特許 7542047 脈拍診断システム及び方法

(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】2024-08-21

(45)【発行日】2024-08-29

(54)【発明の名称】脈拍診断システム及び方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/02 20060101AFI20240822BHJP

   A61B 5/0245 20060101ALI20240822BHJP

【ＦＩ】

A61B5/02 310C

A61B5/0245 B

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022188494

(22)【出願日】2022-11-25

(65)【公開番号】P2023109694

(43)【公開日】2023-08-08

【審査請求日】2022-11-25

(31)【優先権主張番号】111103763

(32)【優先日】2022-01-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】502252839

【氏名又は名称】宏正自動科技股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】張 立人

【審査官】藤原 伸二

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０７４９４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１１２４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２４５８８０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－２０５１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００３７９０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平１０－２６２９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０３３９２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／０２－５／０３

Ａ６１Ｂ ５／１４５５

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

実行命令に基づいて橈骨動脈に赤色光、赤外光及び緑色光を順に照射し、前記赤色光、前記赤外光及び前記緑色光の反射光にそれぞれ対応する第１の光電式容積脈波記録法(Photoplethysmography、ＰＰＧ)信号、第２のＰＰＧ信号及び第３のＰＰＧ信号を受信するための送受信モジュ－ルと、
制御命令を受信した後に前記実行命令を前記送受信モジュ－ルに出力し、且つ、前記送受信モジュ－ルが１回毎に受信した当該第１のＰＰＧ信号、当該第２のＰＰＧ信号及び当該第３のＰＰＧ信号に基づいて対応する検出情報を出力するための、前記送受信モジュ－ルに接続された制御モジュ－ルと、
前記制御モジュ－ルに接続され、且つ、前記制御命令を前記制御モジュ－ルに伝送するよう構成され、さらに、前記制御モジュ－ルからの複数の前記検出情報を受信した後に、各前記検出情報における前記第３のＰＰＧ信号に基づいて脈の深浅を判断し、且つ、各前記検出情報における前記第１のＰＰＧ信号、前記第２のＰＰＧ信号及び前記脈の深浅に基づいて脈の強弱を判断する処理装置と、を備える、
脈拍診断システム。

【請求項2】

前記実行命令は前記橈骨動脈に前記赤色光、前記赤外光及び前記緑色光を順に照射する回数、時間の長さ及び光強度、並びに、前記第１のＰＰＧ信号、前記第２のＰＰＧ信号及び前記第３のＰＰＧ信号が生成するサンプリングレ－トを含む、
請求項１に記載の脈拍診断システム。

【請求項3】

前記処理装置はさらに、前記第３のＰＰＧ信号をフ－リエ変換して前記第３のＰＰＧ信号を時間領域信号から周波数領域信号に変換し、前記周波数領域信号において最大の振幅を有する周波数をベースバンドとして選択し、前記周波数領域信号の正規化を行い、続けて、正規化した後の周波数領域信号を複数の周波数バンドに分割し、前記ベースバンドと対応する各周波数バンドの平均比率を取得し、奇数の前記平均比率を選択し、各前記平均比率をその周波数バンドに対応する所定閾値と比較し、前記平均比率のうちの多数がその周波数バンドに対応する前記所定閾値よりも大きい場合、前記脈は深いと判断し、前記平均比率のうちの多数がその周波数バンドに対応する前記所定閾値よりも小さい場合、前記脈は浅いと判断するために用いられる、
請求項１に記載の脈拍診断システム。

【請求項4】

前記処理装置はさらに、前記脈の深浅、前記第１のＰＰＧ信号と前記第２のＰＰＧ信号との振幅比、前記第２のＰＰＧ信号の立ち上がり時間、及び心拍数と前記第２のＰＰＧ信号の立ち上がり勾配との関数関係に基づいて、前記脈の強弱を判断するために用いられるものであって、前記心拍数は、前記第１のＰＰＧ信号、前記第２のＰＰＧ信号及び/又は前記第３のＰＰＧ信号に基づいて取得される、
請求項１に記載の脈拍診断システム。

【請求項5】

制御モジュ－ルが、処理装置からの制御命令を受信した後に実行命令を送受信モジュ－ルに出力するステップと、
前記送受信モジュ－ルが、前記実行命令に基づいて橈骨動脈に赤色光、赤外光及び緑色光を順に照射し、前記赤色光、前記赤外光及び前記緑色光の反射光にそれぞれ対応する第１のＰＰＧ信号、第２のＰＰＧ信号及び第３のＰＰＧ信号を受信するステップと、
前記制御モジュ－ルが、前記送受信モジュ－ルが１回毎に受信した前記第１のＰＰＧ信号、前記第２のＰＰＧ信号及び前記第３のＰＰＧ信号に基づいて対応する検出情報を前記処理装置に出力するステップと、
前記処理装置が、前記制御モジュ－ルからの複数の前記検出情報を受信した後に、各前記検出情報における前記第３のＰＰＧ信号に基づいて脈の深浅を判断するステップと、
前記処理装置が、各前記検出情報における前記第１のＰＰＧ信号、前記第２のＰＰＧ信号及び前記脈の深浅に基づいて脈の強弱を判断するステップと、
を含む、
脈拍診断方法。

【請求項6】

各前記検出情報における前記第３のＰＰＧ信号に基づいて前記脈の深浅を判断するステップは、
前記第３のＰＰＧ信号をフ－リエ変換して前記第３のＰＰＧ信号を時間領域信号から周波数領域信号に変換し、前記周波数領域信号において最大の振幅を有する周波数をベースバンドとして選択し、前記周波数領域信号の正規化を行い、続けて、正規化した後の周波数領域信号を複数の周波数バンドに分割し、前記ベースバンドと対応する各周波数バンドの平均比率を取得するステップと、
奇数の前記平均比率を選択し、各前記平均比率をその周波数バンドに対応する所定閾値と比較するステップと、
前記平均比率のうちの多数がその周波数バンドに対応する前記所定閾値よりも大きい場合、前記脈は深いと判断するステップと、
前記平均比率のうちの多数がその周波数バンドに対応する前記所定閾値よりも小さい場合、前記脈は浅いと判断するステップと、を含む、
請求項５に記載の脈拍診断方法。

【請求項7】

各前記検出情報における前記第１のＰＰＧ信号、前記第２のＰＰＧ信号及び前記脈の深浅に基づいて前記脈の強弱を判断するステップは、
前記脈の深浅、前記第１のＰＰＧ信号と前記第２のＰＰＧ信号との振幅比、前記第２のＰＰＧ信号の立ち上がり時間、及び心拍数と前記第２のＰＰＧ信号の立ち上がり勾配との関数関係に基づいて、前記脈の強弱を判断するステップを含むものであって、
前記心拍数は、前記第１のＰＰＧ信号、前記第２のＰＰＧ信号及び/又は前記第３のＰＰＧ信号に基づいて取得される、
請求項５に記載の脈拍診断方法。

【請求項8】

前記脈の深浅、前記第１のＰＰＧ信号と前記第２のＰＰＧ信号との前記振幅比、前記第２のＰＰＧ信号の前記立ち上がり時間、及び前記心拍数と前記第２のＰＰＧ信号の前記立ち上がり勾配との前記関数関係に基づいて、前記脈の強弱を判断するステップは、
前記脈が浅いと判断した場合、前記第１のＰＰＧ信号と前記第２のＰＰＧ信号との前記振幅比を、第１の所定値と比較するステップと、
前記振幅比が前記第１の所定値よりも小さい場合、前記脈は弱いと判断するステップと、
前記振幅比が前記第１の所定値よりも大きい場合、前記第２のＰＰＧ信号の前記立ち上がり時間と第１の立ち上がり時間及び第２の立ち上がり時間それぞれとの大小関係を判断するステップであって、前記第１の立ち上がり時間は前記第２の立ち上がり時間よりも大きいステップと、
前記第２のＰＰＧ信号の前記立ち上がり時間が前記第１の立ち上がり時間よりも大きい場合、前記脈は弱いと判断するステップと、
前記第２のＰＰＧ信号の前記立ち上がり時間が前記第２の立ち上がり時間よりも小さい場合、前記脈は強いと判断するステップと、
前記第２のＰＰＧ信号の前記立ち上がり時間が前記第１の立ち上がり時間と前記第２の立ち上がり時間の間にある場合、前記心拍数と前記第２のＰＰＧ信号の前記立ち上がり勾配との第１の分類関数に基づいて、前記脈の強弱を判断するステップと、を含む、
請求項７に記載の脈拍診断方法。

【請求項9】

前記脈の深浅、前記第１のＰＰＧ信号と前記第２のＰＰＧ信号との前記振幅比、前記第２のＰＰＧ信号の前記立ち上がり時間、及び前記心拍数と前記第２のＰＰＧ信号の前記立ち上がり勾配との前記関数関係に基づいて、前記脈の強弱を判断するステップは、
前記脈が深いと判断した場合、前記第１のＰＰＧ信号と前記第２のＰＰＧ信号との前記振幅比を第２の所定値と比較するステップと、
前記振幅比が前記第２の所定値よりも大きい場合、前記脈は強いと判断するステップと、
前記振幅比が前記第２の所定値よりも小さい場合、前記第２のＰＰＧ信号の前記立ち上がり時間を第３の立ち上がり時間と比較するステップと、
前記第２のＰＰＧ信号の前記立ち上がり時間が前記第３の立ち上がり時間よりも大きい場合、前記脈は強いと判断するステップと、
前記第２のＰＰＧ信号の前記立ち上がり時間が前記第３の立ち上がり時間よりも小さい場合、前記心拍数と前記第２のＰＰＧ信号の立ち上がり勾配との第２の分類関数に基づいて、前記脈の強弱を判断するステップと、を含む、
請求項７に記載の脈拍診断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、脈拍診断システム及び方法に関し、特に光検出に基づく脈拍診断システム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

中医分野において、脈状は脈の強弱、速さ、深浅等の状況を指す。脈状は心臓の鼓動、気血の充足不足及び各臓腑の調整機能に関係し、一般的に中医師が脈をとり、脈状のタイプを判断して、患者の身体の状况を推定する。

【0003】

しかし、人為的に脈状を判断する場合、診断上、中医師個人の経験と主観認識の差異に制限されやすいため、若い中医師は脈状に対する把握レベルが高くないため、脈拍診断システムによる診断を支援する必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この状況に鑑み、押圧素子によりユ－ザの橈骨動脈を押圧し、圧力センサーにより脈の打ち方を検出し、ユ－ザの脈状を数値化する圧力検出素子を設けた脈拍診断システムが関連業者により提供されている。しかし、同一ユ－ザがこの脈拍診断システムを使用する時、押圧素子により橈骨動脈を押圧する圧力が異なるために、圧力センサーが異なる検出結果を出し、診断結果が異なる問題が存在する。

【0005】

よって、上記問題を解決できる拍診断システムを提供することは当業者にとって極めて重要な課題となっている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の実施の形態は、同一ユ－ザが圧力センサーを設けた脈拍診断システムを使用する時、押圧素子により橈骨動脈を押圧する圧力が異なるために、診断結果が異なる問題を有効的に解決できる脈拍診断システム及び方法を提供する。

【0007】

本発明は、
実行命令に基づいて橈骨動脈に赤色光、赤外光及び緑色光を順に照射し、赤色光、赤外光及び緑色光の反射光にそれぞれ対応して形成される第１の光電式容積脈波記録法(Photoplethysmography、ＰＰＧ)信号、第２のＰＰＧ信号及び第３のＰＰＧ信号を受信するための送受信モジュ－ルと、
処理装置からの制御命令を受信した後に実行命令を送受信モジュ－ルに出力し、且つ、送受信モジュ－ルが１回毎に受信した第１のＰＰＧ信号、第２のＰＰＧ信号及び第３のＰＰＧ信号に基づいて対応する検出情報を出力するための、送受信モジュ－ルに接続された制御モジュ－ルと、
制御命令を制御モジュ－ルに伝送し、且つ、制御モジュ－ルからの複数の検出情報を受信し、それから分類プログラムにより脈状の種類を判断するための、制御モジュ－ルに接続された処理装置と、を備える脈拍診断システムを提供する。

【0008】

本発明は、さらに、
制御モジュ－ルが、処理装置からの制御命令を受信した後に実行命令を送受信モジュ－ルに出力するステップと、
送受信モジュ－ルが、実行命令に基づいて橈骨動脈に赤色光、赤外光及び緑色光を順に照射し、赤色光、赤外光及び緑色光の反射光にそれぞれ対応する第１のＰＰＧ信号、第２のＰＰＧ信号及び第３のＰＰＧ信号を受信するステップと、
制御モジュ－ルが、送受信モジュ－ルが１回毎に受信した当該第１のＰＰＧ信号、当該第２のＰＰＧ信号及び当該第３のＰＰＧ信号に基づいて対応する検出情報を処理装置に出力するステップと、
処理装置が、当該制御モジュ－ルからの複数の当該検出情報を受信し、それから分類プログラムにより脈状の種類を判断するステップと、
を含む脈拍診断方法を提供する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の実施の形態において、脈拍診断システム及び方法は光検出信号(即ち赤色光に対応する第１のＰＰＧ信号、赤外光に対応する第２のＰＰＧ信号及び緑色光に対応する第３のＰＰＧ信号)により脈状を分析でき、圧力検出素子を設けた脈拍診断システムに存在する押圧構造により橈骨動脈を押圧する圧力が異なるために、診断結果に影響を及ぼす問題を解決できる。この他、脈拍診断システムは送受信モジュ－ルにより第１のＰＰＧ信号、第２のＰＰＧ信号及び第３のＰＰＧ信号を受信するため、圧力センサーと押圧素子を設けることなく、構造が簡単で、使い易いという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

ここでの図の説明は本発明をさらに理解するために提供され、本発明の一部を構成し、概略的な実施形態及びその説明は本発明を解釈するためのものであって、本発明を限定するものではない。

【図1】本出願に係る脈拍診断システムの一実施形態のブロック図である。

【図2】本出願に係る脈拍診断方法の一実施形態のフローチャートである。

【図3】図２におけるステップ２４０に記載の分類プログラムの一実施形態のフローチャートである。

【図4】沈脈であると判断した第３のＰＰＧ信号である。

【図5】浮脈であると判断した第３のＰＰＧ信号である。

【図6】図３におけるステップ２４２の一実施形態のフローチャートである。

【図7】脈状が浮脈に属すると既に分かっている複数のユ－ザの検出情報における第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号との振幅比と、心拍数との関係の分布図である。

【図8】図７における第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号との振幅比が第１の所定値よりも大きい分布図である。

【図9】図８のデ－タポイントを心拍数と第２のＰＰＧ信号の立ち上がり時間との関係に変換した分布図である。

【図10】図９における第２のＰＰＧ信号の立ち上がり時間が第１の立ち上がり時間と第２の立ち上がり時間の間にある分布図である。

【図11】図１０のデ－タポイントを心拍数と第２のＰＰＧ信号の立ち上がり勾配との関係に変換した分布図である。

【図12】脈状が沈脈に属すると既に分かっている複数のユ－ザの検出情報における第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号との振幅比と、心拍数との関係の分布図である。

【図13】図１２における第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号との振幅比が第２の所定値よりも小さい分布図である。

【図14】図１３のデ－タポイントを心拍数と第２のＰＰＧ信号の立ち上がり時間との関係に変換した分布図である。

【図15】図１４における第２のＰＰＧ信号の立ち上がり時間が第３の立ち上がり時間よりも小さい分布図である。

【図16】図１５のデ－タポイントを心拍数と第２のＰＰＧ信号の立ち上がり勾配との関係に変換した分布図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に関連図と合わせて本発明の実施形態を説明する。これら図において、同じ符号は同じ又は類似する素子又は方法フロ－を表す。

【0012】

なお、本明細書において使用される「備える」、「含む」等の表現は、特定の技術特徴、数値、方法ステップ、作業処理、素子及び/又は部品が存在することを表すためのものであるが、その上で、さらに多くの技術特徴、数値、方法ステップ、作業処理、素子、部品、又は以上の任意の組み合わせが追加されることを排除するものではないことは言うまでもない。

【0013】

なお、素子が別の素子に「接続」又は「カップリング」されると説明される場合、他の素子に直接接続、又はカップリングしてもよく、中間素子がある可能性がある。逆に、素子が別の素子に「直接接続」又は「直接カップリング」されると説明される場合は、如何なる中間部材も存在しないことは言うまでもない。

【0014】

図１は本出願に係る脈拍診断システムの一実施形態のブロック図である。図１に示されるように、本実施形態では、脈拍診断システム１００は、送受信モジュ－ル１１２と、制御モジュ－ル１１４と、処理装置１２０とを備え、制御モジュ－ル１１４は送受信モジュ－ル１１２に接続され、処理装置１２０は制御モジュ－ル１１４に接続される。そのうち、送受信モジュ－ル１１２と制御モジュ－ル１１４は、ユ－ザが手に装着できるようウェアラブル装置１１０に設けてもよいし、例えば、測定デバイスやスマ－トブレスレット、ウェアラブル装置１１０は有線又は無線で処理装置１２０に接続してもよい。

【0015】

１つの例では、処理装置１２０はクラウドサ－バとすることができるがこれに限らず、ウェアラブル装置１１０はネットワ－クで処理装置１２０に無線接続してもよい。別の例では、処理装置１２０はコンピュータ装置(例えば、タブレット型パソコン、デスクトップ型パソコン、ノ－ト型パソコン又はスマ－トフォン)とすることができるがこれに限らず、ウェアラブル装置１１０は有線伝送インターフェースにより処理装置１２０にバスラインで有線接続してもよい。

【0016】

もう１つの例では、処理装置１２０は処理ユニット(例えば、中央プロセッサ又は汎用プロセッサ)を有する電子装置とすることができるがこれに限らず、ウェアラブル装置１１０は無線伝送インターフェース(例えば、ブルートゥース、ＷｉＦｉ、近距離通信インターフェース)により処理装置１２０に無線接続してもよい。さらに他の例では、処理装置１２０とウェアラブル装置１１０を一体とし、ウェアラブル装置１１０は処理装置１２０にバスラインで有線接続してもよい。

【0017】

本実施形態では、制御モジュ－ル１１４はシリアル通信バス(例えば、集積回路バス(I²Ｃ))により送受信モジュ－ル１１２に接続することができるが、本実施形態は本発明を限定するものではない。

【0018】

例を挙げて言えば、制御モジュ－ル１１４はパラレル通信バスにより送受信モジュ－ル１１２に接続してもよい。１つの例では、制御モジュ－ル１１４はＳＴＭ３２系列マイクロコントロ－ラとすることができ、送受信モジュ－ル１１２は例えばＭＡＸ３０１０１などの複数の異なる波長の光学送受信器とすることができ、各光学送受信器は異なる波長を有する光学信号(例えば、赤色光、赤外光及び緑色光)をユ－ザの手の橈骨動脈に対応する位置に伝送し、対応する反射光で形成される異なる波長に対応するＰＰＧ信号を受信することができる。

【0019】

図２は本出願に係る脈拍診断方法の一実施形態のフローチャートである。説明しやすいように、図２の脈拍診断方法を図１の脈拍診断システム１００と合わせて説明する。

【0020】

図２に示されるように、脈拍診断方法は、制御モジュ－ル１１４が、処理装置１２０からの制御命令を受信した後に実行命令を送受信モジュ－ル１１２に出力する(ステップ２１０)と、送受信モジュ－ル１１２が、実行命令に基づいて橈骨動脈に赤色光、赤外光及び緑色光を順に照射し、赤色光、赤外光及び緑色光の反射光にそれぞれに対応する第１のＰＰＧ信号、第２のＰＰＧ信号及び第３のＰＰＧ信号を受信する(ステップ２２０)と、制御モジュ－ル１１４が、送受信モジュ－ル１１２が１回毎に受信した第１のＰＰＧ信号、第２のＰＰＧ信号及び第３のＰＰＧ信号に基づいて対応する検出情報を処理装置１２０に出力する(ステップ２３０)と、処理装置１２０が、制御モジュ－ル１１４からの複数の検出情報を受信し、それから分類プログラムにより脈状の種類を判断する(ステップ２４０)と、を含む。

【0021】

ステップ２１０において、処理装置１２０は制御命令を制御モジュ－ル１１４に伝送するために用いられ、これにより制御モジュ－ル１１４は制御命令に基づいて送受信モジュ－ル１１２がステップ２２０を実行するのを制御する。そのうち、処理装置１２０はユ－ザの操作に基づいて、例えば、ユ－ザは処理装置１２０のキーボード、タッチパネル、タッチスクリ－ン又はタッチパッド等の入力インターフェースにより、関連パラメ－タ又は命令を入力して、前記制御命令を生成する。

【0022】

なお、ウェアラブル装置１１０がユ－ザの手に装着される時、送受信モジュ－ル１１２はユ－ザの手部の橈骨動脈に対応する位置に照準を合わせることができる(例えば、中医師は脈をとる時に患者の手首の位置、即ち経穴の「寸」、「関」、「尺」の位置を押す、経穴の「関」は手首橈骨が突起している位置であり、経穴の「関」の前が経穴の「寸」、経穴の「関」の後が経穴の「尺」である)。

【0023】

ステップ２２０において、前記実行命令は橈骨動脈に赤色光、赤外光及び緑色光を順に照射する回数、時間の長さ、光強度、並びに第１のＰＰＧ信号、第２のＰＰＧ信号及び第３のＰＰＧ信号を生成するサンプリングレ－トを含むことができる。そのうち、緑色光の波長範囲は４００nm～６００nmとすることができ、赤色光の波長範囲は６００nm～８００nmとすることができ、赤外光の波長範囲は８００nm～１０００nmとすることができる。

【0024】

この他、橈骨動脈に赤色光、赤外光及び緑色光を順に照射する回数は１回の測定毎に６０００回とすることができるがこれに限らず、実際のニ－ズに応じて調整してもよい。橈骨動脈に赤色光、赤外光及び緑色光を順に照射する時間の長さは一致させても(例えば、１０ナノ秒)、実際のニ－ズに応じて、赤色光、赤外光及び緑色光の照射時間の長さを異なるように調整してもよい。

【0025】

照射する赤色光、赤外光及び緑色光の光強度は一致させても、実際のニ－ズに応じて、赤色光、赤外光及び緑色光の光強度が一致しないように調整してもよい(例えば、送受信モジュ－ル１１２が接收する第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号の最大振幅が同じになるように、赤色光と赤外光の光強度を調整することができる)。第１のＰＰＧ信号、第２のＰＰＧ信号及び第３のＰＰＧ信号のサンプリングレ－トについては２００ヘルツとすることができるがこれに限らない。

【0026】

ステップ２３０において、送受信モジュ－ル１１２が、橈骨動脈に赤色光、赤外光及び緑色光を順に照射した後、反射光に対応して形成された第１のＰＰＧ信号、第２のＰＰＧ信号及び第３のＰＰＧ信号を受信し、第１のＰＰＧ信号、第２のＰＰＧ信号及び第３のＰＰＧ信号を制御モジュ－ル１１４に送り返し、制御モジュ－ル１１４が、１回毎の第１のＰＰＧ信号、第２のＰＰＧ信号及び第３のＰＰＧ信号を整合し、対応する検出情報を生成し、前記検出情報を処理装置１２０に出力することができる。そのうち、毎回の検出情報は情報コ－ドタグ及び毎回生成された第１のＰＰＧ信号、第２のＰＰＧ信号及び第３のＰＰＧ信号を含むことができる。

【0027】

ステップ２４０において、処理装置１２０が、ユ－ザの脈状の種類を判断できるよう、制御モジュ－ル１１４からの当該検出情報に基づいて分析することができる。

【0028】

このように、上記ステップ２１０～ステップ２４０により、脈拍診断システム１００は光検出信号(即ち第１のＰＰＧ信号、第２のＰＰＧ信号及び第３のＰＰＧ信号)により脈状を分析することができ、圧力センサーを設けた脈拍診断システムに存在する押圧構造により橈骨動脈を押圧する圧力が異なるために、診断結果が異なる問題を解決することができる。

【0029】

この他、処理装置１２０はユ－ザの脈状の種類の判断結果を表示するために、さらに表示モジュ－ル１２２を備えることができる。

【0030】

図２におけるステップ２４０に記載の分類プログラムの一実施形態のフローチャートは図３に示される。本実施形態では、ステップ２４０に記載の分類プログラムは、毎回の検出情報における第３のＰＰＧ信号に基づいて脈の深浅を判断する(ステップ２４２)と、毎回の検出情報における第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号及び脈の深浅に基づいて脈の強弱を判断する(ステップ２４４)と、を含むことができ、そのうち、脈が深いと判断した場合、脈状は沈脈に属すことを表し、脈が浅いと判断した場合、脈状は浮脈に属すことを表し、脈が強いと判断した場合、脈状は実脈に属すことを表し、脈が弱いと判断した場合、脈状は虚脈に属すことを表す。言い換えれば、ステップ２４０で判断されるユ－ザの脈状の種類には沈脈と実脈、沈脈と虚脈、浮脈と実脈、浮脈と虚脈を含むことができる。

【0031】

人体の皮膚、皮下組織及び血液は緑色光をよく吸収するが、赤色光と赤外光の吸收率は０又は低いため、ステップ２４２において、送受信モジュ－ル１１２で受信した第３のＰＰＧ信号により血管(又は脈)の深浅を判断することができる。血管(又は脈)が深いほど、毛細血管と脂肪に吸収され、緑色光が血管まで到達する光量は少なくなり、第３のＰＰＧ信号のノイズ干渉が大きくなり、図４と図５に示されるようになる。そのうち、図４は沈脈であると判断した第３のＰＰＧ信号であり、図５は浮脈であると判断した第３のＰＰＧ信号である。

【0032】

ヘモグロビン(酸素を含まない)は赤色光の大部分を吸収し、酸素含有ヘモグロビンは赤外光の大部分を吸収するため、人の橈骨動脈血管中の酸素含有ヘモグロビンはヘモグロビン(酸素を含まない)より多く、且つ、西洋医学の理論に基づき、第２のＰＰＧ信号の振幅と第１のＰＰＧ信号の振幅との比は高いほど心臓の力が強いことを表すとされている(即ち中医で言う実脈)。このため、脈の強弱を判断する時、送受信モジュ－ル１１２の１回毎に受信した第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号を考慮する必要がある。

【0033】

この他、脈の深浅も第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号の波形に影響する(即ち第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号の振幅大小、立ち上がり時間の大小(第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号のトラフからピ－クに要する時間の大小)、立ち上がり勾配(第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号のピ－クからトラフまでの高さの差を第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号のトラフからピ－クまで要する時間で割る)の大小に影響する)。このため、脈の強弱を判断する時、ステップ２４２で判断した結果(即ち脈が深い又は脈が浅い)も考慮する必要がある。

【0034】

以上から分かるように、ステップ２４４において、脈の強弱を判断する時、同一検出情報における第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号及びステップ２４２で判断した結果を同時に考慮しなければならない。

【0035】

図３におけるステップ２４２の一実施形態のフローチャートについて図６を参照されたい。本実施形態では、ステップ２４２は、ベースバンドに対する各周波数バンドの平均比率を得るために第３のＰＰＧ信号を複数の周波数バンドに分割してそれぞれ平均を取る(ステップ３１０)と、奇数の平均比率を取得し、各平均比率をその周波数バンドに対応する所定閾値と比較する(ステップ３２０)と、多数の平均比率がその周波数バンドに対応する所定閾値よりも大きい場合、脈は深いと判断する(ステップ３３０)と、多数の平均比率がその周波数バンドに対応する所定閾値よりも小さい場合、脈は浅いと判断する(ステップ３４０)と、を含むことができる。

【0036】

ステップ３１０において、処理装置１２０は、時間領域信号から周波数領域信号へ変換するように第３のＰＰＧ信号をフ－リエ変換することができ、その後、第３のＰＰＧ信号を周波数領域信号に変換した後の振幅が最大である周波数をベースバンドとして選択し、正規化を行い、続けて、正規化した後の周波数領域信号を複数の周波数バンドにカットし、ベースバンドに対する各周波数バンドの平均比率を取得する。

【0037】

ステップ３２０において、奇数の平均比率を選び取ってその周波数バンドに対応する所定閾値と大小比較を行い、ステップ３３０とステップ３４０において多数决の投票法を用いて脈の深浅を判断できるようにする。１つの例では、各周波数バンドに対応する所定閾値の取得方式は脈状が沈脈又は浮脈を属すると既に分かっている複数のユ－ザがウェアラブル装置１１０により検出した時に取得した第３のＰＰＧ信号を基準とし、ステップ３１０を実行して取得した平均比率を脈拍診断システム１００における所定閾値とすることができる。

【0038】

１つの実施形態では、ステップ２４４は、脈の深浅、第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号との振幅比、第２のＰＰＧ信号の立ち上がり時間、及び心拍数と第２のＰＰＧ信号の立ち上がり勾配との関数関係に基づいて、脈の強弱を判断することを含むことができ、そのうち、第１のＰＰＧ信号、第２のＰＰＧ信号及び/又は第３のＰＰＧ信号に基づいて心拍数を取得する。なお、第１のＰＰＧ信号、第２のＰＰＧ信号及び/又は第３のＰＰＧ信号により心拍数を取得する方法は当業者にとって周知であるため、ここで詳細の説明は省略する。

【0039】

具体的に言えば、ステップ２４４は、脈が浅いと判断した場合、第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号との振幅比を第１の所定値と比較し、振幅比が第１の所定値よりも小さい場合、脈は弱いと判断し、振幅比が第１の所定値より大きい場合、さらに、第２のＰＰＧ信号の立ち上がり時間と第１の立ち上がり時間及び第２の立ち上がり時間それぞれとの大小関係を判断し、そのうち、第１の立ち上がり時間は第２の立ち上がり時間よりも大きい。

【0040】

第２のＰＰＧ信号の立ち上がり時間が第１の立ち上がり時間よりも大きい場合、脈は弱いと判断し、第２のＰＰＧ信号の立ち上がり時間が第２の立ち上がり時間よりも小さい場合、脈は強いと判断する。第２のＰＰＧ信号の立ち上がり時間が第１の立ち上がり時間と第２の立ち上がり時間の間にある場合、心拍数と第２のＰＰＧ信号の立ち上がり勾配との第１の分類関数に基づいて、脈の強弱を判断することを含むことができる。

【0041】

図７～図１１を参照し、脈状が既に分かっている複数のユ－ザがウェアラブル装置１１０により取得した当該検出情報における第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号及び取得した心拍数を基準値として分析し、前記第１の所定値、前記第１の立ち上がり時間、前記第２の立ち上がり時間、及び前記第１の分類関数を取得するステップを説明する。

【0042】

図７は脈状が浮脈に属すると既に分かっている複数のユ－ザの検出情報における第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号との振幅比と、心拍数との関係の分布図であり、図８は図７における第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号との振幅比が第１の所定値よりも大きい分布図であり、図９は図８のデ－タポイントを心拍数と第２のＰＰＧ信号の立ち上がり時間との関係に変換した分布図であり、図１０は図９における第２のＰＰＧ信号の立ち上がり時間が第１の立ち上がり時間と第２の立ち上がり時間の間にある分布図であり、図１１は図１０のデ－タポイントを心拍数と第２のＰＰＧ信号の立ち上がり勾配との関係に変換した分布図である。

【0043】

そのうち、図７～図１１における菱形ポイントは脈状が浮脈と虚脈であると既に分かっているユ－ザがウェアラブル装置１１０により測定したデ－タポイントを表し、三角形ポイントは脈状が浮脈と実脈であると既に分かっているユ－ザがウェアラブル装置１１０により測定したデ－タポイントを表す。

【0044】

本実施形態では、前記第１の所定値を１.８とし、前記第１の立ち上がり時間を３２ミリ秒とし、前記第２の立ち上がり時間を２５ミリ秒とし、前記第１の分類関数(図１１における点線に示される)をｙ＝－１３.２ｘ+１０３とすることができ、但し、ｙは心拍数であり、ｘは第２のＰＰＧ信号の立ち上がり勾配である。この他、図１１において、ｙ＞－１３.２ｘ+１０３である時、当該デ－タポイントは実脈を表し、ｙ<－１３.２ｘ+１０３である時、当該デ－タポイントは虚脈を表す。

【0045】

この他、ステップ２４４はさらに、当脈が深いと判断した場合、第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号との振幅比を第２の所定値と比較し、振幅比が第２の所定値よりも大きい場合、脈は強いと判断し、振幅比が第２の所定値よりも小さい場合、さらに第２のＰＰＧ信号の立ち上がり時間を第３の立ち上がり時間と比較し、第２のＰＰＧ信号の立ち上がり時間が第３の立ち上がり時間よりも大きい場合、脈は強いと判断し、そして第２のＰＰＧ信号の立ち上がり時間が第３の立ち上がり時間よりも小さい場合、再び心拍数と第２のＰＰＧ信号の立ち上がり勾配との第２の分類関数に基づいて、脈の強弱を判断することを含むことができる。

【0046】

図１２～図１６を参照し、脈状が既に分かっている複数のユ－ザがウェアラブル装置１１０により取得した当該検出情報における第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号及び取得した心拍数を分析して基準値とし、前記第２の所定値、前記第３の立ち上がり時間、及び前記第２の分類関数を取得するステップを説明する。

【0047】

図１２は脈状が沈脈に属すると既に分かっている複数のユ－ザの検出情報における第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号との振幅比と、心拍数との関係の分布図である、図１３は図１２における第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号との振幅比が第２の所定値よりも小さい分布図であり、図１４は図１３のデ－タポイントを心拍数と第２のＰＰＧ信号の立ち上がり時間との関係に変換した分布図であり、図１５は図１４における第２のＰＰＧ信号の立ち上がり時間が第３の立ち上がり時間よりも小さい分布図であり、図１６は図１５のデ－タポイントを心拍数と第２のＰＰＧ信号の立ち上がり勾配との関係に変換した分布図である。

【0048】

そのうち、図１２～図１６における菱形ポイントは脈状が沈脈と虚脈であると既に分かっているユ－ザがウェアラブル装置１１０により測定したデ－タポイントを表し、四角形ポイントは脈状が沈脈と実脈であると既に分かっているユ－ザがウェアラブル装置１１０により測定したデ－タポイントを表す。

【0049】

図１２～図１６から分かるように、前記第２の所定値を１.８５とし、前記第３の立ち上がり時間を２８.５ミリ秒とし、前記第２の分類関数(図１６における点線に示される)をｙ＝６０ｘ－１２５とすることができ、但し、ｙは心拍数であり、ｘは第２のＰＰＧ信号の立ち上がり勾配である。この他、図１１において、ｙ＞６０ｘ－１２５である時、当該デ－タポイントは虚脈を表し、ｙ<６０ｘ－１２５である時、当該デ－タポイントは実脈を表す。

【0050】

上記ステップにより第１の所定値、第２の所定値、前記第１の立ち上がり時間、前記第２の立ち上がり時間、前記第３の立ち上がり時間、前記第１の分類関数、及び前記第２の分類関数を取得し、当該数値又は関数を処理装置１２０に設定すれば、本発明の脈拍診断システム１００の設定を完成させることができる。

【0051】

以上をまとめ、本発明の実施形態の脈拍診断システム及び方法は光検出信号(即ち第１のＰＰＧ信号、第２のＰＰＧ信号及び第３のＰＰＧ信号)により脈状を分析することができ、圧力検出素子を設けた脈拍診断システムに存在する押圧構造により橈骨動脈を押圧する圧力が異なるために、診断結果に影響する問題を解決することができる。

【0052】

この他、脈拍診断システムは送受信モジュ－ルにより第１のＰＰＧ信号、第２のＰＰＧ信号及び第３のＰＰＧ信号を受信し、圧力検出素子と押圧構造を設けることなく、構造が簡単で、使い易いという利点を有する。この他、第３のＰＰＧ信号を分析することにより脈の深浅を判断することができ、また、脈の深浅の判断結果に基づいて搭配第１のＰＰＧ信号と第２のＰＰＧ信号の分析と組み合わせて脈の強弱を判断することができる。

【0053】

本発明の図は以上説明された素子を含むが、発明の思想を逸脱しない限り、より多くの他の付加的な素子を用いて、より優れた技術效果を実現するものを排除するものではない。本発明は以上の実施形態について説明したが、これに限られるものではなく、如何なる当業者も、本発明の思想及び範囲を逸脱しない範囲で、様々な変更や修正を加えることができる。

【符号の説明】

【0054】

１００:脈拍診断システム
１１０:ウェアラブル装置
１１２:送受信モジュ－ル
１１４:制御モジュ－ル
１２０:処理装置
１２２:表示モジュ－ル
２１０～２４０,２４２,２４４,３１０～３４０:ステップ

【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】