、他の種類の生体信号を検出してもよい。例えば、生体センサ２０は生体の複数の部位で心筋の活動電位を生体信号として検出してよい。一例として生体センサ２０は、四肢および胸部における複数の部位から活動電位を検出してよい。この場合には、取得部１０１は波形データとして１２誘導心電図のデータを取得してよい。また、算出部１０６は、脈拍数をパラメータとして算出してよい。

【0064】

また、本発明の様々な実施形態は、フローチャートおよびブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、（１）操作が実行されるプロセスの段階または（２）操作を実行する役割を持つ装置のセクションを表わしてよい。特定の段階およびセクションが、専用回路、コンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、および／またはコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタルおよび／またはアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）および／またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、論理ＡＮＤ、論理ＯＲ、論理ＸＯＲ、論理ＮＡＮＤ、論理ＮＯＲ、および他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のようなメモリ要素等を含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。

【0065】

コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（ＲＴＭ）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

【0066】

コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＳｍａｌｌｔａｌｋ、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。

【0067】

コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して提供され、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。

【0068】

図９は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。コンピュータ２２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられる操作または当該装置の１または複数のセクションとして機能させることができ、または当該操作または当該１または複数のセクションを実行させることができ、および／またはコンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係るプロセスまたは当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ２２００に、本明細書に記載のフローチャートおよびブロック図のブロックのうちのいくつかまたはすべてに関連付けられた特定の操作を実行させるべく、ＣＰＵ２２１２によって実行されてよい。

【0069】

本実施形態によるコンピュータ２２００は、ＣＰＵ２２１２、ＲＡＭ２２１４、グラフィックコントローラ２２１６、およびディスプレイデバイス２２１８を含み、それらはホストコントローラ２２１０によって相互に接続されている。コンピュータ２２００はまた、通信インタフェース２２２２、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６、およびＩＣカードドライブのような入／出力ユニットを含み、それらは入／出力コントローラ２２２０を介してホストコントローラ２２１０に接続されている。コンピュータはまた、ＲＯＭ２２３０およびキーボード２２４２のようなレガシの入／出力ユニットを含み、それらは入／出力チップ２２４０を介して入／出力コントローラ２２２０に接続されている。

【0070】

ＣＰＵ２２１２は、ＲＯＭ２２３０およびＲＡＭ２２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ２２１６は、ＲＡＭ２２１４内に提供されるフレームバッファ等またはそれ自体の中にＣＰＵ２２１２によって生成されたイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス２２１８上に表示されるようにする。

【0071】

通信インタフェース２２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ２２２４は、コンピュータ２２００内のＣＰＵ２２１２によって使用されるプログラムおよびデータを格納する。ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６は、プログラムまたはデータをＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１から読み取り、ハードディスクドライブ２２２４にＲＡＭ２２１４を介してプログラムまたはデータを提供する。ＩＣカードドライブは、プログラムおよびデータをＩＣカードから読み取り、および／またはプログラムおよびデータをＩＣカードに書き込む。

【0072】

ＲＯＭ２２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ２２００によって実行されるブートプログラム等、および／またはコンピュータ２２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入／出力チップ２２４０はまた、様々な入／出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入／出力コントローラ２２２０に接続してよい。

【0073】

プログラムが、ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１またはＩＣカードのようなコンピュータ可読媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読媒体から読み取られ、コンピュータ可読媒体の例でもあるハードディスクドライブ２２２４、ＲＡＭ２２１４、またはＲＯＭ２２３０にインストールされ、ＣＰＵ２２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ２２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置または方法が、コンピュータ２２００の使用に従い情報の操作または処理を実現することによって構成されてよい。

【0074】

例えば、通信がコンピュータ２２００および外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース２２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース２２２２は、ＣＰＵ２２１２の制御下、ＲＡＭ２２１４、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１、またはＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ処理領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、またはネットワークから受信された受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ処理領域等に書き込む。

【0075】

また、ＣＰＵ２２１２は、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６（ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイルまたはデータベースの全部または必要な部分がＲＡＭ２２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ２２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ２２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックする。

【0076】

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、およびデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプの操作、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ２２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ２２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ２２１２は、第１の属性の属性値が指定される、条件に一致するエントリを当該複数のエントリの中から検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

【0077】

上で説明したプログラムまたはソフトウェアモジュールは、コンピュータ２２００上またはコンピュータ２２００近傍のコンピュータ可読媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバーシステム内に提供されるハードディスクまたはＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ２２００に提供する。

【0078】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0079】

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

【符号の説明】

【0080】

１ 測定システム、１０ 測定装置、２０ 生体センサ、１０１ 取得部、１０２ 分割部、１０３ 正規化部、１０４ 判定部、１０５ 生成部、１０６ 算出部、２０１ 発光部、２０２ 受光部、２２００ コンピュータ、２２０１ ＤＶＤ－ＲＯＭ、２２１０ ホストコントローラ、２２１２ ＣＰＵ、２２１４ ＲＡＭ、２２１６ グラフィックコントローラ、２２１８ ディスプレイデバイス、２２２０ 入／出力コントローラ、２２２２ 通信インタフェース、２２２４ ハードディスクドライブ、２２２６ ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ、２２３０ ＲＯＭ、２２４０ 入／出力チップ、２２４２ キーボード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】