特許 7313747 小動物の生体情報取得方法、生体情報取得プログラム、及び生体情報取得装置

(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】2023-07-14

(45)【発行日】2023-07-25

(54)【発明の名称】小動物の生体情報取得方法、生体情報取得プログラム、及び生体情報取得装置

(51)【国際特許分類】

   A01K 29/00 20060101AFI20230718BHJP

【ＦＩ】

A01K29/00 C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022524076

(86)(22)【出願日】2021-11-19

(86)【国際出願番号】 JP2021042616

(87)【国際公開番号】W WO2022118683

(87)【国際公開日】2022-06-09

【審査請求日】2022-05-24

(31)【優先権主張番号】P 2020201373

(32)【優先日】2020-12-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2021035903

(32)【優先日】2021-03-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】520477429

【氏名又は名称】合同会社画像技術研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100186129

【弁理士】

【氏名又は名称】滝川 水大

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 雅人

(72)【発明者】

【氏名】津村 徳道

(72)【発明者】

【氏名】飯島 典生

【審査官】吉田 英一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－６４４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１０７２４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００９６４３９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】永田尚志、田中貴久、南正樹、本田新九郎，非接触センシングによる脈派推定技術，電子情報通信学会技術研究報告，日本，一般社団法人電気情報通信学会，2020年01月18日，Vol. 119, No. 391，pp. 35 - 40

【文献】津村徳道，カメラによる生体情報の非接触計測に基づく情動モニタリング，千葉大学ベンチャービジネスラボラトリー年報，日本，ベンチャービジネスラボラトリー，2019年03月，No. 19，pp. 7 - 10

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｋ ２９／００

Ａ６１Ｂ ５／０２

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＭＥＤＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

四足歩行する小動物がいる位置よりも下側から前記小動物を撮影し、前記小動物の手部及び／又は足部の画像情報を取得するステップと、
取得した前記画像情報から前記小動物の手部及び／又は足部の色に関する信号情報を抽出するステップと、
抽出した前記信号情報を信号処理することで前記小動物の生体情報を取得するステップと、を有する、
ことを特徴とする小動物の生体情報取得方法。

【請求項2】

前記小動物の手部及び／又は足部の色に関する信号情報を抽出するステップでは、前記画像情報からＲＧＢ信号を取得し、取得した前記ＲＧＢ信号からＲ信号、Ｇ信号、及びＢ信号の各信号のうち少なくとも１つを抽出する、
ことを特徴とする請求項１記載の小動物の生体情報取得方法。

【請求項3】

前記小動物の手部及び／又は足部の色に関する信号情報を抽出するステップでは、前記ＲＧＢ信号から前記Ｇ信号を抽出し、
前記小動物の生体情報取得するステップでは、抽出した前記Ｇ信号を信号処理することで前記小動物の生体情報を取得する、
ことを特徴とする請求項２記載の小動物の生体情報取得方法。

【請求項4】

前記小動物の生体情報を取得するステップでは、少なくとも前記小動物の呼吸及び心拍に関する情報を取得する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の小動物の生体情報取得方法。

【請求項5】

前記小動物が収容される収容部の一部であって、光が透過する底面部に光を入射するステップを有し、
前記小動物の手部及び／又は足部の画像情報を取得するステップでは、光が入射されている状態の前記底面部に接触している前記小動物の手部及び／又は足部の画像情報を取得する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の小動物の生体情報取得方法。

【請求項6】

四足歩行する小動物がいる位置よりも下側から前記小動物を撮影し、前記小動物の手部及び／又は足部の画像情報を取得するステップと、
取得した前記画像情報から前記小動物の手部及び／又は足部の色に関する信号情報を抽出するステップと、
抽出した前記信号情報を信号処理することで前記小動物の生体情報を取得するステップと、をコンピュータに実行させる、
ことを特徴とする小動物の生体情報取得プログラム。

【請求項7】

四足歩行する小動物を収容する収容部と、
前記収容部よりも下側に配置され、前記収容部内に収容された前記小動物を撮影することで、前記小動物の手部及び／又は足部の画像情報を取得する画像情報取得部と、
取得した前記画像情報から前記小動物の手部及び／又は足部の色に関する信号情報を抽出する信号情報抽出部と、
抽出した前記信号情報を信号処理することで前記小動物の生体情報を取得する生体情報取得部と、を備える、
ことを特徴とする小動物の生体情報取得装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えばマウスなどの小動物の生体情報を取得する生体情報取得方法、生体情報取得プログラム、及び生体情報取得装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、様々な研究や開発を行う過程において、例えばマウスやラットなどの小動物を用いた実験が行われることが知られている。そのような動物実験にあっては、例えば脈拍など、被験体であるマウスの生体情報を取得する必要がある。従来にあっては、専用の装置をマウスの体内に埋め込み、その埋め込んだ装置によってマウスの生体情報を取得するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

しかし、上述のマウス体内の装置から生体情報を取得する手法では、装置をマウスの体内に埋め込むためにマウスの体の一部を切開する必要がある。そのため、マウスに肉体的な負担をかけるだけでなく動物福祉の観点からも好ましくはない。

【0004】

また、マウスに麻酔をかけて麻酔下にあるマウスの生体情報を取得する方法や（例えば、非特許文献１参照）、マウスの尻尾部分からマウスの生体情報を取得する手法もある（例えば、非特許文献２参照）。

【0005】

しかし、マウスに麻酔をかける方法では、マウスが麻酔薬による身体的な影響をうけるおそれがある。また、マウスの尻尾部分から生体情報を取得する方法では、マウスを袋の中に入れ、マウスの行動を制限（拘束した）した状態で尻尾部分から生体情報を取得するようになっている。そのため、行動が制限されたことでマウスがストレスを感じ、行動が制限されていない状態のときとは異なる値となってしまう。その結果、マウスがストレスを感じていないときの生体情報を取得することができないおそれがある。

【0006】

ところで、近年にあっては、例えば人の顔などの肌（皮膚）を映した画像から被写体の生体情報を取得する技術が案出されている（例えば、特許文献２参照）。そこで、その行動が制限されることなくケージ内にいるマウスの背中部分の体毛を剃ることで皮膚を露出させる。そして、その露出した背中の皮膚部をカメラで撮影し、その画像からケージ内のマウスの生体情報を取得する方法も考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１９－０９２５３２号公報

【文献】特開２００７－０５０１４４号公報

【非特許文献】

【0008】

【文献】バイオリサーチセンター株式会社ホームページ「小動物用バイタルサインシステム」（２０２０年１１月１日検索）＜https://product.brck.co.jp/index.php/maker/h/harvardapparatus/vitalmonitoring＞

【文献】株式会社ソフトロンホームページ「実験動物血圧計測」（２０２０年１１月１日検索）＜http://www.softron-tokyo.co.jp/seihin.html＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、上述のマウスの背中の皮膚部の画像から生体情報を取得する方法では、マウスがケージ内を自由に動くことができる。そのため、例えば、マウスが立ち上がるなど、マウスの動きによっては露出させた背中の皮膚部をカメラで撮影することができず、マウスの生体情報を取得することがなくなってしまうおそれもある。

【0010】

そこで本発明は上記課題を解決するべく行われたものであり、小動物の動きに影響を受けることなく、小動物にストレスを与えずにその生体情報を取得する生体情報取得方法、生体情報取得プログラム、及び生体情報取得装置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】

【0011】

本発明は、四足歩行する小動物がいる位置よりも下側から前記小動物を撮影し、前記小動物の手部及び／又は足部の画像情報を取得するステップと、取得した前記画像情報から前記小動物の手部及び／又は足部の色に関する信号情報を抽出するステップと、抽出した前記信号情報を信号処理することで前記小動物の生体情報を取得するステップと、を有する。

【0012】

また、前記小動物の手部及び／又は足部の色に関する信号情報を抽出するステップでは、前記画像情報からＲＧＢ信号を取得し、取得した前記ＲＧＢ信号からＲ信号、Ｇ信号、及びＢ信号の各信号のうち少なくとも１つを抽出する。

【0013】

また、前記小動物の手部及び／又は足部の色に関する信号情報を抽出するステップでは、前記ＲＧＢ信号から前記Ｇ信号を抽出し、前記小動物の生体情報取得するステップでは、抽出した前記Ｇ信号を信号処理することで前記小動物の生体情報を取得する。

【0014】

また、前記小動物の生体情報を取得するステップでは、少なくとも前記小動物の呼吸及び心拍に関する情報を取得する。

【0015】

また、前記小動物が収容される収容部の一部であって、光が透過する底面部に光を入射するステップを有し、前記小動物の手部及び／又は足部の画像情報を取得するステップでは、光が入射されている状態の前記底面部に接触している前記小動物の手部及び／又は足部の画像情報を取得する。

【0016】

本発明は、四足歩行する小動物がいる位置よりも下側から前記小動物を撮影し、前記小動物の手部及び／又は足部の画像情報を取得するステップと、取得した前記画像情報から前記小動物の手部及び／又は足部の色に関する信号情報を抽出するステップと、抽出した前記信号情報を信号処理することで前記小動物の生体情報を取得するステップと、をコンピュータに実行させる。

【0017】

本発明は、四足歩行する小動物を収容する収容部と、前記収容部よりも下側に配置され、前記収容部内に収容された前記小動物を撮影することで、前記小動物の手部及び／又は足部の画像情報を取得する画像情報取得部と、取得した前記画像情報から前記小動物の手部及び／又は足部の色に関する信号情報を抽出する信号情報抽出部と、抽出した前記信号情報を信号処理することで前記小動物の生体情報を取得する生体情報取得部と、を備える。

【発明の効果】

【0018】

本発明によると、小動物の動きに影響を受けることなく、小動物にストレスを与えずにその生体情報を取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得装置の全体図である。

【図2】本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得装置を構成するサーバ装置のブロック図である。

【図3】本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得装置を構成するサーバ装置の制御部のブロック図である。

【図4】本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得方法のフローを示す図である。

【図5】本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得装置で撮影されたマウスの足部の画像を示した図である。

【図6】本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得装置の全体図である。

【図7】本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得装置を構成するサーバ装置の制御部のブロック図である。

【図8】本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得方法のフローを示す図である。

【図9】本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得装置の全体図である。

【図10】本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得装置の全体図である。

【図11】本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得装置で撮影されたマウスの足部の画像を示した図である。

【図12】本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得システムの全体構成を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態にかかる小動物の生体情報取得する際の取得方法、及びその際に用いられる生体情報取得装置について図１～１２図を参照しつつ説明する。

【0021】

（生体情報取得装置の構成）
まずは、本実施の形態にかかる生体情報取得装置１について説明する。

【0022】

生体情報取得装置１は、図１に示すように、収容部１０、画像情報取得部２０、照明部３０、及び情報処理部４０を有して構成されている。

【0023】

＜収容部＞
収容部１０は、生体情報を取得する小動物を収容するためのものであってケージ１０で構成されている。本実施の形態では、ケージ１０内に小動物であるラットやマウスＭを入れるようになっている。以下、マウスＭの生体情報を取得する場合を例として説明する。

【0024】

前記ケージ１０は、その上面部１１が開口されて略直方体の形状で形成されており、開口された上面部１１側からケージ１０内にマウスＭを出し入れするようになっている。また、ケージ１０は、４つの側面部１２，１３，１４，１５及び底面部１６のそれぞれが透明なガラス板で構成されている。これにより、ケージ１０の側面の外側及びケージ１０の底面の外側からでもケージ１０内にいるマウスＭを視認することができるようになっている。

【0025】

ケージ１０の底面部１６の四隅のそれぞれには、ケージ１０を支持するための脚部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが設けられている。前記脚部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄは、直方体の形状で形成され、底面部１６に対して対向する方向（ケージ１０の下側方向）に向かって延設されている。この脚部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの存在によってケージ１０は、所定の高さに位置するようになっている。これにより、ケージ１０の底面部１６と、図示はしないがケージ１０が置かれた載置台の載置面との間に所定の間隔ができることになる。

【0026】

＜画像情報取得部＞
画像情報取得部２０は、マウスＭの画像を取得するものであってＲＧＢカメラ２０で構成されている。ここでＲＧＢカメラ２０とは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、及びＢ（青）の各色に対応する波長領域の光強度に感度を有する検出素子を複数備え、画像情報を取得することができるものである。

【0027】

ＲＧＢカメラ２０は、図１に示すように、ケージ１０の底面部１６とケージ１０が置かれた載置面との間に配置される。即ち、ケージ１０の底面部１６の下方側に配置される。また、前記ＲＧＢカメラ２０は、ケージ１０内にいるマウスＭの腹部側を撮影するため、カメラのレンズ部２０ａがケージ１０の底面部１６側方向に向いた状態で配置される。

【0028】

＜照明部＞
照明部３０は、ケージ１０内のマウスＭを照らすためのものであってＬＥＤライトで構成されている。前記ＬＥＤライト３０は、ケージ１０の底面部１６とケージ１０が置かれた載置面との間であって、ＲＧＢカメラ２０の左右側方に配置される。そして、ＬＥＤライト３０は、ケージ１０の底面部１６側からケージ１０内のマウスＭを照らすようになっている。

【0029】

なお、本実施の形態では、照明部３０をＬＥＤライトで構成したが赤外線ランプでマウスＭを照らすようにしてもよい。マウスＭは可視光に反応することから、可視光による影響をマウスＭが受けることを避けたい場合には赤外線ランプでマウスＭを照らすのが好適である。

【0030】

＜情報処理部＞
情報処理部４０は、上記ＲＧＢカメラ２０で撮像したマウスＭの画像情報などを処理するためのものであってパーソナルコンピュータ（以下、単にパソコンという）４０で構成されている。前記パソコン４０は、様々な情報の処理や記憶を行うサーバ装置４１と、様々な画像を表示する表示装置としてのディスプレイ４２とを有して構成されている。

【0031】

サーバ装置４１には、上記ＲＧＢカメラ２０やディスプレイ４２が接続される。そして、サーバ装置４１にはＲＧＢカメラ２０から画像情報が入力されるようになっている。また、サーバ装置４１には、図示はしないが、ＲＧＢカメラ２０やディスプレイ４２以外にもキーボードやプリンターなど様々な装置が接続されるようになっている。

【0032】

サーバ装置４１は、図２に示すように、制御部４１０、記憶部４２０、通信部４３０、及び電源部４４０などを有して構成されている。

【0033】

制御部４１０は、サーバ装置４１の動作や、サーバ装置４１に接続されたＲＧＢカメラ２０の動作や、ディスプレイ４２の動作の制御など、生体情報取得装置１の全体の動作を制御するものである。

【0034】

制御部４１０は、プロセッサーであるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）や、メモリであるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを有して構成されている。

【0035】

記憶部４２０は、例えば、半導体メモリであるＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などで構成され、制御部４１０で取得された情報を記憶するものである。

【0036】

通信部４３０は、例えば、他のサーバ装置などネットワークを介して外部装置と通信するものである。

【0037】

電源部４４０は、制御部４１０からの指示により、電源オン状態、電源オフ状態などの状態に応じてサーバ装置４１を構成する各部位に電源を供給するものである。そして、制御部４１０、記憶部４２０、及び通信部４３０は、図示はしないがそれぞれ内部バスによって接続されている。

【0038】

また、サーバ装置４１には、図示はしないが、ＵＳＢメモリなど外付け情報記憶媒体などを接続するための接続部なども設けられている。

【0039】

制御部４１０は、図３に示すように、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されている情報処理プログラムをＲＡＭにロードして実行することで、画像情報読込部４１１、画像情報特定部４１２、信号情報抽出部４１３、信号情報平滑化部４１４、信号情報フィルタ部４１５、信号情報ピーク検出部４１６、及び生体情報算出部４１７などとして機能する。

【0040】

画像情報読込部４１１は、サーバ装置４１と接続されたＲＧＢカメラ２０に撮影を実行させるとともに、ＲＧＢカメラ２０が撮影により取得した画像（動画）を制御部４１０に読み込む（取得する）処理を行うものである。

【0041】

画像情報特定部４１２は、制御部４１０に読み込まれた画像情報のうち、信号情報抽出部４１３によって信号を抽出する画像情報を特定する処理を行うものである。

【0042】

具体的には画像情報特定部４１２は、ＲＧＢカメラ２０で撮影された動画のうち、一定時間マウスＭが動かない静止状態にある動画を自動的に特定するようになっている。さらに画像情報特定部４１２は、マウスＭの腹部側の画像からマウスの足部（足の裏）Ｌの画像を自動的に特定するようになっている。

【0043】

なお、本実施の形態では、画像情報特定部４１２が自動的に静止状態の画像やマウスＭの足部Ｌの画像を特定するようにしたがこれに限らない。キーボードなどによる操作信号に基づいて画像を特定するようにしてもよい。即ち、手動でそれらの画像を特定するようにしてもよい。

【0044】

信号情報抽出部４１３は、画像情報特定部４１２によって特定されたマウスＭの足部Ｌの画像におけるＲＧＢ信号のうちから、本発明の所定の信号であるＧ信号を抽出する処理を行うものである。なお、ここでＧ信号とは、緑成分画像信号のことをいい、Ｒ信号が赤成分画像信号、及びＢ信号が青成分画像信号を意味するものである。

【0045】

信号情報平滑化部４１４は、信号情報に含まれる、いわゆるノイズと称される不要な信号を除去する処理を行うものである。

【0046】

信号情報フィルタ部４１５は、特定の周波数の信号を抽出する処理を行うものである。信号情報フィルタ部４１５は、メモリに記憶されたバンドパスフィルタプログラムを用いて信号の抽出処理を行うようになっている。

【0047】

信号情報ピーク検出部４１６は、周期的に変化する信号のピークを検出する処理を行うものである。

【0048】

生体情報算出部４１７は、信号情報ピーク検出部４１６によって検出された信号のピークとピークとの間隔からマウスＭの様々な生体情報を算出する処理を行うものである。

【0049】

本実施の形態では、上記信号情報平滑化部４１４、信号情報フィルタ部４１５、信号情報ピーク検出部４１６、及び生体情報算出部４１７が本発明の生体情報取得部を構成している。

【0050】

（マウスの生体情報の取得方法）
次いで、生体情報取得装置１を用いたマウスＭの生体情報の取得方法について図４を参照しながら説明する。

【0051】

マウスＭの画像を取得するため、ケージ１０内にいるマウスＭをＲＧＢカメラ２０で撮影する（ＳＴＥＰ１０、以下、単にＳ〇〇という）。

【0052】

ＲＧＢカメラ２０は、上述のように、ケージ１０の底面部１６の下方側に配置され、そのレンズ部２０ａは、ケージ１０の底面部１６方向に向かっている。そのため、ＲＧＢカメラ２０での撮影は、マウスＭの下側からであって、マウスＭの腹部側を撮影するものとなる。

【0053】

ＲＧＢカメラ２０によって撮影されるマウスＭの画像情報は、主にマウスＭの腹部を映した画像（動画）となる。また、そのマウスＭの腹部を映した画像には、マウスＭの足部Ｌの画像も含まれ、その足部Ｌの画像は、ケージ１０の底面部１６に接しているマウスＭの足の裏を映した画像である（図５参照）。

【0054】

なお、人間とマウスＭとは心拍数が異なることから、マウスＭを撮影する際のＲＧＢカメラ２０のフレームレート（ｆｐｓ）は、例えば２５０ｆｐｓ程度とし、人を撮影するときのフレームレート（６０ｆｐｓ程度）よりも大きくする。

【0055】

ＲＧＢカメラ２０によってマウスＭの画像が撮影されると、その画像情報は、ＲＧＢカメラ２０からサーバ装置４１に送られる。サーバ装置４１に送られたマウスＭの画像情報は、画像情報読込部４１１による読み込み処理によって制御部４１０のメモリに読み込まれる（記憶される）（Ｓ２０）。

【0056】

マウスＭの画像情報がサーバ装置４１に読み込まれると、画像情報特定部４１２は、読み込まれた動画からマウスＭが一定期間の間に亘って静止状態にある動画を特定する。また、画像情報特定部４１２は、特定した動画からマウスＭの足部Ｌである足の裏部分を特定する。さらに、画像情報特定部４１２は、図５に示すように、特定した足の裏の画像のうちから信号を抽出する画像領域Ｒを特定するようにもなっている（Ｓ３０）。

【0057】

信号を抽出するための画像領域Ｒが特定されると、信号情報抽出部４１３は、その画像領域からＧ信号を抽出する（Ｓ４０）。具体的には、高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理、または、ウェーブレット変換（Ｗａｖｅｌｅｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）処理の実施によって画像領域Ｒから得られる各信号成分を確認する。

【0058】

Ｇ信号が抽出されると、信号情報平滑化部４１４は、抽出された（確認された）Ｇ信号から不要な信号情報を除去することでＧ信号の平滑化処理を行う（Ｓ５０）。

【0059】

Ｇ信号が平滑化されると、信号情報フィルタ部４１５は、平滑化されたＧ信号について特定の周波数の信号を抽出するバンドパスフィルタ処理を行う（Ｓ６０）。具体的には、当該処理において、マウスＭの呼吸信号及び心拍信号のそれぞれを抽出するようになっている。

【0060】

バンドパスフィルタ処理が行われ、マウスＭの呼吸信号及び心拍信号が抽出されると、信号情報ピーク検出部４１６は、周期的に変化する呼吸信号及び心拍信号のピークを検出する（Ｓ７０）。

【0061】

上述のように、マウスＭの呼吸信号及び心拍信号のピークが検出されると、生体情報算出部４１７は、単位時間あたりのピーク数からマウスＭの呼吸数や心拍数を算出する。さらに生体情報算出部４１７は、ピークとピークとの間隔からマウスＭの呼吸変動や心拍変動などの様々な生体情報を算出するようになっている（Ｓ８０）。

【0062】

検出された呼吸数や心拍数などのマウスＭの各種生体情報は、メモリ内に記憶され、ディスプレイ４２などに表示されるようになっている。

【0063】

上述のように、マウスＭの足部Ｌの画像からマウスＭの呼吸数や心拍数などの生体情報を算出するようにした。これにより、例えば、呼吸数や心拍数などを算出するための心電計をマウスＭの体内に埋め込む必要がないためマウスＭの体を切開することがない。この結果、マウスＭに身体的な負担やストレスを与えることなくマウスＭの呼吸数や心拍数などの生体情報を算出することができる。

【0064】

また、マウスＭの画像を撮影する際には、マウスＭの腹部側を撮影するようにした。これにより、マウスＭの腹部側の画像とともにマウスＭの足部Ｌを撮影することができる。この結果、マウスＭを撮影するとマウスＭの呼吸数や心拍数などを算出するのに必要な足部Ｌの画像を取得することができる。

【0065】

また、透明なガラス板で構成されたケージ１０の底面部１６の下方側にＲＧＢカメラ２０を配置するとともに、ケージ１０内にいるマウスＭの位置よりも下側からマウスＭを撮影するようにした。これにより、ケージ１０の底面部１６に接しているマウスＭの手部（手のひら）や足部（足の裏）ＬをＲＧＢカメラ２０で撮影することができ、また、その足部Ｌの画像からマウスＭの呼吸数や心拍数などを算出することができる。この結果、足部Ｌを撮影するためにマウスＭを固定するなどマウスＭの動きを制限しなくても呼吸数や心拍数などを算出することができるので、ストレスを与えることなく自然な状態にあるマウスＭの生体情報を算出することができる。また、ケージ１０内では、マウスＭの足部Ｌは常に底面部１６と接している。そのため、例えば、マウスＭが立ち上がったとしても底面部１６と接している足部Ｌの画像からマウスＭの呼吸数や心拍数など算出することができる。これにより、ケージ１０内のマウスＭの動き影響を受けることなくマウスＭの生体情報を算出することができる。

【0066】

なお、本実施の形態では、ＲＧＢカメラ２０でマウスＭの足部Ｌを撮影するようにしたがこれに限らない。マウスの脈波が検出できる信号を抽出できる画像を撮ることができるものあれば何れのものであってもよい。例えば、赤外線カメラでマウスＭの足部Ｌを撮影し、赤外線からマウスＭの呼吸数や心拍数などを算出するようにしてもよい。特に、マウスＭは可視光に反応するため、マウスＭに与える光の影響を抑えたいときには有効である。

【0067】

また、本実施の形態では、画像情報から抽出したＧ信号に基づきマウスＭの生体情報を算出するようにしたがこれに限らない。例えば、Ｒ信号若しくはＢ信号に基づいてマウスＭの生体情報を算出するようにしてもよく、または、Ｒ信号、Ｇ信号、及びＢ信号の各信号を組み合わせてマウスＭの生体情報を算出してもよい。

【0068】

また、本実施の形態では、Ｇ信号からマウスＭの呼吸数や心拍数、及び呼吸変動や心拍変動を算出するがこれに限らない。例えば、ＲＧＢ信号や赤外線から血圧、血液中の酸素飽和度、ビリルビン値などの様々なマウスＭの生体情報を算出することもできる。

【0069】

また、本実施の形態では、ＲＧＢカメラ２０で撮影された画像からマウスＭの足部Ｌを特定し、その足部Ｌの画像からマウスＭの呼吸数や心拍数数などを算出するようにしたがこれに限らない。例えば、画像からマウスＭの手部（手のひら）を特定し、その手部若しくは足部Ｌ又はその両方からマウスＭの呼吸数や心拍数などの生体情報を算出するようにしてもよい。即ち、マウスＭの手部または足部Ｌであれば何れの部位の画像であってもよい。

【0070】

また、本実施の形態では、サーバ装置４１に接続されたＲＧＢカメラ２０でマウスＭの足部Ｌを撮影し、撮影によって取得された画像からマウスＭの呼吸数や心拍数などを算出するようにしたがこれに限らない。例えば、生体情報取得装置１以外のカメラによって撮影されたマウスの足部Ｌの画像情報をインターネットやＵＳＢメモリを介してサーバ装置４１に取り込み、取り込んだその画像情報からマウスＭの呼吸数や心拍数などの生体情報を算出するようにしてもよい。

【0071】

また、本実施の形態では、ケージ１０の底面部１６の下側にカメラ２０を配置することで、ケージ１０内にいるマウスＭの下側からマウスＭの腹部側を撮影するようにしたがこれに限らない。手部及び足部Ｌを含むマウスＭの腹部側を撮影することができれば何れのものであってよい。例えば、ケージ１０の底面部１６の下側に鏡などの反射体を配置する。そして、ケージ１０の上側から（マウスＭの上から）鏡に映ったマウスＭの手部、足部Ｌを含む腹部側部分をＲＧＢカメラ２０で撮影するようにしてもよい。

【0072】

また、本実施の形態では、生体情報を取得する小動物についてマウスＭを例として説明したがこれに限らない。例えば、犬や猫などの動物であってもよい。即ち、ケージ１０内に入れた際に手のひらや足の裏などの皮膚部分が底面部１６と接するものであれば何れのものであってもよい。

【0073】

本発明は、上述した本実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲における変形も含むものである。以下、本実施の形態の変形例について説明する。ただし、以下に説明する変形例については、既に説明した本実施の形態と異なる点についてのみ説明するものとし、同一の構成については同一の符号を付してその説明は省略するものとする。

【0074】

（変形例１）
（生体情報取得装置の構成）
本変形例１にかかる生体情報取得装置１Ａの画像情報取得部２１は、複数のＲＧＢカメラで構成されており、本変形例１は、図６に示すように、５つのＲＧＢカメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅで構成されている。ＲＧＢカメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅは、ケージ１０の底面部１６の全体を撮影することができるように、底面部１６のそれぞれ４隅及び中心付近に配置されている。

【0075】

また、制御部４１０は、図７に示すように、マウス位置特定部４１８として機能するようにもなっている。マウス位置特定部４１８は、ＲＧＢカメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅの画像から、ケージ１０内におけるマウスＭの位置を特定する処理を行うものである。

【0076】

（マウスの生体情報の取得方法）
次いで、生体情報取得装置１を用いたマウスＭの生体情報の取得方法について図８を参照しながら説明する。

【0077】

本変形例１では、５つのＲＧＢカメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅによってマウスＭの画像情報が取得されると（Ｓ１０）、その画像情報からマウスＭがケージ１０内のどこにいるかを特定するようになっている（Ｓ２１）。そして、マウスＭの位置を特定した後、マウスＭの生体情報を取得するようになっている（Ｓ３０～Ｓ８０）。

【0078】

上述のように、複数のＲＧＢカメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅでマウスＭを撮影することでケージ１０内におけるマウスＭの位置を特定できるようにした。これにより、ケージ１０内におけるマウスＭの行動を観察することができる。また、ケージ１０内におけるマウスＭがいる位置に応じて呼吸数や心拍数などを算出することもできるので、マウスＭの行動に応じた生体情報を取得することができる。

【0079】

なお、本変形例１では、ケージ１０の底面部１６の下方側に５つのＲＧＢカメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅを配置したがこれに限らない。例えば、３つのＲＧＢカメラを配置したり、８つのＲＧＢカメラを配置したりしてもよい。即ち、複数のＲＧＢカメラでケージ１０内の底面部１６の全体を映すことができればよく、配置する場所やカメラの数を自由に設定することができる。

【0080】

（変形例２）
（生体情報取得装置の構成）
本変形例２にかかる生体情報取得装置１Ｂの画像情報取得部２２は、複数のＲＧＢカメラで構成されている。本変形例２は、上述の変形例１と同様にケージ１０の底面部１６の全体を撮影することができるように、底面部１６のそれぞれ４隅及び中心付近に５つのＲＧＢカメラ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅが配置されている。さらに、画像情報取得部２２は、図９に示すように、ケージ１０の上側にもＲＧＢカメラ２２ｆが配置されている。

【0081】

そして、ケージ１０の上側に配置されたＲＧＢカメラ２２ｆは、ケージ１０内にいるマウスＭを撮影するためにレンズ部２２ｆａがケージ１０側方向に向いた状態で配置されている。このように、本変形例２では、ＲＧＢカメラ２２ｆでケージ１０内のマウスを上側からも撮影するようになっている。即ち、本変形例２では、ケージ１０内のマウスＭについて上下方向から撮影する。

【0082】

そして、本変形例２では、ケージ１０の下側に配置されたＲＧＢカメラ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅで撮影されたマウスＭの足部Ｌの画像から呼吸数や心拍数などを算出する。また、本変形例２では、ケージ１０の上側に配置されたＲＧＢカメラ２２ｆで撮影されたマウスＭの画像からケージ１０内のマウスＭの行動の軌跡を特定する。そして、その軌跡からケージ１０内のマウスＭの運動量などを算出するようになっている。

【0083】

上述のように、ケージ１０の下側に配置されたＲＧＢカメラ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅで撮影された画像からマウスＭの呼吸数や心拍数などを算出するとともに、ケージ１０の上側に配置されたＲＧＢカメラ２２ｆで撮影された画像からマウスＭの運動量を算出するようにした。これにより、マウスＭの呼吸数や心拍数などの生体情報と、マウスＭの運動量などの生体情報とを同時に計測することができる。この結果、マウスＭの呼吸数や心拍数と運動量とを組み合わせて計測することができるので、様々な生体情報に基づいてマウスＭの観察を行うことができる。

【0084】

なお、本変形例２では、ケージ１０の上側にＲＧＢカメラ２２ｆを１つ配置するように構成したがこれに限らない。例えば、４つのＲＧＢカメラを配置するようにしてもよい。即ち、ケージ１０内のマウスＭの行動の軌跡を特定することができればよく、配置する場所やカメラの数を自由に設定することができる。

【0085】

（変形例３）
（生体情報取得装置の構成）
本変形例３にかかる生体情報取得装置１Ｃは、ケージ１０の底面部（ケージ１０の底板）１６がアクリル板で構成されている。また、そのアクリル板で構成された底面部１６の側面部の一端部側には、図１０に示すように、ＬＥＤランプ１６０が設けられている。

【0086】

ＬＥＤランプ１６０は、図示しないが、その発光部が底面部１６の側面部と面する（接する）ように設けられており、ＬＥＤランプ１６０は、底面部１６の側面部側から底面部１６内を照らすようになっている。これにより、ＬＥＤランプ１６０の光が底面部１６であるアクリル板内のみに入るようになっている。

【0087】

本変形例３では、アクリル板内にのみ光を入れるためにＬＥＤランプ１６０が設けられている。このようにＬＥＤランプ１６０の光をアクリル板内にのみ入れることで、底面部１６の表面部に接する接触部分のみが発光し、それ以外の非接触部分については発光しないようになっている。

【0088】

そして、本変形例３では、底面部（アクリル板）１６内にＬＥＤランプ１６０から光が入光している状態でケージ１０内にマウスＭを入れる。すると、底面部１６の表面部は、マウスＭが接触する部分が発光するとともに、それ以外の部分については発光しないようになっている。例えば、ケージ１０内のマウスＭの足部Ｌは、底面部１６の表面部と接するようになっている。そして、足部Ｌの接触部分については（例えば、足の裏の部分）、図１１に示すように、ＬＥＤランプ１６０の光によって底面部１６と接している部分についてのみ発光する（ＬＥＤランプ１６０によって照らされる）ようになっている。

【0089】

上述のように、ＬＥＤランプ１６０を発光させ、底面部１６を構成するアクリル板内にのみにＬＥＤランプ１６０の光を入光させることで、マウスＭをケージ１０に入れた際に、例えば足の裏などマウスＭの底面部１６と接する部分について光をあてる（発光させる）ことができる。これにより、底面部１６と接するマウスＭの皮膚部分に光が入るので、マウスＭの脈波などの生体情報を取得することが容易となる。

【0090】

また、ケージ１０内のマウスＭに対しては、底面部１６と接する部分についてのみ光があたり、それ以外の部分については光があたらないので、例えば、マウスＭの目には光があたらない。これにより、ＬＥＤランプ１６０による光の影響をマウスＭに与えるのを抑えることができる。この結果、光による影響を抑え、より精度の高いマウスＭの生体情報を取得することが可能となる。

【0091】

また、底面部１６と接する足部Ｌや手部のみが発光するので、発光する足部Ｌや手部を追跡することが容易となるとともに、発光する足部Ｌや手部を追跡することでマウスＭの行動履歴を取得しやすくなる。

【0092】

なお、本変形例３では、底面部１６の側面部の一端部にＬＥＤランプ１６０を設けたがこれに限らない。底面部１６の側面部の両端側や、底面部１６の側面部の全てにＬＥＤランプ１６０を設けてもよい。即ち、底面部１６であるアクリル板内のみに光を入れることができるものであれば何れのものであってもよい。

【0093】

また、本変形例３では、底面部１６をアクリル板で構成したがこれに限らない。例えば、ポリカーボネートやウレタンやガラスなどで構成してもよい。即ち、底面部１６にＬＥＤランプ１６０の光を入れることで、底面部１６にマウスＭの足部Ｌや手部が接した際に、その足部Ｌなどの接触部分が発光するものであれば何れのものであってもよい。

【0094】

（変形例４）
また、図１２に示すように、異なる地域や場所にある複数の生体情報取得装置１についてインターネットを介して接続することでマウスＭの生体情報を取得するためのシステムＳを構築してもよい。

【0095】

上述のように、複数の生体情報取得装置１についてインターネットを介して繋ぐことで、異なる場所にいる複数のマウスＭの生体情報を取得することができる。

【0096】

本発明を上述の実施の形態で説明したがこれに限定されるものではない。本発明の目的を達成し得る範囲内において、変形、変更、及び各構成要件の組み合わせの変更などを行なうことが可能である。

【符号の説明】

【0097】

Ｍ 小動物（マウス）
１ 生体情報取得装置
２０ 画像情報取得部（ＲＧＢカメラ）
４１３ 信号情報抽出部
４１４ 生体情報取得部（信号情報平滑化部）
４１５ 生体情報取得部（信号情報フィルタ部）
４１６ 生体情報取得部（信号情報ピーク検出部）
４１７ 生体情報取得部（生体情報算出部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】