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心拍計測方法および装置 新技術説明会

国内特許コード P160013243
整理番号 (S2012-0946-N0)
掲載日 2016年8月18日
出願番号 特願2014-526985
出願日 平成25年7月24日(2013.7.24)
国際出願番号 JP2013070119
国際公開番号 WO2014017566
国際出願日 平成25年7月24日(2013.7.24)
国際公開日 平成26年1月30日(2014.1.30)
優先権データ
  • 特願2012-163796 (2012.7.24) JP
発明者
  • 青木広宙
  • 古川 亮
  • 佐川 立昌
  • 川崎 洋
出願人
  • 公立大学法人広島市立大学
  • 国立研究開発法人産業技術総合研究所
  • 国立大学法人 鹿児島大学
発明の名称 心拍計測方法および装置 新技術説明会
発明の概要 心拍計測方法は、胸部の三次元形状変化を取得することで非接触で人の心拍を計測する心拍計測方法である。心拍計測方法は、人の胸腹壁表面の三次元形状を三次元座標点群データとして取得する第1のステップと、三次元座標点群データを構成する各点における三次元座標の時間変化を第1の時系列データとして算出する第2のステップと、第1の時系列データに対するバンドパスフィルター処理により、心拍の周波数帯の成分を抽出することで、心拍による三次元座標の時間変化を第2の時系列データとして算出する第3のステップと、を有する。
従来技術、競合技術の概要


従来、バイタルサインのひとつである心拍の計測は、ECG(elctrocardiogram、心電図計)を用いて行われるのが一般的である。最近では、ECGのような接触計測手段を用いずに、非接触計測手段を用いる手法が提案されている。例えば、Garbeyらは熱画像を応用した手法(非特許文献1)を、Nagaeらはマイクロ波を応用した手法(非特許文献2)をそれぞれ提案している。これらの非接触計測手法は被験者の負担や拘束感を減ずる効果があるものと考えられる。



他にも、PohらはWeb撮像手段を用いてカラー顔画像から心拍数を計測する手法について提案しており、安価なデバイスでの心拍計測を実現している(非特許文献3)。

産業上の利用分野


本発明は、心拍を非接触で計測する心拍計測方法および装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
人の胸部の三次元形状変化を取得することで非接触でその心拍を計測する心拍計測方法であって、
前記人の胸腹壁表面の三次元形状を三次元座標点群データとして取得する第1のステップと、
該第1のステップで取得された三次元座標点群データを構成する各点における三次元座標の時間変化を第1の時系列データとして算出する第2のステップと、
前記第1の時系列データに対するバンドパスフィルター処理により、心拍の周波数帯の成分を抽出することで、心拍による三次元座標の時間変化を第2の時系列データとして算出する第3のステップと、
を有することを特徴とする心拍計測方法。

【請求項2】
前記第1のステップでは、パターン光が投影された胸腹壁表面を撮像した画像から前記三次元座標点群データを取得することを特徴とする請求項1に記載の心拍計測方法。

【請求項3】
前記第2のステップでは、胸腹壁表面を撮像する撮像手段のレンズと胸腹壁との距離変化を前記第1の時系列データとして算出することを特徴とする請求項2に記載の心拍計測方法。

【請求項4】
前記第2の時系列データを、時間変化量の大きさに応じて色彩情報に変換し、各点の三次元座標に当該色彩情報を映像として表示することで、心拍による胸腹壁表面の動態を可視化するステップを有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の心拍計測方法。

【請求項5】
胸腹部に対応させた複数の区画についてそれぞれ前記第2の時系列データを算出し、所定の基準区画の心拍周波数成分に対して他の区画の心拍周波数成分の位相差を算出するステップを有する、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の心拍計測方法。

【請求項6】
人の胸部の三次元形状変化を取得することで非接触でその心拍を計測する心拍計測装置であって、
前記人の胸腹壁表面の三次元形状を三次元座標点群データとして取得する点群データ取得手段と、
該点群データ取得手段で取得された前記三次元座標点群データを構成する各点における三次元座標の時間変化を第1の時系列データとして算出する点群座標時間変化算出手段と、
前記第1の時系列データに対するバンドパスフィルター処理により、心拍の周波数帯の成分を抽出することで、心拍に起因する各点における三次元座標の時間変化を第2の時系列データとして算出する心拍起因点群座標時間変化算出手段と、
を備えることを特徴とする心拍計測装置。

【請求項7】
胸腹部表面にパターン光を投影するパターン光投影手段と、
パターン光が投影された人の胸腹部表面を撮像する撮像手段と、を備え、
前記点群データ取得手段は前記撮像手段で撮像された画像から前記三次元座標点群データを取得することを特徴とする請求項6に記載の心拍計測装置。

【請求項8】
前記点群座標時間変化算出手段が、前記撮像手段のレンズと胸腹壁との距離変化を前記第1の時系列データとして算出することを特徴とする請求項7に記載の心拍計測装置。

【請求項9】
前記第2の時系列データを、時間変化量の大きさに応じて色彩情報に変換し、各点の三次元座標に当該色彩情報を映像として表示することで、心拍による胸腹壁表面の動態を可視化する動態可視化手段を有することを特徴とする請求項6乃至8のいずれか一項に記載の心拍計測装置。

【請求項10】
胸腹部に対応させた複数の区画についてそれぞれ前記第2の時系列データを算出し、所定の基準区画の心拍周波数成分に対して他の区画の心拍周波数成分の位相差を算出する位相差算出手段を有すことを特徴とする請求項6乃至8のいずれか一項に記載の心拍計測装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014526985thum.jpg
出願権利状態 公開
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