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BIOLOGICAL INFORMATION MEASUREMENT DEVICE, PROGRAM AND METHOD

Patent code P190016205
File No. S2018-0127-N0
Posted date Jul 25, 2019
Application number P2017-230362
Publication number P2019-097757A
Patent number P6620999
Date of filing Nov 30, 2017
Date of publication of application Jun 24, 2019
Date of registration Nov 29, 2019
Inventor
  • (In Japanese)吉澤 誠
  • (In Japanese)杉田 典大
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人東北大学
Title BIOLOGICAL INFORMATION MEASUREMENT DEVICE, PROGRAM AND METHOD
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biological information measurement device capable of easily measuring variation of a blood pressure of an object person based on a video signal acquired by imaging a prescribed portion of an object person.
SOLUTION: A biological information measurement device 100 comprises: a strain calculation part 130 for calculating a waveform strain determined from a heart rate fundamental component including a frequency component of a heart rate frequency band corresponding to a heart rate of an object person included in a video pulse wave, and a heart rate high frequency component including a frequency component of a frequency band higher than the heart rate frequency band and related to the shape of the pulse wave waveform, based on video pulse wave information indicating a video pulse wave which expresses time change of a luminance value included in a video signal on a prescribed portion of an object person; and a measuring part 141 for measuring variation of a blood pressure of the object person based on the waveform strain calculated by the strain calculation part 130.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

近年、健康意識の高まりや生活習慣病の増加に伴い、対象者の身体の情報を取得する方法が種々提案されている。中でも、非接触的手法を介して生体の情報を取得する技術として、対象者の肌面の映像解析を利用する手法が注目されている。この手法は、ビデオカメラ等の比較的に安価な映像取得装置を用いて行うことができること、また、病院やその他施設での遠隔療養、職場での健康管理、乗用車の運転手の観察等に適用できることから関心を集めている。

特許文献1には、対象者の身体の異なる箇所で同一時間に取得された複数の映像信号の輝度情報の差分を算出して、この差分の増減に応じた血圧の変動を計測する生体情報計測装置について記載されている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、対象者の血圧の変動を計測する生体情報計測装置、生体情報計測プログラム、及び生体情報計測方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
対象者の所定部位の映像信号に含まれる輝度値の時間変化を表す映像脈波を示す映像脈波情報に基づいて、前記映像脈波に含まれる、前記対象者の心拍数に対応する心拍周波数帯域の周波数成分を含む心拍基本成分と、前記映像脈波に含まれる、前記心拍周波数帯域よりも高い周波数帯域の周波数成分を含む心拍高周波成分とから求まる波形歪みを算出する歪み算出部と、
前記歪み算出部で算出される前記波形歪みに基づいて、前記波形歪みの増加を前記血圧の下降変動として計測するとともに前記波形歪みの減少を前記血圧の上昇変動として計測することで前記対象者の血圧の変動を計測する計測部とを備える
ことを特徴とする、生体情報計測装置

【請求項2】
 
前記波形歪みが、前記心拍基本成分と前記心拍高周波成分との時間領域における差分で表わされ、
前記歪み算出部は、
前記映像脈波情報から、前記心拍周波数帯域の周波数成分からなる基本波の特徴点を検出する特徴点検出部と、
前記映像脈波情報から、前記映像脈波の拡張末期部分の頂点を検出する頂点検出部と、
前記時間領域における差分として、前記特徴点と前記頂点との時間差を算出する差分算出部とを有する、
請求項1に記載の生体情報計測装置。

【請求項3】
 
前記波形歪みが、前記心拍基本成分と前記心拍高周波成分との周波数領域における比率で表わされ、
前記歪み算出部は、
前記心拍基本成分及び前記心拍高周波成分のフーリエ係数の和をそれぞれ得る変換部と、
前記周波数領域における比率として、前記心拍基本成分のフーリエ係数の和に対する、前記心拍高周波成分のフーリエ係数の和の比率を算出する比率算出部とを有する、
請求項1に記載の生体情報計測装置。

【請求項4】
 
前記計測部は、前記対象者の前記波形歪みと血圧値との対応情報に基づいて、前記歪み算出部によって算出された前記波形歪みに対応する前記血圧値を算出する、
請求項1~3のいずれか1項に記載の生体情報計測装置。

【請求項5】
 
前記計測部は、前記対象者の血圧値を目的変数とし、前記対象者の前記波形歪み、心拍数、及び脈波振幅を説明変数とする重回帰式を用いて、重回帰分析により前記血圧値を算出する、
請求項1~3のいずれか1項に記載の生体情報計測装置。

【請求項6】
 
前記映像脈波情報が、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の映像信号に含まれる輝度値の時間変化を含む、
請求項1~5のいずれか1項に記載の生体情報計測装置。

【請求項7】
 
前記映像脈波情報が、前記対象者の手の平の映像信号に含まれる輝度値の時間変化を含む、
請求項1~6のいずれか1項に記載の生体情報計測装置。

【請求項8】
 
コンピュータを、
対象者の映像信号に含まれる輝度値の時間変化を表す映像脈波を示す映像脈波情報に基づいて、前記映像脈波に含まれる、前記対象者の心拍数に対応する心拍周波数帯域の周波数成分を含む心拍基本成分と、前記映像脈波に含まれる、前記心拍周波数帯域よりも高い周波数帯域の周波数成分を含む心拍高周波成分とから求まる波形歪みを算出する歪み算出部と、
前記歪み算出部で算出される前記波形歪みに基づいて、前記波形歪みの増加を前記血圧の下降変動として計測するとともに前記波形歪みの減少を前記血圧の上昇変動として計測することで前記対象者の血圧の変動を計測する計測部として機能させる
ことを特徴とする、生体情報計測プログラム。

【請求項9】
 
対象者の映像信号に含まれる輝度値の時間変化を表す映像脈波を示す映像脈波情報に基づいて、前記映像脈波に含まれる、前記対象者の心拍数に対応する心拍周波数帯域の周波数成分を含む心拍基本成分と、前記映像脈波に含まれる、前記心拍周波数帯域よりも高い周波数帯域の周波数成分を含む心拍高周波成分とから求まる波形歪みを算出する歪み算出ステップと、
前記歪み算出ステップで算出され前記波形歪みに基づいて、前記波形歪みの増加を前記血圧の下降変動として計測するとともに前記波形歪みの減少を前記血圧の上昇変動として計測することで前記対象者の血圧の変動を計測する計測ステップとを備える
ことを特徴とする、生体情報計測方法。

【請求項10】
 
対象者の所定部位の映像信号に含まれる輝度値の時間変化を表す映像脈波を示す映像脈波情報に基づいて、前記映像脈波に含まれる、前記対象者の心拍数に対応する心拍周波数帯域の周波数成分を含む時間領域の心拍基本成分からなる波形と、前記映像脈波に含まれる、前記心拍周波数帯域よりも高い周波数帯域の周波数成分を含む時間領域の心拍高周波成分からなる波形とから求まる波形歪みを算出する歪み算出部と、
前記歪み算出部で算出される前記波形歪みに基づいて、前記対象者の血圧の変動を計測する計測部と、を備える
ことを特徴とする、生体情報計測装置。

【請求項11】
 
コンピュータを、
対象者の映像信号に含まれる輝度値の時間変化を表す映像脈波を示す映像脈波情報に基づいて、前記映像脈波に含まれる、前記対象者の心拍数に対応する心拍周波数帯域の周波数成分を含む時間領域の心拍基本成分からなる波形と、前記映像脈波に含まれる、前記心拍周波数帯域よりも高い周波数帯域の周波数成分を含む時間領域の心拍高周波成分からなる波形とから求まる波形歪みを算出する歪み算出部と、
前記歪み算出部で算出される前記波形歪みに基づいて、前記対象者の血圧の変動を計測する計測部として機能させる
ことを特徴とする、生体情報計測プログラム。

【請求項12】
 
対象者の映像信号に含まれる輝度値の時間変化を表す映像脈波を示す映像脈波情報に基づいて、前記映像脈波に含まれる、前記対象者の心拍数に対応する心拍周波数帯域の周波数成分を含む時間領域の心拍基本成分からなる波形と、前記映像脈波に含まれる、前記心拍周波数帯域よりも高い周波数帯域の周波数成分を含む時間領域の心拍高周波成分からなる波形とから求まる波形歪みを算出する歪み算出ステップと、
前記歪み算出ステップで算出された前記波形歪みに基づいて、前記対象者の血圧の変動を計測する計測ステップとを備える
ことを特徴とする、生体情報計測方法。

【請求項13】
 
対象者の所定部位の映像信号に含まれる輝度値の時間変化を表す映像脈波を示す映像脈波情報に基づいて、前記映像脈波に含まれる、前記対象者の心拍数に対応する心拍周波数帯域の周波数成分を含む心拍基本成分と、前記映像脈波に含まれる、前記心拍周波数帯域よりも高い周波数帯域の周波数成分を含む心拍高周波成分とから求まる波形歪みが、前記心拍基本成分と前記心拍高周波成分との周波数領域における比率で表わされ、前記映像脈波を三角波で近似した際の前記心拍基本成分及び前記心拍高周波成分に関連するフーリエ係数の和をそれぞれ得る変換部と、
前記周波数領域における前記比率として、前記心拍基本成分のフーリエ係数の和に対する、前記心拍高周波成分のフーリエ係数の和の比率を算出する比率算出部と、を有する歪み算出部と、
前記歪み算出部で算出される前記波形歪みとしての前記比率に基づいて、前記対象者の血圧の変動を計測する計測部とを備える
ことを特徴とする、生体情報計測装置。

【請求項14】
 
コンピュータを、
対象者の所定部位の映像信号に含まれる輝度値の時間変化を表す映像脈波を示す映像脈波情報に基づいて、前記映像脈波に含まれる、前記対象者の心拍数に対応する心拍周波数帯域の周波数成分を含む心拍基本成分と、前記映像脈波に含まれる、前記心拍周波数帯域よりも高い周波数帯域の周波数成分を含む心拍高周波成分とから求まる波形歪みが、前記心拍基本成分と前記心拍高周波成分との周波数領域における比率で表わされ、前記映像脈波を三角波で近似した際の前記心拍基本成分及び前記心拍高周波成分に関連するフーリエ係数の和をそれぞれ得る変換部と、
前記周波数領域における前記比率として、前記心拍基本成分のフーリエ係数の和に対する、前記心拍高周波成分のフーリエ係数の和の比率を算出する比率算出部と、を有する歪み算出部と、
前記歪み算出部で算出される前記波形歪みとしての前記比率に基づいて、前記対象者の血圧の変動を計測する計測部として機能させる
ことを特徴とする、生体情報計測プログラム。

【請求項15】
 
対象者の所定部位の映像信号に含まれる輝度値の時間変化を表す映像脈波を示す映像脈波情報に基づいて、前記映像脈波に含まれる、前記対象者の心拍数に対応する心拍周波数帯域の周波数成分を含む心拍基本成分と、前記映像脈波に含まれる、前記心拍周波数帯域よりも高い周波数帯域の周波数成分を含む心拍高周波成分とから求まる波形歪みが、前記心拍基本成分と前記心拍高周波成分との周波数領域における比率で表わされ、前記映像脈波を三角波で近似した際の前記心拍基本成分及び前記心拍高周波成分に関連するフーリエ係数の和をそれぞれ算出するとともに、
前記周波数領域における前記比率として、前記心拍基本成分のフーリエ係数の和に対する、前記心拍高周波成分のフーリエ係数の和の比率を算出する、歪み算出ステップと、
前記歪み算出ステップで算出された前記波形歪みとしての前記比率に基づいて、前記対象者の血圧の変動を計測する計測ステップとを備える
ことを特徴とする、生体情報計測方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2017230362thum.jpg
State of application right Registered
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