(57)【要約】【課題】呼吸を直接検出することなく被測定者の酸素循環時間を測定することができる。【解決手段】生体情報測定装置１０は、被測定者の測定部位を透過した第１の波長の光及び第２の波長の光を受光し、第１の波長の光に対応した第１の受光信号および第２の波長の光に対応した第２の受光信号を出力する光電センサ１１と、第１の受光信号の振幅の変動に基づき、被測定者の呼吸が再開された第１の時期を特定する呼吸再開時期特定部４１と、第１の受光信号および第２の受光信号に基づき、測定部位における酸素飽和度が減少から増加に転じる第２の時期を特定する酸素飽和度回復時期特定部３１と、呼吸再開時期特定部４１および酸素飽和度回復時期特定部３１の特定結果に基づき、第１の時期から第２の時期までの時間を酸素循環時間として算出する酸素循環時間算出部３２と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定者の測定部位を透過した第１の波長の光及び第２の波長の光を受光し、前記第１の波長の光に対応した第１の受光信号および前記第２の波長の光に対応した第２の受光信号を出力する出力部と、
前記第１の受光信号の振幅の変動に基づき、前記被測定者の呼吸が再開された第１の時期を特定する第１の特定部と、
前記第１の受光信号および前記第２の受光信号に基づき、前記測定部位における酸素飽和度が減少から増加に転じる第２の時期を特定する第２の特定部と、
前記第１の特定部および前記第２の特定部の特定結果に基づき、前記第１の時期から前記第２の時期までの時間を酸素循環時間として算出する算出部と、
を備えた生体情報測定装置。
【請求項２】
前記第１の受光信号は、前記第２の受光信号よりも前記被測定者の脈動に対応する振幅が大きい受光信号である
請求項１記載の生体情報測定装置。
【請求項３】
前記第１の波長の光は、非赤色領域の光であり、
前記第２の波長の光は、赤色領域の光であり、
前記第１の受光信号は、前記非赤色領域の光に対応する受光信号である
請求項１または請求項２記載の生体情報測定装置。
【請求項４】
前記第１の波長は、７５０ｎｍ以上で且つ１０００ｎｍ以下の波長であり、
前記第２の波長は、６２０ｎｍ以上で且つ７５０ｎｍ未満の波長である
請求項３記載の生体情報測定装置。
【請求項５】
前記第１の波長の光は緑色領域の光である
請求項３記載の生体情報測定装置。
【請求項６】
前記第１の波長の光及び第２の波長の光は、前記測定部位の一方の面側に向けて出射され、前記一方の面側で受光される光である
請求項５記載の生体情報測定装置。
【請求項７】
前記第１の特定部は、前記第１の受光信号の第１の変曲点または前記第１の変曲点の次に現れる第２の変曲点の変動幅が第１の変動幅から前記第１の変動幅よりも大きい第２の変動幅に変化した時期を前記第１の時期として特定する
請求項１〜６の何れか１項に記載の生体情報測定装置。
【請求項８】
前記第１の受光信号の隣接する前記第１の変曲点の間を補間すると共に、前記第１の受光信号の隣接する前記第２の変曲点の間を補間する補間部を備え、
前記第１の特定部は、前記補間部により補間された前記第１の変曲点を繋げた第１の包絡線または前記補間部により補間された前記第２の変曲点を繋げた第２の包絡線に基づいて、前記第１の時期を特定する
請求項７記載の生体情報測定装置。
【請求項９】
前記被測定者の体内に取り込まれた酸素が前記測定部位に到達するまでの時間を表す酸素循環時間と心拍出量に関する情報との関係に基づき、前記算出部で算出された酸素循環時間から前記被測定者の心拍出量に関する情報を特定する第３の特定部
を備えた請求項１〜６の何れか１項に記載の生体情報測定装置。
【請求項１０】
コンピュータを、請求項１〜９の何れか一項に記載の生体情報測定装置の各部として機能させるための生体情報測定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報測定装置、及び生体情報測定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、呼吸の気流の時間変化を示す気流信号、及び、酸素飽和度の時間変化を示す酸素飽和度信号を取得する信号取得部と、前記気流信号における第一時刻と、前記第一時刻での呼吸再開に対応した酸素飽和度の上昇を示す前記酸素飽和度信号における第二時刻との時間差に基づいて血液の酸素循環時間を測定する循環時間算出部とを有する循環時間測定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】再表２０１５−１９０４１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、体内に取り込んだ酸素が予め定めた部位まで運搬されるのに要する時間を示す酸素循環時間を用いて生体情報を測定する測定手法の開発が進められている。
【０００５】
従来の酸素循環時間の測定は、被測定者が睡眠中に無呼吸状態になる期間を利用して、被測定者の呼吸状態を例えば被測定者の鼻口に取り付けた気流センサ等の検知手段で検知することで行っていた。
【０００６】
この場合、気流センサ等の検知手段を被測定者の鼻口に取り付けて被測定者の呼吸状態を直接検知することになるため、鼻口に呼吸状態を検知する検知手段を取り付けていない場合と比較して、被測定者の負担が大きくなる。また、睡眠中だけでなく覚醒中に酸素循環時間の測定を行う場合も同様に、気流センサ等の検知手段を被測定者の鼻口に取り付けて呼吸状態を直接検知すると、鼻口に呼吸状態を検知する検知手段を取り付けていない場合と比較して、被測定者の負担が大きくなる。
【０００７】
本発明は、鼻口にセンサを取り付けて呼吸を直接検出することなく被測定者の酸素循環時間を測定することができる生体情報測定装置及び生体情報測定プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明の生体情報測定装置は、被測定者の測定部位を透過した第１の波長の光及び第２の波長の光を受光し、前記第１の波長の光に対応した第１の受光信号および前記第２の波長の光に対応した第２の受光信号を出力する出力部と、前記第１の受光信号の振幅の変動に基づき、前記被測定者の呼吸が再開された第１の時期を特定する第１の特定部と、前記第１の受光信号および前記第２の受光信号に基づき、前記測定部位における酸素飽和度が減少から増加に転じる第２の時期を特定する第２の特定部と、前記第１の特定部および前記第２の特定部の特定結果に基づき、前記第１の時期から前記第２の時期までの時間を酸素循環時間として算出する算出部と、を備える。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記第１の受光信号は、前記第２の受光信号よりも前記被測定者の脈動に対応する振幅が大きい受光信号である。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記第１の波長の光は、非赤色領域の光であり、前記第２の波長の光は、赤色領域の光であり、前記第１の受光信号は、前記非赤色領域の光に対応する受光信号である。
【００１１】
請求項４記載の発明は、前記第１の波長は、７５０ｎｍ以上で且つ１０００ｎｍ以下の波長であり、前記第２の波長は、６２０ｎｍ以上で且つ７５０ｎｍ未満の波長である。
【００１２】
請求項５記載の発明は、前記第１の波長の光は緑色領域の光である。
【００１３】
請求項６記載の発明は、前記第１の波長の光及び第２の波長の光は、前記測定部位の一方の面側に向けて出射され、前記一方の面側で受光された光である。
【００１４】
請求項７記載の発明は、前記第１の特定部は、前記第１の受光信号の第１の変曲点または前記第１の変曲点の次に現れる第２の変曲点の変動幅が第１の変動幅から前記第１の変動幅よりも大きい第２の変動幅に変化した時期を前記第１の時期として特定する。
【００１５】
請求項８記載の発明は、前記第１の受光信号の隣接する前記第１の変曲点の間を補間すると共に、前記第１の受光信号の隣接する前記第２の変曲点の間を補間する補間部を備え、前記第１の特定部は、前記補間部により補間された前記第１の変曲点を繋げた第１の包絡線または前記補間部により補間された前記第２の変曲点を繋げた第２の包絡線に基づいて、前記第１の時期を特定する。
【００１６】
請求項９記載の発明は、前記被測定者の体内に取り込まれた酸素が前記測定部位に到達するまでの時間を表す酸素循環時間と心拍出量に関する情報との関係に基づき、前記算出部で算出された時間から前記被測定者の心拍出量に関する情報を特定する第３の特定部を備える。
【００１７】
請求項１０記載の発明の生体情報測定プログラムは、コンピュータを、請求項１〜９の何れか一項に記載の生体情報測定装置の各部として機能させるための生体情報測定プログラムである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１、１０記載の発明によれば、呼吸を直接検出することなく被測定者の酸素循環時間を測定することができる、という効果を有する。
【００１９】
請求項２記載の発明によれば、第１の受光信号の被測定者の脈動に対応する振幅が、第２の受光信号の被測定者の脈動に対応する振幅以下の場合と比較して、精度良く酸素循環時間を算出することができる、という効果を有する。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、第１の波長の光が非赤色領域以外の光で且つ第２の波長の光が赤色領域以外の光である場合と比較して、精度良く酸素循環時間を算出することができる、という効果を有する。
【００２１】
請求項４記載の発明によれば、第１の波長が７５０ｎｍ未満の波長であるか又は第１の波長が１０００ｎｍより大きい波長であり、且つ、第２の波長が６２０ｎｍ未満の波長であるか又は第２の波長が７５０ｎｍ以上の波長の場合と比較して、精度良く酸素循環時間を算出することができる、という効果を有する。
【００２２】
請求項５記載の発明によれば、第１の波長の光がＩＲ光である場合と比較して、精度が高い呼吸波形が抽出できる、という効果を有する。
【００２３】
請求項６記載の発明によれば、測定部位の一方の面側に向けて出射され、他方の面側で受光された第１の波長の光を使用する場合と比較して、精度が高い呼吸波形が抽出できる、という効果を有する。
【００２４】
請求項７記載の発明によれば、第１の受光信号の第１の変曲点または第２の変曲点の変動幅から、呼吸が再開された第１の時期を特定することができる、という効果を有する。
【００２５】
請求項８記載の発明によれば、第１の受光信号の隣接する第１の変曲点の間及び第１の受光信号の隣接する第２の変曲点の間を補間しない場合と比較して、呼吸が再開された第１の時期を精度良く特定することができる、という効果を有する。
【００２６】
請求項７記載の発明によれば、呼吸を直接検出することなく被測定者の心拍出量に関する情報を特定することができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】血中の酸素飽和度の測定例を示す模式図である。
【図２】生体に吸収される光の吸光量の変化例を示すグラフである。
【図３】酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンの各波長に対する光の吸光量の一例を示す図である。
【図４】生体情報測定装置の構成例を示す図である。
【図５】発光素子及び受光素子の配置例を示す図である。
【図６】発光素子及び受光素子の他の配置例を示す図である。
【図７】呼吸波形抽出部の構成例を示す図である。
【図８】呼吸波形の一例を示す図である。
【図９】第１の変曲点同士を繋げた第１の包絡線及び第２の変曲点同士を繋げた第２の包絡線の一例を示す図である。
【図１０】補間処理後の第１の包絡線及び第２の包絡線の一例を示す図である。
【図１１】呼吸の停止及び再開に伴う血中の酸素飽和度の変化例を示す図である。
【図１２】呼吸を停止した場合の呼吸波形の一例を示す図である。
【図１３】呼吸を再開した場合の呼吸波形の一例を示す図である。
【図１４】生体情報測定装置における電気系統の要部構成例を示す図である。
【図１５】生体情報測定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１６】呼吸波形抽出処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、機能が同じ構成要素及び処理には全図面を通して同じ符号を付与し、重複する説明を省略する。
【００２９】
生体情報測定装置１０は生体８に関する情報（生体情報）のうち、特に循環器系に関する生体情報を測定する装置である。循環器系とは、例えば血液のような体液を体内で循環させながら輸送するための器官群を総称するものである。
【００３０】
循環器系に関する生体情報には複数の指標が存在するが、血液を血管に送り出す心臓の状態を示す指標の１つとして、例えば心臓から拍出される血液量を表す心拍出量(CO:Cardiac Output)が挙げられる。
【００３１】
心拍出量は様々な心臓疾患の検査、又は投薬効果の確認に利用されている。
【００３２】
心拍出量の測定方法には、例えば肺動脈カテーテルを心拍出量の測定対象者である被測定者に挿入し、０℃近くに冷却された生理溶液を血管内に注入したり、心臓内に留置したサーマルフィラメントで血液を温めたりして、血液の温度を変化させてカテーテル先端部のサーミスタで血液の温度変化と時間の関係を読み取る方法が用いられる。
【００３３】
しかしながら、カテーテルを用いた心拍出量の測定方法では、被測定者の血管にカテーテルを挿入する必要があるため外科的処置が必要となり、他の測定方法に比べて被測定者における侵襲性が高くなる。
【００３４】
したがって、カテーテルを用いた心拍出量の測定方法よりも被測定者の負担が少なくなるように、被測定者の脈波から得られる酸素飽和度を用いて心拍出量を測定する方法が研究されている。脈波とは、心臓による血液の送り出しに伴う血管の拍動変化を示す指標である。
【００３５】
まず、図１を参照して、生体情報のうち、血中の酸素飽和度の測定方法について説明する。ここで血中の酸素飽和度とは、血中の酸素濃度を示す指標の一例であり、血液中のヘモグロビンがどの程度酸素と結合しているかを示す指標であり、血中の酸素飽和度が低下するにつれて、例えば酸素欠乏等の症状が発生しやすくなることを示すものである。
【００３６】
図１に示すように、血中の酸素飽和度は、被測定者の体(生体８)に向けて発光素子１から光を照射し、受光素子３で受光した、被測定者の体内に張り巡らされている動脈４、静脈５、及び毛細血管６等で反射又は透過した光の強さ、すなわち反射光又は透過光の受光量を用いて測定される。
【００３７】
図２は、例えば生体８に吸収される光量の変化量を示す概念図である。図２に示すように、生体８における吸光量は、時間の経過と共に変動する傾向が見られる。
【００３８】
更に、生体８における吸光量の変動に関する内訳について見てみると、主に動脈４によって吸光量が変動し、静脈５及び静止組織を含むその他の組織では、動脈４に比べて吸光量が変動しないとみなせる程度の変動量であることが知られている。これは、心臓から拍出された動脈血は脈波を伴って血管内を移動するため、動脈４が動脈４の断面方向に沿って経時的に伸縮し、動脈４の厚みが変化するためである。なお、図２において、矢印９４で示される範囲が、動脈４の厚みの変化に対応した吸光量の変動量を示す。
【００３９】
図２において、時刻ｔaにおける受光量をＩa、時刻ｔbにおける受光量をＩbとすれば、動脈４の厚みの変化による光の吸光量の変化量ΔＡは、（１）式で表される。
【００４０】
（数１）
ΔＡ＝ｌｎ(Ｉb／Ｉa)・・・（１）
【００４１】
これに対して、図３は、動脈４を流れる酸素と結合したヘモグロビン（酸化ヘモグロビン）及び酸素と結合していないヘモグロビン（還元ヘモグロビン）の各波長に対する光の吸光量の一例を示す図である。図３において、グラフ９６が酸化ヘモグロビンにおける光の吸光量を表し、グラフ９７が還元ヘモグロビンにおける光の吸光量を表す。
【００４２】
図３に示すように、酸化ヘモグロビンは還元ヘモグロビンと比較して、約８５０ｎｍ近辺の波長を有する赤外線(infrared:IR)領域９９の光を吸収しやすく、還元ヘモグロビンは酸化ヘモグロビンと比較して、特に約６６０ｎｍ近辺の波長を有する赤色領域９８の光を吸収しやすいことが知られている。なお、赤外線領域９９は、非赤色領域の一例である。
【００４３】
更に、酸素飽和度は、異なる波長における吸光量の変化量ΔＡの比率と比例関係があることが知られている。
【００４４】
したがって、他の波長の組み合わせに比べて、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとで吸光量の差が現われやすい赤外光(ＩＲ光)と赤色光を用いて、ＩＲ光を生体８に照射した場合の吸光量の変化量ΔＡIRと、赤色光を生体８に照射した場合の吸光量の変化量ΔＡRedとの比率をそれぞれ算出することで、（２）式によって酸素飽和度Ｓが算出される。なお、（２）においてｋは比例定数である。
【００４５】
（数２）
Ｓ＝ｋ(ΔＡRed／ΔＡIR)・・・（２）
【００４６】
すなわち、血中の酸素飽和度を算出する場合、それぞれ異なる波長の光を照射する複数の発光素子１を生体８に照射する。具体的には、ＩＲ光を照射する発光素子１と赤色光を照射する発光素子１を生体８に用いる。この場合、ＩＲ光を照射する発光素子１と赤色光を照射する発光素子１との発光期間は重複してもよいが、望ましくは発光期間が重複しないよう発光させる。そして、各々の発光素子１による反射光又は透過光を受光素子３で受光して、各受光時点における受光量から（１）式及び（２）式、又は、これらの式を変形して得られる公知の式を算出することで、酸素飽和度が測定される。
【００４７】
上記（１）式を変形して得られる公知の式として、例えば（１）式を展開して、光の吸光量の変化量ΔＡを（３）式のように表してもよい。
【００４８】
（数３）
ΔＡ＝ｌｎＩb−ｌｎＩa・・・（３）
【００４９】
また、（１）式は（４）式のように変形することができる。
【００５０】
（数４）
ΔＡ＝ｌｎ(Ｉb／Ｉa)＝ｌｎ(１＋(Ｉb-Ｉa)／Ｉa)  ・・・（４）
【００５１】
通常、（Ｉb-Ｉa）≪Ｉaであることから、ｌｎ(Ｉb／Ｉa)≒(Ｉb-Ｉa)／Ｉaが成り立つため、（１）式の代わりに、光の吸光量の変化量ΔＡとして（５）式を用いてもよい。
【００５２】
（数５）
ΔＡ≒(Ｉb-Ｉa)／Ｉa  ・・・（５）
【００５３】
以降では、ＩＲ光を照射する発光素子１と赤色光を照射する発光素子１とを区別して説明する必要がある場合、ＩＲ光を照射する発光素子１を「発光素子１Ａ」といい、赤色光を照射する発光素子１を「発光素子１Ｂ」ということにする。
【００５４】
こうした方法によれば、発光素子１及び受光素子３を被測定者の体表に近づけることで血中の酸素飽和度が測定されるため、血管にカテーテルを挿入して血中の酸素飽和度を測定するよりも被測定者の負担が少なくなる。
【００５５】
そして、測定された被測定者の酸素飽和度を用いて、生体情報測定装置１０は後述する方法により心拍出量を算出する。
【００５６】
図４は、生体情報測定装置１０の構成例を示す図である。図４に示すように、生体情報測定装置１０は光電センサ１１、脈波処理部１２、呼吸波形抽出部１３、酸素飽和度測定部１４、酸素循環時間測定部１７、及び心拍出量測定部１８を含む。
【００５７】
生体情報測定装置１０は、呼吸を直接検出することなく被測定者の呼吸状態が変化したことを検出する。ここで、「呼吸状態が変化」とは、通常の呼吸状態における吸気や呼気の周期的な変化を意味するものではなく、通常の呼吸状態から呼吸を停止した場合や呼吸を停止した状態から呼吸を再開した場合等、単位時間当たりの酸素摂取量が明確に変化するような呼吸状態の変化を意味する。換言すれば、通常の呼吸状態における吸気ごとの酸素摂取量のバラつきを超えるような呼吸状態の変化を意味する。
【００５８】
光電センサ１１は、約８５０ｎｍの波長を中心波長として７５０ｎｍ以上で且つ１０００ｎｍ以下の波長であるＩＲ光を照射する発光素子１Ａ、約６６０ｎｍの波長を中心波長として６２０ｎｍ以上で且つ７５０ｎｍ未満の波長である赤色光を照射する発光素子１Ｂ、及びＩＲ光及び赤色光を受光する受光素子３を備える。
【００５９】
ここで、光電センサ１１は、出力部の一例である。また、ＩＲ光は、第１の波長の光の一例であり、発光素子１Ａから照射されたＩＲ光を受光素子３で受光し、電気信号に変換され出力された信号は第１の受光信号の一例である。また、赤色光は第２の波長の光の一例であり、発光素子１Ｂから照射された赤色光を受光素子３で受光し、電気信号に変換され出力された信号は第２の受光信号の一例である。
【００６０】
図５に光電センサ１１における発光素子１Ａ、発光素子１Ｂ、及び受光素子３の配置例を示す。図５に示すように、発光素子１Ａ、発光素子１Ｂ、及び受光素子３は、生体８の一方の面に向かって並べて配置される。この場合、受光素子３は、生体８の毛細血管６内の血液等で反射されたＩＲ光及び赤色光を受光する。言い換えれば、発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂからの光は、生体８における測定部位の一方の面側に向けて出射され、同じ一方の面側で受光素子３によって受光される。
【００６１】
しかしながら、発光素子１Ａ、発光素子１Ｂ、及び受光素子３の配置は、図５の配置例に限定されない。例えば、図６に示すように、発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂと、受光素子３とをそれぞれ生体８を挟んで対向する位置に配置するようにしてもよい。この場合、受光素子３は、生体８を透過したＩＲ光及び赤色光を受光する。言い換えれば、発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂからの光は、生体８における測定部位の一方の面側に向けて出射され、生体８を透過した後で、他方の面側で受光素子３によって受光される。
【００６２】
ここでは一例として、発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂは、例えばVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)のような面発光レーザ素子として説明するが、これに限らず、端面発光レーザ素子であってもよい。また、発光素子１Ａ及び発光素子１ＢはLED(Light Emitting Diode)であってもよい。また、発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂはレーザ素子とLEDの組み合わせであってもよい。
【００６３】
光電センサ１１には、被測定者の体の測定部位に光電センサ１１を取り付けるための図示しないクリップが備えられており、測定環境にある照明光などの周囲の光が光電センサ部に入らないように、光電センサ１１は図示しないクリップによって被測定者の体表に接触するように取り付けられる。被測定者の生体８で反射又は透過したＩＲ光及び赤色光を受光素子３でできるだけ正確に受光するためには、光電センサ１１を被測定者の体表に接触するように配置することが好ましいが、被測定者の生体８で反射したＩＲ光及び赤色光、又は被測定者の生体８を透過したＩＲ光及び赤色光が受光素子３で受光される範囲内で、光電センサ１１を体表から離した位置に取り付けてもよい。
【００６４】
光電センサ１１は、受光素子３で受光したＩＲ光及び赤色光のそれぞれの受光量を例えば電圧値に変換して脈波処理部１２に出力する。
【００６５】
発光素子１Ａ及び発光素子１Ｂからは予め定めた光量が照射されているため、光電センサ１１で受光したＩＲ光及び赤色光のそれぞれの受光量から、生体８におけるＩＲ光及び赤色光の吸光量が得られる。
【００６６】
したがって、脈波処理部１２は、光電センサ１１から受け付けたＩＲ光及び赤色光のそれぞれの受光量を用いて、ＩＲ光から得られた被測定者の脈波を表す脈波信号と、赤色光から得られた被測定者の脈波を表す脈波信号をそれぞれ生成する。脈波処理部１２は、受け付けたＩＲ光及び赤色光のそれぞれの受光量に対応する電圧値が、脈波信号の生成に適した予め定めた範囲に含まれるように電圧値を増幅する。
【００６７】
脈波処理部１２は、生成したそれぞれの脈波信号を、呼吸波形抽出部１３及び酸素飽和度測定部１４に出力する。
【００６８】
呼吸波形抽出部１３は、脈波処理部１２から出力された脈波信号から被測定者の呼吸状態を表す呼吸波形を抽出する。
【００６９】
図７に示すように、呼吸波形抽出部１３は、取得部５０、変曲点検出部５４、及び補間部５６を備える。
【００７０】
取得部５０は、脈波処理部１２から出力された脈波信号を取得する。図８には脈波信号の一例として脈波信号Ｓ１を示した。
【００７１】
変曲点検出部５４は、取得部５０から出力された脈波信号から第１の変曲点及び第１の変曲点の次に現れる第２の変曲点を検出する。ここで、本実施形態において、第１の変曲点とは、脈波信号の値が上昇から下降に転じる点、すなわちピーク側の点をいう。また、第２の変曲点とは、脈波信号の値が下降から上昇に転じる点、すなわちボトム側の点をいう。なお、第１の変曲点を、脈波信号の値が下降から上昇に転じるボトム側の点とし、第２の変曲点を、脈波信号の値が上昇から下降に転じるピーク側の点としてもよい。図９には、検出した第１の変曲点Ｈ１同士を繋げた第１の包絡線の一例として第１の包絡線Ｓ３−１を、第２の変曲点Ｈ２同士を繋げた第２の包絡線の一例として第２の包絡線Ｓ３−２を示した。なお、第１の変曲点および第２の変曲点を検出する前に、脈動に対応した周波数よりも低い周波数を除去するようにしてもよい。
【００７２】
なお、第１の変曲点及び第２の変曲点のみだと、データの数が少なすぎて精度良く呼吸波形が抽出されない虞がある。
【００７３】
そこで、補間部５６は、隣接する第１の変曲点の間を補間すると共に、隣接する第２の変曲点の間を補間する。具体的には、例えばスプライン補間等の公知の補間手法を用いて補間する。なお、補間の周期は、一例として５０Ｈｚ（０．０２秒間隔）であるが、これに限られるものではない。図１０には、補間部５６による補間処理後の第１の包絡線及び第２の包絡線の一例として、第１の包絡線Ｓ４−１及び第２の包絡線Ｓ４−２を示した。
【００７４】
補間処理後の第１の包絡線又は第２の包絡線は、呼吸波形として呼吸停止時期特定部４０及び呼吸再開時期特定部４１に出力される。
【００７５】
なお、本実施の形態における呼吸波形の抽出方法では、ＩＲ光から得られた脈波信号を用いて呼吸波形を抽出する場合の方が、赤色光から得られた脈波信号を用いて呼吸波形を抽出する場合よりも、呼吸波形の精度が高くなりやすい。よって、本実施の形態における呼吸波形抽出部１３では、ＩＲ光から得られた脈波信号を用いて呼吸波形を抽出する。これは、図３に示したように、ＩＲ光は赤色光に比べて酸化ヘモグロビンに吸収されやすいため、動脈４内の血液量の変化に対する脈波信号の振幅が赤色光から得られた脈波信号の振幅よりも大きくなる傾向が見られるためである。すなわち、ＩＲ光の受光信号は、赤色光の受光信号よりも被測定者の脈動に対応する振幅が大きい受光信号である。したがって、ＩＲ光から得られた脈波信号から抽出した呼吸波形は、赤色光から得られた脈波信号から抽出した呼吸波形よりも波形の変動が明確になり、精度の高い呼吸波形が得られる。本実施の形態における呼吸波形の抽出方法は、脈波信号のわずかな振幅の変動から呼吸波形を抽出する方法のため、上記のとおり、ＩＲ光から得られた脈波信号を用いるか、赤色光から得られた脈波信号を用いるかによって、抽出される呼吸波形が影響を受ける。なお、赤色光の受光信号をＩＲ光の受光信号と同じ振幅となるように増幅させ、増幅させた赤色光の受光信号を呼吸波形の抽出に使用する方法も考えられる。しかしながら、この方法では、赤色光の受光信号に重畳したノイズ等も増幅され、ＩＲ光の受光信号と同じような受光信号を得ることが難しい。
【００７６】
酸素飽和度測定部１４は、脈波処理部１２から出力された脈波信号から被測定者の酸素飽和度を測定する。具体的には、酸素飽和度測定部１４は脈波信号を用いて、動脈４内の血液量の変化によるＩＲ光の吸光量の変化量ΔＡIRと、赤色光の吸光量の変化量ΔＡRedとをそれぞれ（１）式に従って算出する。そして、酸素飽和度測定部１４は、算出した変化量ΔＡIRと変化量ΔＡRedを用いて、例えば（２）式から被測定者の酸素飽和度を測定し、測定した酸素飽和度を酸素循環時間測定部１７に出力する。
【００７７】
以降では一例として、酸素飽和度測定部１４が被測定者の酸素飽和度を測定する例について説明するが、酸素飽和度測定部１４は、被測定者の酸素飽和度の時間変化を示す値であればどのような値を測定してもよい。例えば、酸素飽和度測定部１４は、酸素飽和度の逆数、又は変化量ΔＡRedと変化量ΔＡIRの比率といった、酸素飽和度の時間変化と相関関係を有する値を測定してもよい。
【００７８】
図１１のグラフは、被測定者の特定の部位における血中の酸素飽和度の変化例を示しており、横軸は時間を表し、縦軸は酸素飽和度の逆数を表している。
【００７９】
被測定者が時刻ｔ0で呼吸を停止すると、被測定者における血中の酸素飽和度が減少し始める。被測定者が呼吸を停止する期間として予め定めた規定時間の経過後（時刻ｔ1）に被測定者が呼吸を再開しても、呼吸の再開により血中に取り込まれた酸素が肺から特定の部位まで到達するのには時間がかかるため、時刻ｔ1の後も被測定者における血中の酸素飽和度は減少する。そのうち、呼吸の再開により血中に取り込まれた酸素が肺から特定の部位まで到達するため、被測定者における血中の酸素飽和度は増加に転じる。血中の酸素飽和度が減少から増加に転じる箇所を「酸素飽和度変曲点」といい、酸素飽和度変曲点が現れた時刻を時刻ｔ2とすれば、酸素循環時間は時刻ｔ1と時刻ｔ2の差分によって表される。
【００８０】
すなわち、酸素循環時間とは、肺から特定の部位まで酸素が運搬されるのに要する時間を表し、「酸素運搬時間」とも呼ばれる。
【００８１】
酸素飽和度から測定される酸素循環時間は、呼吸の停止期間のばらつきによって測定精度もばらつく傾向があるため、呼吸の停止期間を規定した規定時間が設けられている。
【００８２】
規定時間は、生体情報測定装置１０における酸素循環時間の測定精度が高くなるように、生体情報測定装置１０の実機による実験や生体情報測定装置１０の設計仕様に基づくコンピュータシミュレーション等により予め求められている値である。
【００８３】
酸素循環時間測定部１７は、図４に示すように、検出部３０、酸素飽和度回復時期特定部３１、及び酸素循環時間算出部３２を含む。検出部３０は、呼吸停止時期特定部４０及び呼吸再開時期特定部４１を含む。
【００８４】
呼吸停止時期特定部４０は、呼吸波形抽出部１３から出力された呼吸波形の振幅の変動に基づき、呼吸が停止した呼吸停止時期を特定する。具体的には、呼吸波形の第１の変曲点または第２の変曲点の変動幅が第１の変動幅から第１の変動幅よりも小さい第２の変動幅に変化した時期を呼吸停止時期として特定する。この場合、第１の変動幅とは、呼吸している状態における第１の変曲点または第２の変曲点の変動幅であり、第２の変動幅とは、呼吸を停止している状態における第１の変曲点または第２の変曲点の変動幅である。
【００８５】
例えば図１２に示すような脈波信号から求めた呼吸波形Ｓ７−１について呼吸停止時期を特定する場合について説明する。なお、図１２には、参考までに、鼻息の温度から求めた呼吸波形Ｓ７−２を示した。図１２に示すように、時間順（ｔ１、ｔ２、ｔ３、・・・）に第１の変曲点Ｐｔ１、第２の変曲点Ｂｔ２、第１の変曲点Ｐｔ３、第２の変曲点Ｂｔ４・・・とした場合に、振幅Ａｎを次式により算出する。
【００８６】
（数６）
Ａｎ＝Ｐｔｎ−Ｂｔｎ＋１  ・・・（６）
【００８７】
上記（６）式においてｎは奇数である。そして、振幅Ａｎと一つ前の振幅Ａｎ−１とを比較し、振幅Ａｎが振幅Ａｎ−１よりも予め定めた閾値以上小さくなっていた場合、すなわち、呼吸している状態から呼吸が停止した状態に変化した場合のように振幅が大きく減少した場合は、第１の変曲点Ｐｔｎの位置（時間）を呼吸停止時期として特定する。図１２の例の場合、振幅Ａ７は振幅Ａ５と比較すると予め定めた閾値以上小さくなっているため、ｔ７の時点が呼吸停止時期として特定される。
【００８８】
なお、呼吸している期間が長い場合は、振幅Ａｎの一つ前の振幅Ａｎ−１との比較ではなく、振幅Ａｎより前の複数の振幅Ａｎ−１、Ａｎ−２、・・・の平均値と比較してもよい。
【００８９】
呼吸再開時期特定部４１は、呼吸波形抽出部１３から出力された呼吸波形の振幅の変動に基づき、呼吸を停止してから被測定者の呼吸が再開された呼吸再開時期を特定する。具体的には、呼吸波形の第１の変曲点または第２の変曲点の変動幅が第１の変動幅から第１の変動幅よりも大きい第２の変動幅に変化した時期を呼吸再開時期として特定する。この場合、第１の変動幅とは、呼吸を停止している状態における第１の変曲点または第２の変曲点の変動幅であり、第２の変動幅とは、呼吸している状態における第１の変曲点または第２の変曲点の変動幅である。
【００９０】
なお、呼吸再開時期特定部４１は、第１の特定部の一例であり、呼吸再開時期は第１の時期の一例である。
【００９１】
例えば図１３に示すような呼吸波形Ｓ８−１について呼吸再開時期を特定する場合について説明する。なお、図１３には、参考までに、鼻息の温度から求めた呼吸波形Ｓ８−２を示した。図１３に示すように、呼吸停止時期の特定の場合と同様に、時間順に第１の変曲点Ｐｔ１、第２の変曲点Ｂｔ２、第１の変曲点Ｐｔ３、第２の変曲点Ｂｔ４・・・とした場合に、振幅Ａｎを上記（６）式により算出する。
【００９２】
そして、振幅Ａｎと一つ前の振幅Ａｎ−１とを比較し、振幅Ａｎが振幅Ａｎ−１よりも予め定めた閾値以上大きくなった場合、すなわち、呼吸が停止している状態から呼吸が再開した状態に変化した場合のように振幅が大きく増加した場合は、第１の変曲点Ｐｔｎの位置（時間）を呼吸再開時期として特定する。なお、呼吸停止期間が長い場合は、振幅Ａｎの一つ前の振幅Ａｎ−１との比較ではなく、振幅Ａｎより前の複数の振幅Ａｎ−１、Ａｎ−２、・・・の平均値と比較してもよい。
【００９３】
酸素飽和度回復時期特定部３１は、酸素飽和度測定部１４が測定した酸素飽和度に基づいて、酸素飽和度が回復に向かう酸素飽和度回復時期を特定する。すなわち、前述したように、酸素飽和度が減少から増加に転じる酸素飽和度変曲点を酸素飽和度回復時期として特定する。なお、酸素飽和度回復時期特定部３１は、第２の特定部の一例であり、酸素飽和度回復時期は、第２の時期の一例である。
【００９４】
酸素循環時間算出部３２は、呼吸再開時期特定部４１が特定した呼吸再開時期と酸素飽和度回復時期特定部３１が特定した酸素飽和度回復時期とに基づいて、被測定者の体内に取り込まれた酸素が被測定者の測定部位に到達するまでの時間を表す酸素循環時間を算出する。なお、酸素循環時間算出部３２は、算出部の一例である。
【００９５】
具体的には、呼吸再開時期特定部４１により特定された呼吸再開時期をｔ1、酸素飽和度回復時期特定部３１により特定された酸素飽和度回復時期をｔ2とし、ｔ1からｔ2までの時間を酸素循環時間として測定する。
【００９６】
そして、酸素循環時間測定部１７は、測定した酸素循環時間を心拍出量測定部１８に出力する。
【００９７】
なお、酸素循環時間の測定部位は、被測定者における光電センサ１１の取り付け位置によって決定されるが、本実施の形態では光電センサ１１を被測定者の指先に装着し、肺から指先まで酸素が運搬される場合の酸素循環時間を測定する。これは、他の部位に比べて肺からの距離が長くとれることにより酸素循環時間が長くなることから、他の部位に光電センサ１１を取り付けた場合と比較して、精度の高い酸素循環時間が得られるためである。
【００９８】
したがって、肺から指先までの酸素循環時間を、特にLFCT(Lung to Finger Circulation Time)ということがある。本実施の形態においても、光電センサ１１を被測定者の指先に取り付け、酸素循環時間測定部１７でLFCTを測定する例について説明するが、光電センサ１１の取り付け部位は指先に限られない。得られる酸素循環時間の測定誤差が予め定めた範囲内に含まれるような部位であればよい。そのような部位としては、例えば、被測定者の首、肩、または股関節よりも末消側の部位（末消部位）があげられる。具体的には、耳たぶ、手首、足首、肘や膝の内側等、被測定者の何れの部位に光電センサ１１を取り付けてもよい。なお、「指先」とは被測定者の手の指先を指すが、足の指先に光電センサ１１を取り付けてもよい。
【００９９】
心拍出量測定部１８は、酸素循環時間と心拍出量に関する情報との関係に基づき、酸素循環時間算出部３２で算出された酸素循環時間から被測定者の心拍出量を特定する。なお、心拍出量測定部１８は、第３の特定部の一例である。
【０１００】
具体的には、心拍出量COは、例えばLFCTと心拍出量の関係を表す予め求められた演算式によって算出される。
【０１０１】
なお、心拍出量測定部１８は心拍出量の他に、心拍出量に関する情報を測定してもよい。「心拍出量に関する情報」とは、心拍出量と相関関係が認められる情報であり、例えば心係数及び１回拍出量等が含まれる。
【０１０２】
「心係数」とは、被測定者の体格差による心拍出量の違いを補正するため、被測定者の心拍出量を被測定者の体表面積で割った値である。また、「１回拍出量」とは、心臓が１回の収縮によって動脈４へ拍出する血液の量を示す値であり、心拍出量を被測定者の１分間の心拍数で割ることで求められる。
【０１０３】
上述した生体情報測定装置１０は、例えばコンピュータを用いて構成される。図１４は、コンピュータ２０を用いて構成された生体情報測定装置１０における電気系統の要部構成例を示す図である。
【０１０４】
コンピュータ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２３、不揮発性メモリ２４、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）２５を備える。そして、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、不揮発性メモリ２４、及びＩ／Ｏ２５がバス２６を介して各々接続されている。なお、ＣＰＵ２１は、脈波処理部１２、呼吸波形抽出部１３、酸素飽和度測定部１４、酸素循環時間測定部１７、及び心拍出量測定部１８として機能する。
【０１０５】
不揮発性メモリ２４は、不揮発性メモリ２４に供給される電力が遮断されても記憶した情報を維持する記憶装置の一例であり、例えば半導体メモリが用いられるがハードディスクであってもよい。
【０１０６】
Ｉ／Ｏ２５には、例えば光電センサ１１、入力ユニット２７、表示ユニット２８、及び通信ユニット２９が接続される。
【０１０７】
光電センサ１１はＩ／Ｏ２５と有線又は無線によって接続される。なお、生体情報測定装置１０と光電センサ１１とが分離されるように、それぞれを別体として構成してもよく、生体情報測定装置１０と光電センサ１１とが一体化されるように、それぞれを同じ筺体に収容する構成としてもよい。
【０１０８】
入力ユニット２７は、例えば生体情報測定装置１０のユーザの指示を受け付けてＣＰＵ２１に通知するユニットである。入力ユニット２７には、例えばボタン、タッチパネル、キーボード、及びマウス等が含まれる。ここで生体情報測定装置１０のユーザとは、例えば被測定者及び生体情報測定装置１０を操作する例えば医療従事者等の操作者が含まれる。
【０１０９】
表示ユニット２８は、例えばＣＰＵ２１で処理された情報を視覚的に生体情報測定装置１０のユーザに表示するユニットである。表示ユニット２８には、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬ(Electro Luminescence)、及びプロジェクタ等の表示装置が用いられる。
【０１１０】
なお、表示ユニット２８は必ずしも生体情報測定装置１０に必要なユニットではなく、例えば呼吸の再開指示等を生体情報測定装置１０のユーザに報知するものであれば、どのような種類のユニットがＩ／Ｏ２５に接続されてもよい。
【０１１１】
例えば、生体情報測定装置１０から通知される情報を生体情報測定装置１０のユーザに音声で通知する場合、表示ユニット２８の代わりに例えばスピーカーユニットを接続してもよい。また、生体情報測定装置１０から通知される情報を生体情報測定装置１０のユーザに体感を通して通知する場合、表示ユニット２８の代わりに例えば振動ユニットを接続してもよい。更には、例えば表示ユニット２８及びスピーカーユニットのように複数のユニットを用いて、生体情報測定装置１０から通知される情報を生体情報測定装置１０のユーザに通知してもよい。
【０１１２】
通信ユニット２９は、例えばインターネット等の通信回線と生体情報測定装置１０を接続する通信プロトコルを備え、通信回線に接続される他の外部装置と生体情報測定装置１０との間でデータ通信を行う。通信ユニット２９における通信回線への接続形態は有線であっても無線であってもよい。生体情報測定装置１０が通信回線に接続される他の外部装置とデータ通信を行う必要がなければ、必ずしもＩ／Ｏ２５に通信ユニット２９を接続する必要はない。
【０１１３】
なお、Ｉ／Ｏ２５に接続されるユニットは上述した例に限られず、例えば印字ユニット等、他のユニットをＩ／Ｏ２５に接続してもよい。
【０１１４】
次に、図１５を用いて、生体情報測定装置１０の動作について説明する。
【０１１５】
図１５は、被測定者の指先に光電センサ１１が取り付けられた状態で、生体情報測定装置１０のユーザから入力ユニット２７を介して心拍出量の測定指示を受け付けた場合に、ＣＰＵ２１によって実行される生体情報測定処理の流れの一例を示すフローチャートである。生体情報測定装置１０は心拍出量の測定指示を受け付けると、少なくとも心拍出量の測定が終了するまで被測定者の呼吸波形を抽出し続けると共に、酸素飽和度を測定し続けるものとする。
【０１１６】
生体情報測定処理を規定する生体情報測定プログラムは、例えば生体情報測定装置１０のＲＯＭ２２に予め記憶されている。生体情報測定装置１０のＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に記憶される生体情報測定プログラムを読み込み、生体情報測定処理を実行する。
【０１１７】
ステップＳ１００では、脈波信号を生成する。すなわち、光電センサ１１から受け付けたＩＲ光及び赤色光のそれぞれの受光量を用いて、ＩＲ光から得られた被測定者の脈波を表す脈波信号と、赤色光から得られた被測定者の脈波を表す脈波信号をそれぞれ生成する。なお、脈波信号の生成は、少なくとも後述するステップＳ１１８において酸素飽和度回復時期が検出されるまでは繰り返し実行される。
【０１１８】
ステップＳ１０２では、図１６に示す呼吸波形の抽出処理を実行する。
【０１１９】
図１６に示すように、呼吸波形の抽出処理では、まずステップＳ２００において、脈波信号を取得する。
【０１２０】
ステップＳ２０２では、ステップＳ２００で取得した脈波信号から第１の変曲点及び第２の変曲点を検出する。
【０１２１】
ステップＳ２０４では、ステップＳ２０２で検出した第１の変曲点及び第２の変曲点に対して、隣接する第１の変曲点の間を補間すると共に、隣接する第２の変曲点の間を補間する。補間処理後の第１の包絡線又は第２の包絡線は、呼吸波形として用いられる。
【０１２２】
図１５のステップＳ１０４では、酸素飽和度を測定する。すなわち、ステップＳ１００で生成した脈波信号からＩＲ光の吸光量の変化量及び赤色光の吸光量の変化量を算出し、算出した双方の変化量を用いて酸素飽和度を測定する。
【０１２３】
ステップＳ１０６では、被測定者に呼吸を停止するよう指示する。具体的には、息を吸って吐いた状態で呼吸を停止するよう促すメッセージを表示ユニット２８に表示する。また、生体情報測定装置１０にスピーカーユニットが接続されている場合、ＣＰＵ２１は、例えば呼吸を停止するよう促す音声をスピーカーユニットから出力する。
【０１２４】
ステップＳ１０８では、呼吸波形を参照し、被測定者が呼吸を停止したか否かを判定する。すなわち、呼吸波形の第１の変曲点または第２の変曲点の変動幅が第１の変動幅から第１の変動幅よりも小さい第２の変動幅に変化したか否かを判定する。
【０１２５】
そして、被測定者が呼吸を停止していない、すなわち呼吸が継続されていると判定された場合はステップＳ１０８の処理を繰り返し実行して、被測定者の呼吸波形を監視する。一方、被測定者が呼吸を停止したと判定された場合はステップＳ１１０に移行する。
【０１２６】
ステップＳ１１０では、呼吸の停止期間が規定時間に達したか否かを判定する。呼吸の停止期間が規定時間に達していない場合にはステップＳ１１０の処理を繰り返し実行して、被測定者における呼吸の停止期間を監視する。一方、呼吸の停止期間が規定時間に達した場合にはステップＳ１１２に移行する。
【０１２７】
ステップＳ１１２では、被測定者に呼吸を再開するよう指示する。具体的には、呼吸を再開するよう促すメッセージを表示ユニット２８に表示する。また、生体情報測定装置１０にスピーカーユニットが接続されている場合、ＣＰＵ２１は、例えば呼吸を再開するよう促す音声をスピーカーユニットから出力する。
【０１２８】
ステップＳ１１４では、呼吸波形を参照し、被測定者が呼吸を再開したか否かを判定する。すなわち、呼吸波形の第１の変曲点または第２の変曲点の変動幅が第１の変動幅から第１の変動幅よりも大きい第２の変動幅に変化したか否かを判定する。
【０１２９】
そして、被測定者が呼吸を再開していない、すなわち呼吸停止が継続されていると判定された場合はステップＳ１１４の処理を繰り返し実行して、被測定者の呼吸波形を監視する。一方、被測定者が呼吸を再開したと判定された場合はステップＳ１１６に移行する。
【０１３０】
なお、ステップＳ１１２では、呼吸の停止期間が規定時間に達するタイミングに合わせて呼吸の再開指示を被測定者に指示したが、呼吸の再開が突然指示されると、被測定者は呼吸の再開指示を受けてから実際に呼吸を再開するまでに遅れが生じることがある。したがって、呼吸の停止期間中に、あとどのくらい呼吸を停止していればよいかを被測定者に知らせるため、規定時間に達するまでの残り時間を表示ユニット２８に逐次表示して、被測定者に呼吸の停止期間の終了時期を事前に通知してもよい。
【０１３１】
ステップＳ１１６では、被測定者の呼吸の再開を検知した時点の時刻ｔ1を例えばＣＰＵ２１に内蔵された図示しないタイマから取得して、取得した時刻ｔ1を呼吸再開時期としてＲＡＭ２３に記憶する。
【０１３２】
ステップＳ１１８では、酸素飽和度回復時期が特定できたか否かを判定する。すなわち、酸素飽和度変曲点を検知したか否か、換言すれば、酸素飽和度が減少から回復に転じたか否かを判定する。
【０１３３】
そして、酸素飽和度が減少し続け、変曲点が検知されない場合にはステップＳ１１８の処理を繰り返し実行して、酸素飽和度の変化を監視する。一方、酸素飽和度変曲点が検知された場合にはステップＳ１２０に移行する。
【０１３４】
ステップＳ１２０では、酸素飽和度変曲点を検知した時点の時刻ｔ2を取得して、取得した時刻ｔ2を酸素飽和度回復時期としてＲＡＭ２３に記憶する。そして、時刻ｔ2とステップＳ１１６でＲＡＭ２３に記憶した時刻ｔ1の差分をLFCTとして算出する。
【０１３５】
ステップＳ１２２では、ステップＳ１２０で取得したLFCTを用いて、例えば（７）式から心拍出量を測定する。更に、測定した心拍出量を用いて心拍出量に関する情報を算出してもよい。
【０１３６】
なお、LFCTが精度よく測定される呼吸の停止期間は、例えば被測定者の年齢、性別、及び体調等によって変化する。したがって、生体情報測定装置１０のユーザが入力ユニット２７を介して生体情報測定装置１０に設定した被測定者の情報に基づいて、ＣＰＵ２１は、呼吸の停止期間を規定する規定時間を被測定者毎に調整してもよい。また、生体情報測定装置１０のユーザが規定時間を調整してもよい。
【０１３７】
規定時間は例えば１秒単位で設定してもよく、例えば１５秒、２０秒、及び２５秒のように、予め用意した複数の時間から選択された時間を規定時間として設定してもよい。規定時間の設定単位に制限はなく、例えばミリ秒単位であっても５秒単位であってもよい。
【０１３８】
設定した被測定者毎の規定時間は例えば不揮発性メモリ２４に記憶され、心拍出量の測定指示に先立って、被測定者の名前又は患者番号といった被測定者を識別する情報が生体情報測定装置１０に入力されると、ＣＰＵ２１は、被測定者に対応付けられた規定時間を図１５のステップＳ１１０の判定に用いるようにする。
【０１３９】
なお、本実施形態では、図１５のステップＳ１１４において、被測定者の呼吸が再開されるのを待ってからLFCTの測定を開始する場合について説明したが、生体情報測定装置１０から被測定者に呼吸の再開を指示してから被測定者の呼吸が再開されるまでの期間が遅れると、呼吸の停止期間が規定時間よりも長くなり、呼吸の停止期間を規定時間に合わせた場合と比較してLFCTの測定精度が低くなることがある。
【０１４０】
したがって、呼吸の再開を指示してから被測定者の呼吸が再開されるまでの期間が、予め定めた期間である許容遅延期間以内の場合に、ＣＰＵ２１はLFCTを測定するようにしてもよい。換言すれば、ＣＰＵ２１は、呼吸の再開を指示してから被測定者の呼吸が再開されるまでの期間が許容遅延期間を超えた場合、図１５のステップＳ１１６以降の処理の実行を中止して、LFCTを測定することなく図１５に示す生体情報測定処理を終了してもよい。
【０１４１】
このように、本実施形態に係る生体情報測定装置１０によれば、被測定者の測定部位を透過した第１の波長の光に対応した第１の受光信号の振幅の変動に基づき、被測定者の呼吸が再開された呼吸再開時期を特定する。また、第１の受光信号および被測定者の測定部位を透過した第２の波長の光に対応した第２の受光信号に基づき、測定部位における酸素飽和度が減少から増加に転じる酸素飽和度回復時期を特定する。そして、呼吸再開時期から酸素飽和度回復時期までの時間を酸素循環時間として算出する。これにより、呼吸を直接検出することなく被測定者の酸素循環時間が測定される。
【０１４２】
以上、上記実施形態を用いて本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、当該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１４３】
例えば、上記実施形態では、受光素子３で受光したＩＲ光及び赤色光のそれぞれの受光量が脈波処理部１２に入力される構成としたが、脈波処理部１２を省略して、受光素子３で受光したＩＲ光及び赤色光のそれぞれの受光量が直接呼吸波形抽出部１３及び酸素飽和度測定部１４に入力される構成としてもよい。
【０１４４】
また、上記実施形態では、非赤色領域の光の一例としてＩＲ光を用いたが、ＩＲ光に代えて、５００ｎｍ以上で且つ５６０ｎｍ未満の波長の光である緑色領域の光（緑色光）を使用してもよい。更には、測定対象となる生体情報が測定可能な波長の光であれば、ＩＲ光や緑色光以外の非赤色領域の光を使用してもよい。ここで、緑色光はＩＲ光に比べて酸化ヘモグロビンに吸収されやすいため、ＩＲ光の受光信号よりも被測定者の脈動に対応する振幅が大きい受光信号となる。よって、より精度の高い呼吸波形を得たい場合は非赤色領域の光として緑色光を使用すればよい。ただし、緑色光は生体に吸収されやすいため、緑色光を使用する場合は、図６に示す構成よりも図５に示す構成を採用するのがよい。図５に示す構成を採用することで、図６に示す構成と比較し、酸素飽和度の変化が若干検出しづらくなるものの、ＩＲ光の場合と比較し、精度が高い呼吸波形が抽出しやすくなる。      
【０１４５】
また、上記実施形態では、酸素循環時間を測定する装置として説明したが、本実施形態における一部の機能を使用して他の生体情報測定装置を構成してもよい。例えば、上記実施形態における酸素循環時間測定部と心拍出量測定部とを削除し、酸素飽和度と、呼吸波形などの呼吸に関する情報とを測定する生体情報測定装置を構成してもよい。具体的には、酸素飽和度測定部１４で酸素飽和度を測定するとともに呼吸波形抽出部１３で呼吸波形を抽出し、これらを表示ユニット２８等に出力して表示させるようにしてもよい。また、呼吸に関する情報（呼吸情報）であれば呼吸波形以外の情報を出力するようにしてもよい。例えば、呼吸数、呼吸周期、呼吸停止回数などを呼吸波形から検出する検出部を新たに加え、呼吸波形抽出部１３とともに呼吸情報を測定する呼吸情報測定部として機能させてもよい。そして、測定された呼吸情報を、酸素飽和度測定部１４で測定された酸素飽和度とともに出力するようにしてもよい。このような構成によれば、酸素飽和度の測定と呼吸情報の測定とで発光素子を共用できるという効果を有する。
【０１４６】
また、上記実施形態では、一例として生体情報測定処理をソフトウエアで実現する形態について説明したが、図１５及び図１６に示したフローチャートと同等の処理を、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）に実装し、ハードウエアで処理させるようにしてもよい。この場合、検出処理の高速化が図られる。
【０１４７】
また、上記実施形態では、生体情報測定プログラムがＲＯＭ１２にインストールされている形態を説明したが、これに限定されるものではない。本発明に係る生体情報測定プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記録された形態で提供することも可能である。例えば、本発明に係る生体情報測定プログラムを、ＣＤ(Compact Disc)−ＲＯＭ、又はＤＶＤ(Digital Versatile Disc)−ＲＯＭ等の光ディスクに記録した形態で提供してもよい。また、本発明に係る生体情報測定プログラムを、ＵＳＢメモリ及びフラッシュメモリ等の半導体メモリに記録した形態で提供してもよい。更に、生体情報測定装置１０は通信ユニット２９を介して、通信回線に接続された外部装置から本発明に係る生体情報測定プログラムを取得するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１４８】
１（１Ａ、１Ｂ）・・・発光素子
３・・・受光素子
４・・・動脈
５・・・静脈
６・・・毛細血管
８・・・生体
１０・・・生体情報測定装置
１１・・・光電センサ
１２・・・脈波処理部
１３・・・呼吸波形抽出部
１４・・・酸素飽和度測定部
１７・・・酸素循環時間測定部
１８・・・心拍出量測定部
２０・・・コンピュータ
２１・・・ＣＰＵ
３０・・・検出部
３１・・・酸素飽和度回復時期特定部
３２・・・酸素循環時間算出部
４０・・・呼吸停止時期特定部
４１・・・呼吸再開時期特定部
５０・・・取得部
５４・・・変曲点検出部
５６・・・補間部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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