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JP2011206285A - Apparatus and method for measuring biological information - Google Patents

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JP2011206285A JP2010077210A JP2010077210A JP2011206285A JP 2011206285 A JP2011206285 A JP 2011206285A JP 2010077210 A JP2010077210 A JP 2010077210A JP 2010077210 A JP2010077210 A JP 2010077210A JP 2011206285 A JP2011206285 A JP 2011206285A
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method for measuring biological information which acquire biological information while reducing noises by simple processing and reducing power consumption.SOLUTION: The apparatus for measuring biological information Sa includes a sensor section 1 for measuring a predetermined physiological phenomenon of a living body which is a measurement object and outputting measurement data, a histogram calculating section 35 for calculating a histogram on the basis of the measurement data, a noise index calculating section 37 for calculating a predetermined noise index that shows degree of noise contained in the measurement data, and an expected value calculating section 38a which changes, when the noise index is identical to or larger than a predetermined threshold, at least one of an upper limit value and a lower limit value within a preset predetermined integration range and calculates an expected value using the histogram within the changed integration range. The apparatus for measuring biological information acquires predetermined biological information on the basis of the expected value calculated by the expected value calculating section 38a.

Description

本発明は、生体の生理的現象を測定することによって生体に関する生体情報を測定する生体情報測定装置に関し、特に、例えば生体の体動等によってノイズが生じた場合でも例えば血中酸素飽和度や脈拍数等を好適に測定し得る生体情報測定装置および生体情報測定方法に関する。   The present invention relates to a biological information measuring apparatus that measures biological information related to a living body by measuring physiological phenomena of the living body, and in particular, even when noise occurs due to, for example, body movement of the living body, for example, blood oxygen saturation or pulse rate The present invention relates to a biological information measuring device and a biological information measuring method capable of suitably measuring numbers and the like.

生体組織の酸素濃度を監視する意義が、臨床において極めて大きいことは周知の通りである。酸素は、生命活動維持のために最も重要な物質であり、酸素の供給が絶たれると生体組織細胞は、重大な傷害を受けることから、酸素供給に関するパラメータが重要であると考えられている。このため、酸素供給が不安定になり得る場合、例えば、麻酔中、術後、呼吸不全および循環不全等の患者を治療する場合には、特に酸素が適切に供給されているか否かをモニタすることが重要である。この生体組織への酸素供給は、動脈血によって行われる。そのため、生体組織への酸素供給が適切に行われているか否かを把握するために、例えば脈拍数や血中酸素飽和度等の生体に関する生体情報がモニタされる。   As is well known, the significance of monitoring the oxygen concentration in living tissue is extremely great in clinical practice. Oxygen is the most important substance for maintaining life activity, and biological tissue cells are seriously injured when the supply of oxygen is cut off. Therefore, parameters relating to oxygen supply are considered to be important. For this reason, when oxygen supply can become unstable, for example, when treating patients with anesthesia, post-surgery, respiratory failure and circulatory failure, monitor whether or not oxygen is being supplied appropriately This is very important. This oxygen supply to the living tissue is performed by arterial blood. Therefore, in order to grasp whether or not oxygen supply to the living tissue is appropriately performed, living body information such as a pulse rate and blood oxygen saturation is monitored.

これら脈拍数や血中酸素飽和度等の生体情報を測定する装置として、従来、パルスオキシメータと称される生体情報測定装置が知られている。この生体情報測定装置は、動脈血の脈動により生ずる生体組織の透過または反射光量における変動成分を利用するもので、脈動分の減光度を異なる2波長の光で測定してその比から酸素飽和度を求める装置である。この生体情報測定装置では、例えば生体の体動等によってノイズが生じるため、このノイズを除去または低減する必要があり、ノイズを除去する装置が例えば、特許文献1および特許文献2に開示されている。   Conventionally, a biological information measuring device called a pulse oximeter is known as a device for measuring biological information such as the pulse rate and blood oxygen saturation. This biological information measuring device uses a fluctuation component in the amount of transmitted or reflected light of living tissue caused by pulsation of arterial blood, and measures the attenuation of pulsation with two different wavelengths of light, and calculates the oxygen saturation from the ratio. It is a device to seek. In this biological information measuring device, noise is generated due to, for example, body movements of the living body. Therefore, it is necessary to remove or reduce this noise. For example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose devices for removing noise. .

この特許文献1に開示の血中吸光物質測定装置は、複数の異なる波長の光を生体組織に照射する光照射手段と、この光照射手段からの光であって生体組織の透過光または反射光を受光しそれらの強度に応じた信号を出力する受光手段と、この受光手段の出力信号であって各波長に対応する信号のそれぞれの直流成分と交流成分を求める直流交流検出手段と、この直流交流検出手段が求めた各波長についての交流成分と直流成分の比である交流直流比信号を求める交流直流比検出手段と、前記交流直流比検出手段が求めた各波長の交流直流比信号について所定周波数以上の成分を抽出する成分抽出手段と、この成分抽出手段が抽出した各波長の抽出成分信号の相互の比を求める抽出成分比検出手段と、この抽出成分比検出手段が検出した比に基づいて血中吸光物質に関する情報を検出する血中吸光物質情報検出手段とを備えて構成される。そして、前記血中吸光物質情報検出手段は、例えば、血中酸素飽和度を求める場合に、第1波長に対する脈波信号(AC/DC)S1と第2波長に対する脈波信号(AC/DC)S2との比をΦとすると、この比Φを順次に変化させて、各比Φについて、式;△A2−Φ△A1=(Φ−Ψ)(AC/DC)S1および式;△A2−Ψ△A1=(Ψ−Φ)(AC/DC)N1の相互相関を求めて相関係数が0となる比Φを求め、この比Φから酸素飽和度を求めるものである。ここで、△A1は、第1波長の場合の測定信号であり、△A2は、第2波長の場合の測定信号であり、Ψは、各測定信号△A1、△A2を、△A1=(AC/DC)S1+(AC/DC)N1、△A2=(AC/DC)S2+(AC/DC)N2のように信号成分とノイズ成分とに分けた場合における{(AC/DC)N2}/{(AC/DC)N1}である。   The blood absorption substance measuring device disclosed in Patent Document 1 includes a light irradiating unit that irradiates a living tissue with light having a plurality of different wavelengths, and a light transmitted from the light irradiating unit and transmitted or reflected by the living tissue. A light receiving means for receiving the light and outputting a signal corresponding to the intensity thereof, a direct current alternating current detecting means for obtaining a direct current component and an alternating current component of the output signal of the light receiving means corresponding to each wavelength, and the direct current AC / DC ratio detection means for obtaining an AC / DC ratio signal, which is a ratio of an AC component and a DC component for each wavelength obtained by the AC detection means, and an AC / DC ratio signal for each wavelength obtained by the AC / DC ratio detection means. Based on the component extraction means for extracting components above the frequency, the extraction component ratio detection means for obtaining the ratio of the extracted component signals of each wavelength extracted by the component extraction means, and the ratio detected by the extraction component ratio detection means There constructed and a blood absorbing substance information detection means for detecting information about light absorbing material in the blood. The blood light-absorbing substance information detecting means, for example, when determining the blood oxygen saturation, the pulse wave signal (AC / DC) S1 for the first wavelength and the pulse wave signal (AC / DC) for the second wavelength. Assuming that the ratio with S2 is Φ, the ratio Φ is sequentially changed, and for each ratio Φ, the equation: ΔA2-ΦΔA1 = (Φ-Ψ) (AC / DC) S1 and the equation; ΔA2- The cross-correlation of ΨΔA1 = (Ψ−Φ) (AC / DC) N1 is obtained to obtain a ratio Φ where the correlation coefficient is 0, and the oxygen saturation is obtained from this ratio Φ. Here, ΔA1 is a measurement signal in the case of the first wavelength, ΔA2 is a measurement signal in the case of the second wavelength, and ψ represents each of the measurement signals ΔA1 and ΔA2 by ΔA1 = ( (AC / DC) S1 + (AC / DC) N1, .DELTA.A2 = (AC / DC) S2 + (AC / DC) N2 when divided into signal components and noise components, such as {(AC / DC) N2} / {(AC / DC) N1}.

また、前記特許文献2に開示のパルスオキシメータは、生体組織に対して複数の波長の光を照射するように構成された光源と、生体組織透過光または反射光を受光してそれぞれの波長毎に透過光の時間的変化を記憶するように構成された受光手段と、前記受光手段で得られた波長毎の信号につき、それらの変動に基づいて減光度を求めると共に、異なる2波長についてそれらの比を求めるように構成された減光度比計算手段と、前記受光手段ないし減光度比計算手段で得られた信号に基づいて、動脈血と静脈血の酸素飽和度の差または動脈血と静脈血に関するパラメータの差からなる最適定数を求めるように構成した最適定数計算手段と、前記受光手段ないし減光度比計算手段で得られた信号および最適定数計算手段において算定した最適定数値を用いて、生体組織内の動脈血酸素飽和度または静脈血酸素飽和度をもとめるように構成したSpO2計算手段とを備えて構成される。そして、前記最適定数計算手段は、例えば、動脈血酸素飽和度と静脈血酸素飽和度との差をαとする場合に、所定のタイミング指定区間の減光度比計算手段の信号を記憶し、仮のαを順次変更して、それぞれの仮のαを用いて仮の動脈血酸素飽和度を計算し、それぞれの仮のαの動脈血酸素飽和度のばらつきを計算し、そのばらつきの最小となるαを最適定数として決定するものである。   Further, the pulse oximeter disclosed in Patent Document 2 is configured to receive a light source configured to irradiate a living tissue with light having a plurality of wavelengths, and to receive transmitted light or reflected light from the living tissue for each wavelength. A light receiving means configured to store a temporal change in transmitted light, and a signal for each wavelength obtained by the light receiving means to obtain a dimming degree based on a variation thereof, and for two different wavelengths Based on the signal obtained by the light intensity ratio calculating means configured to obtain the ratio and the light receiving means or the light intensity ratio calculating means, a difference in oxygen saturation between arterial blood and venous blood or a parameter relating to arterial blood and venous blood An optimum constant calculating means configured to obtain an optimum constant consisting of the difference between the signal, the signal obtained by the light receiving means or the attenuation ratio calculating means, and the optimum constant calculated by the optimum constant calculating means Using the value constituted by a SpO2 calculation means arranged to determine the arterial oxygen saturation or venous blood oxygen saturation in the living tissue. The optimum constant calculating means stores the signal of the dimming ratio calculating means for a predetermined timing designation section when the difference between the arterial blood oxygen saturation and the venous blood oxygen saturation is α, for example. Change α sequentially, calculate temporary arterial oxygen saturation using each temporary α, calculate variation in arterial oxygen saturation of each temporary α, and optimize α that minimizes the variation It is determined as a constant.

特許第3627214号公報Japanese Patent No. 3627214 特開2007−295973号公報JP 2007-295973 A

ところで、この特許文献1に開示の血中吸光物質測定装置では、前記比Φを順次に変化させる必要があり、また、この特許文献2に開示のパルスオキシメータでは、前記αを順次に変化させる必要がある。このため、これら特許文献1および特許文献2に開示の各装置では、その演算処理量が比較的多くなってしまい、この結果、その演算処理量が比較的多いために、消費電力が多くなってしまう。   By the way, in the blood light-absorbing substance measuring device disclosed in Patent Document 1, it is necessary to sequentially change the ratio Φ, and in the pulse oximeter disclosed in Patent Document 2, the α is sequentially changed. There is a need. For this reason, in each of the devices disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, the amount of calculation processing is relatively large. As a result, the amount of calculation processing is relatively large, resulting in an increase in power consumption. End up.

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、より簡易な処理によってノイズを低減しつつ生体情報を求めることができ、消費電力を低減することができる生体情報測定装置および生体情報測定方法を提供することである。   The present invention is an invention made in view of the above-described circumstances, and its purpose is to measure biological information by which it is possible to obtain biological information while reducing noise by simpler processing and to reduce power consumption. An apparatus and a biological information measurement method are provided.

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる生体情報測定装置は、測定対象の生体における所定の生理的現象を測定して測定データを出力する測定部と、前記測定部によって測定された測定データに基づいてヒストグラムを求めるヒストグラム算出部と、前記測定データに含まれるノイズの度合いを表す所定のノイズ指標を算出するノイズ指標算出部と、前記ノイズ指標算出部によって算出されたノイズ指標が所定の閾値以上である場合には、予め設定された所定の積分範囲における上限値および下限値のうちの少なくとも一方を変更し、この変更後の積分範囲で前記ヒストグラム算出部によって求められたヒストグラムを用いて期待値を算出する期待値算出部と、前記期待値算出部によって算出された前記期待値に基づいて前記所定の生体情報を求める生体情報算出部とを備えることを特徴とする。そして、本発明の他の一態様にかかる生体情報測定方法は、測定対象の生体における所定の生理的現象を測定して測定データを出力する測定工程と、前記測定工程によって測定された測定データに基づいてヒストグラムを求めるヒストグラム算出工程と、前記測定データに含まれるノイズの度合いを表す所定のノイズ指標を算出するノイズ指標算出工程と、前記ノイズ指標算出工程によって算出されたノイズ指標が所定の閾値以上である場合には、予め設定された所定の積分範囲における上限値および下限値のうちの少なくとも一方を変更し、この変更後の積分範囲で前記ヒストグラム算出工程によって求められたヒストグラムを用いて期待値を算出する期待値算出工程と、前記期待値算出工程によって算出された前記期待値に基づいて前記所定の生体情報を求める生体情報算出工程とを備えることを特徴とする。   As a result of various studies, the present inventor has found that the above object is achieved by the present invention described below. That is, the biological information measuring device according to one aspect of the present invention is based on a measurement unit that measures a predetermined physiological phenomenon in a living body to be measured and outputs measurement data, and the measurement data measured by the measurement unit. A histogram calculation unit for obtaining a histogram, a noise index calculation unit for calculating a predetermined noise index representing the degree of noise included in the measurement data, and the noise index calculated by the noise index calculation unit are equal to or greater than a predetermined threshold value In this case, at least one of the upper limit value and the lower limit value in a predetermined integration range set in advance is changed, and the expected value is calculated using the histogram obtained by the histogram calculation unit in the integration range after the change. An expected value calculation unit that calculates the predetermined biological information based on the expected value calculated by the expected value calculation unit. Characterized in that it comprises a biological information calculation unit that. The biological information measurement method according to another aspect of the present invention includes a measurement process of measuring a predetermined physiological phenomenon in a living body to be measured and outputting measurement data, and measurement data measured by the measurement process. A histogram calculation step for obtaining a histogram based on the noise index calculation step for calculating a predetermined noise index representing the degree of noise included in the measurement data, and the noise index calculated by the noise index calculation step is equal to or greater than a predetermined threshold value If it is, change at least one of an upper limit value and a lower limit value in a predetermined integration range set in advance, and use the histogram obtained by the histogram calculation step in the integration range after the change, to obtain an expected value Based on the expected value calculated by the expected value calculating step and the expected value calculating step Characterized in that it comprises a biological information calculation step of obtaining a constant of biological information.

このような構成の生体情報測定装置および生体情報測定方法では、測定データのヒストグラムが求められ、測定データに含まれるノイズの度合いによって、予め設定された所定の積分範囲における上限値および下限値のうちの少なくとも一方が変更され、この変更後の積分範囲でそのヒストグラムを用いて期待値が求められ、そのヒストグラムの期待値に基づいて所定の生体情報が求められる。このように本発明にかかる生体情報測定装置および生体情報測定方法は、より簡易な処理によってノイズを低減しつつ生体情報を求めることができ、その結果、消費電力を低減することができる。   In the biological information measuring device and the biological information measuring method configured as described above, a histogram of the measurement data is obtained, and the upper limit value and the lower limit value in a predetermined integration range set in advance are determined depending on the degree of noise included in the measurement data. At least one of these is changed, and an expected value is obtained using the histogram in the integration range after the change, and predetermined biological information is obtained based on the expected value of the histogram. As described above, the biological information measuring apparatus and the biological information measuring method according to the present invention can obtain biological information while reducing noise by simpler processing, and as a result, can reduce power consumption.

また、他の一態様では、上述の生体情報測定装置において、前記期待値算出部は、前記ノイズ指標算出部によって算出されたノイズ指標が所定の閾値以上である場合には、予め設定された所定の積分範囲における上限値および下限値のうちの少なくとも一方を前記ノイズ指標算出部によって算出されたノイズ指標に応じて変更し、この変更後の積分範囲で前記ヒストグラム算出部によって求められたヒストグラムを用いて期待値を算出することを特徴とする。   According to another aspect, in the above-described biological information measurement device, the expected value calculation unit is configured to set a predetermined value when the noise index calculated by the noise index calculation unit is equal to or greater than a predetermined threshold. At least one of the upper limit value and the lower limit value in the integration range is changed according to the noise index calculated by the noise index calculation unit, and the histogram obtained by the histogram calculation unit in the changed integration range is used. And calculating an expected value.

この構成によれば、前記所定の積分範囲における上限値および下限値のうちの少なくとも一方を前記ノイズ指標に応じて変更する生体情報測定装置が提供される。   According to this configuration, there is provided a biological information measuring device that changes at least one of the upper limit value and the lower limit value in the predetermined integration range according to the noise index.

また、他の一態様では、上述の生体情報測定装置において、前記期待値算出部は、前記ノイズ指標算出部によって算出されたノイズ指標が所定の閾値以上である場合には、予め設定された所定の積分範囲における上限値および下限値のうちの少なくとも一方を前記ノイズ指標算出部によって算出されたノイズ指標から第1所定値を減算した値の比例値に応じて変更し、この変更後の積分範囲で前記ヒストグラム算出部によって求められたヒストグラムを用いて期待値を算出することを特徴とする。   According to another aspect, in the above-described biological information measurement device, the expected value calculation unit is configured to set a predetermined value when the noise index calculated by the noise index calculation unit is equal to or greater than a predetermined threshold. And changing at least one of the upper limit value and the lower limit value in the integration range according to a proportional value of a value obtained by subtracting the first predetermined value from the noise index calculated by the noise index calculation unit, and the integration range after the change The expected value is calculated using the histogram obtained by the histogram calculation unit.

この構成によれば、前記所定の積分範囲における上限値および下限値のうちの少なくとも一方を前記ノイズ指標から第1所定値を減算した値の比例値に応じて変更する生体情報測定装置が提供される。   According to this configuration, there is provided a biological information measuring device that changes at least one of the upper limit value and the lower limit value in the predetermined integration range according to a proportional value of a value obtained by subtracting the first predetermined value from the noise index. The

また、他の一態様では、これら上述の生体情報測定装置において、前記所定の積分範囲に対する変更は、前記上限値であることを特徴とする。   According to another aspect, in the above-described biological information measuring device, the change to the predetermined integration range is the upper limit value.

この構成によれば、前記所定の積分範囲における下限値を固定する一方、前記所定の積分範囲における上限値を変更する生体情報測定装置が提供される。   According to this configuration, there is provided a biological information measuring device that fixes the lower limit value in the predetermined integration range while changing the upper limit value in the predetermined integration range.

また、他の一態様では、上述の生体情報測定装置において、前記測定部は、所定の第1波長の第1光を前記生体の生体組織に照射し、前記生体の生体組織を透過または反射した第1光を受光して第1測定データを出力する第1センサ部と、前記第1波長と異なる所定の第2波長の第2光を前記生体の生体組織に照射し、前記生体の生体組織を透過または反射した第2光を受光して第2測定データを出力する第2センサ部とを備えるセンサ部を備え、前記期待値算出部は、前記ノイズ指標算出部によって算出されたノイズ指標が所定の閾値以上である場合には、前記第1測定データにおける直流成分に対する交流成分の第1比Rおよび前記第2測定データにおける直流成分に対する交流成分の第2比Rのぞれぞれを信号成分sとノイズ成分nとによってR=s×pa+n×pvおよびIR=s+nと表した場合におけるノイズ成分比pvを算出し、予め設定された所定の積分範囲における上限値を、前記算出したノイズ成分比pvから、ノイズ指標から第2所定値を減算した値の比例値を減算した値に変更し、この変更後の積分範囲で前記ヒストグラム算出部によって求められたヒストグラムを用いて期待値を算出することを特徴とする。   In another aspect, in the above-described biological information measurement device, the measurement unit irradiates the biological tissue of the living body with first light having a predetermined first wavelength, and transmits or reflects the biological tissue of the biological body. A first sensor that receives the first light and outputs first measurement data; and irradiates the living tissue of the living body with second light having a predetermined second wavelength different from the first wavelength, and the living tissue of the living body And a second sensor unit that receives the second light that has been transmitted or reflected and outputs second measurement data, and the expected value calculation unit includes a noise index calculated by the noise index calculation unit. If it is equal to or greater than a predetermined threshold value, the first ratio R of the AC component to the DC component in the first measurement data and the second ratio R of the AC component to the DC component in the second measurement data are signaled. Component s and noise component n Therefore, the noise component ratio pv in the case of R = s × pa + n × pv and IR = s + n is calculated, and the upper limit value in a predetermined integration range set in advance is calculated from the calculated noise component ratio pv and the noise index. A value obtained by subtracting a proportional value of a value obtained by subtracting the second predetermined value is changed to a value obtained by subtracting, and an expected value is calculated using the histogram obtained by the histogram calculation unit in the integration range after the change.

この構成によれば、前記所定の積分範囲における上限値を、前記ノイズ成分比pvから、前記ノイズ指標から第2所定値を減算した値の比例値を減算した値に変更する生体情報測定装置が提供される。   According to this configuration, the biological information measuring device that changes the upper limit value in the predetermined integration range to a value obtained by subtracting a proportional value of a value obtained by subtracting the second predetermined value from the noise index from the noise component ratio pv. Provided.

また、他の一態様では、上述の生体情報測定装置において、前記ヒストグラム算出部は、前記第1比Rと前記第2比IRとの第3比pのヒストグラムf(p)を求め、前記期待値算出部は、前記第3比pのヒストグラムf(p)から前記ノイズ成分比pvを算出することを特徴とする。   In another aspect, in the above-described biological information measurement device, the histogram calculation unit obtains a histogram f (p) of a third ratio p between the first ratio R and the second ratio IR, and the expectation The value calculating unit calculates the noise component ratio pv from the histogram f (p) of the third ratio p.

この構成によれば、前記第3比pのヒストグラムf(p)から前記ノイズ成分比pvを算出する生体情報測定装置が提供される。   According to this configuration, there is provided a biological information measuring device that calculates the noise component ratio pv from the histogram f (p) of the third ratio p.

また、他の一態様では、上述の生体情報測定装置において、前記期待値算出部は、pt=∫pf(p)dp(積分∫は、前記第3比pのヒストグラムf(p)の複数のクラスにおける最小のクラスの値plowから最大のクラスの値pupまでの範囲で実行される)とし、関数g(p)=f(2×pt−p)とし、p≦ptまたはg(p)−f(p)≦0の第1ケースの場合では関数h(p)=0であるとともに前記第1ケースを除く第2ケースの場合では関数h(p)={g(p)−f(p)}/∫{g(p)−f(p)}dp(積分∫は、前記最小のクラスの値plowから前記最大のクラスの値pupまでの範囲で実行される。ただし、p≦ptおよびg(p)−f(p)≦0のpの領域を除く)とする場合に、∫p×h(p)dp(積分∫は、ptから前記所定の積分範囲における上限値までの範囲で実行される)を前記ノイズ成分比pvとして算出することを特徴とする。   According to another aspect, in the above-described biological information measurement device, the expected value calculation unit may be configured such that pt = ∫pf (p) dp (integral ∫ is a plurality of histograms f (p) of the third ratio p. Is executed in the range from the minimum class value plow to the maximum class value pup in the class), the function g (p) = f (2 × pt−p), and p ≦ pt or g (p) − In the case of the first case where f (p) ≦ 0, the function h (p) = 0, and in the case of the second case excluding the first case, the function h (p) = {g (p) −f (p )} / ∫ {g (p) −f (p)} dp (integral ∫ is executed in the range from the minimum class value plow to the maximum class value pup, where p ≦ pt and g (p) −f (p) ≦ 0 except for the region of p) ∫p × h (p) dp (product The dividing is executed in a range from pt to the upper limit value in the predetermined integration range), and is calculated as the noise component ratio pv.

この構成によれば、∫p×h(p)dp(積分∫は、ptから前記所定の積分範囲における上限値までの範囲で実行される)を前記ノイズ成分比pvとして算出する生体情報測定装置が提供される。   According to this configuration, the biological information measuring device that calculates ∫p × h (p) dp (integral ∫ is executed in a range from pt to the upper limit value in the predetermined integration range) as the noise component ratio pv. Is provided.

また、他の一態様では、これら上述の生体情報測定装置において、前記ノイズ指標算出部は、前記ヒストグラムの標準偏差を前記所定のノイズ指標として算出することを特徴とする。   According to another aspect, in the above-described biological information measuring apparatus, the noise index calculation unit calculates a standard deviation of the histogram as the predetermined noise index.

この構成によれば、前記ヒストグラムの標準偏差を前記所定のノイズ指標として算出する生体情報測定装置が提供される。   According to this configuration, there is provided a biological information measuring device that calculates the standard deviation of the histogram as the predetermined noise index.

また、他の一態様では、これら上述の生体情報測定装置において、前記ノイズ指標算出部は、前記測定データにおける周期のばらつきを前記所定のノイズ指標として算出することを特徴とする。   In another aspect, in the above-described biological information measuring device, the noise index calculation unit calculates a variation in the period in the measurement data as the predetermined noise index.

この構成によれば、前記測定データにおける周期のばらつきを前記所定のノイズ指標として算出する生体情報測定装置が提供される。   According to this configuration, there is provided a biological information measuring device that calculates a variation in the period in the measurement data as the predetermined noise index.

また、他の一態様では、これら上述の生体情報測定装置において、前記測定部は、所定の第1波長の第1光を前記生体の生体組織に照射し、前記生体の生体組織を透過または反射した第1光を受光して第1測定データを出力する第1センサ部と、前記第1波長と異なる所定の第2波長の第2光を前記生体の生体組織に照射し、前記生体の生体組織を透過または反射した第2光を受光して第2測定データを出力する第2センサ部とを備えるセンサ部を備え、前記ノイズ指標算出部は、前記第1測定データにおける直流成分に対する交流成分の第1比Rおよび前記第2測定データにおける直流成分に対する交流成分の第2比IRのぞれぞれを信号成分sとノイズ成分nとによってR=s×pa+n×pvおよびIR=s+nと表した場合におけるノイズ成分比pvを算出し、前記ヒストグラム全体での全体期待値と前記ノイズ成分比pvとの差を前記所定のノイズ指標として算出することを特徴とする。   According to another aspect, in the above-described biological information measuring device, the measurement unit irradiates the biological tissue of the living body with first light having a predetermined first wavelength, and transmits or reflects the biological tissue of the biological body. A first sensor unit that receives the first light and outputs first measurement data; and irradiates the living tissue of the living body with second light having a predetermined second wavelength different from the first wavelength, A sensor unit including a second sensor unit that receives second light transmitted through or reflected from the tissue and outputs second measurement data, wherein the noise index calculation unit is an AC component for a DC component in the first measurement data. Each of the first ratio R and the second ratio IR of the AC component to the DC component in the second measurement data is expressed as R = s × pa + n × pv and IR = s + n by the signal component s and the noise component n. In the case of The noise component ratio pv is calculated, and the difference between the overall expected value in the entire histogram and the noise component ratio pv is calculated as the predetermined noise index.

この構成によれば、前記所定の積分範囲での前記ヒストグラムの期待値と前記ノイズ成分比pvとの差を前記所定のノイズ指標として算出する生体情報測定装置が提供される。   According to this configuration, there is provided a biological information measuring device that calculates the difference between the expected value of the histogram in the predetermined integration range and the noise component ratio pv as the predetermined noise index.

また、他の一態様では、上述の生体情報測定装置において、前記ヒストグラム算出部は、前記第1比Rと前記第2比IRとの第3比pのヒストグラムf(p)を求め、前記ノイズ指標算出部は、前記第3比pのヒストグラムf(p)から前記ノイズ成分比pvを算出することを特徴とする。   In another aspect, in the above-described biological information measurement device, the histogram calculation unit obtains a histogram f (p) of a third ratio p between the first ratio R and the second ratio IR, and the noise The index calculation unit calculates the noise component ratio pv from the histogram f (p) of the third ratio p.

この構成によれば、前記第3比pのヒストグラムf(p)から前記ノイズ成分比pvを算出する生体情報測定装置が提供される。   According to this configuration, there is provided a biological information measuring device that calculates the noise component ratio pv from the histogram f (p) of the third ratio p.

また、他の一態様では、これら上述の生体情報測定装置において、前記測定部は、所定の第1波長の第1光を前記生体の生体組織に照射し、前記生体の生体組織を透過または反射した第1光を受光して第1測定データを出力する第1センサ部と、前記第1波長と異なる所定の第2波長の第2光を前記生体の生体組織に照射し、前記生体の生体組織を透過または反射した第2光を受光して第2測定データを出力する第2センサ部とを備えるセンサ部を備え、前記ヒストグラム算出部は、前記第1測定データにおける直流成分に対する交流成分の第1比と前記第2測定データにおける直流成分に対する交流成分の第2比との第3比pのヒストグラムf(p)を求め、前記ノイズ指標算出部は、pt=∫pf(p)dp(積分∫は、前記第3比pのヒストグラムf(p)の複数のクラスにおける最小のクラスの値plowから最大のクラスの値pupまでの範囲で実行される。ただし、p≦ptおよびg(p)−f(p)≦0のpの領域を除く)とし、関数g(p)=f(2×pt−p)とし、p≦ptまたはg(p)−f(p)≦0の第1ケースの場合では関数h(p)=0であるとともに前記第1ケースを除く第2ケースの場合では関数h(p)={g(p)−f(p)}/∫{g(p)−f(p)}dp(積分∫は、前記最小のクラスの値plowから前記最大のクラスの値pupまでの範囲で実行される)とする場合に、{∫p×h(p)dp−∫p×h(p)dp}1/2(両積分∫は、ptから前記所定の積分範囲における上限値までの範囲で実行される)を前記所定のノイズ指標として算出することを特徴とする。 According to another aspect, in the above-described biological information measuring device, the measurement unit irradiates the biological tissue of the living body with first light having a predetermined first wavelength, and transmits or reflects the biological tissue of the biological body. A first sensor unit that receives the first light and outputs first measurement data; and irradiates the living tissue of the living body with second light having a predetermined second wavelength different from the first wavelength, A sensor unit including a second sensor unit that receives the second light transmitted or reflected through the tissue and outputs the second measurement data, and the histogram calculation unit includes an AC component relative to a DC component in the first measurement data. A histogram f (p) of a third ratio p of the first ratio and the second ratio of the alternating current component to the direct current component in the second measurement data is obtained, and the noise index calculation unit is pt = ∫pf (p) dp ( The integral ∫ is the third ratio p. It is executed in the range from the minimum class value plow to the maximum class value pup in a plurality of classes of the program f (p), where p ≦ pt and g (p) −f (p) ≦ 0 And the function g (p) = f (2 × pt−p), and the function h (p) in the first case where p ≦ pt or g (p) −f (p) ≦ 0. = 0 and in the second case excluding the first case, the function h (p) = {g (p) −f (p)} /) {g (p) −f (p)} dp (integral ∫ is executed in the range from the minimum class value plow to the maximum class value pup), {∫p 2 × h (p) dp−∫p × h (p) dp } 1/2 (both integral ∫ is performed in the range from pt to the upper limit value in the predetermined integration range) of the predetermined Roh And calculating a's index.

この構成によれば、{∫p×h(p)dp−∫p×h(p)dp}1/2(両積分∫は、ptから前記所定の積分範囲における上限値までの範囲で実行される)を前記所定のノイズ指標として算出する生体情報測定装置が提供される。 According to this configuration, {∫p 2 × h (p) dp−∫p × h (p) dp} 1/2 (both integrals 実 行 are executed in a range from pt to the upper limit value in the predetermined integration range. Is provided as the predetermined noise index.

本発明にかかる生体情報測定装置および生体情報測定方法は、より簡易な処理によってノイズを低減しつつ生体情報を求めることができ、その結果、消費電力を低減することができる。   The biological information measuring device and the biological information measuring method according to the present invention can obtain biological information while reducing noise by simpler processing, and as a result, can reduce power consumption.

第1実施形態における生体情報測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the biometric information measuring apparatus in 1st Embodiment. 第1実施形態における生体情報測定装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the biometric information measuring apparatus in 1st Embodiment. ノイズが比較的小さい場合における第3比のヒストグラムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the histogram of 3rd ratio in case noise is comparatively small. ノイズが中程度である場合における第3比のヒストグラムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the histogram of the 3rd ratio in case noise is moderate. ノイズが比較的大きい場合における第3比のヒストグラムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the histogram of the 3rd ratio in case noise is comparatively large. 第1実施形態における生体情報測定装置によって算出される期待値の誤差を示す図である。It is a figure which shows the difference | error of the expected value calculated by the biological information measuring device in 1st Embodiment. 第2実施形態における生体情報測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the biometric information measuring apparatus in 2nd Embodiment. 第2実施形態における生体情報測定装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the biometric information measuring apparatus in 2nd Embodiment.

以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。また、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。   Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted suitably. Further, in this specification, when referring generically, it is indicated by a reference symbol without a suffix, and when referring to an individual configuration, it is indicated by a reference symbol with a suffix.

(第1実施形態)
図1は、第1実施形態における生体情報測定装置の構成を示すブロック図である。第1実施形態における生体情報測定装置Saは、測定対象である生体の生理的現象を測定することによって生体に関する生体情報を測定する装置である。生体情報は、例えば、脈拍数や血中酸素飽和度(血中酸素濃度)等である。このような生体情報は、動脈血の脈動により生ずる生体組織の透過光量または反射光量における変動成分を利用することによって求めることができ、その基本原理は、公知の常套手段であって、例えば、特公昭53−026437号公報等に開示されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the biological information measuring apparatus in the first embodiment. The biological information measuring device Sa in the first embodiment is a device that measures biological information related to a living body by measuring a physiological phenomenon of the living body that is a measurement target. The biological information is, for example, a pulse rate or blood oxygen saturation (blood oxygen concentration). Such biological information can be obtained by using a fluctuation component in the transmitted light amount or reflected light amount of a living tissue caused by pulsation of arterial blood, and the basic principle thereof is a well-known conventional means, for example, 53-026437 and the like.

このような生体情報測定装置Saは、例えば、図1に示すように、生体の所定の生理的現象を測定して測定データを出力するセンサ部1と、センサ部1で測定された測定データに基づいて例えば脈拍数や血中酸素飽和度等の生体情報を求める演算制御部3aと、演算制御部3aで測定した生体情報を外部から認識可能に表示する表示部5とを備えて構成される。   For example, as shown in FIG. 1, such a biological information measuring device Sa measures a predetermined physiological phenomenon of a living body and outputs measurement data, and the measurement data measured by the sensor unit 1. Based on, for example, a calculation control unit 3a that obtains biological information such as a pulse rate and blood oxygen saturation, and a display unit 5 that displays the biological information measured by the calculation control unit 3a so as to be recognized from the outside. .

センサ部1は、演算制御部3aに接続され、本実施形態では、生体の生理的現象として生体組織中の血液に関する情報を測定する装置である。より具体的には、センサ部1は、生体の生理的現象として、心拍による動脈血の脈動により生ずる生体組織の透過光量または反射光量における変動成分を測定する装置である。   The sensor unit 1 is connected to the calculation control unit 3a, and in this embodiment, is a device that measures information related to blood in a living tissue as a physiological phenomenon of the living body. More specifically, the sensor unit 1 is a device that measures a fluctuation component in a transmitted light amount or a reflected light amount of a living tissue caused by arterial blood pulsation due to a heartbeat as a physiological phenomenon of the living body.

このような生体の生理的現象を測定する方法は、例えば、生体組織のヘモグロビンの吸光特性を利用する方法を挙げることができる。酸素は、ヘモグロビンによって生体の各細胞に運ばれるが、ヘモグロビンは、肺で酸素と結合して酸化ヘモグロビンとなり、生体の細胞で酸素が消費されるとヘモグロビン(還元ヘモグロビン)に戻る。血中酸素飽和度は、血中(血液中)の酸化ヘモグロビンの割合として定義される。これらヘモグロビンおよび酸化ヘモグロビンの各吸光度は、波長依存性を有しており、ヘモグロビンは、例えば赤色光(赤色波長領域の光)に対して酸化ヘモグロビンより光を多く吸収し、一方、赤外光(赤外線波長領域の光)に対して酸化ヘモグロビンより光の吸収が少ない。すなわち、ヘモグロビンは、酸化されて酸化ヘモグロビンになると赤色光の吸収が減少して赤外光の吸収が増加し、逆に還元されてヘモグロビンに戻ると赤色光の吸収が増加して赤外光の吸収が減少するという光学的特性を有している。本実施形態の生体情報測定装置Saは、このようなヘモグロビンと酸化ヘモグロビンとの赤色光と赤外光とに対する吸光特性の違いを利用することによって、例えば脈拍数や血中酸素飽和度等の生体情報を求めるものである。すなわち、赤色光の吸光度が大きいほど、還元ヘモグロビンが多く、酸素飽和度が小さくなり、逆に、赤外光の吸光度が大きいほど、酸化ヘモグロビンが多く、酸素飽和度が大きくなる。   As a method for measuring the physiological phenomenon of the living body, for example, a method using the light absorption characteristic of hemoglobin in the living tissue can be mentioned. Oxygen is transported to each cell of the living body by hemoglobin, but hemoglobin combines with oxygen in the lung to become oxygenated hemoglobin, and returns to hemoglobin (reduced hemoglobin) when oxygen is consumed in the cells of the living body. Blood oxygen saturation is defined as the percentage of oxyhemoglobin in the blood (in the blood). Each absorbance of these hemoglobin and oxyhemoglobin has wavelength dependency, and hemoglobin absorbs more light than oxyhemoglobin for red light (light in the red wavelength region), for example, while infrared light ( It absorbs less light than oxyhemoglobin (in the infrared wavelength region). In other words, when hemoglobin is oxidized to oxygenated hemoglobin, the absorption of red light decreases and the absorption of infrared light increases. Conversely, when it is reduced to return to hemoglobin, the absorption of red light increases and the absorption of infrared light increases. It has an optical property that absorption is reduced. The biological information measuring device Sa according to the present embodiment uses such a difference in absorption characteristics of hemoglobin and oxyhemoglobin with respect to red light and infrared light, for example, a living body such as a pulse rate and blood oxygen saturation. It seeks information. That is, the greater the absorbance of red light, the greater the amount of reduced hemoglobin and the lower the oxygen saturation. On the contrary, the greater the absorbance of infrared light, the greater the amount of oxyhemoglobin and the greater the oxygen saturation.

このような方法によるため、本実施形態のセンサ部1は、例えば、赤色光に対する生体組織における吸光特性を測定する第1センサ部11と、赤外光に対する前記生体組織における吸光特性を測定する第2センサ部12とを備えて構成され、演算制御部3aに接続される。この第1センサ部11は、例えば、波長λ1の赤色光を前記生体組織に照射する例えば発光ダイオード等のR発光素子と、前記R発光素子で照射され前記生体組織を透過または反射した赤色光を受光する例えばシリコンホトダイオード等のR受光素子とを備えて構成され、この第2センサ部12は、例えば、前記波長λ1と異なる波長λ2の赤外色光を前記生体組織に照射する例えば発光ダイオード等のIR発光素子と、前記IR発光素子で照射され前記生体組織を透過または反射した赤外光を受光する例えばシリコンホトダイオード等のIR受光素子とを備えて構成される。センサ部1は、このような透過型または反射型のセンサを用いることができる。   Due to such a method, the sensor unit 1 according to the present embodiment includes, for example, a first sensor unit 11 that measures the light absorption characteristics in the biological tissue with respect to red light, and a first sensor that measures the light absorption characteristics in the biological tissue with respect to infrared light. 2 sensor section 12 and is connected to calculation control section 3a. The first sensor unit 11 includes, for example, an R light emitting element such as a light emitting diode that irradiates the biological tissue with red light having a wavelength λ1, and red light that is irradiated by the R light emitting element and transmitted or reflected by the biological tissue. For example, the second sensor unit 12 is configured to irradiate the living tissue with infrared light having a wavelength λ2 different from the wavelength λ1, for example, a light-emitting diode. An IR light emitting element and an IR light receiving element such as a silicon photodiode that receives infrared light irradiated by the IR light emitting element and transmitted or reflected by the living tissue are configured. The sensor unit 1 can use such a transmission type or reflection type sensor.

そして、センサ部1は、例えば、手指や耳朶等や、乳幼児の場合の手の甲、手首、足の甲等の、所定の生体組織にセット可能な構造を有して前記所定の生体組織にセットされ、第1および第2センサ部11、12で測定された測定データを演算制御部3aへ出力する。より具体的には、このような構成の第1センサ部11では、前記R発光素子は、前記生体組織に対し赤色光を照射し、前記R受光素子は、このR発光素子によって前記生体組織に照射された赤色光の前記生体組織を透過または反射した赤色光Rを受光し、この受光した赤色光を光電変換することによって、その受光量に応じた電気信号を前記測定データとして演算制御部3aへ出力する。同様に、第2センサ部12では、前記IR発光素子は、前記生体組織に対し赤外光を照射し、前記IR受光素子は、このIR発光素子によって前記生体組織に照射された赤外光の前記生体組織を透過または反射した赤外光を受光し、この受光した赤外光を光電変換することによって、その受光量に応じた電気信号を前記測定データとして演算制御部3aへ出力する。   The sensor unit 1 has a structure that can be set in a predetermined biological tissue such as a finger, an earlobe, or the back of the hand, wrist, or foot of an infant, and is set in the predetermined biological tissue. The measurement data measured by the first and second sensor units 11 and 12 are output to the arithmetic control unit 3a. More specifically, in the first sensor unit 11 having such a configuration, the R light emitting element emits red light to the living tissue, and the R light receiving element is applied to the living tissue by the R light emitting element. The red light R that is transmitted or reflected through the living tissue of the irradiated red light is received, and the received red light is photoelectrically converted, whereby an electric signal corresponding to the amount of received light is used as the measurement data as the operation control unit 3a. Output to. Similarly, in the second sensor unit 12, the IR light emitting element irradiates the biological tissue with infrared light, and the IR light receiving element emits infrared light irradiated onto the biological tissue by the IR light emitting element. Infrared light transmitted or reflected through the living tissue is received, and the received infrared light is photoelectrically converted to output an electrical signal corresponding to the amount of received light to the arithmetic control unit 3a as the measurement data.

演算制御部3aは、表示部5に接続され、センサ部1で測定された測定データに基づいて生体情報を求めるとともに、生体情報測定装置Sa全体の制御を司る装置である。演算制御部3aは、例えば、センサ部1で測定された測定データを所定のサンプリング周期(例えば周波数37.5Hz等)でサンプリングすることによって測定データの時系列データをセンサ部1から取得するものである。また例えば、演算制御部3aは、所定の周期でセンサ部1を駆動、すなわち、発光および受光の各動作を行わせることによって、時系列データとして測定データをセンサ部1から取得するものである。また例えば、センサ部1が所定のサンプリング周期でサンプリングすることによって前記生体組織から時系列データとして測定データを測定し、この時系列データの測定データを演算制御部3aへ出力するものである。この測定データは、アナログデータであってもよいが、本実施形態では、ディジタルデータであり、アナログデータからディジタルデータへの変換(AD変換)は、センサ部1または演算制御部3aで行われ、また、必要に応じて、前記AD変換前の測定データを増幅する増幅部をセンサ部1または演算制御部3aにさらに備えてよい。   The arithmetic control unit 3a is connected to the display unit 5 and is a device that obtains biological information based on measurement data measured by the sensor unit 1 and controls the entire biological information measuring device Sa. The arithmetic control unit 3a acquires time-series data of measurement data from the sensor unit 1 by sampling the measurement data measured by the sensor unit 1 at a predetermined sampling period (for example, a frequency of 37.5 Hz, for example). is there. Further, for example, the calculation control unit 3a acquires measurement data from the sensor unit 1 as time-series data by driving the sensor unit 1 with a predetermined cycle, that is, by causing each operation of light emission and light reception to be performed. Further, for example, the sensor unit 1 measures the measurement data as time series data from the living tissue by sampling at a predetermined sampling period, and outputs the measurement data of the time series data to the arithmetic control unit 3a. The measurement data may be analog data, but in the present embodiment, the measurement data is digital data. Conversion from analog data to digital data (AD conversion) is performed by the sensor unit 1 or the arithmetic control unit 3a. Further, if necessary, the sensor unit 1 or the operation control unit 3a may further include an amplification unit that amplifies the measurement data before AD conversion.

より具体的には、この演算制御部3aは、センサ部1によって測定された測定データに基づいてヒストグラムを求め、前記測定データに含まれるノイズの度合いを表す所定のノイズ指標を算出し、この算出されたノイズ指標が所定の閾値th以上である場合には、予め設定された所定の積分範囲における下限値aおよび上限値bのうちの少なくとも一方を変更し、この変更後の積分範囲で前記ヒストグラムを用いて期待値を算出し、この算出された期待値に基づいて所定の生体情報を求めるものであり、例えば、マイクロプロセッサ、メモリおよびその周辺回路を備えるマイクロコンピュータによって構成される。前記メモリは、センサ部1で測定された測定データに基づいて生体情報を求めるための生体情報演算プログラムや、生体情報測定装置Sa全体を制御するための制御プログラム等の各種のプログラムや、センサ部1で測定された前記測定データや前記プログラムの実行に必要なデータ等の各種のデータを記憶する例えば書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)や不揮発性の記憶素子であるROM(Read Only Memory)、および、前記マイクロプロセッサのいわゆるワーキングメモリとなる例えば揮発性の記憶素子であるRAM(Random Access Memory)等を備えて構成され、前記マイクロプロセッサは、いわゆるCPU(Central Processing Unit)等であり、前記プログラムを実行することにより、機能的に、例えば、第1前処理部31と、第2前処理部32と、第1バンドパスフィルタ部(第1BPF部)33と、第2バンドパスフィルタ部(第2BPF部)34と、ヒストグラム算出部35と、比算出部36と、ノイズ指標算出部37と、期待値算出部38aと、血中酸素飽和度算出部39と、脈拍数算出部40と、信頼度算出部41とを備える。   More specifically, the arithmetic control unit 3a obtains a histogram based on the measurement data measured by the sensor unit 1, calculates a predetermined noise index representing the degree of noise included in the measurement data, and calculates the calculation. If the measured noise index is greater than or equal to the predetermined threshold th, at least one of the lower limit value a and the upper limit value b in a predetermined integration range set in advance is changed, and the histogram is changed in the integration range after the change. Is used to calculate the expected value, and predetermined biological information is obtained based on the calculated expected value. For example, it is constituted by a microcomputer including a microprocessor, a memory, and its peripheral circuits. The memory includes various programs such as a biological information calculation program for obtaining biological information based on measurement data measured by the sensor unit 1, a control program for controlling the entire biological information measuring device Sa, and a sensor unit. For example, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), which is a rewritable nonvolatile memory element, or a nonvolatile memory that stores various data such as the measurement data measured in Step 1 and data necessary for the execution of the program. A ROM (Read Only Memory) which is an element, and a RAM (Random Access Memory) which is a so-called working memory of the microprocessor, for example, which is a volatile storage element, is configured. Central Processing Unit), etc., and functions by executing the program In addition, for example, a first pre-processing unit 31, a second pre-processing unit 32, a first band-pass filter unit (first BPF unit) 33, a second band-pass filter unit (second BPF unit) 34, and a histogram calculation Unit 35, ratio calculation unit 36, noise index calculation unit 37, expected value calculation unit 38 a, blood oxygen saturation calculation unit 39, pulse rate calculation unit 40, and reliability calculation unit 41.

第1および第2前処理部31、32は、センサ部1から入力された測定データに対し、所定の前処理を行うものである。より具体的には、第1前処理部31は、第1センサ部11から入力された赤色光に係わる測定データに対し、前記R受光素子での暗電流を補正するためのいわゆるダーク処理を行い、そして、その直流成分RDCに対する交流成分RACの第1比(赤色光交直比)R(=RAC/RDC)を算出し、この第1比Rを第1BPF部33へ通知(出力)する。この第1比Rは、ランバート・ビア(Lambert-Beer)の法則による近似から、赤色光に対する前記生体組織の吸光度の変化分に等しいとみなされる。また、第2前処理部32は、第2センサ部12から入力された赤外光に係わる測定データに対し、前記IR受光素子での暗電流を補正するためのいわゆるダーク処理を行い、そして、その直流成分IRDCに対する交流成分IRACの第2比(赤外光交直比)IR(=IRAC/IRDC)を算出し、この第2比IRを第1BPF部33へ通知(出力)する。この第2比IRは、前記ランバート・ビアの法則による近似から、赤外光に対する前記生体組織の吸光度の変化分に等しいとみなされる。前記ダーク処理は、公知の常套手段が用いられ、例えば、前記赤色光に係わる測定データから遮光状態のR受光素子から出力される出力値(暗電流値)Rdarkを減算するとともに、前記赤外光に係わる測定データから遮光状態のIR受光素子から出力される出力値(暗電流値)IRdarkを減算することによって行われる。これら遮光状態のR受光素子およびIR受光素子から出力される各出力値Rdark、IRdarkは、予め測定される。例えば、これら遮光状態のR受光素子およびIR受光素子から出力される各出力値Rdark、IRdarkは、測定の都度、予め測定されてもよく、また例えば、予め測定して記憶しておいてもよい。 The first and second preprocessing units 31 and 32 perform predetermined preprocessing on the measurement data input from the sensor unit 1. More specifically, the first preprocessing unit 31 performs so-called dark processing for correcting dark current in the R light receiving element on the measurement data related to red light input from the first sensor unit 11. Then, the first ratio (red light AC / DC ratio) R (= R AC / R DC ) of the AC component R AC to the DC component R DC is calculated, and the first BPF unit 33 is notified (output). ) The first ratio R is considered to be equal to the change in absorbance of the living tissue with respect to red light, based on the approximation by Lambert-Beer law. The second preprocessing unit 32 performs a so-called dark process for correcting dark current in the IR light receiving element on the measurement data related to the infrared light input from the second sensor unit 12, and A second ratio (infrared light AC / DC ratio) IR (= IR AC / IR DC ) of the AC component IR AC with respect to the DC component IR DC is calculated, and this second ratio IR is notified (output) to the first BPF unit 33. . This second ratio IR is considered to be equal to the change in absorbance of the living tissue with respect to infrared light based on the approximation by the Lambert-Beer law. For the dark process, known conventional means are used. For example, an output value (dark current value) Rdark output from the light-receiving R light receiving element is subtracted from the measurement data related to the red light, and the infrared light is subtracted. This is performed by subtracting the output value (dark current value) IRdark output from the IR light receiving element in the light-shielded state from the measurement data related to. The output values Rdark and IRdark output from the light-receiving R light-receiving element and the IR light-receiving element are measured in advance. For example, the output values Rdark and IRdark output from the R light receiving element and the IR light receiving element in the light shielding state may be measured in advance every measurement, or may be measured and stored in advance, for example. .

第1および第2BPF部33、34は、センサ部1によって測定された測定データから所定のノイズ成分を除去するフィルタであり、動脈血の脈動により生ずる生体組織の透過または反射光量における変動成分として通常含まれる周波数成分以外の周波数成分を除去するものである。第1BPF部33は、例えば、赤色光に対する、動脈血の脈動により生ずる生体組織の透過光量または反射光量における変動成分として通常含まれる周波数成分を含む所定の周波数帯域を通過帯域とするフィルタであり、第1比Rをフィルタ処理(フィルタリング)し、このフィルタ処理した後の第1比Rを比算出部36、血中酸素飽和度算出部39、脈拍数算出部40および信頼度算出部41の各部へ通知する。第2BPF部34は、例えば、赤外光に対する、動脈血の脈動により生ずる生体組織の透過光量または反射光量における変動成分として通常含まれる周波数成分を含む所定の周波数帯域を通過帯域とするフィルタであり、第2比IRをフィルタ処理(フィルタリング)し、このフィルタ処理した後の第2比IRを比算出部36、血中酸素飽和度算出部39、脈拍数算出部40および信頼度算出部41の各部へ通知する。   The first and second BPF units 33 and 34 are filters that remove a predetermined noise component from the measurement data measured by the sensor unit 1, and are usually included as fluctuation components in the amount of transmitted or reflected light of living tissue caused by pulsation of arterial blood. The frequency components other than the frequency components to be removed are removed. The first BPF unit 33 is, for example, a filter that uses a predetermined frequency band including a frequency component that is normally included as a fluctuation component in the transmitted light amount or reflected light amount of biological tissue caused by pulsation of arterial blood with respect to red light. 1 ratio R is filtered (filtered), and the first ratio R after the filtering process is sent to each of the ratio calculating section 36, blood oxygen saturation calculating section 39, pulse rate calculating section 40, and reliability calculating section 41. Notice. The second BPF unit 34 is, for example, a filter having a predetermined frequency band including a frequency component that is normally included as a fluctuation component in a transmitted light amount or a reflected light amount of living tissue caused by pulsation of arterial blood with respect to infrared light as a pass band, The second ratio IR is filtered (filtered), and the second ratio IR after the filter processing is subjected to the ratio calculation unit 36, the blood oxygen saturation calculation unit 39, the pulse rate calculation unit 40, and the reliability calculation unit 41. To notify.

比算出部36は、第2比IRに対する第1比Rの第3比(2波長変動比)p(=R/IR)を算出し、この第3比pをヒストグラム算出部35へ通知するものである。   The ratio calculation unit 36 calculates a third ratio (two-wavelength variation ratio) p (= R / IR) of the first ratio R with respect to the second ratio IR, and notifies the histogram calculation unit 35 of the third ratio p. It is.

ヒストグラム算出部35は、所定の時間範囲内においてセンサ部1によって測定された測定データから求められた第3比pのヒストグラム(度数分布)f(p)を算出し、この第3比pのヒストグラムf(p)をノイズ指標算出部37および期待値算出部38aの各部へ通知するものである。前記所定の時間範囲は、ヒストグラムf(p)が統計的に有意となるような個数の測定データを取得することができる時間範囲であり、この測定データの個数は、例えば、300や400や500等である。ヒストグラム算出部35は、第3比pが取り得る数値範囲として想定される所定の範囲を所定の間隔で複数の階級(クラス)に階級分け(クラス分け)を行い、このヒストグラムf(p)を作成する時点から前記所定の時間だけ前までに比算出部36から入力された複数の第3比pのそれぞれをこれらいずれかのクラスに振り分けることによって、各クラスにおける第3比pの頻度を求める。これによってヒストグラム算出部35は、第3比pのヒストグラムf(p)を求める。   The histogram calculation unit 35 calculates a histogram (frequency distribution) f (p) of the third ratio p obtained from the measurement data measured by the sensor unit 1 within a predetermined time range, and the histogram of the third ratio p. f (p) is notified to each of the noise index calculation unit 37 and the expected value calculation unit 38a. The predetermined time range is a time range in which the number of pieces of measurement data for which the histogram f (p) is statistically significant can be acquired. The number of pieces of measurement data is, for example, 300, 400, or 500. Etc. The histogram calculation unit 35 classifies a predetermined range assumed as a numerical range that can be taken by the third ratio p into a plurality of classes (classes) at predetermined intervals, and uses the histogram f (p). The frequency of the third ratio p in each class is obtained by allocating each of the plurality of third ratios p input from the ratio calculation unit 36 up to the predetermined time from the creation time point to any one of these classes. . Accordingly, the histogram calculation unit 35 obtains the histogram f (p) of the third ratio p.

ノイズ指標算出部37は、所定の時間範囲内においてセンサ部1によって測定された測定データに含まれるノイズの度合いを表す所定のノイズ指標を算出し、この算出した所定のノイズ指標を期待値算出部38aへ通知するものである。所定のノイズ指標は、測定データに含まれるノイズの度合いを表すものであれば、任意の指標でよいが、本実施形態では、例えば、第3比pのヒストグラムf(p)における標準偏差σであり、ノイズ指標算出部37は、ヒストグラム算出部35で算出された第3比pのヒストグラムf(p)に対し、その標準偏差σを前記所定のノイズ指標として算出するものである。   The noise index calculation unit 37 calculates a predetermined noise index representing the degree of noise included in the measurement data measured by the sensor unit 1 within a predetermined time range, and uses the calculated predetermined noise index as an expected value calculation unit. 38a is notified. The predetermined noise index may be an arbitrary index as long as it represents the degree of noise included in the measurement data, but in the present embodiment, for example, a standard deviation σ in the histogram f (p) of the third ratio p is used. The noise index calculation unit 37 calculates the standard deviation σ as the predetermined noise index for the histogram f (p) of the third ratio p calculated by the histogram calculation unit 35.

期待値算出部38aは、予め設定された所定の積分範囲でヒストグラム算出部35によって求められた第3比pのヒストグラムf(p)における期待値evを算出し、この算出した期待値evを血中酸素飽和度算出部39へ通知するものである。前記期待値evは、次式A1によって算出される。
期待値ev=∫p×f(p)dp ・・・(A1)
ただし、積分∫は、ヒストグラム算出部35によって求められた第3比pのヒストグラムf(p)全体における期待値(全体期待値)をptとし、その標準偏差をσとした場合に、下限値a=pt−2×σから上限値b=pt+2×σまでの範囲で実行される。すなわち、期待値evは、第3比pのヒストグラムf(p)におけるいわゆる2σの範囲で求められる。なお、この第3比pのヒストグラムf(p)全体における期待値ptは、∫p×f(p)dp(ただし、積分∫は、前記複数のクラスにおける最小のクラスの値plowから最大のクラスの値pupまでの範囲で実行される)によって算出される。
The expected value calculation unit 38a calculates an expected value ev in the histogram f (p) of the third ratio p obtained by the histogram calculation unit 35 within a predetermined integration range set in advance, and uses the calculated expected value ev as the blood This is notified to the intermediate oxygen saturation calculation unit 39. The expected value ev is calculated by the following equation A1.
Expected value ev = ∫p × f (p) dp (A1)
However, the integral ∫ is the lower limit value a when the expected value (overall expected value) in the entire histogram f (p) of the third ratio p obtained by the histogram calculating unit 35 is pt and its standard deviation is σ. = Pt-2 × σ to the upper limit b = pt + 2 × σ. That is, the expected value ev is obtained in a so-called 2σ range in the histogram f (p) of the third ratio p. Note that the expected value pt of the entire histogram f (p) of the third ratio p is ∫p × f (p) dp (where the integral ∫ is the maximum class value from the minimum class value plow in the plurality of classes). Is executed in the range up to the value pup.

ここで、本実施形態では、期待値算出部38aは、ノイズ指標算出部37によって算出されたノイズ指標α、本実施形態では標準偏差σが所定の閾値σth以上である場合には、前記所定の積分範囲における上限値bおよび下限値aのうちの少なくとも一方を変更し、この変更後の積分範囲でヒストグラム算出部35によって求められた第3比pのヒストグラムf(p)における期待値evを算出するものである。   Here, in the present embodiment, the expected value calculation unit 38a determines that the predetermined value when the noise index α calculated by the noise index calculation unit 37, in this embodiment, the standard deviation σ is equal to or greater than a predetermined threshold σth. At least one of the upper limit value b and the lower limit value a in the integration range is changed, and the expected value ev in the histogram f (p) of the third ratio p obtained by the histogram calculation unit 35 in the changed integration range is calculated. To do.

より具体的には、期待値算出部38aは、ノイズ指標算出部37によって算出されたノイズ指標α、本実施形態では標準偏差σが所定の閾値σth以上である場合には、前記所定の積分範囲における上限値bおよび下限値aのうちの少なくとも一方を、ノイズ指標算出部37によって算出されたノイズ指標α、本実施形態では標準偏差σに応じて変更し、この変更後の積分範囲でヒストグラム算出部35によって求められた第3比pのヒストグラムf(p)の期待値evを算出する。   More specifically, the expected value calculation unit 38a determines the predetermined integration range when the noise index α calculated by the noise index calculation unit 37, in this embodiment, the standard deviation σ is equal to or greater than a predetermined threshold σth. At least one of the upper limit value b and the lower limit value a is changed according to the noise index α calculated by the noise index calculation unit 37, in this embodiment, the standard deviation σ, and the histogram is calculated in the integration range after the change. The expected value ev of the histogram f (p) of the third ratio p obtained by the unit 35 is calculated.

さらに、より具体的には、期待値算出部38aは、ノイズ指標算出部37によって算出されたノイズ指標α、本実施形態では標準偏差σが所定の閾値σth以上である場合には、前記所定の積分範囲における上限値bおよび下限値aのうちの少なくとも一方を、ノイズ指標算出部37によって算出されたノイズ指標α、本実施形態では標準偏差σから予め設定された第1所定値β1を減算した値(σ−β1)の比例値((予め設定された定数)×(σ−β1))に応じて変更し、この変更後の積分範囲でヒストグラム算出部35によって求められた第3比Pのヒストグラムf(p)の期待値evを算出する。   More specifically, the expected value calculation unit 38a determines the predetermined value when the noise index α calculated by the noise index calculation unit 37, in this embodiment, the standard deviation σ is equal to or greater than a predetermined threshold σth. At least one of the upper limit value b and the lower limit value a in the integration range is obtained by subtracting a preset first predetermined value β1 from the noise index α calculated by the noise index calculation unit 37, in this embodiment, the standard deviation σ. It is changed according to the proportional value ((predetermined constant) × (σ−β1)) of the value (σ−β1), and the third ratio P obtained by the histogram calculation unit 35 in the integration range after the change An expected value ev of the histogram f (p) is calculated.

本実施形態では、期待値算出部38aによって前記所定の積分範囲における下限値aおよび上限値bの両方が変更され、例えば、前記下限値aは、a−(定数)×(σ−β1)(=(pt−2×σ)−(定数)×(σ−β1))とされ、前記上限値bは、b−(定数)×(σ−β1)(=(pt+2×σ)−(定数)×(σ−β1))とされる。このように前記所定の積分範囲は、第3比pの小さい値の方へ(定数)×(σ−β1)だけ移動される。   In the present embodiment, both the lower limit value a and the upper limit value b in the predetermined integration range are changed by the expected value calculation unit 38a. For example, the lower limit value a is a− (constant) × (σ−β1) ( = (Pt−2 × σ) − (constant) × (σ−β1)), and the upper limit b is b− (constant) × (σ−β1) (= (pt + 2 × σ) − (constant). X ([sigma]-[beta] 1)). Thus, the predetermined integration range is moved by (constant) × (σ−β1) toward the smaller value of the third ratio p.

なお、前記所定の積分範囲に対する変更では、前記下限値aが固定され、前記上限値bが変更されてもよく、また、前記下限値aが変更され、前記上限値bが固定されてもよい。   In the change to the predetermined integration range, the lower limit value a may be fixed and the upper limit value b may be changed, or the lower limit value a may be changed and the upper limit value b may be fixed. .

そして、ノイズ指標算出部37によって算出されたノイズ指標α、本実施形態では標準偏差σが所定の閾値σth未満である場合には、期待値算出部38aは、上述のように、前記所定の積分範囲(下限値a、上限値b)でヒストグラム算出部35によって求められた第3比pのヒストグラムf(p)における期待値evを算出する。   When the noise index α calculated by the noise index calculation unit 37, in this embodiment, the standard deviation σ is less than the predetermined threshold σth, the expected value calculation unit 38a, as described above, The expected value ev in the histogram f (p) of the third ratio p obtained by the histogram calculation unit 35 within the range (lower limit value a, upper limit value b) is calculated.

血中酸素飽和度算出部39は、期待値算出部38aによって算出された期待値evに基づいて酸素飽和度、例えば、動脈血の酸素飽和度の推定値SpOを求め、この求めた酸素飽和度SpOを表示部5へ出力するものである。 The blood oxygen saturation calculating unit 39 calculates an oxygen saturation, for example, an estimated value SpO 2 of arterial blood oxygen saturation, based on the expected value ev calculated by the expected value calculating unit 38a. SpO 2 is output to the display unit 5.

より具体的には、例えば、血中酸素飽和度算出部39は、予め求められ記憶されている、期待値evと酸素飽和度との関係を表すルックアップテーブル(校正テーブル)を用いることにより、動脈血の酸素飽和度の推定値SpOを求める。 More specifically, for example, the blood oxygen saturation calculation unit 39 uses a lookup table (calibration table) that represents a relationship between the expected value ev and the oxygen saturation, which is obtained and stored in advance. An estimated value SpO 2 of the oxygen saturation of arterial blood is obtained.

脈拍数算出部40は、赤色光に係わる前記第1比Rおよび赤外光に係わる前記第2比IRに基づいて所定の時間内における脈拍数(例えば1分間の脈拍数)を算出し、この脈拍数を表示部5へ出力するものである。   The pulse rate calculator 40 calculates a pulse rate within a predetermined time (for example, a pulse rate for 1 minute) based on the first ratio R related to red light and the second ratio IR related to infrared light. The pulse rate is output to the display unit 5.

より具体的には、脈拍数算出部40は、例えば、次のように脈拍数を算出する。生体組織の吸光度を測定する場合、その吸光度の変化分の信号成分をsとし、この信号成分に重畳されるノイズ成分をnとする場合に、第1比Rおよび第2比IRは、次の式B1および式B2が成り立つ。
IR=s+n ・・・(B1)
R=s×pa+n×pv ・・・(B2)
More specifically, the pulse rate calculation unit 40 calculates the pulse rate as follows, for example. When measuring the absorbance of a living tissue, when the signal component corresponding to the change in absorbance is s and the noise component superimposed on this signal component is n, the first ratio R and the second ratio IR are: Expressions B1 and B2 hold.
IR = s + n (B1)
R = s × pa + n × pv (B2)

この信号成分比paは、赤外光における吸光度の変化分の信号成分sと赤色光における吸光度の変化分の信号成分との比であり、この信号成分比paは、一般に、血中酸素飽和度と一対一で対応することが知られている。また、ノイズ成分比pvは、赤外光に対する信号成分sに重畳されるノイズ成分nと赤色光に対する信号成分に重畳されるノイズ成分との比である。このノイズ成分比pvを用いることによって、脈波の信号S(i)=R(i)−pv×IR(i)が求められ、この信号S(i)の周期T_periodが求められ、この信号S(i)の周期T_periodで60を割り算することによって脈拍数(=60/周期T_period)が求められる。   The signal component ratio pa is a ratio between the signal component s corresponding to the change in absorbance in infrared light and the signal component corresponding to the change in absorbance in red light. This signal component ratio pa is generally the oxygen saturation level in blood. It is known to correspond one-to-one. The noise component ratio pv is a ratio between the noise component n superimposed on the signal component s for infrared light and the noise component superimposed on the signal component for red light. By using the noise component ratio pv, a pulse wave signal S (i) = R (i) −pv × IR (i) is obtained, and a period T_period of the signal S (i) is obtained. The pulse rate (= 60 / period T_period) is obtained by dividing 60 by the period T_period of (i).

信頼度算出部41は、所定の信頼度を算出し、この算出した信頼度を表示部5へ出力するものである。   The reliability calculation unit 41 calculates a predetermined reliability and outputs the calculated reliability to the display unit 5.

信頼度は、生体情報に係わる算出値がどの程度信頼することができる値であるかを表す指標(度合い)である。このような信頼度は、例えば、次の式C1ないし式C6のいずれかによって求めることができ、信頼度算出部41は、赤色光に係わる前記第1比Rおよび赤外光に係わる前記第2比IRに基づいて、血中酸素飽和度算出部39によって算出された酸素飽和度に対する所定の信頼度を算出する。このような式によって得られる信頼度zでは、その値zの絶対値が大きいほど血中酸素飽和度の信頼度が低くなる。なお、これら各式において、Σは、iについて和を求める。
z=(ΣR(i)×IR(i))/(Σ{IR(i)})−(Σ{R(i)})/(ΣR(i)×IR(i)) ・・・(C1)
z=[Σ{R(i)×IR(i)}/Σ{IR(i)}−[(Σ{R(i)}/Σ{IR(i)}) ・・・(C2)
z=[Σ{R(i)}/Σ{R(i)×IR(i)}]−[Σ{R(i)}/Σ{IR(i)}] ・・・(C3)
z=[(1/N)×ΣR(i)/IR(i)]−(Σ{R(i)})/(Σ{IR(i)}) ・・・(C4)
z=(ΣR(i)×IR(i))/(Σ{IR(i)})−(1/N)×ΣR(i)/IR(i) ・・・(C5)
z=(Σ{R(i)})/(ΣR(i)×IR(i))−(1/N)×ΣR(i)/IR(i) ・・・(C6)
The reliability is an index (degree) indicating how reliable the calculated value related to biological information is. Such reliability can be obtained by, for example, any one of the following formulas C1 to C6, and the reliability calculation unit 41 includes the first ratio R related to red light and the second ratio related to infrared light. Based on the ratio IR, a predetermined reliability for the oxygen saturation calculated by the blood oxygen saturation calculating unit 39 is calculated. In the reliability z obtained by such an equation, the reliability of the blood oxygen saturation level decreases as the absolute value of the value z increases. In each of these equations, Σ calculates the sum for i.
z = (ΣR (i) × IR (i)) / (Σ {IR (i)} 2 ) − (Σ {R (i)} 2 ) / (ΣR (i) × IR (i)) (C1)
z = [Σ {R (i) × IR (i)} / Σ {IR (i)} 2 ] 2 − [(Σ {R (i)} 2 / Σ {IR (i)} 2 )... (C2)
z = [Σ {R (i)} 2 / Σ {R (i) × IR (i)}] 2- [Σ {R (i)} 2 / Σ {IR (i)} 2 ] ( C3)
z = [(1 / N) × ΣR (i) / IR (i)] 2 − (Σ {R (i)} 2 ) / (Σ {IR (i)} 2 ) (C4)
z = (ΣR (i) × IR (i)) / (Σ {IR (i)} 2 ) − (1 / N) × ΣR (i) / IR (i) (C5)
z = (Σ {R (i)} 2 ) / (ΣR (i) × IR (i)) − (1 / N) × ΣR (i) / IR (i) (C6)

表示部5は、この生体情報測定装置Saの動作状態や演算制御部3aによって求められた生体情報等を表示する装置であり、例えば、液晶表示装置(LCD)や有機EL表示装置等である。表示部5は、例えば、本実施形態では、脈拍数算出部40で算出された脈拍数を表示する脈拍数表示部51と、血中酸素飽和度算出部39で算出された酸素飽和度を表示する血中酸素飽和度表示部52と、信頼度算出部41で算出された信頼度を表示する信頼度表示部53とを備えている。   The display unit 5 is a device that displays the operating state of the biological information measuring device Sa, biological information obtained by the arithmetic control unit 3a, and the like, and is, for example, a liquid crystal display device (LCD) or an organic EL display device. In the present embodiment, for example, the display unit 5 displays the pulse rate display unit 51 that displays the pulse rate calculated by the pulse rate calculation unit 40 and the oxygen saturation calculated by the blood oxygen saturation calculation unit 39. The blood oxygen saturation level display unit 52 and the reliability level display unit 53 that displays the reliability level calculated by the reliability level calculation unit 41 are provided.

次に、第1実施形態の生体情報測定装置Saの動作について説明する。図2は、第1実施形態における生体情報測定装置の動作を示すフローチャートである。図3は、ノイズが比較的小さい場合における第3比のヒストグラムの一例を示す図である。図4は、ノイズが中程度である場合における第3比のヒストグラムの一例を示す図である。図5は、ノイズが比較的大きい場合における第3比のヒストグラムの一例を示す図である。図3ないし図5において、その横軸は、第3比pのクラスであり、その縦軸は、頻度である。図6は、第1実施形態における生体情報測定装置によって算出される期待値の誤差を示す図である。図6の横軸は、ノイズの大きさであり、その縦軸は、期待値evの誤差である。   Next, the operation of the biological information measuring device Sa of the first embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the biological information measuring apparatus in the first embodiment. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a third ratio histogram when the noise is relatively small. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a third ratio histogram when the noise is moderate. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a third ratio histogram when the noise is relatively large. 3 to 5, the horizontal axis represents the class of the third ratio p, and the vertical axis represents the frequency. FIG. 6 is a diagram illustrating an error of an expected value calculated by the biological information measuring apparatus according to the first embodiment. The horizontal axis in FIG. 6 is the magnitude of noise, and the vertical axis is the error of the expected value ev.

本実施形態の生体情報測定装置Saでは、例えば、図略の電源スイッチの投入や電源スイッチの投入後に図略の測定開始スイッチの投入によって、測定対象である生体の生体情報の測定が開始され、測定データが取得され、ヒストグラムf(p)が作成される。   In the biological information measuring apparatus Sa of the present embodiment, for example, measurement of biological information of a biological object to be measured is started by turning on a power switch (not shown) or turning on a measurement start switch after turning on the power switch, Measurement data is acquired and a histogram f (p) is created.

より具体的には、まず、センサ部1の第1センサ部11によって、赤色光に係わる測定データRs(暗電流を含む)およびその暗電流Rdarkが測定され、アナログ信号からディジタル信号へ変換されるとともに、センサ部1の第2センサ部12によって、赤外光に係わる測定データIRs(暗電流を含む)およびその暗電流IRdarkが測定され、アナログ信号からディジタル信号へ変換される。続いて、演算制御部3aの第1前処理部31によって、センサ部1から入力された赤色光に係わる測定データRsに対し、ダーク処理(Rs−Rdark)が実行され、第1比Rが算出されるとともに、演算制御部3aの第2前処理部32によって、センサ部1から入力された赤外光に係わる測定データIRsに対し、ダーク処理(IRs−IRdark)が実行され、第2比IRが算出される。続いて、演算制御部3aの第1BPF部33によって、第1前処理部31から通知された第1比Rがフィルタリングされるとともに、演算制御部3aの第2BPF部34によって、第2前処理部32から通知された第2比IRがフィルタリングされる。続いて、演算制御部3aの比算出部36によって、第2比IRに対する第1比Rの第3比pが算出され、演算制御部3aのヒストグラム算出部35によって、所定の時間範囲での第3比pのヒストグラムf(p)が算出される。例えば、現在時刻tiから過去の時刻ti−(N+1)までの時間範囲の測定データについて、図3ないし図5に示すような第3比pのヒストグラムf(p)が求められる。   More specifically, first, the measurement data Rs (including the dark current) relating to the red light and the dark current Rdark are measured by the first sensor unit 11 of the sensor unit 1 and converted from an analog signal to a digital signal. At the same time, the second sensor unit 12 of the sensor unit 1 measures the measurement data IRs (including the dark current) related to the infrared light and the dark current IRdark, and converts them from an analog signal to a digital signal. Subsequently, dark processing (Rs-Rdark) is performed on the measurement data Rs related to red light input from the sensor unit 1 by the first preprocessing unit 31 of the arithmetic control unit 3a, and the first ratio R is calculated. In addition, dark processing (IRs-IRdark) is performed on the measurement data IRs related to the infrared light input from the sensor unit 1 by the second preprocessing unit 32 of the arithmetic control unit 3a, and the second ratio IR Is calculated. Subsequently, the first ratio R notified from the first preprocessing unit 31 is filtered by the first BPF unit 33 of the calculation control unit 3a, and the second preprocessing unit is filtered by the second BPF unit 34 of the calculation control unit 3a. The second ratio IR notified from 32 is filtered. Subsequently, a third ratio p of the first ratio R with respect to the second ratio IR is calculated by the ratio calculation unit 36 of the calculation control unit 3a, and the histogram calculation unit 35 of the calculation control unit 3a calculates the third ratio p in a predetermined time range. A histogram f (p) of 3 ratio p is calculated. For example, the histogram f (p) of the third ratio p as shown in FIGS. 3 to 5 is obtained for the measurement data in the time range from the current time ti to the past time ti− (N + 1).

このように第3比pのヒストグラムf(p)が作成されると、図2において、まず、ステップS11では、演算制御部3aのノイズ指標算出部37は、所定の範囲、例えば、ヒストグラムf(p)のクラスにおける最小のクラスの値plowから最大のクラスの値pupまでの範囲で、第3比pのヒストグラムf(p)全体に対する標準偏差σをノイズ指標として算出する。そして、演算制御部3aは、ヒストグラムf(p)のクラスにおける最小のクラスの値plowから最大のクラスの値pupまでの範囲で、第3比pのヒストグラムf(p)全体に対する期待値ptを算出する。   When the histogram f (p) of the third ratio p is created in this way, in FIG. 2, first, in step S11, the noise index calculation unit 37 of the calculation control unit 3a has a predetermined range, for example, the histogram f ( The standard deviation σ for the entire histogram f (p) of the third ratio p in the range from the minimum class value plow to the maximum class value pup in the class p) is calculated as a noise index. Then, the arithmetic control unit 3a sets the expected value pt for the entire histogram f (p) of the third ratio p in the range from the minimum class value plow to the maximum class value pup in the class of the histogram f (p). calculate.

続いて、ステップS12では、演算制御部3aは、この求めた標準偏差σが予め設定された所定閾値σth以上であるか否かを判断する(σ≧σthか?)。このステップS12は、第3比pのヒストグラムf(p)に含まれるノイズの度合いを判断するための処理であり、前記所定閾値σthは、後述のノイズの大きさに応じた処理を行うことなく、測定データから例えば仕様に応じた所定の精度で血中酸素飽和度を求めることができるか否かの観点から適宜に設定される。   Subsequently, in step S12, the arithmetic control unit 3a determines whether or not the obtained standard deviation σ is equal to or greater than a predetermined threshold value σth (whether σ ≧ σth?). This step S12 is a process for determining the degree of noise included in the histogram f (p) of the third ratio p, and the predetermined threshold σth is not subjected to a process according to the noise level described later. From the viewpoint of whether or not the blood oxygen saturation can be obtained from the measurement data with a predetermined accuracy according to the specification, for example, it is set appropriately.

このステップS12の判断の結果、標準偏差σが所定閾値σth以上である場合(Yes)には、ステップS13の処理が実行され、一方、このステップS12の判断の結果、標準偏差σが所定閾値σth以上ではない場合(No)には、ステップS21の処理が実行される。例えば、第3比pのヒストグラムが図3に示すようなノイズの比較的少ない場合では、このステップS12の判断で、その標準偏差σが所定閾値σth以上ではないと判断され、ステップS21の処理が実行される一方、第3比pのヒストグラムが図4や図5に示すような中程度のノイズやノイズの比較的多い場合では、このステップS12の判断で、その標準偏差σが所定閾値σth以上であると判断され、ステップS13の処理が実行される。   If the standard deviation σ is equal to or larger than the predetermined threshold σth as a result of the determination in step S12 (Yes), the process of step S13 is executed, while the standard deviation σ is determined to be the predetermined threshold σth as a result of the determination in step S12. If not (No), the process of step S21 is executed. For example, when the histogram of the third ratio p has relatively little noise as shown in FIG. 3, it is determined in step S12 that the standard deviation σ is not equal to or greater than the predetermined threshold σth, and the process in step S21 is performed. On the other hand, when the histogram of the third ratio p is medium noise or relatively large noise as shown in FIG. 4 or FIG. 5, the standard deviation σ is equal to or greater than the predetermined threshold σth in the determination of step S12. Is determined, and the process of step S13 is executed.

ステップS13では、演算制御部3aの期待値算出部38aは、前記所定の積分範囲(下限値a=pt−2×σ、上限値b=pt+2×σ)をシフトするシフト量shift1を、shift1=(定数)×(σ−β1)によって算出する。   In step S13, the expected value calculation unit 38a of the calculation control unit 3a sets the shift amount shift1 for shifting the predetermined integration range (lower limit value a = pt−2 × σ, upper limit value b = pt + 2 × σ), and shift1 = It is calculated by (constant) × (σ−β1).

続いて、ステップS14では、期待値算出部38aは、前記シフト量shiftで前記所定の積分範囲を第3比pの小さい値の方へシフトした変更後の積分範囲(下限値a−shift1=pt−shift1−2×σ、上限値b−shift1=pt−shift1+2×σ)で、第3比pのヒストグラムf(p)を積分することによって、期待値evを算出する。   Subsequently, in step S14, the expected value calculation unit 38a shifts the predetermined integration range toward the smaller value of the third ratio p by the shift amount shift (lower limit value a−shift1 = pt The expected value ev is calculated by integrating the histogram f (p) of the third ratio p with −shift1-2 × σ, upper limit value b-shift1 = pt−shift1 + 2 × σ).

続いて、ステップS15では、演算制御部3aの血中酸素飽和度算出部39は、期待値evに基づいて前記ルックアップテーブルを参照することによって動脈血の酸素飽和度SpOを求める。 Subsequently, in step S15, the blood oxygen saturation calculation unit 39 of the calculation control unit 3a obtains the oxygen saturation SpO 2 of arterial blood by referring to the lookup table based on the expected value ev.

一方、ステップS21では、期待値算出部38aは、前記所定の積分範囲(下限値a=pt−2×σ、上限値b=pt+2×σ)で、第3比pのヒストグラムf(p)を積分することによって、期待値evを算出し、続いて、前記ステップS15の処理が実行され、演算制御部3aの血中酸素飽和度算出部39は、動脈血の酸素飽和度SpOを求める。 On the other hand, in step S21, the expected value calculation unit 38a displays the histogram f (p) of the third ratio p within the predetermined integration range (lower limit value a = pt−2 × σ, upper limit value b = pt + 2 × σ). By integrating, the expected value ev is calculated. Subsequently, the process of step S15 is executed, and the blood oxygen saturation calculating unit 39 of the arithmetic control unit 3a determines the oxygen saturation SpO 2 of arterial blood.

そして、演算制御部3aは、この求めた酸素飽和度SpOを表示部5の血中酸素飽和度表示部52に表示する。 Then, the arithmetic control unit 3 a displays the obtained oxygen saturation SpO 2 on the blood oxygen saturation display unit 52 of the display unit 5.

また、演算制御部3aの信頼度算出部41は、所定の信頼度を求め、演算制御部3aは、この求めた信頼度を表示部5の信頼度表示部53に表示する。   Further, the reliability calculation unit 41 of the calculation control unit 3 a obtains a predetermined reliability, and the calculation control unit 3 a displays the obtained reliability on the reliability display unit 53 of the display unit 5.

第3比pのヒストグラムf(p)は、図3ないし図5の各図に示すように、ノイズの大小に依存し、第3比pの頻度は、ノイズが比較的少ない場合には、図3に示すように、第3比pの小さい値の側に集中し、ノイズが多くなるに従って図4および図5の各図に示すように、第3比pの大きい値の方へ広がる。本実施形態の生体情報測定装置Saでは、上述のように動作することで、期待値evの積分範囲は、予め設定された所定の積分範囲(下限値a、上限値b)から、測定データR、IRに含まれるノイズの度合いに応じて、第3比pの小さい値の方へシフトされ、下限値a−shift1から上限値b−shift1までの範囲となる。したがって、ノイズによって第3比pの大きい値の方へ広がった部分がカットされ、ノイズがカットされる。   The histogram f (p) of the third ratio p depends on the magnitude of noise, as shown in FIGS. 3 to 5, and the frequency of the third ratio p is as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the third ratio p is concentrated on the smaller value side, and as the noise increases, the third ratio p increases toward the larger value as shown in FIGS. 4 and 5. In the biological information measuring apparatus Sa of the present embodiment, by operating as described above, the integration range of the expected value ev is measured data R from a predetermined integration range (lower limit value a, upper limit value b) set in advance. , The third ratio p is shifted toward a smaller value in accordance with the degree of noise included in the IR, and becomes a range from the lower limit value a-shift1 to the upper limit value b-shift1. Therefore, the portion that spreads toward the larger value of the third ratio p due to noise is cut, and the noise is cut.

すなわち、ノイズがカットされない場合には、期待値evの誤差は、図6に実線Nncで示すようにノイズの増加に従って増加するが、本実施形態の生体情報測定装置Saでは、期待値evの誤差は、図6に実線Ncで示すようにノイズの増加に従って一旦減少しその後増加する。この実線Nncと実線Ncとの差分が本実施形態の生体情報測定装置Saにおけるノイズ低減の効果である。   That is, when the noise is not cut, the error of the expected value ev increases as the noise increases as shown by the solid line Nnc in FIG. 6, but in the biological information measuring device Sa of the present embodiment, the error of the expected value ev As shown by a solid line Nc in FIG. 6, the voltage once decreases and then increases as the noise increases. The difference between the solid line Nnc and the solid line Nc is an effect of noise reduction in the biological information measuring device Sa of the present embodiment.

このように本実施形態の生体情報測定装置Saでは、測定データR、IRによる第3比pのヒストグラムf(p)が求められ、測定データR、IRによる第3比pに含まれるノイズの度合いによって、予め設定された所定の積分範囲における上限値bおよび下限値aのうちの少なくとも一方が変更され、この変更後の積分範囲でそのヒストグラムf(p)の期待値evが求められ、そのヒストグラムf(p)の期待値evに基づいて所定の生体情報が求められる。このように本実施形態の生体情報測定装置Saは、より簡易な処理によってノイズを低減しつつ生体情報を求めることができ、その結果、消費電力を低減することができる。   As described above, in the biological information measuring device Sa of the present embodiment, the histogram f (p) of the third ratio p based on the measurement data R and IR is obtained, and the degree of noise included in the third ratio p based on the measurement data R and IR The at least one of the upper limit value b and the lower limit value a in a predetermined integration range set in advance is changed, and the expected value ev of the histogram f (p) is obtained in the integration range after the change, and the histogram Predetermined biological information is obtained based on the expected value ev of f (p). As described above, the biological information measuring device Sa of the present embodiment can obtain biological information while reducing noise by simpler processing, and as a result, can reduce power consumption.

次に、別の実施形態について説明する。
(第2実施形態)
第1実施形態の生体情報測定装置Saは、期待値evを算出する際に、前記所定の積分範囲をノイズの度合いに応じてシフト量shift1で第3比pの小さい値の方へ変更したが、第2実施形態の生体情報測定装置Sbは、期待値evを算出する際に、前記所定の積分範囲における上限値bをノイズの度合いに応じて前記ノイズ成分比pvに関する値に変更するものである。
Next, another embodiment will be described.
(Second Embodiment)
When the biological information measuring device Sa of the first embodiment calculates the expected value ev, the predetermined integration range is changed to a smaller value of the third ratio p with the shift amount shift1 according to the degree of noise. When calculating the expected value ev, the biological information measuring device Sb of the second embodiment changes the upper limit value b in the predetermined integration range to a value related to the noise component ratio pv according to the degree of noise. is there.

図7は、第2実施形態における生体情報測定装置の構成を示すブロック図である。図7において、このような第2実施形態の生体情報想定装置Sbは、センサ部1と、演算制御部3bと、表示部5とを備えて構成される。第2実施形態の生体情報想定装置Sbにおけるセンサ部1および表示部5は、それぞれ、第1実施形態の生体情報想定装置Saにおけるセンサ部1および表示部5と同様であるので、その説明を省略する。   FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of the biological information measuring device according to the second embodiment. In FIG. 7, the biological information assumption device Sb according to the second embodiment includes the sensor unit 1, the calculation control unit 3 b, and the display unit 5. Since the sensor unit 1 and the display unit 5 in the biological information assumption device Sb of the second embodiment are the same as the sensor unit 1 and the display unit 5 in the biological information assumption device Sa of the first embodiment, respectively, description thereof is omitted. To do.

そして、第2実施形態の生体情報想定装置Sbにおける演算制御部3bは、表示部5に接続され、センサ部1で測定された測定データに基づいて生体情報を求めるとともに、生体情報測定装置Sa全体の制御を司る装置であり、機能的に、例えば、第1前処理部31と、第2前処理部32と、第1バンドパスフィルタ部(第1BPF部)33と、第2バンドパスフィルタ部(第2BPF部)34と、ヒストグラム算出部35と、比算出部36と、ノイズ指標算出部37と、期待値算出部38bと、血中酸素飽和度算出部39と、脈拍数算出部40と、信頼度算出部41とを備える。第2実施形態の生体情報想定装置Sbにおける第1前処理部31、第2前処理部32、第1BPF部33、第2BPF部34、ヒストグラム算出部35、比算出部36、ノイズ指標算出部37、血中酸素飽和度算出部39、脈拍数算出部40および信頼度算出部41は、それぞれ、第1実施形態の生体情報想定装置Saにおける第1前処理部31、第2前処理部32、第1BPF部33、第2BPF部34、ヒストグラム算出部35、比算出部36、ノイズ指標算出部37、血中酸素飽和度算出部39、脈拍数算出部40および信頼度算出部41と同様であるので、その説明を省略する。   And the calculation control part 3b in the biometric information assumption apparatus Sb of 2nd Embodiment is connected to the display part 5, and while calculating | requiring biometric information based on the measurement data measured by the sensor part 1, the biometric information measurement apparatus Sa whole Functionally, for example, a first pre-processing unit 31, a second pre-processing unit 32, a first band-pass filter unit (first BPF unit) 33, and a second band-pass filter unit (Second BPF unit) 34, histogram calculation unit 35, ratio calculation unit 36, noise index calculation unit 37, expected value calculation unit 38b, blood oxygen saturation calculation unit 39, and pulse rate calculation unit 40 And a reliability calculation unit 41. The first preprocessing unit 31, the second preprocessing unit 32, the first BPF unit 33, the second BPF unit 34, the histogram calculation unit 35, the ratio calculation unit 36, and the noise index calculation unit 37 in the biological information assumption device Sb of the second embodiment. , Blood oxygen saturation calculation unit 39, pulse rate calculation unit 40, and reliability calculation unit 41 are respectively the first preprocessing unit 31, the second preprocessing unit 32 in the biological information assumption device Sa of the first embodiment, The same as the first BPF unit 33, the second BPF unit 34, the histogram calculation unit 35, the ratio calculation unit 36, the noise index calculation unit 37, the blood oxygen saturation calculation unit 39, the pulse rate calculation unit 40, and the reliability calculation unit 41. Therefore, the description is omitted.

期待値算出部38bは、第1実施形態の期待値算出部38aと同様に、予め設定された所定の積分範囲でヒストグラム算出部35によって求められた第3比pのヒストグラムf(p)における期待値evを算出し、この算出した期待値evを血中酸素飽和度算出部39へ通知するものであって、ノイズ指標算出部37によって算出されたノイズ指標α、本実施形態では標準偏差σが所定の閾値σth以上である場合には、前記所定の積分範囲における上限値bおよび下限値aのうちの少なくとも一方を変更し、この変更後の積分範囲でヒストグラム算出部35によって求められた第3比pのヒストグラムf(p)における期待値evを算出するものであるが、本実施形態の期待値算出部38bは、第3比pのヒストグラムf(p)に基づいて前記ノイズ成分比pvを算出するpv算出部381を備え、このpv算出部381によってノイズ成分比pvを算出し、前記所定の積分範囲における上限値bを、前記算出したノイズ成分比pvから、ノイズ指標α、本実施形態では標準偏差σから予め設定された第2所定値β2を減算した値(σ−β2)の比例値(予め設定された定数)×(σ−β2)を減算した値(pv−(定数)×(σ−β2))に変更し、この変更後の積分範囲(下限値a=pt−2×σ、上限値(pv−(定数)×(σ−β2))でヒストグラム算出部35によって求められた第3比pのヒストグラムf(p)の期待値evを算出するものである。   The expected value calculation unit 38b is expected in the histogram f (p) of the third ratio p obtained by the histogram calculation unit 35 in a predetermined integration range set in advance, as in the expected value calculation unit 38a of the first embodiment. The value ev is calculated, and the calculated expected value ev is notified to the blood oxygen saturation calculation unit 39. The noise index α calculated by the noise index calculation unit 37, which is the standard deviation σ in this embodiment, is calculated. If it is equal to or greater than the predetermined threshold σth, at least one of the upper limit value b and the lower limit value a in the predetermined integration range is changed, and the third value obtained by the histogram calculation unit 35 in the changed integration range. The expected value ev in the histogram f (p) of the ratio p is calculated. The expected value calculation unit 38b of the present embodiment is based on the histogram f (p) of the third ratio p. A pv calculation unit 381 for calculating the noise component ratio pv is provided. The pv calculation unit 381 calculates the noise component ratio pv, and the upper limit value b in the predetermined integration range is determined from the calculated noise component ratio pv as a noise index. α, in this embodiment, a value obtained by subtracting a proportional value (predetermined constant) × (σ−β2) obtained by subtracting a preset second predetermined value β2 from the standard deviation σ (pv) − (Constant) × (σ−β2)), and the histogram is calculated in the integrated range after this change (lower limit value a = pt−2 × σ, upper limit value (pv− (constant) × (σ−β2)) The expected value ev of the histogram f (p) of the third ratio p obtained by the unit 35 is calculated.

pv算出部381は、より具体的には、本実施形態では、所定の統計パラメータに基づいてヒストグラムf(p)のクラスを複数の所定範囲に分け、この分けた複数の所定範囲のぞれぞれに所定の関数h(p)を定義し、この関数h(p)を用いてノイズ成分比pvを算出するものである。より具体的には、本実施形態では、関数g(p)=f(2×pt−p)と定義した場合に、p≦ptでは、h(p)=0と定義され、p>ptでは、h(p)={g(p)−f(p)}/∫{g(p)−f(p)}dpと定義され、g(p)−f(p)≦0では、h(p)=0と定義され、g(p)−f(p)>0では、h(p)={g(p)−f(p)}/∫{g(p)−f(p)}dpと定義される。すなわち、
h(p)=0;p≦ptまたはg(p)−f(p)≦0
h(p)={g(p)−f(p)}/∫{g(p)−f(p)}dp(ただし、積分∫は、前記複数のクラスにおける最小のクラスの値plowから最大のクラスの値pupまでで実行される。ただし、p≦ptおよびg(p)−f(p)≦0のpの領域を除く);p>ptまたはg(p)−f(p)>0 ・・・(A2)
そして、ノイズ成分比pvは、次式A3によって算出される。
ノイズ成分比pv=∫p×h(p)dp ・・・(A3)
ただし、積分∫は、ptから前記所定の積分範囲における上限値bまでの範囲で実行される。
More specifically, in the present embodiment, the pv calculation unit 381 divides the class of the histogram f (p) into a plurality of predetermined ranges based on predetermined statistical parameters, and each of the divided predetermined ranges. A predetermined function h (p) is defined in this, and the noise component ratio pv is calculated using this function h (p). More specifically, in this embodiment, when the function g (p) = f (2 × pt−p) is defined, h (p) = 0 is defined when p ≦ pt, and p> pt. H (p) = {g (p) −f (p)} /} {g (p) −f (p)} dp, and when g (p) −f (p) ≦ 0, h (p p) = 0 and g (p) −f (p)> 0, h (p) = {g (p) −f (p)} / ∫ {g (p) −f (p)} defined as dp. That is,
h (p) = 0; p ≦ pt or g (p) −f (p) ≦ 0
h (p) = {g (p) −f (p)} / ∫ {g (p) −f (p)} dp (where the integral ∫ is the maximum from the minimum class value plow in the plurality of classes) Up to class value pup, except for p ≦ pt and g (p) −f (p) ≦ 0, p); p> pt or g (p) −f (p)> 0 (A2)
The noise component ratio pv is calculated by the following equation A3.
Noise component ratio pv = ∫p × h (p) dp (A3)
However, the integration ∫ is executed in a range from pt to the upper limit value b in the predetermined integration range.

次に、第2実施形態の生体情報測定装置Saの動作について説明する。図8は、第2実施形態における生体情報測定装置の動作を示すフローチャートである。   Next, the operation of the biological information measuring device Sa of the second embodiment will be described. FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the biological information measuring apparatus in the second embodiment.

本実施形態の生体情報測定装置Sbでは、第1実施形態の生体情報測定装置Saと同様に、例えば、図略の電源スイッチの投入や電源スイッチの投入後に図略の測定開始スイッチの投入によって、測定対象である生体の生体情報の測定が開始され、測定データが取得され、ヒストグラムf(p)が作成される。例えば、現在時刻tiから過去の時刻ti−(N+1)までの時間範囲(ti;i=0〜−N)の測定データについて、図3ないし図5に示すような第3比pのヒストグラムf(p)が求められる。   In the biological information measuring device Sb of the present embodiment, similarly to the biological information measuring device Sa of the first embodiment, for example, by turning on a power switch (not shown) or turning on a measurement start switch (not shown) after turning on the power switch, Measurement of biological information of a living body to be measured is started, measurement data is acquired, and a histogram f (p) is created. For example, for the measurement data in the time range (ti; i = 0 to −N) from the current time ti to the past time ti− (N + 1), the histogram f () of the third ratio p as shown in FIGS. p) is required.

この第3比pのヒストグラムf(p)が作成されると、図8において、まず、ステップS31では、演算制御部3bのノイズ指標算出部37は、ステップS11と同様に、所定の範囲、例えば、ヒストグラムf(p)のクラスにおける最小のクラスの値plowから最大のクラスの値pupまでの範囲で、第3比pのヒストグラムf(p)全体に対する標準偏差σをノイズ指標として算出する。そして、演算制御部3bは、ヒストグラムf(p)のクラスにおける最小のクラスの値plowから最大のクラスの値pupまでの範囲で、第3比pのヒストグラムf(p)全体に対する期待値ptを算出する。   When the histogram f (p) of the third ratio p is created, in FIG. 8, first, in step S31, the noise index calculation unit 37 of the calculation control unit 3b is a predetermined range, for example, as in step S11. The standard deviation σ of the third ratio p with respect to the entire histogram f (p) in the range from the minimum class value plow to the maximum class value pup in the class of the histogram f (p) is calculated as a noise index. Then, the arithmetic control unit 3b sets the expected value pt for the entire histogram f (p) of the third ratio p in the range from the minimum class value plow to the maximum class value pup in the class of the histogram f (p). calculate.

続いて、ステップS32では、演算制御部3bは、ステップS12と同様に、この求めた標準偏差σが予め設定された所定閾値σth以上であるか否かを判断する(σ≧σthか?)。   Subsequently, in step S32, the arithmetic control unit 3b determines whether or not the obtained standard deviation σ is equal to or larger than a predetermined threshold value σth (σ ≧ σth?), As in step S12.

このステップS32の判断の結果、標準偏差σが所定閾値σth以上である場合(Yes)には、ステップS33の処理が実行され、一方、このステップS32の判断の結果、標準偏差σが所定閾値σth以上ではない場合(No)には、ステップS41の処理が実行される。   If the standard deviation σ is equal to or greater than the predetermined threshold σth as a result of the determination in step S32 (Yes), the process of step S33 is executed, while the standard deviation σ is determined to be the predetermined threshold σth as a result of the determination in step S32. If not (No), the process of step S41 is executed.

ステップS33では、演算制御部3bの期待値算出部38bは、pv算出部381によってノイズ成分比pvを算出する。   In step S33, the expected value calculation unit 38b of the calculation control unit 3b calculates the noise component ratio pv by the pv calculation unit 381.

続いて、ステップS34では、期待値算出部38bは、前記所定の積分範囲(下限値a=pt−2×σ、上限値b=pt+2×σ)をシフトするシフト量shift2を、shift2=(定数)×(σ−β2)によって算出する。   Subsequently, in step S34, the expected value calculation unit 38b sets the shift amount shift2 for shifting the predetermined integration range (lower limit value a = pt−2 × σ, upper limit value b = pt + 2 × σ), and shift2 = (constant ) × (σ−β2).

続いて、ステップS35では、期待値算出部38bは、前記ノイズ成分比pvおよび前記シフト量shift2で前記所定の積分範囲における上限値bを置き換え、前記所定の積分範囲を第3比pの小さい値の方へ狭め、この変更後の積分範囲(下限値a=pt−2×σ、上限値pv−shift2)で、第3比pのヒストグラムf(p)を積分することによって、期待値evを算出する。   Subsequently, in step S35, the expected value calculation unit 38b replaces the upper limit value b in the predetermined integration range with the noise component ratio pv and the shift amount shift2, and sets the predetermined integration range to a value with a small third ratio p. The expected value ev is reduced by integrating the histogram f (p) of the third ratio p in the integration range after this change (lower limit value a = pt−2 × σ, upper limit value pv−shift2). calculate.

続いて、ステップS36では、ステップS15と同様に、演算制御部3bの血中酸素飽和度算出部39は、期待値evに基づいて前記ルックアップテーブルを参照することによって動脈血の酸素飽和度SpOを求める。 Subsequently, in step S36, as in step S15, the blood oxygen saturation calculation unit 39 of the calculation control unit 3b refers to the lookup table based on the expected value ev, thereby causing arterial oxygen saturation SpO 2. Ask for.

一方、ステップS41では、期待値算出部38bは、ステップS21と同様に、前記所定の積分範囲(下限値a=pt−2×σ、上限値b=pt+2×σ)で、第3比pのヒストグラムf(p)を積分することによって、期待値evを算出し、続いて、前記ステップS36の処理が実行され、演算制御部3bの血中酸素飽和度算出部39は、動脈血の酸素飽和度SpOを求める。 On the other hand, in step S41, the expected value calculation unit 38b, in the same manner as in step S21, has the third ratio p within the predetermined integration range (lower limit value a = pt−2 × σ, upper limit value b = pt + 2 × σ). The expected value ev is calculated by integrating the histogram f (p). Subsequently, the process of step S36 is executed, and the blood oxygen saturation calculating unit 39 of the calculation control unit 3b performs the oxygen saturation of arterial blood. determine the SpO 2.

そして、演算制御部3bは、この求めた酸素飽和度SpOを表示部5の血中酸素飽和度表示部52に表示する。 Then, the arithmetic control unit 3 b displays the obtained oxygen saturation SpO 2 on the blood oxygen saturation display unit 52 of the display unit 5.

また、演算制御部3bの脈拍数算出部40は、前記ノイズ成分比pvを用いて脈波の信号S(i)=R(i)−pv×IR(i)を求め、この信号S(i)の周期T_periodを求め、この信号S(i)の周期T_periodで60を割り算することによって脈拍数(=60/周期T_period)を求める。そして、演算制御部3aは、この脈拍数を表示部5の脈拍数表示部51に表示する。   Further, the pulse rate calculation unit 40 of the arithmetic control unit 3b obtains a pulse wave signal S (i) = R (i) −pv × IR (i) using the noise component ratio pv, and this signal S (i ) Period T_period, and 60 is divided by the period T_period of this signal S (i) to determine the pulse rate (= 60 / period T_period). Then, the calculation control unit 3 a displays this pulse rate on the pulse rate display unit 51 of the display unit 5.

また、演算制御部3bの信頼度算出部41は、所定の信頼度を求め、演算制御部3bは、この求めた信頼度を表示部5の信頼度表示部53に表示する。   Further, the reliability calculation unit 41 of the calculation control unit 3 b obtains a predetermined reliability, and the calculation control unit 3 b displays the obtained reliability on the reliability display unit 53 of the display unit 5.

このように本実施形態の生体情報測定装置Sbでは、測定データR、IRによる第3比pのヒストグラムf(p)が求められ、測定データR、IRによる第3比pに含まれるノイズの度合いによって、予め設定された所定の積分範囲における下限値aが固定される一方上限値bが変更され、この変更後の積分範囲でそのヒストグラムf(p)の期待値evが求められ、そのヒストグラムf(p)の期待値evに基づいて所定の生体情報が求められる。このように本実施形態の生体情報測定装置Sbは、より簡易な処理によってノイズを低減しつつ生体情報を求めることができ、その結果、消費電力を低減することができる。   As described above, in the biological information measuring device Sb of this embodiment, the histogram f (p) of the third ratio p based on the measurement data R and IR is obtained, and the degree of noise included in the third ratio p based on the measurement data R and IR. The fixed lower limit value a in a predetermined integration range is fixed while the upper limit value b is changed, and the expected value ev of the histogram f (p) is obtained in the changed integration range, and the histogram f Predetermined biological information is obtained based on the expected value ev of (p). As described above, the biological information measuring device Sb of the present embodiment can obtain biological information while reducing noise by simpler processing, and as a result, can reduce power consumption.

なお、上述の第1および第2実施形態では、ノイズ指標算出部37によって算出される所定のノイズ指標は、第3比pのヒストグラムf(p)の標準偏差σであったが、これに限定されるものではなく、例えば、次のいずれかであってよい。   In the first and second embodiments described above, the predetermined noise index calculated by the noise index calculation unit 37 is the standard deviation σ of the histogram f (p) of the third ratio p, but is not limited thereto. For example, it may be one of the following.

例えば、ノイズ指標算出部37によって算出されるノイズ指標は、前記測定データにおける周期のばらつきであってよい。この周期のばらつきには、周期の標準偏差や、周期の最小値と周期の最大値との差等が挙げられる。   For example, the noise index calculated by the noise index calculation unit 37 may be a period variation in the measurement data. Examples of the variation in the period include a standard deviation of the period and a difference between the minimum value of the period and the maximum value of the period.

また例えば、ノイズ指標算出部37によって算出されるノイズ指標は、第1比Rおよび第2比IRのぞれぞれを信号成分sとノイズ成分nとによってR=s×pa+n×pvおよびIR=s+nと表した場合におけるノイズ成分比pvを算出し、第3比pのヒストグラムf(p)の複数のクラスにおける最小のクラスの値plowから最大のクラスの値pupまでの積分範囲でのヒストグラムf(p)の全体期待値ptと前記ノイズ成分比pvとの差(pt−pv)であってよい。このノイズ成分比pvは、例えば、第3比pのヒストグラムf(p)から算出されてよい。   In addition, for example, the noise index calculated by the noise index calculation unit 37 is calculated as follows: R = s × pa + n × pv and IR = the first ratio R and the second ratio IR depending on the signal component s and the noise component n. The noise component ratio pv in the case of s + n is calculated, and the histogram f in the integration range from the minimum class value plow to the maximum class value pup in the plurality of classes of the histogram f (p) of the third ratio p. It may be a difference (pt−pv) between the overall expected value pt of (p) and the noise component ratio pv. For example, the noise component ratio pv may be calculated from the histogram f (p) of the third ratio p.

また例えば、ノイズ指標算出部37によって算出されるノイズ指標は、pt=∫pf(p)dp(積分∫は、前記第3比pのヒストグラムf(p)の複数のクラスにおける最小のクラスの値plowから最大のクラスの値pupまでの範囲で実行される)とし、関数g(p)=f(2×pt−p)とし、p≦ptまたはg(p)−f(p)≦0の第1ケースの場合では関数h(p)=0であるとともに前記第1ケースを除く第2ケースの場合では関数h(p)={g(p)−f(p)}/∫{g(p)−f(p)}dp(積分∫は、前記最小のクラスの値plowから前記最大のクラスの値pupまでの範囲で実行される。ただし、p≦ptおよびg(p)−f(p)≦0のpの領域を除く)とする場合に、{∫p×h(p)dp−∫p×h(p)dp}1/2(両積分∫は、下限値ptから上限値bまでの範囲で実行される)であってよい。 Further, for example, the noise index calculated by the noise index calculation unit 37 is pt = ∫pf (p) dp (integral ∫ is the minimum class value in a plurality of classes of the histogram f (p) of the third ratio p. plow to the maximum class value pup), function g (p) = f (2 × pt−p), and p ≦ pt or g (p) −f (p) ≦ 0 In the case of the first case, the function h (p) = 0 and in the case of the second case excluding the first case, the function h (p) = {g (p) −f (p)} / ∫ {g ( p) −f (p)} dp (integral ∫ is executed in the range from the minimum class value plow to the maximum class value pup, provided that p ≦ pt and g (p) −f ( when the exception of p region of the p) ≦ 0), {∫p 2 × h (p) dp-∫p × (P) dp} 1/2 (both integral ∫ is performed in the range of from the lower limit value pt to the upper limit value b) may be.

すべての実施形態において第3比pは、第2比IRに対する第1比Rの比として説明したが、もちろん、第2比IRの時間差分に対する第1比Rの時間差分の比であってもよい。   In all the embodiments, the third ratio p has been described as the ratio of the first ratio R to the second ratio IR, but of course, even if it is the ratio of the time difference of the first ratio R to the time difference of the second ratio IR. Good.

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および/または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。   In order to express the present invention, the present invention has been properly and fully described through the embodiments with reference to the drawings. However, those skilled in the art can easily change and / or improve the above-described embodiments. It should be recognized that this is possible. Therefore, unless the modifications or improvements implemented by those skilled in the art are at a level that departs from the scope of the claims recited in the claims, the modifications or improvements are not covered by the claims. To be construed as inclusive.

Sa、Sb 生体情報測定装置
1 センサ部
3a、3b 演算制御部
5 表示部
11 第1センサ部
12 第2センサ部
35 ヒストグラム算出部
36 比算出部
37 ノイズ指標算出部
38a、38b 期待値算出部
39 血中酸素飽和度算出部
40 脈拍数算出部
Sa, Sb Biological information measuring device 1 Sensor unit 3a, 3b Operation control unit 5 Display unit 11 First sensor unit 12 Second sensor unit 35 Histogram calculation unit 36 Ratio calculation unit 37 Noise index calculation unit 38a, 38b Expected value calculation unit 39 Blood oxygen saturation calculator 40 Pulse rate calculator

Claims (13)

測定対象の生体における所定の生理的現象を測定して測定データを出力する測定部と、
前記測定部によって測定された測定データに基づいてヒストグラムを求めるヒストグラム算出部と、
前記測定データに含まれるノイズの度合いを表す所定のノイズ指標を算出するノイズ指標算出部と、
前記ノイズ指標算出部によって算出されたノイズ指標が所定の閾値以上である場合には、予め設定された所定の積分範囲における上限値および下限値のうちの少なくとも一方を変更し、この変更後の積分範囲で前記ヒストグラム算出部によって求められたヒストグラムを用いて期待値を算出する期待値算出部と、
前記期待値算出部によって算出された前記期待値に基づいて前記所定の生体情報を求める生体情報算出部とを備えること
を特徴とする生体情報測定装置。
A measurement unit that measures a predetermined physiological phenomenon in the living body to be measured and outputs measurement data; and
A histogram calculation unit for obtaining a histogram based on the measurement data measured by the measurement unit;
A noise index calculator that calculates a predetermined noise index that represents the degree of noise included in the measurement data;
When the noise index calculated by the noise index calculation unit is equal to or greater than a predetermined threshold, at least one of the upper limit value and the lower limit value in a predetermined integration range set in advance is changed, and the integration after the change An expected value calculation unit that calculates an expected value using a histogram obtained by the histogram calculation unit in a range;
A biological information measuring device comprising: a biological information calculating unit that obtains the predetermined biological information based on the expected value calculated by the expected value calculating unit.
前記期待値算出部は、前記ノイズ指標算出部によって算出されたノイズ指標が所定の閾値以上である場合には、予め設定された所定の積分範囲における上限値および下限値のうちの少なくとも一方を前記ノイズ指標算出部によって算出されたノイズ指標に応じて変更し、この変更後の積分範囲で前記ヒストグラム算出部によって求められたヒストグラムを用いて期待値を算出すること
を特徴とする請求項1に記載の生体情報測定装置。
When the noise index calculated by the noise index calculation unit is equal to or greater than a predetermined threshold, the expected value calculation unit calculates at least one of an upper limit value and a lower limit value in a predetermined integration range set in advance. The change according to the noise index calculated by the noise index calculation unit, and the expected value is calculated using the histogram obtained by the histogram calculation unit in the integration range after the change. Biological information measuring device.
前記期待値算出部は、前記ノイズ指標算出部によって算出されたノイズ指標が所定の閾値以上である場合には、予め設定された所定の積分範囲における上限値および下限値のうちの少なくとも一方を前記ノイズ指標算出部によって算出されたノイズ指標から第1所定値を減算した値の比例値に応じて変更し、この変更後の積分範囲で前記ヒストグラム算出部によって求められたヒストグラムを用いて期待値を算出すること
を特徴とする請求項2に記載の生体情報測定装置。
When the noise index calculated by the noise index calculation unit is equal to or greater than a predetermined threshold, the expected value calculation unit calculates at least one of an upper limit value and a lower limit value in a predetermined integration range set in advance. The value is changed according to the proportional value of the value obtained by subtracting the first predetermined value from the noise index calculated by the noise index calculation unit, and the expected value is calculated using the histogram obtained by the histogram calculation unit in the integration range after the change. The biological information measuring device according to claim 2, wherein the biological information measuring device is calculated.
前記所定の積分範囲に対する変更は、前記上限値であること
を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の生体情報測定装置。
The biological information measuring apparatus according to claim 1, wherein the change to the predetermined integration range is the upper limit value.
前記測定部は、所定の第1波長の第1光を前記生体の生体組織に照射し、前記生体の生体組織を透過または反射した第1光を受光して第1測定データを出力する第1センサ部と、前記第1波長と異なる所定の第2波長の第2光を前記生体の生体組織に照射し、前記生体の生体組織を透過または反射した第2光を受光して第2測定データを出力する第2センサ部とを備えるセンサ部を備え、
前記期待値算出部は、前記ノイズ指標算出部によって算出されたノイズ指標が所定の閾値以上である場合には、前記第1測定データにおける直流成分に対する交流成分の第1比Rおよび前記第2測定データにおける直流成分に対する交流成分の第2比IRのぞれぞれを信号成分sとノイズ成分nとによってR=s×pa+n×pvおよびIR=s+nと表した場合におけるノイズ成分比pvを算出し、予め設定された所定の積分範囲における上限値を、前記算出したノイズ成分比pvから、ノイズ指標から第2所定値を減算した値の比例値を減算した値に変更し、この変更後の積分範囲で前記ヒストグラム算出部によって求められたヒストグラムを用いて期待値を算出すること
を特徴とする請求項1に記載の生体情報測定装置。
The measurement unit irradiates the living tissue of the living body with first light having a predetermined first wavelength, receives the first light transmitted or reflected through the living tissue of the living body, and outputs first measurement data. Second measurement data is received by irradiating the biological tissue of the living body with second light having a predetermined second wavelength different from the first wavelength, and receiving or transmitting the second light transmitted or reflected through the biological tissue of the biological body. A sensor unit including a second sensor unit that outputs
When the noise index calculated by the noise index calculation unit is equal to or greater than a predetermined threshold, the expected value calculation unit and the first ratio R of the AC component to the DC component in the first measurement data and the second measurement The noise component ratio pv is calculated when each of the second ratio IR of the AC component to the DC component in the data is expressed as R = s × pa + n × pv and IR = s + n by the signal component s and the noise component n. The upper limit value in a preset predetermined integration range is changed to a value obtained by subtracting the proportional value of the value obtained by subtracting the second predetermined value from the noise index from the calculated noise component ratio pv, and the integration after this change The biological information measuring device according to claim 1, wherein an expected value is calculated using a histogram obtained by the histogram calculating unit within a range.
前記ヒストグラム算出部は、前記第1比Rと前記第2比IRとの第3比pのヒストグラムf(p)を求め、
前記期待値算出部は、前記第3比pのヒストグラムf(p)から前記ノイズ成分比pvを算出すること
を特徴とする請求項5に記載の生体情報測定装置。
The histogram calculation unit obtains a histogram f (p) of a third ratio p between the first ratio R and the second ratio IR;
The biological information measurement apparatus according to claim 5, wherein the expected value calculation unit calculates the noise component ratio pv from the histogram f (p) of the third ratio p.
前記期待値算出部は、pt=∫pf(p)dp(積分∫は、前記第3比pのヒストグラムf(p)の複数のクラスにおける最小のクラスの値plowから最大のクラスの値pupまでの範囲で実行される)とし、関数g(p)=f(2×pt−p)とし、p≦ptまたはg(p)−f(p)≦0の第1ケースの場合では関数h(p)=0であるとともに前記第1ケースを除く第2ケースの場合では関数h(p)={g(p)−f(p)}/∫{g(p)−f(p)}dp(積分∫は、前記最小のクラスの値plowから前記最大のクラスの値pupまでの範囲で実行される。ただし、p≦ptおよびg(p)−f(p)≦0のpの領域を除く)とする場合に、∫p×h(p)dp(積分∫は、ptから前記所定の積分範囲における上限値までの範囲で実行される)を前記ノイズ成分比pvとして算出すること
を特徴とする請求項6に記載の生体情報測定装置。
The expected value calculation unit calculates pt = ∫pf (p) dp (integral (is the minimum class value plow in the plurality of classes of the histogram f (p) of the third ratio p to the maximum class value pup. In the case of the first case of p ≦ pt or g (p) −f (p) ≦ 0, the function h ( In the case of p) = 0 and the second case excluding the first case, the function h (p) = {g (p) −f (p)} / ∫ {g (p) −f (p)} dp (The integral ∫ is executed in the range from the minimum class value plow to the maximum class value pup. However, p ≦ pt and g (p) −f (p) ≦ 0 in the region of p. ∫p × h (p) dp (integral ∫ is a value from pt to the upper limit value in the predetermined integration range) The biological information measuring apparatus according to claim 6, wherein: the calculation is performed as the noise component ratio pv.
前記ノイズ指標算出部は、前記ヒストグラムの標準偏差を前記所定のノイズ指標として算出すること
を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の生体情報測定装置。
The biological information measuring apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the noise index calculation unit calculates a standard deviation of the histogram as the predetermined noise index.
前記ノイズ指標算出部は、前記測定データにおける周期のばらつきを前記所定のノイズ指標として算出すること
を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の生体情報測定装置。
The biological information measuring apparatus according to claim 1, wherein the noise index calculation unit calculates a variation in period in the measurement data as the predetermined noise index.
前記測定部は、所定の第1波長の第1光を前記生体の生体組織に照射し、前記生体の生体組織を透過または反射した第1光を受光して第1測定データを出力する第1センサ部と、前記第1波長と異なる所定の第2波長の第2光を前記生体の生体組織に照射し、前記生体の生体組織を透過または反射した第2光を受光して第2測定データを出力する第2センサ部とを備えるセンサ部を備え、
前記ノイズ指標算出部は、前記第1測定データにおける直流成分に対する交流成分の第1比Rおよび前記第2測定データにおける直流成分に対する交流成分の第2比IRのぞれぞれを信号成分sとノイズ成分nとによってR=s×pa+n×pvおよびIR=s+nと表した場合におけるノイズ成分比pvを算出し、前記ヒストグラム全体での全体期待値と前記ノイズ成分比pvとの差を前記所定のノイズ指標として算出すること
を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の生体情報測定装置。
The measurement unit irradiates the living tissue of the living body with first light having a predetermined first wavelength, receives the first light transmitted or reflected through the living tissue of the living body, and outputs first measurement data. Second measurement data is received by irradiating the biological tissue of the living body with second light having a predetermined second wavelength different from the first wavelength, and receiving or transmitting the second light transmitted or reflected through the biological tissue of the biological body. A sensor unit including a second sensor unit that outputs
The noise index calculation unit determines each of the first ratio R of the alternating current component to the direct current component in the first measurement data and the second ratio IR of the alternating current component to the direct current component in the second measurement data as the signal component s. The noise component ratio pv in the case where R = s × pa + n × pv and IR = s + n is expressed by the noise component n, and the difference between the overall expected value in the whole histogram and the noise component ratio pv is calculated as the predetermined value. It calculates as a noise parameter | index. The biological information measuring device of any one of Claim 1 thru | or 7 characterized by these.
前記ヒストグラム算出部は、前記第1比Rと前記第2比IRとの第3比pのヒストグラムf(p)を求め、
前記ノイズ指標算出部は、前記第3比pのヒストグラムf(p)から前記ノイズ成分比pvを算出すること
を特徴とする請求項10に記載の生体情報測定装置。
The histogram calculation unit obtains a histogram f (p) of a third ratio p between the first ratio R and the second ratio IR;
The biological information measurement apparatus according to claim 10, wherein the noise index calculation unit calculates the noise component ratio pv from the histogram f (p) of the third ratio p.
前記測定部は、所定の第1波長の第1光を前記生体の生体組織に照射し、前記生体の生体組織を透過または反射した第1光を受光して第1測定データを出力する第1センサ部と、前記第1波長と異なる所定の第2波長の第2光を前記生体の生体組織に照射し、前記生体の生体組織を透過または反射した第2光を受光して第2測定データを出力する第2センサ部とを備えるセンサ部を備え、
前記ヒストグラム算出部は、前記第1測定データにおける直流成分に対する交流成分の第1比と前記第2測定データにおける直流成分に対する交流成分の第2比との第3比pのヒストグラムf(p)を求め、
前記ノイズ指標算出部は、pt=∫pf(p)dp(積分∫は、前記第3比pのヒストグラムf(p)の複数のクラスにおける最小のクラスの値plowから最大のクラスの値pupまでの範囲で実行される)とし、関数g(p)=f(2×pt−p)とし、p≦ptまたはg(p)−f(p)≦0の第1ケースの場合では関数h(p)=0であるとともに前記第1ケースを除く第2ケースの場合では関数h(p)={g(p)−f(p)}/∫{g(p)−f(p)}dp(積分∫は、前記最小のクラスの値plowから前記最大のクラスの値pupまでの範囲で実行される。ただし、p≦ptおよびg(p)−f(p)≦0のpの領域を除く)とする場合に、{∫p×h(p)dp−∫p×h(p)dp}1/2(両積分∫は、ptから前記所定の積分範囲における上限値までの範囲で実行される)を前記所定のノイズ指標として算出すること
を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の生体情報測定装置。
The measurement unit irradiates the living tissue of the living body with first light having a predetermined first wavelength, receives the first light transmitted or reflected through the living tissue of the living body, and outputs first measurement data. Second measurement data is received by irradiating the biological tissue of the living body with second light having a predetermined second wavelength different from the first wavelength, and receiving or transmitting the second light transmitted or reflected through the biological tissue of the biological body. A sensor unit including a second sensor unit that outputs
The histogram calculation unit calculates a histogram f (p) of a third ratio p between a first ratio of the AC component to the DC component in the first measurement data and a second ratio of the AC component to the DC component in the second measurement data. Seeking
The noise index calculation unit is pt = ∫pf (p) dp (integral ∫ is a minimum class value plow to a maximum class value pup in a plurality of classes of the histogram f (p) of the third ratio p. In the case of the first case of p ≦ pt or g (p) −f (p) ≦ 0, the function h ( In the case of p) = 0 and the second case excluding the first case, the function h (p) = {g (p) −f (p)} / ∫ {g (p) −f (p)} dp (The integral ∫ is executed in the range from the minimum class value plow to the maximum class value pup. However, p ≦ pt and g (p) −f (p) ≦ 0 in the region of p. Ex.) {∫p 2 × h (p) dp−∫p × h (p) dp} 1/2 (both integrals are pt? The biological information measuring device according to any one of claims 1 to 7, wherein the predetermined noise index is calculated as a predetermined noise index. .
測定対象の生体における所定の生理的現象を測定して測定データを出力する測定工程と、
前記測定工程によって測定された測定データに基づいてヒストグラムを求めるヒストグラム算出工程と、
前記測定データに含まれるノイズの度合いを表す所定のノイズ指標を算出するノイズ指標算出工程と、
前記ノイズ指標算出工程によって算出されたノイズ指標が所定の閾値以上である場合には、予め設定された所定の積分範囲における上限値および下限値のうちの少なくとも一方を変更し、この変更後の積分範囲で前記ヒストグラム算出工程によって求められたヒストグラムを用いて期待値を算出する期待値算出工程と、
前記期待値算出工程によって算出された前記期待値に基づいて前記所定の生体情報を求める生体情報算出工程とを備えること
を特徴とする生体情報測定方法。
A measurement process for measuring a predetermined physiological phenomenon in the measurement target and outputting measurement data;
A histogram calculation step for obtaining a histogram based on the measurement data measured by the measurement step;
A noise index calculation step of calculating a predetermined noise index representing the degree of noise included in the measurement data;
When the noise index calculated by the noise index calculation step is equal to or greater than a predetermined threshold, at least one of the upper limit value and the lower limit value in a predetermined integration range set in advance is changed, and the integration after the change An expected value calculation step of calculating an expected value using a histogram obtained by the histogram calculation step in a range;
A biological information measuring method comprising: a biological information calculating step for obtaining the predetermined biological information based on the expected value calculated by the expected value calculating step.
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