(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】2023-10-10
(45)【発行日】2023-10-18
(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 20060101AFI20231011BHJP
A61B 5/1455 20060101ALI20231011BHJP
A61B 5/02 20060101ALI20231011BHJP
【ＦＩ】
A61B5/029
A61B5/1455
A61B5/02 310A
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2019197598
(22)【出願日】2019-10-30
(65)【公開番号】P2021069615
(43)【公開日】2021-05-06
【審査請求日】2022-09-22
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和元年、国立研究開発法人日本医療研究開発機構、「医療分野研究成果展開事業 産学連携医療イノベーション創出プログラム」「心不全治療を変革する多機能血行動態モニタ」委託研究開発、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(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】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】逆井 一宏
(72)【発明者】
【氏名】赤松 学
(72)【発明者】
【氏名】小澤 秀明
(72)【発明者】
【氏名】梅川 英之
(72)【発明者】
【氏名】湯川 浩平
【審査官】▲高▼原 悠佑
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１６６１５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－３４４３６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－３３４４２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１２００６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２２９１９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２３１０１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２９０１７４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１４／１０２８６０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平０９－２２０２０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】研究課題情報 心不全治療を変革する多機能血行動態モニタ，2023年04月11日，[online]，[令和5年4月11日検索],インターネット
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ５／００－５／０３
Ａ６１Ｂ ５／０６－５／２２
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
プロセッサを備え、前記プロセッサは、
被測定者の胴体よりも末端側の部位である末端部位の温度を検出し、
前記末端部位内にある測定部位で測定された、前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の変化に基づき、酸素が前記被測定者の体内に取り込まれてから血液を介して前記測定部位に到達するまでの時間を示す酸素循環時間を推定し、
前記推定した酸素循環時間を用いて前記被測定者の拍出量を測定する際、前記末端部位の温度が予め定めた基準温度未満の場合に、拍出量の測定結果に対する警告を出力する
生体情報測定装置。
【請求項2】
前記プロセッサは、前記被測定者の拍出量の測定が完了するまでに前記警告を出力した場合、測定者から拍出量の測定を中止するか否かを指示する選択情報を受け付け、中止が指示された場合には以降の処理を中止し、継続が指示された場合には拍出量の測定を実行する請求項１記載の生体情報測定装置。
【請求項3】
前記プロセッサは、前記被測定者の拍出量の測定を中止した後に、前記警告を出力する請求項１記載の生体情報測定装置。
【請求項4】
前記プロセッサは、測定した前記被測定者の拍出量と共に、前記警告を出力する請求項１記載の生体情報測定装置。
【請求項5】
前記プロセッサは、前記被測定者の拍出量の表示色を変えることで、前記警告の内容を通知する請求項４記載の生体情報測定装置。
【請求項6】
前記プロセッサは、前記被測定者の拍出量と共に出力する音を変えることで前記警告の内容を通知する請求項４記載の生体情報測定装置。
【請求項7】
前記プロセッサは、前記被測定者の拍出量と共に前記警告の内容を文字で出力する請求項４記載の生体情報測定装置。
【請求項8】
前記警告の内容が、測定した拍出量の信頼度を表す請求項５～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】
前記末端部位の温度を検出する温度センサと、前記被測定者の生体に関する情報を表示する表示装置を備え、前記プロセッサは、前記温度センサから前記被測定者における前記末端部位の温度を取得すると共に、測定した前記被測定者の拍出量及び前記警告を前記表示装置に表示させる
請求項１～請求項８の何れか１項に記載の生体情報測定装置。
【請求項10】
コンピュータに、被測定者の胴体よりも末端側の部位である末端部位の温度を検出し、
前記末端部位内にある測定部位で測定された、前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の変化に基づき、酸素が前記被測定者の体内に取り込まれてから血液を介して前記測定部位に到達するまでの時間を示す酸素循環時間を推定し、
前記推定した酸素循環時間を用いて前記被測定者の拍出量を測定する際、前記末端部位の温度が予め定めた基準温度未満の場合に、拍出量の測定結果に対する警告を出力する処理を実行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。
【0003】
非特許文献１には、心係数とＬＦＣＴとの関連性が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】再表２０１５－１９０４１３号
【非特許文献】
【0005】
【文献】Kazuya Hosokawa, Shin-ichi Ando, Takeshi Tohyama, Tomomi Kiyokawa , Yumi Tanaka, Hideki Otsubo, Ryo Nakamura , Toshiaki Kadokami , Takaya Fukuyama "Estimation of nocturnal cardiac output by automated analysis of circulation time derived from polysomnography" International Journal of Cardiology 181(2015) 14-16.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
被測定者の酸素循環時間を測定し、例えば拍出量のように酸素循環時間と相関がある被測定者の生体情報を推定することがある。しかしながら、従来の測定では同じ被測定者であっても測定毎に酸素循環時間がばらつくことがあり、結果として酸素循環時間と相関がある被測定者の生体情報の測定値にもばらつきが生じることがあった。
【0007】
これに対して、今回、被測定者の酸素循環時間は、酸素循環時間を測定する測定部位の温度の影響を受け、その結果、酸素循環時間と相関がある生体情報の測定精度が低下するという知見が得られた。したがって、酸素循環時間と相関がある生体情報を測定する場合、測定した生体情報がどの程度の測定精度を有しているのかユーザに通知することが好ましい。
【0008】
本発明は、ユーザに対して酸素循環時間と相関がある生体情報の測定精度に対する警告を出力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】
【0009】
上記目的を達成するために、第１態様に係る生体情報測定装置は、プロセッサを備え、前記プロセッサは、被測定者の胴体よりも末端側の部位である末端部位の温度を検出し、前記末端部位内にある測定部位で測定された、前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の変化に基づき、酸素が前記被測定者の体内に取り込まれてから血液を介して前記測定部位に到達するまでの時間を示す酸素循環時間を推定し、前記推定した酸素循環時間を用いて前記被測定者の拍出量を測定する場合に、前記末端部位の温度に基づき、拍出量の測定結果に対する警告を出力する。
【0010】
第２態様に係る生体情報測定装置は、第１態様に係る生体情報測定装置において、前記プロセッサは、前記末端部位の温度が予め定めた基準温度未満の場合に前記警告を出力する。
【0011】
第３態様に係る生体情報測定装置は、第２態様に係る生体情報測定装置において、前記プロセッサは、前記被測定者の拍出量の測定が完了するまでに前記警告を出力した場合、測定者から拍出量の測定を中止するか否かを指示する選択情報を受け付け、中止が指示された場合には以降の処理を中止し、継続が指示された場合には拍出量の測定を実行する。
【0012】
第４態様に係る生体情報測定装置は、第２態様に係る生体情報測定装置において、前記プロセッサは、前記被測定者の拍出量の測定を中止した後に、前記警告を出力する。
【0013】
第５態様に係る生体情報測定装置は、第１態様に係る生体情報測定装置において、前記プロセッサは、測定した前記被測定者の拍出量と共に、前記警告を出力する。
【0014】
第６態様に係る生体情報測定装置は、第５態様に係る生体情報測定装置において、前記プロセッサは、前記被測定者の拍出量の表示色を変えることで、前記警告の内容を通知する。
【0015】
第７態様に係る生体情報測定装置は、第５態様に係る生体情報測定装置において、前記プロセッサは、前記被測定者の拍出量と共に出力する音を変えることで前記警告の内容を通知する。
【0016】
第８態様に係る生体情報測定装置は、第５態様に係る生体情報測定装置において、前記プロセッサは、前記被測定者の拍出量と共に前記警告の内容を文字で出力する。
【0017】
第９態様に係る生体情報測定装置は、第６態様～第８態様の何れかの態様に係る生体情報測定装置において、前記警告の内容が、測定した拍出量の信頼度を表す。
【0018】
第１０態様に係る生体情報測定装置は、第１態様～第９態様の何れかの態様に係る生体情報測定装置において、前記末端部位の温度を検出する温度センサと、前記被測定者の生体に関する情報を表示する表示装置を備え、前記プロセッサは、前記温度センサから前記被測定者における前記末端部位の温度を取得すると共に、測定した前記被測定者の拍出量及び前記警告を前記表示装置に表示させる。
【0019】
第１１態様に係る生体情報測定プログラムは、コンピュータに、被測定者の胴体よりも末端側の部位である末端部位の温度を検出し、前記末端部位内にある測定部位で測定された、前記被測定者の血中酸素濃度を表す値の変化に基づき、酸素が前記被測定者の体内に取り込まれてから血液を介して前記測定部位に到達するまでの時間を示す酸素循環時間を推定し、前記推定した酸素循環時間を用いて前記被測定者の拍出量を測定する場合に、前記末端部位の温度に基づき、拍出量の測定結果に対する警告を出力する処理を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【0020】
第１態様及び第１１態様によれば、ユーザに対して酸素循環時間と相関がある生体情報の測定精度に対する警告を出力することができる、という効果を有する。
【0021】
第２態様によれば、末端部位の温度と基準温度を比較すれば、警告を出力するか否かを判定することができる、という効果を有する。
【0022】
第３態様によれば、拍出量の測定を継続するか否かを測定者が選択することができる、という効果を有する。
【0023】
第４態様によれば、拍出量の測定を中止したことを通知することができる、という効果を有する。
【0024】
第５態様によれば、測定した拍出量の取り扱いについて注意喚起を促すことができる、という効果を有する。
【0025】
第６態様によれば、警告の内容を表す専用領域を設けなくても、拍出量の表示だけで警告の内容を通知することができる、という効果を有する。
【0026】
第７態様によれば、警告の内容を画面に表示することなく通知することができる、という効果を有する。
【0027】
第８態様によれば、音を出しづらい環境下であっても、警告の内容を通知することができる、という効果を有する。
【0028】
第９態様によれば、測定された拍出量をどの程度信頼してよいのかの目安を知ることができる、という効果を有する。
【0029】
第１０態様によれば、温度センサ及び表示装置を別途用意することなく、生体情報測定装置のみで拍出量の測定と警告の表示を行うことができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】血流情報及び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の一例を示すグラフである。
【図3】ヘモグロビンによる吸光度特性の一例を示すグラフである。
【図4】拍出量と酸素循環時間の関係性を説明する模式図である。
【図5】ＬＦＣＴの測定原理を説明する模式図である。
【図6】心係数とＬＦＣＴの対応関係の一例を示した図である。
【図7】生体情報測定装置における回路構成の概要の一例を示す回路ブロック図である。
【図8】生体情報測定装置における発光素子及び受光素子の配置の一例を示す図である。
【図9】生体情報測定装置における発光素子及び受光素子の配置に対する他の例を示す図である。
【図10】受光素子における出力電圧のサンプリングタイミングの一例を示すグラフである。
【図11】生体情報測定装置の機能構成例を示すブロック図である。
【図12】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13】表示画面の一例を示す図である。
【図14】選択ダイアログの一例を示す図である
【図15】生体情報測定処理の変形例における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】
【0031】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の一例について詳細に説明する。なお、同じ構成要素及び同じ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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
心拍出量が基準値より低下すると、例えば左室駆出率が低下するタイプの心不全や脱水など血液量が低下した状態であることが示唆されるなど、心拍出量は様々な心臓疾患の検査、または投薬効果の確認に利用されている。
【0035】
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て測定する方法がある。
【0036】
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、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。
【0037】
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血中の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。ここで血中の酸素飽和度とは、血中酸素濃度を表す値の一例であり、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。以降では、血中の酸素飽和度を単に「酸素飽和度」ということにする。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値である。
【0038】
まず、図１を参照して、生体情報のうち、酸素飽和度の測定方法について説明する。
【0039】
図１に示すように、酸素飽和度は、被測定者の体(「生体８」という)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等で反射または透過した光の強さ、すなわち反射光または透過光の受光量を用いて測定される。
【0040】
【0041】
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している。
【0042】
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。
【0043】
（数１）
【0044】
ΔＡ＝ｌｎ(Ｉb／Ｉa)・・・（１）
【0045】
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λred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λIRを表す。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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Ｓｐが算出される。なお、（２）式においてｋは比例定数である。
【0049】
（数２）
【0050】
Ｓｐ＝ｋ(ΔＡRed／ΔＡIR)・・・（２）
【0051】
すなわち、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による反射光また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、または、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。
【0052】
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。
【0053】
（数３）
【0054】
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）
【0057】
ΔＡ＝ｌｎ(Ｉb／Ｉa)＝ｌｎ(１＋(Ｉb-Ｉa)／Ｉa) ・・・（４）
【0058】
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。
【0059】
（数５）
【0060】
ΔＡ≒(Ｉb-Ｉa)／Ｉa ・・・（５）
【0061】
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とを区別する場合、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。
【0062】
こうした測定方法によれば、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。
【0063】
なお、酸素飽和度は、被測定者の胴体よりも末端側の末端部位、例えば頭、腕、及び足で測定される。こうした末端部位のうち、発光素子１からＩＲ光及び赤色光が照射され、酸素飽和度の測定対象となる部位を、特に「測定部位」という。
【0064】
次に、図４を参照して、心臓からの血液の拍出量と相関がある指標の一例である酸素循環時間について説明する。
【0065】
酸素循環時間とは、被測定者が呼吸をすることで、酸素が被測定者の体内に取り込まれてから血液を介して酸素飽和度の測定部位に到達するまでの時間のことをいう。また、ここでいう拍出量には、上述の心拍出量に限らず、１回拍出量、心係数等も含まれる。なお、心拍出量とは、心臓の単位時間（例えば１分）当たりの収縮によって動脈へ拍出される血液量で定義される。１回拍出量とは、心臓の１回の収縮によって動脈へ拍出される血液量で定義される。心係数とは、各々の被測定者における体格の差を補正するために、心拍出量を被測定者の体表面積で割った値で定義される。
【0066】
酸素循環時間のうち、酸素が被測定者の肺から手の指先に到達するまでに要する時間を、特にＬＦＣＴ(Lung to Finger Circulation Time)という。ＬＦＣＴを測定するためには、被測定者の手の指先を酸素飽和度の測定部位とする。以降では、単に「指先」と記載している場合、被測定者の手の指先のことを表しているものとする。
【0067】
酸素循環時間を測定する測定部位は、被測定者の末端部位であればどこでもよいが、以降では、被測定者の指先における酸素飽和度から酸素循環時間の一例であるＬＦＣＴを測定する例について説明することにする。
【0068】
また、図４に示すように拍出量とＬＦＣＴとは相関がある。例えば拍出量の一例である心拍出量をＣＯとした場合、心拍出量ＣＯは、一例として以下に示す（６）式により算出される。
【0069】
（数６）
【0070】
ＣＯ＝（ａ０×Ｓ）／ＬＦＣＴ・・・（６）
【0071】
ここで、ａ０は予め定めた定数、Ｓは被測定者の体表面積（ｍ2）であり、ＬＦＣＴの単位は秒である。このように拍出量と相関のあるＬＦＣＴは、上述した酸素飽和度の変化から測定される。
【0072】
図５は、ＬＦＣＴの測定原理を示した図である。なお、図５において、縦軸は酸素飽和度の逆数を表し、横軸は時間を表す。図５に示すようにＬＦＣＴは、一定期間呼吸を停止した後に呼吸を再開した時点から、酸素飽和度が回復し始めたことを示す変曲点までの時間を測定することで得られる。呼吸を再開した時点とは、呼吸を再開した時刻を含む予め定めた期間内の時刻のことであり、呼吸を再開した時点は時間的な幅を持つ。
【0073】
このようにして測定されるＬＦＣＴと心係数(Cardiac Index:ＣＩ)の間には、非特許文献１によって反比例の関係が成り立つことが示されている。
【0074】
一方、図６は、複数の被測定者における各々のＬＦＣＴを実測した場合の、心係数とＬＦＣＴの対応関係の一例を示した図である。図６の横軸がＬＦＣＴを表し、縦軸が心係数を表す。図６において点線で示した曲線は、非特許文献１から得られる理論上の心係数とＬＦＣＴの対応関係を表す推定曲線９５である。
【0075】
図６における各点は、被測定者の各々について心係数の真値が予め判明している前提の下で被測定者のＬＦＣＴを測定し、被測定者の心係数の真値と測定したＬＦＣＴの対応関係を示した測定点である。図６における各々の測定点がそれぞれ異なる被測定者の測定結果を示している。
【0076】
測定点が推定曲線９５に近いほど、精度よくＬＦＣＴの測定が行われていることを表すが、実際には測定点が推定曲線９５から外れている被測定者も存在する。
【0077】
この状況を検討するため、発明者は各々の測定点をＬＦＣＴの測定部位である指先の温度が基準温度Ｔd未満であるか否かに着目して、被測定者を２つの群に分類してみた。図６において、三角形で示される測定点９２が、指先の温度が基準温度Ｔd未満であった被測定者の測定点を表し、四角形で示される測定点９３が、指先の温度が基準温度Ｔd以上であった被測定者の測定点を表している。
【0078】
これにより、発明者は、指先の温度が基準温度Ｔd以上である被測定者群（Ａ群という）の測定点９３は、推定曲線９５に沿って分布している一方、指先の温度が基準温度Ｔd未満である被測定者群（Ｂ群という）の測定点９２は、Ａ群に属する被測定者の測定点９３よりも推定曲線９５から外れて分布する傾向があるとの知見を得た。
【0079】
更に、発明者は、Ｂ群に属する被測定者の指先の温度と測定点９２の分布について検討してみたところ、指先の温度が基準温度Ｔdより低くなるほど、測定したＬＦＣＴが心係数の真値から得られる被測定者の理論上のＬＦＣＴよりも長くなることで、理論上のＬＦＣＴと被測定者の実測したＬＦＣＴとのずれが大きくなり、測定点９２が推定曲線９５から外れる度合いが測定点９３よりも高くなるとの知見を得た。
【0080】
これは、測定部位を含む被測定者の末端部位の温度が低下している状態では、末端部位における末梢血管が収縮し、血液が末梢血管を流れにくくなる一方、被測定者の末端部位の温度が高くなるにしたがって、末端部位における末梢血管が拡大し、血液が末梢血管を流れやすくなるためであると推定される。したがって、被測定者の末端部位の温度が低くなるにしたがって、被測定者の肺から指先まで酸素が到達するのに要する時間、すなわちＬＦＣＴが長くなる傾向が見られるようになるものと考えられる。
【0081】
換言すれば、測定した被測定者のＬＦＣＴが理論上のＬＦＣＴに近づくように、末端部位の温度に応じてＬＦＣＴを補正すれば、末端部位の温度を加味することなく測定したＬＦＣＴを用いて被測定者の拍出量を測定する場合と比較して、拍出量の測定精度が高まることになる。
【0082】
ここでは一例として、測定部位の温度に基づく被測定者の心係数の真値と測定したＬＦＣＴの対応関係について説明したが、心拍出量は心係数に被測定者の体表面積を乗じた値であり、１回拍出量は心拍出量を心拍数で割った値であることから、測定部位の温度に基づく心拍出量の真値と測定したＬＦＣＴの対応関係、及び測定部位の温度に基づく１回拍出量の真値と測定したＬＦＣＴの対応関係についても同様の知見が得られることになる。更に、ＬＦＣＴは酸素循環時間の一例であることから、上記の説明におけるＬＦＣＴを指先以外の末端部位で測定した酸素循環時間に読み替えてもよい。
【0083】
図７は、末端部位の温度に応じて測定したＬＦＣＴを補正する生体情報測定装置１０における回路構成の概要の一例を示す回路ブロック図である。
【0084】
図７に示すように、生体情報測定装置１０は発光素子１Ａ、発光素子１Ｂ、受光素子３、発光制御部１２、駆動回路１４、増幅回路１６、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換回路１８、温度センサ１９、制御部２０、及び表示ユニット２２を含む。
【0085】
このうち、発光素子１Ａ、発光素子１Ｂ、受光素子３、増幅回路１６、及び温度センサ１９は生体情報測定装置１０のセンサ部９に組み込まれ、被測定者の測定部位に装着される。また、発光制御部１２、駆動回路１４、Ａ／Ｄ変換回路１８、制御部２０、及び表示ユニット２２は生体情報測定装置１０の本体部２に組み込まれる。生体情報測定装置１０のセンサ部９と本体部２は有線または無線の通信回線で接続され、相互に通信を行って被測定者の拍出量を測定する。
【0086】
なお、生体情報測定装置１０のセンサ部９と本体部２にそれぞれ含まれる回路ブロックの分け方は一例であり、例えば増幅回路１６を生体情報測定装置１０の本体部２に含めてもよい。
【0087】
生体情報測定装置１０のセンサ部９は、外部光が入力しないように被測定者の末端部位に密着するように取り付けられる。本実施形態に係るセンサ部９は一例として、被測定者の指先に取り付けられるが、足の指先や耳たぶといった被測定者の他の末端部位に取り付けてもよい。なお、生体情報測定装置１０のセンサ部９と本体部２を分離させずに、同じ筐体内で一体的に構成するようにしてもよい。
【0088】
発光制御部１２は、発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂに駆動電力を供給する電力供給回路を含む駆動回路１４に、発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂの発光周期及び発光期間を制御する制御信号を出力する。なお、発光制御部１２は、制御部２０の一部として実現してもよい。
【0089】
駆動回路１４は、発光制御部１２からの制御信号を受け付けると、制御信号で指示された発光周期及び発光期間に従って、発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂに駆動電力を供給し、発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂを駆動する。
【0090】
受光素子３は、発光素子１Ａから受光したＩＲ光に対応する受光信号と、発光素子１Ｂから受光した赤色光に対応する受光信号を出力する。
【0091】
増幅回路１６は、受光素子３が出力した各々の光の強さに応じた受光信号を、Ａ／Ｄ変換回路１８の入力電圧範囲として規定される電圧レベルまで増幅する。
【0092】
Ａ／Ｄ変換回路１８は、増幅回路１６で増幅した電圧を入力として、当該電圧の大きさで表される受光素子３の受光量を数値化して出力する。
【0093】
制御部２０は、生体情報測定装置１０に係る各機能を担うプロセッサの一例であるＣＰＵ(Central Processing Unit)２０Ａ、コンピュータを生体情報測定装置１０として機能させる生体情報測定プログラムを記憶するＲＯＭ(Read Only Memory)２０Ｂ、及びＣＰＵ２０Ａの一時的な作業領域として使用されるＲＡＭ(Random Access Memory)２０Ｃを備える。
【0094】
表示ユニット２２は、ＣＰＵ２０Ａによって処理された情報、具体的には被測定者の酸素飽和度の変化、ＬＦＣＴ、及び拍出量等の被測定者の生体情報を表示する表示装置の一例である。表示ユニット２２には、例えば液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display：ＬＣＤ)や有機ＥＬ(Electro Luminescence)ディスプレイ等が用いられる。
【0095】
なお、生体情報測定装置１０の本体部２にはボタン等の入力デバイスが配置されており、表示ユニット２２にはタッチパネルが取り付けられているが、必ずしも表示ユニット２２にタッチパネルが取り付けられている必要はない。ＣＰＵ２０Ａは、ボタン等の押下状況からユーザの指示を把握し、ユーザの指示に基づいて生体情報測定装置１０の制御を行う。なお、ユーザとは、生体情報測定装置１０の測定を行う測定者のことであり、例えば被測定者及び医療従事者が含まれる。
【0096】
図８は、生体情報測定装置１０のセンサ部９における発光素子１Ａ、発光素子１Ｂ、受光素子３、及び温度センサ１９の配置例を示す図である。
【0097】
図８に示すように、発光素子１Ａ、発光素子１Ｂ、受光素子３、及び温度センサ１９は、生体８（この場合、被測定者の指先）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、毛細血管６で反射された発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂの光を受光する。
【0098】
なお、発光素子１Ａ、発光素子１Ｂ、及び受光素子３の配置は、図８の配置例に限定されない。例えば図９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、被測定者の生体８を挟んで対向する位置に配置してもよい。この場合、受光素子３は、生体８を透過した発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂの光を受光する。
【0099】
発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂには面発光レーザ素子が用いられるが、端面発光レーザ素子を用いてもよい。また、発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂの各々から照射される光はレーザ光でなくてもよい。例えば発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂに、発光ダイオード(Light-Emitting Diode:ＬＥＤ)または有機発光ダイオード(Organic Light-Emitting Diode:ＯＬＥＤ)を用いてもよい。
【0100】
図１０は、受光素子３が出力した出力電圧のサンプリングタイミングの一例を示すグラフである。図１０において、丸印の位置がサンプリングタイミングを表しており、図１０の縦軸は受光素子３の出力電圧を表し、横軸は時間を表す。
【0101】
図１０に示すように、受光素子３が発光素子１Ａから受光した光に対応する出力電圧を、ＩＲ1、ＩＲ2、・・・、ＩＲnとした場合に、時系列データとしてＩＲ（ｔ）＝ＩＲ1、ＩＲ2、・・・、ＩＲnが得られる。同様に、受光素子３が発光素子１Ｂから受光した光に対応する出力電圧を、Ｒｅｄ1、Ｒｅｄ2、・・・、Ｒｅｄnとした場合に、時系列データとしてＲｅｄ（ｔ）＝Ｒｅｄ1、Ｒｅｄ2、・・・、Ｒｅｄnが得られる。このとき、両方の発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂに対して、発光しない期間を設け、暗状態での出力Ｄａｒｋ1、Ｄａｒｋ2、・・・、Ｄａｒｋnを得るようにしてもよい。この場合、ＩＲ（ｔ）は、ＩＲ1－Ｄａｒｋ1、ＩＲ2－Ｄａｒｋ2、・・・、ＩＲn－Ｄａｒｋnとしてもよい。同様に、Ｒｅｄ（ｔ）は、Ｒｅｄ1－Ｄａｒｋ1、Ｒｅｄ2－Ｄａｒｋ2、・・・、Ｒｅｄn－Ｄａｒｋnとしてもよい。これらのデータのサンプリングは、発光期間の終了近くで出力が安定している状態で行うことが望ましい。
【0102】
図１１は、生体情報測定装置１０の機能構成例を示すブロック図である。図１１に示すように、生体情報測定装置１０は温度検出部３０、脈波処理部３２、酸素飽和度測定部３４、酸素循環時間測定部３６、心拍出量測定部３８、及び出力部４０を含む。
【0103】
温度検出部３０は、センサ部９に組み込まれている温度センサ１９を用いて、被測定者の末端部位の温度、具体的には測定部位の温度を検出する。
【0104】
脈波処理部３２は、生体情報測定装置１０のセンサ部９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。
【0105】
酸素飽和度測定部３４は、脈波処理部３２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３４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３４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３６に通知する。
【0106】
以降では一例として、酸素飽和度測定部３４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３４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３４は、酸素飽和度の逆数、または変化量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。
【0107】
酸素循環時間測定部３６は、例えば生体情報測定装置１０の本体部２に取り付けられているボタンの押下等によって、ＬＦＣＴを測定するために呼吸を止めた被測定者から呼吸を再開したことを通知する再開通知を受け付けると、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３６は、酸素飽和度測定部３４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出する。酸素循環時間測定部３６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ＬＦＣＴ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。
【0108】
そして、酸素循環時間測定部３６は、測定した酸素循環時間を心拍出量測定部３８に通知する。
【0109】
心拍出量測定部３８は酸素循環時間測定部３６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、上述した（６）式によって算出される。なお、心拍出量測定部３８は心拍出量の他に、例えば心係数及び１回拍出量といったＬＦＣＴから得られる心機能を表す値を測定してもよいが、ここでは拍出量の一例である心拍出量を測定するものとする。
【0110】
出力部４０は、心拍出量測定部３８で測定された被測定者の心拍出量を、心拍出量の測定精度を示す信頼度と共に出力して、ユーザに測定結果を通知する。なお、信頼度の出力方法については後ほど詳細に説明する。
【0111】
次に、図１２を用いて生体情報測定装置１０の動作について説明する。
【0112】
図１２は、被測定者が生体情報測定装置１０のセンサ部９を測定部位の一例である指先に装着した状態で、生体情報測定装置１０のユーザから心拍出量の測定指示を受け付けた場合に、ＣＰＵ２０Ａ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。
【0113】
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ＲＯＭ２０Ｂに予め記憶されている。生体情報測定装置１０のＣＰＵ２０Ａは、ＲＯＭ２０Ｂ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。
【0114】
ステップＳ１０において、ＣＰＵ２０Ａは、温度センサ１９で検出された被測定者の指先の温度を取得する。温度センサ１９には、例えばサーミスタ、熱電対、測温抵抗体(Resistance Temperature Detector:ＲＴＤ)、またはＩＣ温度センサ等が用いられる。
【0115】
ステップＳ２０において、ＣＰＵ２０Ａは、ステップＳ１０で取得した被測定者の指先の温度が、基準温度Ｔd以上であるか否かを判定する。被測定者の指先の温度が基準温度Ｔd以上である場合、当該被測定者はＡ群に属する被測定者ということになる。Ａ群に属する被測定者の場合、図６に示したように、被測定者のＬＦＣＴの真値とこれから測定して得られる被測定者のＬＦＣＴの測定値とのずれは誤差の許容範囲内に収まる傾向を示すため、信頼性の高いＬＦＣＴが測定されることになる。
【0116】
したがって、ステップＳ３０に移行し、ＣＰＵ２０Ａはセンサ部９を制御して、被測定者の指先における酸素飽和度の測定を開始する。
【0117】
なお、被測定者の温度を測定する部位は、生体情報測定装置１０のセンサ部９が装着された測定部位を含む末端部位の範囲内であればどの部位であってもよく、必ずしも測定部位である必要はない。例えば酸素飽和度の測定対象が手の指先である場合に、手の甲の温度、手のひらの温度、手首の温度、前腕の温度、または上腕の温度を測定してもよいが、測定部位（この場合、手の指先）に近い部位であって、測定される温度が測定部位の温度と相関関係が認められるような部位が好ましい。
【0118】
ステップＳ４０において、ＣＰＵ２０Ａは被測定者のＬＦＣＴを測定するため、例えば表示ユニット２２を通じて被測定者に呼吸を停止するように指示する。被測定者への呼吸の停止の指示は文字や画像による視覚を通じた指示ではなく、例えば音声や振動で指示してもよい。また、ＣＰＵ２０Ａは、被測定者が呼吸を停止してからの経過時間を計測するため、タイマを起動する。タイマは、例えばＣＰＵ２０Ａに内蔵されたタイマ機能が用いられる。
【0119】
これに対して、生体情報測定装置１０には、被測定者が必要以上に呼吸を停止したり、酸素飽和度が低下し始めないうちに呼吸を再開したりしないように、ＬＦＣＴを測定するのに最適な呼吸の停止時間を示す規定時間が予め設定されている。したがって、ステップＳ５０において、ＣＰＵ２０ＡはステップＳ４０で被測定者が呼吸を停止してからの経過時間が規定時間に達したか否かを判定する。ＣＰＵ２０Ａは、被測定者が呼吸を停止してからの経過時間が規定時間に達するまでステップＳ５０の判定処理を繰り返し実行し、被測定者における呼吸の停止期間を監視する。
【0120】
一方、被測定者が呼吸を停止してからの経過時間が規定時間に達した場合には、ステップＳ６０に移行する。
【0121】
ステップＳ６０において、ＣＰＵ２０Ａは、例えば表示ユニット２２を通じて被測定者に呼吸を再開するように指示する。被測定者への呼吸の再開の指示は呼吸の停止の指示と同様に、文字や画像による視覚を通じた指示ではなく、例えば音声や振動で指示してもよい。また、ＣＰＵ２０Ａは、被測定者が呼吸を再開してからの経過時間を計測するためにステップＳ４０で起動したタイマを停止した後、タイマを再起動する。
【0122】
被測定者が呼吸を再開した場合、図５を用いて説明したように、生体情報測定装置１０のセンサ部９で測定している被測定者の酸素飽和度が減少から上昇に転じる変曲点が現れるため、ステップＳ７０において、ＣＰＵ２０Ａは酸素飽和度の変化を測定し、変曲点を検出する。なお、ＣＰＵ２０Ａは、酸素飽和度の変化をＲＯＭ２０Ｂ等の記憶媒体に記憶する。
【0123】
ステップＳ８０において、ＣＰＵ２０Ａは、変曲点を検出した時点における経過時間をタイマから取得する。取得した経過時間は、被測定者が呼吸を再開してから酸素飽和度の変曲点が現れるまでの経過時間であることから、ＬＦＣＴを表している。これにより、被測定者のＬＦＣＴの推定が終了したことから、ＣＰＵ２０Ａはタイマを停止する。
【0124】
ステップＳ９０において、ＣＰＵ２０Ａは、ステップＳ８０で推定したＬＦＣＴを例えば（６）式に示した心拍出量の算出式に代入して、被測定者の心拍出量を算出する。算出した心拍出量を被測定者の体表面積で割れば、被測定者の心係数が推定され、算出した心拍出量を被測定者の心拍数で割れば、被測定者の１回拍出量が推定される。
【0125】
ステップＳ１００において、ＣＰＵ２０Ａは、ステップＳ９０で算出した心拍出量を含む被測定者の生体情報を信頼度と共に出力する。既に説明したように、被測定者の指先の温度が基準温度Ｔd以上ある状態で測定したＬＦＣＴは、測定誤差が許容範囲内に収まる傾向を示すため、このようなＬＦＣＴから算出された心拍出量の測定値に対する信頼性は高くなる。したがって、ＣＰＵ２０Ａは図１３に示すように、心拍出量の測定値と共に、測定した心拍出量の信頼度を「高」に設定した表示画面４２を測定結果として表示ユニット２２に表示する制御を行い、図１２に示す生体情報測定処理を終了する。
【0126】
ここでは一例として、ＣＰＵ２０Ａは表示ユニット２２に心拍出量及び信頼度を表示することで測定結果の出力を行うが、測定結果の出力形態に制約はなく、例えば、測定結果を音声で通知してもよく、また、図示しない画像形成ユニットで測定結果を用紙に印字してもよい。更に、ＣＰＵ２０Ａが、図示しない通信回線を通じて図示しない外部装置のメモリに測定結果を記憶する形態も、測定結果の出力形態に含まれる。
【0127】
一方、ステップＳ２０の判定処理で被測定者の指先の温度が基準温度Ｔd未満であると判定された場合には、ステップＳ２２に移行する。
【0128】
この場合、当該被測定者はＢ群に属する被測定者ということになる。Ｂ群に属する被測定者の場合、図６に示したように、被測定者のＬＦＣＴの真値とこれから測定して得られる被測定者のＬＦＣＴの測定値とのずれは誤差の許容範囲を超える傾向を示すため、指先の温度が基準温度Ｔd以上の状況で測定されたＬＦＣＴ及び心拍出量よりも、信頼性の低いＬＦＣＴ及び心拍出量となる傾向が強くなる。
【0129】
したがって、ステップＳ２２に移行し、ＣＰＵ２０Ａは、測定値の取り扱いに関しての注意をユーザに喚起する警告を出力する。例えばＣＰＵ２０Ａは、「測定部位の温度が低いため、測定結果の信頼度が低くなることがあります。」というように、このまま測定を継続する場合には注意すべき点があることをユーザに通知する。この警告の通知方法に制約はなく、ＣＰＵ２０Ａは、警告を表示ユニット２２に表示しても音声で通知してもよい。また、ステップＳ１０で取得した指先の温度を出力するようにしてもよい。特に音声で警告を通知する場合、必ずしも言葉で通知する必要はなく、例えばブザー音等の音で通知してもよい。
【0130】
警告を出力した後、ステップＳ２４において、ＣＰＵ２０Ａは、選択ダイアログ４４を表示ユニット２２に表示する。
【0131】
図１４は、選択ダイアログ４４の一例を示す図である。選択ダイアログ４４には、例えば「測定を継続しますか？それとも中止しますか？」というように、以降の測定を継続するか否かをユーザに問い合わせるメッセージが記載される。なお、警告を文字で表示する場合、ＣＰＵ２０Ａは、ステップＳ２２で表示する警告文を含む選択ダイアログ４４を生成し、ステップＳ２４で選択ダイアログ４４と共に表示するようにしてもよい。
【0132】
ユーザは、測定を継続する場合には、例えばタッチパネルを介して選択ダイアログ４４の「継続」ボタンを押下し、測定を中止する場合には「中止」ボタンを押下する。
【0133】
「継続」ボタンが押下された場合には、ＣＰＵ２０Ａに「継続」を指示する選択情報が通知され、「中止」ボタンが押下された場合には、ＣＰＵ２０Ａに「中止」を指示する選択情報が通知される。
【0134】
したがって、ステップＳ２６において、ＣＰＵ２０Ａは、ユーザから拍出量の測定を中止するか否かを指示する選択情報を受け付けたか否かを判定する。選択情報を受け付けた場合にはステップＳ２８に移行し、選択情報を受け付けていない場合には、選択情報を受け付けるまでステップＳ２６の判定処理を繰り返し実行して、選択情報の受付状況を監視する。
【0135】
ステップＳ２８において、ＣＰＵ２０Ａは、受け付けた選択情報が、測定の中止を指示する選択情報であるか否かを判定する。測定の中止を指示する選択情報の場合、ＣＰＵ２０Ａは、以降の処理を中止して図１２に示す生体情報測定処理を終了する。すなわち、ＣＰＵ２０Ａは、被測定者のＬＦＣＴ及び心拍出量の測定を行わない。
【0136】
一方、測定の継続を指示する選択情報の場合、ＣＰＵ２０ＡはステップＳ３０に移行し、既に説明した処理にしたがって、被測定者のＬＦＣＴ及び心拍出量の測定を継続する。
【0137】
ただし、選択ダイアログ４４で測定の継続が指示されたことによって測定された心拍出量の測定精度は、被測定者の指先の温度が基準温度Ｔd以上の状況で測定された心拍出量の測定精度よりも低下することになる。したがって、この場合ＣＰＵ２０Ａは、例えば図１３に示した表示画面４２において、ステップＳ１００で心拍出量と共に出力する信頼度を例えば「低」に設定して、測定された心拍出量が参考値であることをユーザに通知する。
【0138】
図１２に示す生体情報測定処理の例では、測定部位の温度を取得してから酸素飽和度の測定を開始するまでの期間に警告を出力したが、警告の出力タイミングに制約はなく、被測定者の指先の温度が基準温度Ｔd未満の場合、例えば図１２のステップＳ７０とステップＳ８０の間で警告を出力して、選択ダイアログ４４を表示するようにしてもよい。すなわち、被測定者のＬＦＣＴを推定する直前で、以降の処理を継続するかユーザに確認してもよい。この場合、少なくとも酸素飽和度の変化は得られることから、後から被測定者のＬＦＣＴが必要になった場合にも対応できることになる。
【0139】
なお、指先の温度が基準温度Ｔdより低くなるにつれて、測定したＬＦＣＴが真値よりも長くなる傾向を示すことから、ＣＰＵ２０Ａは、ステップＳ１０で取得した指先の温度が基準温度Ｔdより低くなるにつれて、測定した心拍出量の信頼度が低くなるように信頼度を設定してもよい。例えば基準温度Ｔdより低い温度Ｔeを設定しておき、基準温度Ｔd未満で、かつ、温度Ｔe以上の温度範囲Ｗ1にステップＳ１０で測定した指先の温度が含まれる場合には、ＣＰＵ２０Ａは測定された心拍出量の信頼度を「中」に設定し、ステップＳ１０で測定した指先の温度が温度Ｔe未満の場合には、ＣＰＵ２０Ａは測定された心拍出量の信頼度を「低」に設定してもよい。ここでは測定された心拍出量の信頼度の区分を「高」、「中」、及び「低」の３つに区分する例について説明したが、信頼度の区分数に制約はなく、４つ以上の区分に分割してもよい。
【0140】
また、心拍出量の信頼度は数値で表してもよく、例えば最も低い信頼度を“１”に設定し、信頼度が高くなるにつれて、“２”、“３”、・・・“Ｎ”というように設定してもよい。ここで“Ｎ”は正の整数である。また、最も高い信頼度を“１００％”に設定し、信頼度が低くなるにつれて信頼度が０％に近づくように、心拍出量の信頼度を設定してもよい。
【0141】
このように、生体情報測定装置１０が測定した生体情報の測定精度の度合いを表す信頼度は、心拍出量のように酸素循環時間と相関がある生体情報の測定値の取り扱いに関してユーザに注意喚起を行う警告の一例である。
【0142】
なお、ＣＰＵ２０Ａは、必ずしも心拍出量の信頼度を心拍出量の測定値と個別に表示する必要はなく、例えば心拍出量の信頼度が「高」の場合には心拍出量の文字色を緑色、「中」の場合には黄色、「低」の場合には赤色というように、被測定者の心拍出量の表示色を変えることで、測定した心拍出量の信頼度をユーザに通知してもよい。また、ＣＰＵ２０Ａは、例えば「高」、「中」、「低」に分割した信頼度の区分ごとに異なる音を対応付けておき、測定した心拍出量の信頼度に応じて出力する音を変えることで、心拍出量の信頼度をユーザに通知してもよい。また、１種類の音しか出せず、測定した心拍出量の信頼度に応じて出力する音を変えることが困難な場合、測定した心拍出量の信頼度に応じて出力する音の音量を変えることで、心拍出量の信頼度をユーザに通知してもよい。
【0143】
このように、本実施の形態に係る生体情報測定装置１０によれば、測定部位の温度に応じて、酸素循環時間と相関がある生体情報の測定精度を推定し、推定した測定精度を測定値と共に出力することで、測定した生体情報の取り扱いに対して注意喚起を行う。
【0144】
＜変形例＞
上述した実施の形態では、被測定者の指先の温度が基準温度Ｔd未満である場合に、以降の測定を継続するか否かをユーザに判断させる例について説明したが、ＣＰＵ２０Ａが以降の測定を継続するか否か自律的に判定するようにしてもよい。
上述した実施の形態では、被測定者の指先の温度が基準温度Ｔd未満である場合に、以降の測定を継続するか否かをユーザに判断させる例について説明したが、ＣＰＵ２０Ａが以降の測定を継続するか否か自律的に判定するようにしてもよい。
【0145】
図１５は、被測定者が生体情報測定装置１０のセンサ部９を測定部位の一例である指先に装着した状態で、生体情報測定装置１０のユーザから心拍出量の測定指示を受け付けた場合に、ＣＰＵ２０Ａによって実行される生体情報測定処理の変形例を示すフローチャートである。
【0146】
図１５に示すフローチャートが図１２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Ｓ２０の判定処理で被測定者の指先の温度が基準温度Ｔd未満であると判定された場合に実行される処理がステップＳ２１、Ｓ２３、Ｓ２５、及びＳ２７に変更された点である。ここでは、図１２に示した生体情報測定処理から変更された処理について説明を行う。
【0147】
ステップＳ２０の判定処理で被測定者の指先の温度が基準温度Ｔd未満であると判定された場合、ステップＳ２１に移行する。
【0148】
ステップＳ２１において、ＣＰＵ２０Ａは、例えばＲＯＭ２０Ｂに記憶されている継続設定を取得する。継続設定とは、被測定者の指先の温度が基準温度Ｔd未満である場合に、以降の測定を継続するか否かを予め設定した設定値であり、ユーザによって設定される。
【0149】
ステップＳ２３において、ＣＰＵ２０Ａは、ステップＳ２１で取得した継続設定が継続を指示する設定値に設定されているか否かを判定する。継続設定が継続を指示する設定値に設定されている場合、ステップＳ２５に移行する。
【0150】
ステップＳ２５において、ＣＰＵ２０Ａは、被測定者の指先の温度が基準温度Ｔd未満ではあるが以降の処理を継続することをユーザに通知する警告を出力してステップＳ３０に移行し、酸素飽和度の測定を開始する。
【0151】
一方、ステップＳ２３の判定処理で、継続設定が中止を指示する設定値に設定されている場合、ステップＳ２７に移行する。
【0152】
ステップＳ２７において、ＣＰＵ２０Ａは、被測定者の指先の温度が基準温度Ｔd未満であるため以降の処理を中止することをユーザに通知する警告を出力して、図１５に示す生体情報測定処理を終了する。
【0153】
すなわち、ＣＰＵ２０Ａは、被測定者の指先の温度が基準温度Ｔd未満である場合、ユーザから通知される選択情報を待つことなく、継続設定の設定内容に応じて、以降の測定を継続するか否か自律的に判定する。測定を継続した場合、ステップＳ１００で、ステップＳ９０で算出した心拍出量を含む被測定者の生体情報が信頼度と共に出力される。
【0154】
ステップＳ２５で出力する、処理を継続することをユーザに通知する警告は、必ずしも酸素飽和度の測定を開始する前に出力する必要はなく、ステップＳ３０を実行してからステップＳ１００を開始するまでの間に出力すればよい。
【0155】
なお、睡眠中に一時的に呼吸が止まる睡眠時無呼吸症候群の患者に、本実施の形態に係る生体情報測定装置１０を装着して寝てもらえば、呼吸を再開したタイミングで睡眠中における酸素飽和度の変化が測定される。したがって、測定部位の温度や酸素飽和度の変化を時刻情報と共にＲＯＭ２０Ｂに記憶することで、後から睡眠中の患者のＬＦＣＴや心拍出量といった生体情報が信頼度と共に得られることになる。
【0156】
この場合、被測定者における呼吸の停止及び再開のタイミングは、例えば被測定者の口や鼻の近傍に設けたエアフローセンサで、気流や温度の変化を検出することで特定される。また、被測定者における呼吸の停止及び再開のタイミングを、脈波処理部３０で生成された脈波信号から得られる呼吸波形を用いて特定してもよい。呼吸波形とは、生体８の呼吸状態を示す信号の波形であり、呼気及び吸気の時間変化を表す時系列信号の波形である。
【0157】
被測定者の呼吸波形を得るため、ＣＰＵ２０Ａは、ＩＲ光または赤色光から得られた何れか一方の脈波信号からピーク変曲点及びボトム変曲点を抽出し、ピーク変曲点間、及びボトム変曲点間をそれぞれスプライン補間等の公知の補間手法で補間して生成したピーク波形とボトム波形を生成する。「ピーク変曲点」とは、脈波の値が上昇から下降に転じる点であり、「ボトム変曲点」とは、脈波の値が下降から上昇に転じる点である。
【0158】
そして、ＣＰＵ２０Ａは、ピーク波形とボトム波形の差分波形を生成し、生成した差分波形に対して高速フーリエ変換を実施して、差分波形に含まれる周波数成分を算出する。更に、ＣＰＵ２０Ａは、算出した周波数成分から最大周波数成分を求め、求めた最大周波数成分と隣り合う前後の成分の周波数をそれぞれ遮断周波数に設定した後、例えばバンドパスフィルタを用いてそれぞれの遮断周波数の間に含まれる周波数成分だけを残し、それ以外の周波数成分を除去することで呼吸波形を抽出する。
【0159】
以上、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実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該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。具体的には、図１２及び図１５のステップＳ７０で酸素飽和度の変化を測定し始めてから、測定部位の温度を取得し、取得した温度が基準温度Ｔd未満であるか否かを判定して、以降の測定を継続するか決定してもよい。
【0160】
また、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ェアで実現する形態について説明したが、図１２及び図１５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)、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)、またはＰＬＤ(Programmable Logic Device)に実装し、ハードウェアで処理させるようにしてもよい。この場合、生体情報測定処理をソフトウェアで実現した場合と比較して、処理の高速化が図られる。
【0161】
このように、ＣＰＵ２０Ａを例えばＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＰＬＤ、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、及びＦＰＵ(Floating Point Unit)といった特定の処理に特化した専用のプロセッサに置き換えてもよい。
【0162】
実施の形態におけるＣＰＵ２０Ａの動作は、１つのＣＰＵ２０Ａによって実現される形態の他、複数のＣＰＵ２０Ａによって実現されてもよい。更に、実施の形態におけるＣＰＵ２０Ａの動作は、物理的に離れた位置に存在するコンピュータにおけるＣＰＵ２０Ａの協働によって実現されるものであってもよい。
【0163】
また、上述した実施の形態では、生体情報測定プログラムがＲＯＭ２０Ｂにインストールされている形態について説明したが、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、コンピュータで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、生体情報測定プログラムを、ＣＤ(Compact Disc)－ＲＯＭ、または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(Universal Serial Bus)メモリやメモリカード等の可搬型の半導体メモリに記録した形態で提供してもよい。
【0164】
更に、生体情報測定装置１０は、図示しない通信回線に接続される図示しない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】
【0165】
１（１Ａ、１Ｂ） 発光素子、２ 本体部、３ 受光素子、４ 動脈、５ 静脈、６ 毛細血管、８ 生体、９ センサ部、１０ 生体情報測定装置、１２ 発光制御部、１４ 駆動回路、１６ 増幅回路、１８ Ａ／Ｄ変換回路、１９ 温度センサ、２０ 制御部、２０Ａ ＣＰＵ、２０Ｂ ＲＯＭ、２０Ｃ ＲＡＭ、２２ 表示ユニット、３０ 温度検出部、３２ 脈波処理部、３４ 酸素飽和度測定部、３６ 酸素循環時間測定部、３８ 心拍出量測定部、４０ 出力部、４２ 表示画面、４４ 選択ダイアログ、９２（９３） 測定点、９４ 矢印、９５ 推定曲線、９６（９７） グラフ、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】
【図15】
