(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的な健康モニタリングのためのウェアラブルデバイスにおいて：
ａ．被検体の第１身体部分に適合するバンドと；
ｂ．撮像ユニットであって、該撮像ユニットは前記バンド内に接続されており、該撮像ユニットは前記被検体の身体から一連の画像を取得するように構成され、当該デバイスは接触モードと非接触モードで動作可能であり、
ｉ．前記接触モードにおいて、前記撮像ユニットは、前記第１身体部分の領域の前記一連の画像を取得するように、前記被検体の前記第１身体部分に近接しており、
ｉｉ．前記非接触モードにおいて、前記撮像ユニットは、前記被検体の第２身体部分の前記一連の画像を取得するように、前記被検体に対してリモートの位置にある、
前記撮像ユニットと；
ｃ．前記接触モードでは第１プロセスに従い、前記非接触モードでは第２プロセスに従って、前記取得された一連の画像からＰＰＧ信号を導出するように構成されるコントローラユニットであって、前記ＰＰＧ信号は前記被検体の健康を示す、前記コントローラユニットと；
を備え、
前記コントローラユニットは、当該ウェアラブルデバイスの動作中に、当該デバイスが前記接触モードで動作すべきか又は前記非接触モードで動作すべきかを示す少なくとも１つの所定の条件をチェックし、該少なくとも１つの所定の条件が満たされるかどうかに応じて、前記ＰＰＧ信号を前記第１プロセス又は前記第２プロセスに従って導出すべきかどうかを決定し、該決定されたプロセスに従って前記取得された一連の画像から前記ＰＰＧ信号を導出するよう構成される、
ウェアラブルデバイス。
【請求項２】
前記第２身体部分は、前記被検体の顔であり、前記コントローラユニットは、前記第２プロセスに従って前記ＰＰＧ信号を導出するために、前記一連の画像内の前記被検体の少なくとも１つの顔特徴の存在を検出するように構成され、前記少なくとも１つの顔特徴の存在が検出されないとき、前記コントローラユニットは、前記第１プロセスに従って前記ＰＰＧ信号を導出するように構成され、前記被検体の前記少なくとも１つの顔特徴の存在又は非存在を検出することが、前記少なくとも１つの所定の条件である、
請求項１に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項３】
環境光を感知するための環境光センサを更に備え、前記コントローラユニットは、前記環境光が所定の環境光閾値を超えるとき、前記第２プロセスに従って前記ＰＰＧ信号を導出するように構成され、前記環境光が前記所定の環境光閾値未満であるとき、前記コントローラユニットは、前記第１プロセスに従って前記ＰＰＧ信号を導出するように構成され、前記環境光が前記所定の環境光閾値を超えるか又はそれ未満であるかをチェックすることが、前記少なくとも１つの所定の条件である、
請求項１に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項４】
前記撮像ユニットは、前記バンドに取外し可能に接続される、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項５】
前記バンドは開口部を備え、前記取外し可能な撮像ユニットは、該撮像ユニットが前記開口部の前にある前記被検体の前記領域から前記一連の画像を取得することができるように、前記接触モードで前記開口部の上に配置される、
請求項４に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項６】
前記取外し可能な撮像ユニットは、別のエンティティに取り付けられることから前記一連の画像を取得するように構成され、前記別のエンティティは前記バンドとは異なる、
請求項４に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項７】
前記コントローラユニットは、各モードにおいて、取得された一連の画像から導出される前記ＰＰＧ信号から、バイタルサイン情報を導出するよう更に構成される、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項８】
前記コントローラユニットと通信する前記撮像ユニットは、前記被検体の１つ以上の顔特徴を検出することによって、前記非接触モードで前記被検体を認識するように更に構成される、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項９】
前記接触モードで前記被検体の皮膚を照明するための照明ユニットを更に備える、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項１０】
前記コントローラユニットは、前記接触モードで前記一連の画像からＰＰＧ信号が導出可能であるかどうかをチェックするように構成され、前記コントローラユニットは、前記ＰＰＧ信号が存在しない場合、前記照明ユニットをスイッチオフするように構成される、
請求項９に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項１１】
前記被検体の動き情報を提供するための加速度計を更に備え、前記コントローラユニットは、動き情報を受け取ると、前記接触モードで前記一連の画像を取得するよう前記撮像ユニットに指示するように構成される、
請求項１に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項１２】
当該ウェアラブルデバイスは、前記被検体の手首から前記一連の画像を取得するように構成される手首装着型デバイスであり、前記手首が前記第１身体部分である、
請求項１に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項１３】
前記非接触モードにおいて、前記コントローラユニットは、前記被検体が前記撮像ユニットを好ましい位置に配置することができるように前記被検体にフィードバックを提供するように更に構成され、前記好ましい位置は、前記一連の画像を取得するために前記撮像ユニットが前記被検体の顔特徴をキャプチャする位置である、
請求項１に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項１４】
連続的な健康モニタリングのための方法において、当該方法は：
ａ．被検体の身体から一連の画像を取得する取得ステップであって、前記画像は撮像ユニットによって取得されており、前記撮像ユニットは接触モード又は非接触モードのいずれかに置かれ、
前記接触モードにおいて、前記撮像ユニットは、第１身体部分の領域の前記一連の画像を取得するように、前記被検体の前記第１身体部分に近接し、
前記非接触モードにおいて、前記撮像ユニットは、前記被検体の第２身体部分の前記一連の画像を取得するように、前記被検体に対してリモートの位置にある、
前記取得ステップと；
ｂ．前記撮像ユニットが前記接触モードに置かれるか又は前記非接触モードに置かれるかを示す少なくとも１つの所定の条件をチェックするステップであって、該チェックが、前記接触モードでは第１プロセスに従い、前記非接触モードでは第２プロセスに従って、取得された一連の画像から被検体の健康を示すＰＰＧ信号を導出するように構成される、コントローラユニットによって実行されるステップと；
ｃ．前記チェックの結果に基づいて、前記第１プロセス又は前記第２プロセスに従って前記取得された一連の画像から前記ＰＰＧ信号を導出するステップであって、前記ＰＰＧ信号が前記コントローラユニットによって導出されるステップと；
を含む、方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１３のいずれかに記載のウェアラブルデバイスによって実行されると、前記ウェアラブルデバイスに請求項１４に記載の方法を実行させるコンピュータ読取可能なプログラムコードを有する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体のバイタルサインのモニタリングに関し、特に、被検体のバイタルサインを連続モニタリングするためのデバイス、方法及びコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
心拍数（ＨＲ）等のバイタルサインの連続モニタリングは、入院していない個人にとってますます普及している。そのような長期的情報を予測ケアに使用することができる。ＨＲは、歩行モード（歩いている又は走っている人）並びに静的モード（机の後ろに座っている人）で検出され得る。
【０００３】
現在、連続モニタリングは典型的に、接触プローブ（ＰＰＧ、静電容量式ＥＣＧ等）を用いて又はウェアラブルフォームファクタ（リストバンド、胸部ベルト、皮膚パッチ、耳プローブ等）で行われる。あるいは、歩行不能な被検体については、非常に特有の利点を有するカメラによって連続モニタリングを行うことがある（例えば保育器内の未熟児、一般の病棟の寝たきりの患者）。
【０００４】
しかしながら、これらの各々には独自の欠点がある。例えばバッテリの問題や皮膚の刺激は、連続モニタリングを促進しない、ウェアラブルフォームファクタの主な理由である。ウェアラブルデバイスは、数時間／数日後に充電する必要があり、したがってモニタリングの中断があることが想像できる。また、デバイスを数日間連続して装着することはあまり都合がよいことではないので、ユーザは皮膚をいくらか休ませる必要がある。しかしながら、ウェアラブルデバイスの欠点は当然、皮膚の刺激及び電力管理に関して非接触モニタリングで解決されるが、このモニタリング技術の欠点は、被検体が歩行中に非常に煩わしくなることである。なぜなら、非接触モニタリングのための装置を患者が持ち歩くことは容易ではないからである。したがって、両方のシステムには独自の長所と短所がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０３０７４５号パンフレット
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Wenjin  Wang;  Stuijk,  S.;  de  Haan,  G著「Unsupervised  Subject  Detection  via  Remote  PPG」（Electron.  Syst.  Group,  Eindhoven  Univ.  of  Technol.、オランダ、アイントホーヘン及びBiomedical  Engineering,  IEEE,  Volume:62  Issue:11インターネット＜URL:  http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=7114247＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、前述の問題を実質的に緩和又は克服するウェアラブルデバイス、方法及びコンピュータプログラム製品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様では、連続的な健康モニタリングのためのウェアラブルデバイスが提供される。当該デバイスは、被検体の第１身体部分に適合するバンドと；撮像ユニットであって、該撮像ユニットはバンドに接続され、該撮像ユニットは被検体の身体から一連の画像を取得するように構成され、当該デバイスは接触モードと非接触モードで動作可能であり、接触モードでは、撮像ユニットは、第１身体部分の領域の一連の画像を取得するように、被検体の第１身体部分に実質的に近接しており、非接触モードにおいて、撮像ユニットは、被検体の第２身体部分の一連の画像を取得するようリモート位置にある、撮像ユニットと；当該デバイスが接触モードにあるときは第１プロセスに従って、当該デバイスが非接触モードにあるときは第２プロセスに従って、取得された一連の画像からＰＰＧ信号を導出するように構成されるコントローラユニットであって、ＰＰＧ信号が被検体の健康（health）を示すコントローラユニットと；を備え、コントローラユニットは、当該ウェアラブルデバイスの動作中に、ＰＰＧ信号を第１プロセス又は第２プロセスに従って導出すべきか否かを決定するために、少なくとも１つの所定の条件をチェックするよう構成される。
【０００９】
バンドの様々な例は、フレキシブルバンド、ストラップ、カフ、ネックレス、ヘッドバンド、耳周囲のフック配置を含むが、これらに限定されない。これら装着手段／オプションを使用して、被検体の身体部分に適合することができる。例えば手首装着型デバイスは、ユーザの手首の周囲に適合する。同様に、ネックレスは被検体の首の周囲に適合する。
【００１０】
一実施形態では、第１身体部分が手首であり、第２身体部分が顔であるように、第１身体部分と第２身体部分は異なる。本発明の別の実施形態では、第１身体部分と第２身体部分は、例えばユーザの胸部のように同じものとすることができる。この場合、接触モードでは、デバイスは胸部の（限られた）領域の一連の画像のみをキャプチャすることになる。非接触モードの間、デバイスは胸部を見て、それに応じてＰＰＧ信号の更なる導出のために一連の画像をキャプチャすることができる。どちらの場合も、すなわち接触／非接触モードの双方で、撮像ユニットは、身体部分の領域の一連の画像をキャプチャする。接触モードでは、撮像ユニットは、皮膚と接触するときに撮像ユニットの直下にある身体部分の（限られた）領域をキャプチャする。言い換えると、撮像ユニットは、該撮像ユニットが第１身体部分の上に置かれたときに、撮像ユニットの直ぐ正面にある第１身体部分の領域の画像シーケンスをキャプチャすることになる。例えば手首装着型デバイスとして装着されるとき、手首の皮膚である。非接触モードでは、領域は、顔、胸部等の身体部分自体とすることができる。非接触モードでは、デバイスは離れているので、撮像ユニットによって視認される身体部分の全体をキャプチャすることが可能である。
【００１１】
上述のウェアラブルデバイスは多くの利点を有する。ウェアラブルデバイスは、ユーザに好都合な方法で関連するＰＰＧ情報を連続的にキャプチャする。例えば心拍数（ＨＲ）の連続的な測定のために、ユーザは、これを手首等の身体部分に装着することと、机の上にデバイスを置くこととの間を選択することができる。どちらの使用ケースでも、ＨＲ情報がキャプチャされ、ユーザの評価のために全体的な測定をユーザに提供することができる。また、接触モードと非接触モードとの間の切り替えが自動的に行われるので、デバイス全体が非常に扱いやすく、使用しやすい。バイタルサインを連続的にモニタリングすることに加えて、ユーザはまた、デバイスを着用することからの休憩を取得し、したがって、皮膚の刺激の問題を回避する。また、デバイスを非接触モードで使用することができるので、ユーザは、電力管理問題を解決するために同時にデバイスを充電することができる。したがって、高価なバッテリを必要とせずに、電力管理の問題は、正しいモニタリングモードを選択することによって解決される。
【００１２】
更なる実施形態では、第２身体部分は被検体の顔であり、コントローラユニットは、第２プロセスに従ってＰＰＧ信号を導出するために、取得された画像内の被検体の少なくとも１つの顔特徴の存在を検出するように構成され、顔特徴の存在が検出されないとき、コントローラユニットは、第１プロセスに従ってＰＰＧ信号を導出するように構成され、被検体の少なくとも１つの顔特徴の存在又は非存在を検出することが、少なくとも１つの所定の条件である。好ましい実施形態では、撮像ユニットがユーザに向いているときに焦点を合わせることが望まれる。これは、マニュアルフォーカス又はオートフォーカスで実装され得る。本発明の一実施形態では、焦点範囲は、被検体よりも遠く離れた人のＰＰＧ情報の偶発的キャプチャを排除するために０．５〜１メートルに限定される。
【００１３】
更なる実施形態では、コントローラユニットが、ユーザが非接触モード検出の視野範囲の外で移動していることを検出した場合、接触モード、すなわちウェアラブルモードに切り替えるよう、特定の色のＬＥＤの点滅又はオーディオフィードバック等のような信号を提供することができる。あるいは、視野範囲に戻るようにユーザをガイドすることができる。
【００１４】
更なる実施形態では、デバイスは環境光を感知するための環境光センサを更に備え、コントローラユニットは、環境光が所定の環境光閾値を超えるとき、第２プロセスに従ってＰＰＧ信号を導出するように構成され、環境光が所定の環境光閾値未満のとき、コントローラユニットは、第１プロセスに従ってＰＰＧ信号を導出するように構成され、環境光が所定の環境光閾値を超えるか又はそれ未満であるかをチェックすることが、少なくとも１の所定の条件である。
【００１５】
更なる実施形態において、撮像ユニットは、バンドに取外し可能に接続される。このことは、モジュールをドッキングステーションの机の上に置くことができ、撮像モジュールを同時に充電することができるので、更なる利点を与える。本発明の一実施形態では、撮像ユニットとコントローラユニットを単一のハウジング内に収容することができ、このハウジングをバンド内に配置することができる。このようなハウジングは、ハウジングがドッキングステーションに置かれている間に充電することができるバッテリ（１つ／複数）を更に含むであろう。本発明の更なる実施形態では、取外し可能なイメージングユニットは、別のエンティティに取り付けられることから一連の画像を取得するように構成され、別のエンティティはバンドとは異なる。撮像ユニット／ハウジングは、充電するためにデスクトップ、ラップトップ等の別のデバイスに接続することができるUSBコネクタのようなコネクタを有することができる。別の実施形態では、睡眠状態のように暗闇でのリモートモニタリング（非接触モード）又は専用の波長（SpO2測定のための近赤外）を必要とする測定を容易にするために、光源（近赤外）が別のエンティティ又はウェアラブルデバイス内に配置される。
【００１６】
更なる実施形態において、バンドは開口部を備え、取外し可能な撮像ユニットは、該撮像ユニットが開口部の正面にある被検体の領域から一連の画像を取得することができるように、接触モードにおいて、開口部の上に配置されている。言い換えると、一連の画像は第１身体部分の領域がキャプチャされる。
【００１７】
更なる実施形態において、デバイスは、各モードにおいて、取得された一連の画像から導出されるＰＰＧ信号から、バイタルサイン情報を導出するよう更に構成される。バイタルサイン情報の様々な例は、ＨＲ情報、心拍数変動、呼吸数、動脈酸素飽和度（SpO2）を含むが、これらに限定されない。このようなバイタルサイン情報のポイントを、ストレス情報、睡眠パターン等を導出するために更に使用することができることは、当業者には明らかであろう。
【００１８】
更なる実施形態において、コントローラユニットと通信する撮像ユニットは、被検体の１つ以上の顔特徴を検出することによって、非接触モードで被検体を認識するように更に構成される。例えばユーザプロファイルを、デバイスのメモリユニットに格納することができ、その結果、デバイスがユーザの顔特徴を検出すると、ユーザが実際にそのＰＰＧ信号を取得する必要がある同じユーザであるかどうかを更に認識することができる。これは、デバイスに追加のインテリジェンスをもたらすと考えることができる。例の助けを借りて更に詳しく説明すると、部屋には２人のユーザ、ユーザＡとユーザＢが存在することがある。ユーザＡはそのＰＰＧ信号がモニタリングされており、ウェアラブルデバイスを装着しており、現在、デバイスを非接触モードで使用したいと思っている。したがって、撮像ユニットは、部屋内のおそらくは２人の顔特徴を検出する。したがって、ユーザＡを認識することは、彼のバイタルを連続的にモニタリングするためにＰＰＧ信号を更に取得するために有利である。このインテリジェンスがない場合、システムは他のユーザＢのＰＰＧ情報を取得し続ける可能性があり、したがって、最終的にユーザＡに正確な全体分析を与えないことが、当業者には明らかであろう。当業者には、複数のそのようなユーザプロファイルをデバイスに格納することができることは明らかである。
【００１９】
更なる実施形態において、ユーザＡが認識されない場合、コントローラユニットは、ウェアラブルデバイスのバッテリ電力を節約するために、待機モードに切り替える。
【００２０】
更なる実施形態において、ウェアラブルデバイスは、接触モードで被検体の皮膚を照明するためのＬＥＤ等の照明ユニットを更に備える。
【００２１】
更なる実施形態において、コントローラユニットは、接触モードで一連の画像からＰＰＧ信号が導出可能であるかどうかをチェックするように構成され、コントローラユニットは、ＰＰＧ信号が存在しない場合、照明ユニットをスイッチオフするように構成される。これは、ウェアラブルデバイスのより良好な電力管理を促進する。
【００２２】
更なる実施形態において、ウェアラブルデバイスは、被検体の動き情報を提供するための加速度計を含み、コントローラユニットは、動き情報を受け取ると、接触モードで一連の画像を取得するよう撮像ユニットに指示するように構成される。これは、ウェアラブルデバイスのより良好な電力管理を促進する。
【００２３】
好ましい実施形態において、ウェアラブルデバイスは手首装着型デバイスであり、したがって、ユーザの手首（第１身体部分）からＰＰＧ情報を得るように構成される。しかしながら、腕装着型デバイス、ヘッドフォン、イヤホン、胸部装着型デバイス、頭部装着型デバイス、足装着型デバイス、足首装着型デバイス、頸部装着型デバイス等のように、ウェアラブルデバイスの他のフォームファクタも可能である。あるいは、カメラを含むスマートフォンのようなモバイルデバイスをストラップ／バンドとともに、ウェアラブルデバイスとして使用することができる。
【００２４】
更なる実施形態では、非接触モードにおいて、コントローラユニットは、被検体が撮像ユニットを好ましい位置に置くことができるように被検体にフィードバックを提供するように更に構成され、好ましい位置は、一連の画像を得るために撮像ユニットが被検体の顔特徴をキャプチャする位置である。フィードバックは、ＬＥＤの点滅のような視覚的なもの、ビープ音等のオーディオ又は組合せとすることができる。有利には、そのような特徴は、撮像ユニットが画像から十分なＰＰＧ情報を収集する正しい位置にあることを保証する。
【００２５】
本発明の第２の態様では、連続的な健康モニタリングのための方法が提供される。方法は、被検体の身体からの一連の画像を取得するステップを含み、画像は撮像ユニットによって取得されており、撮像ユニットは接触モード又は非接触モードのいずれかに置かれ、接触モードにおいて、撮像ユニットは、第１身体部分の領域の一連の画像を取得するように被検体の第１身体部分に実質的に近接し、接触モードにあるときにＰＰＧ信号を導出するためにコントローラユニットによって第１プロセスが使用され、非接触モードにおいて、撮像ユニットは、被検体の第２身体部分の一連の画像を取得するようにリモート位置にあり、非接触モードにあるときにＰＰＧ信号を導出するためにコントローラユニットによって第２プロセスが使用される。方法は、少なくとも１つの所定の条件をチェックするステップであって、該チェックがコントローラユニットによって実行されるステップと、チェックの結果に基づいて、第１プロセス又は第２プロセスに従ってＰＰＧ信号を導出するステップであって、ＰＰＧ信号はコントローラユニットによって導出されるステップを含む。
【００２６】
本発明の第３の態様では、上述したウェアラブルデバイス／コントローラユニットによって実行されると、本明細書に開示される方法のステップを実行する、コンピュータ読取可能プログラムコードを含むコンピュータプログラム製品が提供される。
【００２７】
本発明の好ましい実施形態は従属請求項で定義される。特許請求に係る方法及び特許請求に係るコンピュータプログラム製品は、方法の従属請求項において定義されるように、特許請求に係るデバイスと同様の好ましい実施形態及び対応する利点を有することを理解されたい。
【００２８】
要約すると、本発明の様々な態様は、両方のモードでＰＰＧ信号を取得することによって連続モニタリングを容易にするために、接触モードと非接触モードの両方で使用できるデバイスを提供することを目的とする。デバイスのコントローラユニットは、少なくとも１つの所定の条件が満たされているかどうかに応じて第１プロセス又は第２プロセスのいずれかに従って、ＰＰＧ信号を導出するように構成される。言い換えると、コントローラユニットは、所定の条件をチェックし、チェックの結果に基づいて、第１プロセス又は第２プロセスのいずれかによってＰＰＧ信号を導出する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施形態を参照して明らかになり、解明されるであろう。
【図１】本発明の実施形態による被検体の連続モニタリングのためのデバイスを示す図である。
【図２】本発明の実施形態による、図１のデバイスのコントローラユニットによって実行される方法を示すフローチャートである。
【図３ａ】本発明の一実施形態による接触モードのデバイスを示す図である。
【図３ｂ】本発明の一実施形態による接触モードのデバイスを示す図である。
【図４ａ】本発明の一実施形態による非接触モードのデバイスを示す図である。
【図４ｂ】本発明の一実施形態による非接触モードのデバイスを示す図である。
【図５】接触モードでＰＰＧ信号を導出するためにコントローラユニットによって用いられる方法を示す図である。
【図６】心拍数の連続モニタリングを示す例示的なグラフを示す図である。
【図７ａ】本発明の代替の実施形態による被検体の連続モニタリングのためのデバイスを示す図である。
【図７ｂ】本発明の代替の実施形態による被検体の連続モニタリングのためのデバイスを示す図である。
【図７ｃ】本発明の代替の実施形態による被検体の連続モニタリングのためのデバイスを示す図である。
【図７ｄ】本発明の代替の実施形態による被検体の連続モニタリングのためのデバイスを示す図である。
【図７ｅ】本発明の代替の実施形態による被検体の連続モニタリングのためのデバイスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、本発明の実施形態による被検体の連続モニタリングのためのデバイスを示している。デバイス１００は、バンド１０２及びデバイス本体１０４（ハウジング１０４とも呼ばれることがある）を含む。デバイス本体１０４は、撮像ユニット１０６、コントローラユニット１０８、環境光センサ１１０、照明ユニット１１２、加速度計１１４、メモリユニット１１６、１つ以上のバッテリ１１８及びディスプレイユニット１２０を更に含む。
【００３１】
本発明を説明する前に、明確性の目的のために、本案全体で使用される特定の用語を以下に説明する。
【００３２】
接触モード：このモードでは、デバイス１００は、身体／身体部分の皮膚と接触するように構成される。このモードでは、デバイス１００の撮像ユニット１０６は、ユーザ／被検体の皮膚に接触するように配置されることになる。本発明の現在の実施形態では、デバイス１００は手首装着型デバイス１００であり、したがって、撮像ユニット１０６はユーザの手首（第１身体部分）に接触することになる。接触モードは、図３ａ及び図３ｂにも図示されている。接触モードでは、第１プロセス／アルゴリズムを使用してＰＰＧ信号を導出する。接触モードでＰＰＧ信号を導出するそのようなプロセスの１つが、図５に関連して詳細に説明される。
【００３３】
非接触モード：このモードでは、デバイス１００は、ユーザから離れた場所にある／リモートであるように構成される。更に詳述すると、このモードでは、デバイス１００はユーザの皮膚に接触しない。ＰＰＧ信号の導出に役立つ被検体の身体の画像、好ましくは顔（第２身体部分）の画像をキャプチャすることができるように、デバイス１００をユーザのデスク（図４ａ）に、デスクトップ画面上（図４ｂ）等に配置することができる。非接触モードでは、第２プロセス／アルゴリズムを使用してＰＰＧ信号を導出する。リモートでＰＰＧ信号を導出するためのそのようなプロセスの１つが特許文献１に説明されている。
【００３４】
次に、デバイス１００の動作を、コントローラユニット１０８によって実行される方法２００（図２）に関連して説明する。
【００３５】
デバイス１００の動作中、Ｓ１において、撮像ユニット１０６は一連のイメージのキャプチャ／取得を開始する。撮像ユニット１０６は、ＣＭＯＳ、ＣＣＤ等の標準的なデジタルカメラとすることができる。言い換えると、撮像ユニット１０６は、任意のデジタル感知アレイ及び対応する撮像光学系とすることができる。
【００３６】
Ｓ２において、コントローラユニット１０８は、少なくとも１つの顔特徴が検出されたかどうか（すなわち、顔特徴の存在又は不存在）をチェックする。本発明の現在の実施形態では、少なくとも１つの顔特徴を検出することは、事前決定された条件である。本発明の一実施形態では、デバイス１００は、コントローラユニット１０８が、取得された画像内で探索する鼻、目、頬等の顔特徴の予め格納されたリストを有することができる。本発明の一実施形態では、コントローラユニット１０８は、事前定義された方法を使用して、被検体の顔特徴を検出する。この方法は非特許文献１に更に説明されている。この論文は更に、(http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=7114247)にも置かれている。さらに、コントローラユニット１０８は、撮像ユニット１０６が顔特徴をキャプチャするようにユーザがハウジング１０４を配置するよう、ユーザをガイドすることもできる。ハウジング１０４を適切に配置するよう人をガイドするために、ビープ音やLEDの点滅等の様々な方法を考えることができる。ユーザがハウジング１０４を正しい位置に置くと、コントローラユニット１０８は、ユーザにオーディオ信号を示すか、ＬＥＤの色を変える。
【００３７】
取得された一連の画像において少なくとも１つの顔特徴が検出された場合、Ｓ３において、コントローラユニット１０８は、任意選択で更に被検体を認識することができる。様々な既知の顔認識アルゴリズム／画像認識アルゴリズムが当業者に知られている。そのような既知の顔認識アルゴリズムのうちの少なくとも１つを使用することができる。一実施形態では、メモリユニット１１６は、被検体の様々な顔特徴を（データ構造、データベースの形で）格納することができ、被検体のリアルタイムの認識に使用することができる。顔／画像認識アルゴリズムの分野では、キャプチャされた顔特徴を、データベースに格納された顔特徴と比較して被検体を認識することが知られている。
【００３８】
Ｓ３において、ユーザが認識された場合又は顔特徴が検出された場合、コントローラユニット１０８は、非接触モードに切り替え、Ｓ４において、一組の画像を取得し続けるよう撮像ユニット１０６に指示する。非接触モードでは、コントローラユニット１０８は、Ｓ５において第２プロセスを使用して、特許文献１で説明されるように、取得された画像からＰＰＧ信号を導出する。Ｓ６では、導出されたＰＰＧ信号から、様々なバイタルサイン情報値を導出することができる。現在の実施形態で導出されるバイタルサイン情報の１つは心拍数（ＨＲ）である。ＰＰＧ信号からＨＲ情報を導出するための様々な方法論は、当業者には既に知られている。本発明の現在の実施形態では、コントローラユニット１０８は、ＨＲ情報をメモリユニット１１６に更に格納することができる。
【００３９】
方法２００の現在の実施形態では、少なくとも１つの顔特徴を検出することによって非接触モードの検出が確認されるが、環境光（所定の条件）を検出することによってそのような確認を行うことも可能である。環境光センサ１１０は、撮像ユニット１０６の周囲の環境光を検出するように構成される。環境光センサ１１０と通信するコントローラユニット１０８は、環境光が所定の環境光閾値を超えるかどうかをチェックすることができ、検出された環境光が実際に所定の環境光閾値を超える場合、次いでコントローラユニット１０８は、Ｓ４及び上述したものと同じステップに進むことができる、すなわちＳ４〜Ｓ６が実行されることになる。したがって、上記の両方の可能性において、所定の条件がチェックされる、すなわち、取得された画像内の顔特徴の存在（又は非存在）をチェックするか又は環境光が所定の環境光閾値を超えること（又はそれ未満であること）をチェックし、その結果として、チェックの結果に基づいて動作モード（接触／非接触）が決定され、そして次いで、ＰＰＧ信号の導出を行うために選択すべきプロセス（第１プロセス又は第２プロセスのいずれか）を決定する。代替的な実施形態では、顔検出と環境光検出の組合せを実施して非接触モードを確認／検出することもできる。
【００４０】
本発明の一実施形態では、非接触モードにおいて、撮像ユニット１０６は環境照明を使用し、いずれの専用の内蔵照明も使用しないので、電力効率がよいであろう。本発明の代替の実施形態では、状況に基づいて追加の照明を使用してもよく、例えば夜間に被検体をモニタリングする間に追加の照明が必要とされることがある。
【００４１】
しかしながら、Ｓ２において、コントローラユニット１０８が被検体のいずれの顔特徴も検出しない場合、Ｓ７において、コントローラユニット１０８は接触モードに切り替わる。したがって、Ｓ７において、撮像ユニット１０６は画像を取得し続け、これらの画像は、コントローラユニット１０８によって第１プロセスを使用して処理され、ＰＰＧ信号を導出することになる。
【００４２】
このモードでは、コントローラユニット１０８は更に、その後にＰＰＧ信号が導出され得る画像を取得するために、照明ユニット１１２にユーザの手首の領域を照らすよう指示する。このモードでは、コントローラユニット１０８は、バッテリを節約するために、画像を取得し続ける前に、少なくとも１つの条件をチェックする（Ｓ８；Ｓ９）。したがって、接触モードに切り替えられると、Ｓ８において、コントローラユニット１０８は更に、加速度計１１４からの動き情報指示があるかどうかをチェックする。例えば動き閾値を設定することができ、動き情報が動き閾値を超える場合、撮像ユニット１０６が被検体の身体部分と接触していることを示す。そのような指示は、実際に撮像ユニット１０６が被検体の身体部分と接触し、机のようないずれかの他の無生物とは接触していないという有用な情報を提供する。撮像ユニット１０６が非接触モードにないこと、すなわち現在、接触モードにあることが検出された後に、被検体と実際に接触しているかどうかを更にチェックすることは有用であり得る。実際に接触していない場合には、照明ユニット１１２及び撮像ユニット１０６をオフに切り替えることができ、これにより電力を節約することができる。
【００４３】
加速度計１１４は、一般に、３次元加速度計データ、すなわち、それぞれの方向の加速度を示す３つの直交方向の各々について別個の加速度計信号を提供する。しかしながら、本発明は、加速度計データに何らかの方法で所望の動き情報が反映される限り、他の加速度計データ、例えば単一の加速度計信号（すなわち、１次元加速度計データ）又は２次元加速度計データを扱うこともある。
【００４４】
Ｓ８において、撮像ユニット１０６が被検体の手首にあることが検出された場合、更なるチェック（Ｓ９）を行うことができる。コントローラユニット１０８は更に、撮像ユニット１０６により撮像された画像からＰＰＧ信号を導出することができるかどうかをチェックする。Ｓ９において、第１プロセスを使用してＰＰＧ情報を導出することができなかったことが検出された場合、コントローラユニット１０８は、照明ユニット１１２及び撮像ユニット１０６をオフに切り替える。照明ユニット１１２及び撮像ユニット１０６をオフに切り替えることの利点は、同じ状態を保つこと、すなわちバッテリ電力を節約することである。現在の実施形態では、両方の条件（Ｓ８；Ｓ９）がコントローラユニット１０８によってチェックされるが、これらのチェックのうちのいずれか１つをコントローラユニット１０８によって実行することもできることは明らかである。Ｓ８とＳ９の両方が任意のステップとすることができる。
【００４５】
Ｓ９において、撮像ユニット１０６がユーザの皮膚と接触していることが確認されると、コントローラユニット１０８は、Ｓ１０において、撮像ユニット１０６に一連の画像を取得し続けるよう指示する。接触モードでは、Ｓ１１において、コントローラユニット１０８は、図５に関連して詳細に説明した第１プロセスを実行してＰＰＧ信号を導出する。その後、Ｓ１２において、バイタルサイン情報、すなわちＨＲがＰＰＧ信号から導出される。導出されたバイタルサイン情報はメモリユニット１１６に記憶される。先に説明したように、ＰＰＧ信号からＨＲ情報を導出するための当業者に知られている様々な方法論がある。その後、Ｓ１３において、Ｓ６及びＳ１２で収集されたＨＲ情報が対照（collate）され、心拍数の連続モニタリングを容易にする。これは図６にも示されている。図６に示される遷移は、デバイス１００があるモードから別のモードに切り替わるときに失われる時間である。このような短い持続時間（例えば５秒、あるいは１分でも）は被検体の全体的な連続ＨＲモニタリングを妨げないことが、当業者には理解されよう。グラフィック表示の形態の全体的なＨＲ情報を、ディスプレイユニット１２０を介して被検体に提供することができる。様々なディスプレイ技術は、これらに限定されないが、ＬＣＤ技術、ＬＥＤ技術、ディスプレイユニット１２０で表示することができる電子インク（Ｅインク）等を含む。
【００４６】
上述したようなデバイス１００は、接触モードで撮像ユニット１０６がユーザの手首に接触するように装着され得る。さらに、バンド１０２と一緒にデバイス１００は、撮像ユニット１０６がユーザ／被検体からリモートに／離れた場所で画像をキャプチャするよう机の上に配置されることができる。例えばデバイスはデスクトップモニタに吊り下げることができる。
【００４７】
上述の方法は、コンピュータ読取可能プログラムを実行するコンピュータ又はプログラム可能プロセッサが使用されるコンピュータ実施方法として実施される。さらに、コンピュータ読取可能プログラムは、ランダムアクセスメモリ（RAM）、読取専用メモリ（ROM）、ハードディスクドライブ、半導体ドライブ、USBフラッシュドライブ、メモリカードリーダを介してアクセスされるメモリカード、フロッピーディスクドライブを介してアクセスされるフロッピーディスク、光ディスクドライブを介してアクセスされる光ディスク、適切なテープドライブを介してアクセスされる磁気テープ、及び／又は他のメモリコンポーネント、あるいはこれらのメモリコンポーネントの任意の２つ以上の組合せのような、コンピュータプログラム製品で具現化される。さらに、RAMは、例えば静的ランダムアクセスメモリ（SRAM）、動的ランダムアクセスメモリ（DRAM）又は磁気ランダムアクセスメモリ（MRAM）及び他のそのようなデバイスを含んでよい。ROMは、例えばプログラマブル読取専用メモリ（PROM）、消去可能プログラマブル読取専用メモリ（EPROM）及び電気的に消去可能なプログラマブル読取専用メモリ（EEPROM）、別の類似メモリデバイスを含むことができる。コンピュータプログラム製品は、コンピュータ／無線通信デバイス／ポータブル電子デバイス／ウェアラブルデバイスにインストールすることができるアプリケーション（アプリ）とすることもできる。
【００４８】
メモリユニット１１６は、揮発性及び／又は不揮発性メモリとデータ記憶コンポーネントの双方を含んでよい。揮発性コンポーネントは、電源喪失時にデータ値を保持しないコンポーネントである。不揮発性コンポーネントは、電源喪失時にデータを保持するコンポーネントである。したがって、メモリは、例えばランダムアクセスメモリ（RAM）、読取専用メモリ（ROM）、ハードディスクドライブ、半導体ドライブ及び／又は他のメモリコンポーネント、あるいはこれらの任意の２つ以上の組合せを含んでよい。さらに、RAMは、例えば静的ランダムアクセスメモリ（SRAM）、動的ランダムアクセスメモリ（DRAM）又は磁気ランダムアクセスメモリ（MRAM）及び他のそのようなデバイスを含んでよい。ROMは、例えばプログラマブル読取専用メモリ（PROM）、消去可能プログラマブル読取専用メモリ（EPROM）及び電気的に消去可能なプログラマブル読取専用メモリ（EEPROM）、別の類似メモリデバイスを含むことができる。メモリユニット１１６はコンピュータ読取可能媒体である。
【００４９】
コントローラユニット１０８という用語は、本明細書で使用されるとき、任意のタイプのコントローラ又はプロセッサであってよく、本明細書で説明される機能を実行するように構成される１つ以上のコントローラ又はプロセッサとして具体化されてもよい。さらに、プロセッサという用語は、単一の集積回路（IC）の使用を含んでよく、あるいはコントローラ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、パラレルプロセッサ、マルチコアプロセッサ、カスタムIC、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、適応コンピューティングIC、限定ではないがRAM、DRAM及びROM等の関連メモリ、並びに他のIC及び構成要素のように、一緒に接続、配置又はグループ化される複数の集積回路又は他のコンポーネントの使用を含んでよい。
【００５０】
図５は、コンタクトモードでＰＰＧ信号を導出するためにコントローラユニット１０８によって使用される方法論を示す。図に示すように、デバイス１００は接触モードである。本発明の現在の実施形態では、デバイス１００は、被検体の手首５００の周りに装着される。撮像ユニット１０６は更に、カメラ２０２及び結像レンズ２０４を含む。本発明の現在の実施形態では、ハウジング１０４は、クリック機構によってバンド１０２の２つの部分（１０２ａ；１０２ｂ）と接続されることができる。現在の実施形態では、カメラ２０２は、カメラアレイとも呼ばれることがあり、単一素子センサとして使用される。ＬＥＤのような照明ユニット１１２は、被検体の手首５００を照明する（矢印で示される）。その後、撮像ユニット１０６は一連の画像をキャプチャし、続いてコントローラユニット１０８（図示せず）は画像から全画素値の全てを平均してＰＰＧ信号を提供する。したがって、提供されるＰＰＧ信号は、フォトダイオード等の単一素子センサによって検出されるＰＰＧ信号に類似している。さらに、フォトダイオードから導出されるＰＰＧ信号からのＨＲの計算は、光心拍検知の分野において既によく知られている。ＰＰＧ信号が得られると、同様のプロセスが適用されることになる。本発明の別の実施形態では、レンズ２０４は存在しない可能性があり、カメラは、ぼやけているが引き続き画像を取得することができ、その画像からＰＰＧ信号を導出することができる。
【００５１】
図７ａ〜図７ｅは、本発明の代替的な実施形態による被検体の連続モニタリングのためのデバイス７００を示す。現在の実施形態（図７ａ）では、デバイス本体１０４がバンド１０２に取外し可能に接続されている。
【００５２】
デバイス本体１０４は、撮像ユニット１０６、コントローラユニット１０８（図示せず）、環境光センサ１１０（図示せず）、照明ユニット１１２（図示せず）、加速度計１１４（図示せず）、メモリユニット１１６（図示せず）１つ以上のバッテリ１１８（図示せず）及びディスプレイユニット１２０（図示せず）を含む。
【００５３】
バンド１０２は、ハウジング１０４を受け取るための凹部２０６を含む。本発明の現在の実施形態では、ハウジング１０４は、側部から凹部２０６にスナップフィット（snap  fitted）／スライドするものとすることができる。他の接続手段は当業者によって想定され得る。バンド１０２は開口部２０８を更に含む。開口部２０８は、撮像ユニット１０６が画像を取得するためにユーザの皮膚を見る／眺めることができるように、バンド１０２に含まれる。したがって、図７ｂに図示される接触モードでは、撮像ユニット１０６は、開口部２０８を通して下の方に面することになり、被検体の手首から一連の画像を取得する。あるいは、ユーザは、ハウジング１０４を取り外して、それを回転させることによって凹部２０６内に配置することができ、その結果、撮像ユニット１０６は、離れた場所から被検体の方を見ることができる。さらに、図７ｃに示すように、取外し可能なハウジング１０４を、撮像ユニット１０６が被検体に面するようデスクトップモニタ等の別のエンティティ２１０上に配置することができ、これにより、コントローラユニット１０８による更なる処理のために一連の画像を取得することができる。磁気接続、クリップ等の様々な手段を使用して、ハウジング１０４を別のエンティティ２１０に取り付けることができる。本発明の代替的な実施形態では、バンド１０２は、該バンド１０２内に接続されるハウジング１０４とともにバンド１０２が非接触モードで使用され得るように構成される（図７ｄ）。この構成では、離れた場所から画像をキャプチャするために、撮像ユニット１０６が開口部２０８から外部を見るようにバンド１０２を調節して配置することができる。これは、取り付けの目的のために任意の他のエンティティの必要性を回避する。取外し可能なハウジング１０４を配置する別の方法が図７ｅに示されており、取外し可能なハウジング１０４がドッキングステーション２１２（別の構成要素）にドッキングされている。上述の実施形態のいずれにおいても、非接触モードでは、撮像ユニット１０６が離れた場所から画像をキャプチャする間、例えばUSBコネクタ７０２を介して１つ以上の電池１１８を同時に充電することができる。
【００５４】
本発明は、図面及び前述の説明において詳細に図示され説明されているが、そのような図示及び説明は、説明又は例示的なものであって限定的ではないとみなされるべきであり、本発明は開示される実施形態に限定されない。開示された実施形態に対する他の変形は、図面、本開示及び添付の特許請求の範囲の教示から、特許請求に係る発明を実施する際に当業者によって理解され、達成され得る。
【００５５】
特許請求の範囲において、「備える（comprising）」という単語は他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「a」又は「an」は複数を排除しない。単一の要素又は他のユニットが、請求項に列挙される幾つかの項目の機能を果たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組合せを有利に使用することができないことを示すものではない。
【００５６】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又は他のハードウェアの一部として提供される光記憶媒体又は半導体媒体等の適切な媒体上に記憶／配布されてよいが、インターネット、あるいは他の有線又は無線電気通信システムを介すること等による他の形態で分散されてもよい。
【００５７】
特許請求の範囲内のいかなる参照符号も、その範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図７ｅ】
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