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BIOLOGICAL INFORMATION MEASUREMENT DEVICE, BIOLOGICAL INFORMATION MEASUREMENT METHOD, BIOLOGICAL INFORMATION DISPLAY DEVICE AND BIOLOGICAL INFORMATION DISPLAY METHOD

Foreign code F170009032
File No. S2016-1177-N0
Posted date Apr 26, 2017
Country WIPO
International application number 2016JP059253
International publication number WO 2016158624
Date of international filing Mar 23, 2016
Date of international publication Oct 6, 2016
Priority data
  • P2015-070270 (Mar 30, 2015) JP
  • P2016-032467 (Feb 23, 2016) JP
Title BIOLOGICAL INFORMATION MEASUREMENT DEVICE, BIOLOGICAL INFORMATION MEASUREMENT METHOD, BIOLOGICAL INFORMATION DISPLAY DEVICE AND BIOLOGICAL INFORMATION DISPLAY METHOD
Abstract A biological information measurement device (100) according to an embodiment is provided with a calculation unit (152) and a measurement unit (153). The calculation unit (152) calculates information relating to a pulse wave of a subject on the basis of luminance information of a picture signal of the subject. The measurement unit (153) measures fluctuations in the blood pressure of the subject on the basis of increases and decreases in the information relating to the pulse wave, in accordance with the part of the subject from which the picture signal has been acquired.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
In recent years, living habits occurs due to the diet and lifestyle-related diseases with an increased prevalence of, but is addressed from to developing, the disease from a stage before it senses, seeks to address the early 'health monitoring' demand has been increasing. That is, such a 'health monitoring' by, in a medical diagnosis from the test well, in the everyday life such a problem with the state of health, early treatment can be performed to construct a bridge to an environment is demanded.
In order to meet such needs, can be carried by the wearable terminal carried by the health care function for starting and attempts, already, a watch, ring, a terminal of various shapes such as a garment has been introduced. These terminals, the pulse wave, electrocardiogram, the acceleration and the amount of activity, such as temperature can be acquired, the acquired signal, heart rate, respiration rate, the number of steps, calorie consumption, sleep state, body temperature information is obtained. However, their routine healthcare is one of important physiological index is little blood pressure information 1 is not of interest in the current situation.
The current, the blood pressure information, and an oscillometric blood pressure measurement, the volume compensation type continuous blood pressure meter, a pulse wave obtained by the total light. An oscillometric blood pressure monitor has, wound around the upper arm cuff and a blood pressure value, are widely used in general households. This type of blood pressure monitor has, the average value of the blood pressure of the pulse number can be measured, the blood pressure value measurement is performed multiple times 1 the diurnal variations of measurement, such as a diagnosis of high blood pressure is used. Volume compensation type continuous blood pressure meter is, for each heartbeat 1 capable of measuring the blood pressure of the device, can be used to assess the autonomic function as well as, Sick Sinus Syndrome diagnosis can also be used. The photoelectric volume pulse wave meter is, the leaflet or finger irradiated with light having a constant with respect to the earlobe, transmission, or changes in amount of light reflected by the blood content in the blood vessel and measuring the change, can be used for the estimation of the blood.
Furthermore, a continuous blood pressure meter of the volume compensation, the photoelectric volume pulse wave meter, an oscillometric blood pressure cannot be measured in a short time of a sudden pressure fluctuations can be measured. The rapid fluctuation of blood pressure in this manner, movement of the straining, excessive stresses, caused by the abrupt change of the ambient temperature, under some circumstances to a sudden change in the physiological state, or be at risk for a living body from the possibility, a technique for estimating the blood pressure variation in the daily life is demanded. However, the volume compensation type continuous blood pressure meter, a large, expensive, and with restraining feeling disadvantageous, for the photoelectric volume pulse wave meter such as concentration of the skin is disadvantageous due to the contact. In this way, in the conventional technique, the problem of the inconvenience and cost of the device, since the use is limited, their routine healthcare it is difficult to use.
On the other hand, in recent years, the biological information on a daily basis in a non-contact method as one of the collection 1, the video image obtained by photographing the skin of the person attention on the analysis. For example, to the skin of the person by analyzing the captured video image, (Heart Rate Variability: HRV) heart rate variability and respiratory rate estimation is performed. By the analysis of such a video image is collected by the biometric information, such as a Web camera or a smart phone, a difficulty is to take the video image is present in the device, for use in the non-contact image completely and a portion of the benefit, their routine healthcare are expected to be used.
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
対象者の映像信号の輝度情報に基づいて、前記対象者の脈波に関する情報を算出する算出部と、
前記映像信号を取得した前記対象者の部位に応じて、前記脈波に関する情報の増減に基づく前記対象者の血圧の変動を計測する計測部と、
を備える、生体情報計測装置。
[請求項2]
前記算出部は、前記対象者の顔の映像信号の輝度情報と、前記対象者の顔の映像信号と同一時間の顔以外の部位の映像信号の輝度情報との差分を算出し、
前記計測部は、前記差分の増減に応じた前記対象者の血圧の変動を計測する、請求項1に記載の生体情報計測装置。
[請求項3]
前記計測部は、前記差分の増加を前記血圧の上昇変動として計測し、前記差分の減少を前記血圧の下降変動として計測する、請求項2に記載の生体情報計測装置。
[請求項4]
前記算出部は、前記対象者の顔の表皮にて反射された光に基づく映像信号の輝度情報と、前記顔以外の部位の表皮にて反射された光に基づく映像信号の輝度情報との差分を算出する、請求項2又は3に記載の生体情報計測装置。
[請求項5]
前記顔以外の部位は、血圧上昇時に末梢の細動脈が交感神経の支配をうけて末梢血管抵抗を上昇させる部位である、請求項2又は3に記載の生体情報計測装置。
[請求項6]
前記算出部は、前記対象者の顔及び顔以外の部位の映像信号に含まれる緑色光の輝度値をそれぞれ抽出し、抽出した各映像信号中の緑色光の輝度値における所定の特徴点間の時間差、又は、各映像信号中の緑色光の輝度値の位相差を算出し、
前記計測部は、前記時間差又は前記位相差の増減に応じた前記対象者の血圧の変動を計測する、請求項2又は3に記載の生体情報計測装置。
[請求項7]
前記計測部は、前記差分に基づいて、前記対象者の血圧の基準値からの変動、前記基準値と血圧上昇時の最高値との差、前記血圧上昇時の最高値と血圧下降時の最低値との差、及び、前記血圧の変動開始から前記基準値に戻るまでの時間のうち少なくとも1つを計測する、請求項2又は3に記載の生体情報計測装置。
[請求項8]
前記計測部は、前記対象者が撮影された場所の温度及び湿度のうち少なくとも一方を用いて、前記算出部によって算出された差分又は前記基準値を補正したうえで、前記対象者の血圧の基準値からの変動、前記基準値と血圧上昇時の最高値との差、前記血圧上昇時の最高値と血圧下降時の最低値との差、及び、前記血圧の変動開始から前記基準値に戻るまでの時間のうち少なくとも1つを計測する、請求項7に記載の生体情報計測装置。
[請求項9]
前記計測部は、前記差分と血圧値との対応情報に基づいて、前記算出部によって算出された差分に対応する血圧値を算出する、請求項2又は3に記載の生体情報計測装置。
[請求項10]
前記顔及び顔以外の部位の映像信号の輝度情報、前記算出部によって算出された差分、及び、前記計測部による計測結果のうち少なくとも1つに基づく出力情報を出力する出力部をさらに備える、請求項2又は3に記載の生体情報計測装置。
[請求項11]
前記出力部は、前記映像信号の輝度情報を色相の変化で示した色相動画像を生成し、生成した色相動画像を前記対象者の動画像に重畳させて表示する、請求項10に記載の生体情報計測装置。
[請求項12]
前記算出部は、前記顔の映像信号の輝度情報と、前記顔以外の部位の映像信号の輝度情報とに基づいて、前記対象者の心拍数及び自律神経に関する指標値を算出し、
前記出力部は、前記算出部によって算出された心拍数及び自律神経に関する指標値をさらに表示する、請求項10に記載の生体情報計測装置。
[請求項13]
前記出力部は、前記対象者の血圧を変動させるための動作を指示する指示情報をさらに出力する、請求項10に記載の生体情報計測装置。
[請求項14]
前記出力部は、前記対象者の血圧の変動に応じて、血圧を安定させるための情報又は警告情報をさらに出力する、請求項10に記載の生体情報計測装置。
[請求項15]
前記出力部は、前記血圧を安定させるための情報として、呼吸のガイド情報又は音楽を出力する、請求項14に記載の生体情報計測装置。
[請求項16]
前記算出部は、鏡に映る対象者を撮影することで取得された映像信号を用いて前記差分を算出し、
前記計測部は、前記鏡に映る対象者の血圧の変動を計測し、
前記出力部は、前記鏡に映る対象者に関する出力情報を、前記鏡に映る対象者に対して出力する、請求項10に記載の生体情報計測装置。
[請求項17]
前記算出部は、端末に備えられたカメラによって撮影された対象者の映像信号を用いて前記差分を算出し、
前記計測部は、前記カメラによって撮影された対象者の血圧の変動を計測し、
前記端末上の前記出力部が、前記カメラによって撮影された対象者に関する出力情報を出力する、請求項10に記載の生体情報計測装置。
[請求項18]
前記算出部は、機器を操作する対象者を撮影することで取得された映像信号を用いて前記差分を算出し、
前記計測部は、前記機器を操作する対象者の血圧の変動を計測し、
前記出力部は、前記機器を操作する対象者に関する出力情報を、前記機器を操作する対象者に対して出力する、請求項10に記載の生体情報計測装置。
[請求項19]
前記算出部は、頭部に装着されるディスプレイ装置を介して観察される対象者を撮影することで取得された映像信号を用いて前記差分を算出し、
前記計測部は、前記ディスプレイ装置を介して観察される対象者の血圧の変動を計測し、
前記出力部は、前記対象者に関する出力情報を、前記ディスプレイ装置を装着した観察者に対して出力する、請求項10に記載の生体情報計測装置。
[請求項20]
前記出力部は、前記対象者から離れた場所にさらに配置され、前記対象者に関する出力情報を前記対象者を観察する観察者に対して出力する、請求項10に記載の生体情報計測装置。
[請求項21]
前記算出部は、無人飛行機に搭載されたカメラによって撮影された対象者の映像信号を用いて前記差分を算出し、
前記計測部は、前記無人飛行機に搭載されたカメラによって撮影された対象者の血圧の変動を計測し、
前記出力部は、前記対象者に関する出力情報を前記対象者を観察する観察者に対して出力する、請求項20に記載の生体情報計測装置。
[請求項22]
前記対象者の映像信号の輝度情報に基づいて、前記対象者の映像における特徴領域を抽出する抽出部をさらに備え、
前記算出部は、前記特徴領域の追跡結果に基づいて、脈波伝播時間差を算出し、
前記計測部は、前記脈波伝播時間差の増減に基づいて前記対象者の血圧の変動を計測する、請求項1に記載の生体情報計測装置。
[請求項23]
前記抽出部は、前記特徴領域として、前記対象者の映像において所定の輝度情報を示す領域を抽出し、
前記算出部は、前記脈波伝播時間差として、前記対象者の映像における前記所定の輝度情報を示す領域の単位時間あたりの移動量を算出する、請求項22に記載の生体情報計測装置。
[請求項24]
前記抽出部は、前記対象者の表皮にて反射された光に基づく映像信号に含まれる緑色光の輝度値をそれぞれ抽出し、抽出した緑色光の輝度値において所定の輝度値を示す領域を抽出し、
前記算出部は、前記対象者の映像における前記所定の輝度値を示す領域の単位時間あたりの移動量を算出する、請求項23に記載の生体情報計測装置。
[請求項25]
前記抽出部は、前記対象者の映像における2フレームから前記所定の輝度値を示す領域をそれぞれ抽出し、
前記算出部は、前記対象者の映像のフレームレートに基づいて、前記2フレーム間での前記所定の輝度値を示す領域の単位時間あたりの移動量を算出する、請求項24に記載の生体情報計測装置。
[請求項26]
前記抽出部は、前記対象者の映像において、所定の期間に含まれる複数のフレームの中から、前記所定の輝度値を示す領域を含む2フレームを抽出する、請求項25に記載の生体情報計測装置。
[請求項27]
前記抽出部は、前記所定の輝度値を示す領域として、前記緑色光の輝度値が第1の閾値以上となる領域、及び、前記緑色光の輝度値が第2の閾値以下となる領域のうち、少なくとも一方の領域を抽出し、
前記算出部は、前記緑色光の輝度値が第1の閾値以上となる領域、及び、前記緑色光の輝度値が第2の閾値以下となる領域のうち、少なくとも一方の領域の単位時間あたりの移動量を算出する、請求項24~26のいずれか1項に記載の生体情報計測装置。
[請求項28]
前記算出部は、前記抽出部によって抽出された特徴領域における輝度平均値の位置の単位時間あたりの移動量を算出する、請求項22~26のいずれか1項に記載の生体情報計測装置。
[請求項29]
前記算出部は、前記輝度平均値の位置として、前記特徴領域の重心を用いる、請求項28に記載の生体情報計測装置。
[請求項30]
前記対象者の複数の領域における映像信号に含まれる緑色光の輝度値をそれぞれ抽出する抽出部をさらに備え、
前記算出部は、抽出された各映像信号中の緑色光の輝度値における所定の特徴点間の時間差を、前記脈波伝播時間差として算出し、
前記計測部は、前記脈波伝播時間差の増減に基づいて前記対象者の血圧の変動を計測する、請求項1に記載の生体情報計測装置。
[請求項31]
前記算出部は、所定の期間における前記所定の特徴点間の時間差のトリム平均値を、前記脈波伝播時間差として算出する、請求項30に記載の生体情報計測装置。
[請求項32]
前記計測部は、前記脈波伝播時間差が算出された映像信号が前記対象者の顔から取得された場合に、前記脈波伝播時間差の増加を前記血圧の下降変動として計測し、前記脈波伝播時間差の減少を前記血圧の上昇変動として計測する、請求項22~26のいずれか1項に記載の生体情報計測装置。
[請求項33]
前記映像信号の輝度情報及び前記算出部によって算出された脈波伝播時間差のうち少なくとも1つに基づく出力情報を出力する出力部をさらに備える、請求項22~26のいずれか1項に記載の生体情報計測装置。
[請求項34]
前記出力部は、前記対象者の複数の領域における前記映像信号の輝度情報をそれぞれ色相の変化で示した色相動画像を生成し、生成した色相動画像を前記対象者の動画像に重畳させて表示する、請求項33に記載の生体情報計測装置。
[請求項35]
前記抽出部は、鏡に映る対象者を撮影することで取得された映像信号の輝度情報を抽出し、
前記出力部は、前記鏡に映る対象者に関する出力情報を、前記鏡に映る対象者に対して出力する、請求項33に記載の生体情報計測装置。
[請求項36]
前記抽出部は、端末に備えられたカメラによって撮影された対象者の映像信号の輝度情報を抽出し、
前記端末上の前記出力部が、前記カメラによって撮影された対象者に関する出力情報を出力する、請求項33に記載の生体情報計測装置。
[請求項37]
前記抽出部は、機器を操作する対象者を撮影することで取得された映像信号の輝度情報を抽出し、
前記出力部は、前記機器を操作する対象者に関する出力情報を、前記機器を操作する対象者に対して出力する、請求項33に記載の生体情報計測装置。
[請求項38]
前記抽出部は、頭部に装着されるディスプレイ装置を介して観察される対象者を撮影することで取得された映像信号の輝度情報を抽出し、
前記出力部は、前記対象者に関する出力情報を、前記ディスプレイ装置を装着した観察者に対して出力する、請求項33に記載の生体情報計測装置。
[請求項39]
前記出力部は、前記対象者から離れた場所にさらに配置され、前記対象者に関する出力情報を前記対象者を観察する観察者に対して出力する、請求項33に記載の生体情報計測装置。
[請求項40]
前記抽出部は、無人飛行機に搭載されたカメラによって撮影された対象者の映像信号の輝度情報を抽出し、
前記出力部は、前記無人飛行機に搭載されたカメラによって撮影された対象者に関する出力情報を前記対象者を観察する観察者に対して出力する、請求項39に記載の生体情報計測装置。
[請求項41]
生体情報を計測する装置によって実行される生体情報計測方法であって、
対象者の映像信号の輝度情報に基づいて、前記対象者の脈波に関する情報を算出し、
前記映像信号を取得した前記対象者の部位に応じて、前記脈波に関する情報の増減に基づく前記対象者の血圧の変動を計測する、
ことを含む、生体情報計測方法。
[請求項42]
所定のユーザ行動前におけるユーザの身体の映像信号の輝度情報から前記所定のユーザ行動前における前記ユーザの身体的位置の血流情報である第1血流情報を算出し、前記所定のユーザ行動後におけるユーザの身体の映像信号の輝度情報から前記所定のユーザ行動後における前記ユーザの身体的位置の血流情報である第2血流情報を算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記身体的位置の前記第1血流情報と前記第2血流情報との差分に基づいて、前記身体的位置の血流状態を示す血行情報を生成する生成部と、
前記生成部により生成された前記血行情報を前記ユーザの身体画像とともに表示する表示部と、
を備える、生体情報表示装置。
[請求項43]
前記表示部は、前記血行情報を前記ユーザの身体画像における前記身体的位置に重畳させて表示する、請求項42に記載の生体情報表示装置。
[請求項44]
前記表示部は、画像情報を前記血行情報として表示する、請求項42又は43に記載の生体情報表示装置。
[請求項45]
前記表示部は、前記身体的位置の前記第1血流情報と前記第2血流情報との差分を色相の変化で示した色相画像を前記血行情報として表示する、請求項44に記載の生体情報表示装置。
[請求項46]
前記表示部は、文字情報を前記血行情報として表示する、請求項42又は43に記載の生体情報表示装置。
[請求項47]
前記表示部は、前記第1血流情報と前記第2血流情報との差分に関する数値を前記血行情報として表示する、請求項46に記載の生体情報表示装置。
[請求項48]
前記表示部は、前記ユーザの身体画像とともに他ユーザの血行情報を表示する、請求項42又は43に記載の生体情報表示装置。
[請求項49]
前記表示部は、前記他ユーザの血行情報として前記他ユーザの血行情報の平均を表示する、請求項48に記載の生体情報表示装置。
[請求項50]
前記算出部は、
前記所定のユーザ行動前においてユーザが所定のエリアに入った場合、前記第1血流情報を算出し、前記所定のユーザ行動後においてユーザが所定のエリアに入った場合、前記第2血流情報を算出し、
前記表示部は、
前記血行情報を、前記ユーザの身体画像とともに前記所定のエリアに配置された表示面に表示する、請求項42又は43に記載の生体情報表示装置。
[請求項51]
前記算出部は、
前記所定のユーザ行動前において鏡に映った前記ユーザを撮像することにより前記第1血流情報を算出し、前記所定のユーザ行動後において鏡に映った前記ユーザを撮像することにより前記第2血流情報を算出し、
前記表示部は、
前記血行情報を、前記ユーザの身体画像とともに前記鏡に表示する、請求項50に記載の生体情報表示装置。
[請求項52]
前記所定のユーザ行動は、前記ユーザの入浴である、請求項42又は43に記載の生体情報表示装置。
[請求項53]
前記所定のユーザ行動は、前記ユーザの運動である、請求項42又は43に記載の生体情報表示装置。
[請求項54]
前記所定のユーザ行動は、前記ユーザの労働である、請求項42又は43に記載の生体情報表示装置。
[請求項55]
前記第1血流情報は、前記所定のユーザ行動前における前記ユーザの所定の基準位置の映像信号の輝度情報と前記ユーザの身体的位置の映像信号の輝度情報とに基づく脈波伝播時間差に関する情報であり、
前記第2血流情報は、前記所定のユーザ行動後における前記ユーザの所定の基準位置の映像信号の輝度情報と前記ユーザの身体的位置の映像信号の輝度情報とに基づく脈波伝播時間差に関する情報である、請求項42又は43に記載の生体情報表示装置。
[請求項56]
前記第1血流情報は、前記ユーザの所定の基準位置と前記ユーザの身体的位置との間の距離と前記所定のユーザ行動前における前記脈波伝播時間差とに基づいて算出される脈波伝搬速度であり、
前記第2血流情報は、前記ユーザの所定の基準位置と前記ユーザの身体的位置との間の距離と前記所定のユーザ行動後における前記脈波伝播時間差とに基づいて算出される脈波伝搬速度である、請求項55に記載の生体情報表示装置。
[請求項57]
前記第1血流情報は、前記所定のユーザ行動前における前記ユーザの身体的位置の血流量であり、
前記第2血流情報は、前記所定のユーザ行動後における前記ユーザの身体的位置の血流量である、請求項42又は43に記載の生体情報表示装置。
[請求項58]
コンピュータが実行する生体情報表示方法であって、
所定のユーザ行動前におけるユーザの身体の映像信号の輝度情報から前記所定のユーザ行動前における前記ユーザの身体的位置の血流情報である第1血流情報を算出し、前記所定のユーザ行動後におけるユーザの身体の映像信号の輝度情報から前記所定のユーザ行動後における前記ユーザの身体的位置の血流情報である第2血流情報を算出し、
算出された前記身体的位置の前記第1血流情報と前記第2血流情報との差分に基づいて、前記身体的位置の血流状態を示す血行情報を生成し、
生成された前記血行情報を、前記ユーザの身体画像とともに表示する、
ことを含む、生体情報表示方法。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • TOHOKU UNIVERSITY
  • Inventor
  • YOSHIZAWA, Makoto
  • SUGITA, Norihiro
  • ABE, Makoto
  • YAMBE, Tomoyuki
  • HOMMA, Noriyasu
  • OBARA, Kazuma
  • TANAKA, Akira
  • HORIHATA, Yuki
IPC(International Patent Classification)
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