(57)【要約】【課題】検出された加速度データから簡単な構成でかつ精度良く生体情報を取得すること。【解決手段】生体情報モニタシステムであって、加速度センサを搭載したセンサユニットと、加速度センサで検出された生体情報をモニタするセンタ装置とを具備する。センタ装置は、センサユニットで検出された加速度データの変動の周波数成分から特定の周波数帯域に属する加速度データの周波数成分を抽出する周波数帯域Ａ，Ｂのデータ抽出部１１２，１１５と、抽出された周波数帯域の加速度データの周波数成分を時間成分のデータに変換し、時間軸上のピーク値間隔を求め、当該ピーク値間隔に基づいて被検体の生体情報を測定する生体情報測定部（呼吸データ測定部１１４、心拍データ測定部１１７）とを具備する。【選択図】      図６
2007151617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体情報モニタシステムであって、被検体に装着されたセンサユニットと、このセンサユニットと通信可能に接続され、前記センサユニットからの加速度データに基づいて前記被検体の生体情報をモニタするセンタ装置と、を具備し、
前記センサユニットは、
該被検体の動きに伴って生ずる加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサにより取得された加速度データを送信する送信部と、を具備し、
前記センタ装置は、
前記センサユニットから送信された加速度データを受信する受信部と、
前記受信部を介して受信した加速度データの変動の周波数成分から特定の周波数帯域に属する加速度データの周波数成分を抽出する周波数帯域データ抽出部と、
前記周波数帯域データ抽出部において抽出された加速度データの周波数成分を時間成分のデータに変換し、時間軸上のピーク値間隔を求め、当該ピーク値間隔に基づいて前記被検体の生体情報を測定する生体情報測定部と、
を具備することを特徴とする生体情報モニタシステム。
【請求項２】
前記周波数帯域データ抽出部の前段に配置され、前記受信部を介して受信した加速度データの変動を周波数成分のデータに変換する周波数成分変換部と、
前記周波数帯域データ抽出部の後段に配置され、当該周波数帯域データ抽出部において抽出された加速度データを時間成分のデータに変換する時間成分変換部と、
をさらに具備する請求項１記載の生体情報モニタシステム。
【請求項３】
生体情報モニタシステムであって、被検体に装着されたセンサユニットと、このセンサユニットと通信可能に接続され、前記センサユニットからの加速度データに基づいて前記被検体の生体情報を取得するセンタ装置と、を具備し、
前記センサユニットは、
該被検体の動きに伴って生ずる加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサにより取得された加速度データを送信する送信部と、を具備し、
前記センタ装置は、
前記センサユニットから送信された加速度データを受信する受信部と、
前記受信部を介して受信した加速度データの変動の周波数成分から第１の周波数帯域に属する加速度データの周波数成分を抽出する第１の周波数帯域データ抽出部と、
前記受信部を介して受信した加速度データの変動の周波数成分から第２の周波数帯域に属する加速度データの周波数成分を抽出する第２の周波数帯域データ抽出部と、
前記第１の周波数帯域データ抽出部において抽出された加速度データの周波数成分を時間成分のデータに変換し、時間軸上のピーク値間隔を求め、当該ピーク値間隔に基づいて第１の生体情報を測定する第１の生体情報測定部と、
前記第２の周波数帯域データ抽出部において抽出された加速度データの周波数成分を時間成分のデータに変換し、時間軸上のピーク値間隔を求め、当該ピーク値間隔に基づいて第２の生体情報を測定する第２の生体情報測定部と、
を具備することを特徴とする生体情報モニタシステム。
【請求項４】
前記第１及び第２の周波数帯域データ抽出部の前段に配置され、前記受信部を介して受信した加速度データの変動を周波数成分のデータに変換する周波数成分変換部と、
前記第１の周波数帯域データ抽出部の後段に配置され、当該第１の周波数帯域データ抽出部において抽出された加速度データを時間成分のデータに変換する第１の時間成分変換部と、
前記第２の周波数帯域データ抽出部の後段に配置され、当該第２の周波数帯域データ抽出部において抽出された加速度データを時間成分のデータに変換する第２の時間成分変換部と、
を具備することを特徴とする請求項３記載の生体情報モニタシステム。
【請求項５】
前記第１の生体情報は前記被検体の呼吸数であり、前記第２の生体情報は前記被検体の心拍数であることを特徴とする請求項３または４に記載の生体情報モニタシステム。
【請求項６】
前記センタ装置は、前記センサユニットの動作を制御するための制御信号を前記センサユニットに対して送信する送信部を有し、前記センサユニットは、前記センタ装置からの制御信号を受信する受信部を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の生体情報モニタシステム。
【請求項７】
生体情報モニタシステムであって、被検体に装着され、該被検体の動きに伴って生ずる加速度を検出する加速度センサと、前記加速度センサにより検出された加速度データを蓄積する加速度データ蓄積部と、を備えたセンサユニットと、前記センサユニットとは別個に設けられたセンタ装置とを具備し、前記センタ装置は、
前記加速度データ蓄積部に蓄積された加速度データを取り込んで、加速度データの変動の周波数成分から特定の周波数帯域に属する加速度データの周波数成分を抽出する周波数帯域データ抽出部と、
前記周波数帯域データ抽出部において抽出された加速度データの周波数成分を時間成分のデータに変換し、時間軸上のピーク値間隔を求め、当該ピーク値間隔に基づいて前記被検体の生体情報を測定する生体情報測定部と、
を具備することを特徴とする生体情報モニタシステム。
【請求項８】
前記センサユニットは、前記被検体の皮膚に直接装着されるかあるいは前記被検体の衣服に装着されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の生体情報モニタシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度センサを用いて被検体の生体情報をモニタする生体情報モニタシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体の身体の一部に加速度センサを装着して該被検体に関する生体情報を取得する生体情報モニタシステムが従来より知られている。例えば、特開２００２−１７６９３号公報は、携帯無線電話型バイタルチェッカーに関して、生体情報としての心拍・呼吸が検知できるセンサを人体に装着し、心拍・呼吸その他の生体情報を検知して異常解析を行い、もし異常が判断された場合には第三者に通報して重大事故を未然に防ぐことを開示している。また、人体の心拍・呼吸を検知する素子として加速度センサを使用することを記載している。
【特許文献１】特開２００２−１７６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した従来技術は人体の心拍・呼吸を検知する素子として加速度センサを使用することを開示しているが、検出された加速度データから生体情報を精度良く測定するための具体的な手法については何ら開示していない。
【０００４】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、検出された加速度データから簡単な構成でかつ精度良く生体情報を取得することができる生体情報システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様は、生体情報モニタシステムであって、被検体に装着されたセンサユニットと、このセンサユニットと通信可能に接続され、前記センサユニットからの加速度データに基づいて前記被検体の生体情報をモニタするセンタ装置と、を具備し、前記センサユニットは、該被検体の動きに伴って生ずる加速度を検出する加速度センサと、前記加速度センサにより取得された加速度データを送信する送信部と、を具備し、前記センタ装置は、前記センサユニットから送信された加速度データを受信する受信部と、前記受信部を介して受信した加速度データの変動の周波数成分から特定の周波数帯域に属する加速度データの周波数成分を抽出する周波数帯域データ抽出部と、前記周波数帯域データ抽出部において抽出された加速度データの周波数成分を時間成分のデータに変換し、時間軸上のピーク値間隔を求め、当該ピーク値間隔に基づいて前記被検体の生体情報を測定する生体情報測定部と、を具備する。
【０００６】
また、本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記周波数帯域データ抽出部の前段に配置され、前記受信部を介して受信した加速度データの変動を周波数成分のデータに変換する周波数成分変換部と、前記周波数帯域データ抽出部の後段に配置され、当該周波数帯域データ抽出部において抽出された加速度データを時間成分のデータに変換する時間成分変換部と、をさらに具備する。
【０００７】
また、本発明の第３の態様は、生体情報モニタシステムであって、被検体に装着されたセンサユニットと、このセンサユニットと通信可能に接続され、前記センサユニットからの加速度データに基づいて前記被検体の生体情報を取得するセンタ装置と、を具備し、前記センサユニットは、該被検体の動きに伴って生ずる加速度を検出する加速度センサと、前記加速度センサにより取得された加速度データを送信する送信部と、を具備し、前記センタ装置は、前記センサユニットから送信された加速度データを受信する受信部と、前記受信部を介して受信した加速度データの変動の周波数成分から第１の周波数帯域に属する加速度データの周波数成分を抽出する第１の周波数帯域データ抽出部と、前記受信部を介して受信した加速度データの変動の周波数成分から第２の周波数帯域に属する加速度データの周波数成分を抽出する第２の周波数帯域データ抽出部と、前記第１の周波数帯域データ抽出部において抽出された加速度データの周波数成分を時間成分のデータに変換し、時間軸上のピーク値間隔を求め、当該ピーク値間隔に基づいて第１の生体情報を測定する第１の生体情報測定部と、前記第２の周波数帯域データ抽出部において抽出された加速度データの周波数成分を時間成分のデータに変換し、時間軸上のピーク値間隔を求め、当該ピーク値間隔に基づいて第２の生体情報を測定する第２の生体情報測定部と、を具備する。
【０００８】
また、本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記第１及び第２の周波数帯域データ抽出部の前段に配置され、前記受信部を介して受信した加速度データの変動を周波数成分のデータに変換する周波数成分変換部と、前記第１の周波数帯域データ抽出部の後段に配置され、当該第１の周波数帯域データ抽出部において抽出された加速度データを時間成分のデータに変換する第１の時間成分変換部と、前記第２の周波数帯域データ抽出部の後段に配置され、当該第２の周波数帯域データ抽出部において抽出された加速度データを時間成分のデータに変換する第２の時間成分変換部と、を具備する。
【０００９】
また、本発明の第５の態様は、第３または第４の態様において、前記第１の生体情報は前記被検体の呼吸数であり、前記第２の生体情報は前記被検体の心拍数である。
【００１０】
また、本発明の第６の態様は、第１から第５の態様において、前記センタ装置は、前記センサユニットの動作を制御するための制御信号を前記センサユニットに対して送信する送信部を有し、前記センサユニットは、前記センタ装置からの制御信号を受信する受信部を有する。
【００１１】
また、本発明の第７の態様は、生体情報モニタシステムであって、被検体に装着され、該被検体の動きに伴って生ずる加速度を検出する加速度センサと、前記加速度センサにより検出された加速度データを蓄積する加速度データ蓄積部と、を備えたセンサユニットと、前記センサユニットとは別個に設けられたセンタ装置とを具備し、前記センタ装置は、前記加速度データ蓄積部に蓄積された加速度データを取り込んで、加速度データの変動の周波数成分から特定の周波数帯域に属する加速度データの周波数成分を抽出する周波数帯域データ抽出部と、前記周波数帯域データ抽出部において抽出された加速度データの周波数成分を時間成分のデータに変換し、時間軸上のピーク値間隔を求め、当該ピーク値間隔に基づいて前記被検体の生体情報を測定する生体情報測定部と、を具備する。
【００１２】
また、本発明の第８の態様は、第１から第７のいずれか１つの態様において、前記センサユニットは、前記被検体の皮膚に直接装着されるかあるいは前記被検体の衣服に装着される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、加速度センサにより検出された加速度データから簡単な構成でかつ精度良く生体情報を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
第１実施形態の生体情報モニタシステムは、被検体の動き（被検体が呼吸するときの肺の動きや、被検体の心臓の拍動（収縮及び拡張））を、被検体の皮膚に直接装着されたセンサユニットに内蔵された加速度センサにより検出し、後述するデータ処理により被検体の呼吸数や心拍数などの生体情報を取得することを特徴とする。
【００１６】
図１は、本発明の第１実施形態にかかる生体情報モニタシステムの概略構成を示す図である。センサユニット２はモジュール化されており、監視対象としての被検体４の胸部の皮膚に直接装着される。センサユニット２は後述する加速度センサを備えている。ここでの加速度センサは法線方向（被検体４の皮膚面に垂直な方向）、長軸方向（被検体４の身長方向）、短軸方向（被検体４の身長方向に対して横方向）の３方向の加速度を検出することができる３軸の加速度センサである。
【００１７】
センサユニット２内部の加速度センサにより検出された加速度データは無線ネットワーク３を介して、医療施設や介護施設などに設置されるセンタ装置１に送信される。
【００１８】
ここで、無線ネットワーク３としては、例えばBlueTooth（登録商標）等の近距離データ通信システムや、無線ＬＡＮ(Local  Area  Network)、ＰＨＳ(Personal  Handyphone  System)(登録商標)、携帯電話システム等が使用される。
【００１９】
なお、センタ装置１とセンサユニット２との間は必ずしも直接接続する必要はなく、無線中継器を介して接続するようにしてもよい。この場合、センサユニット２と無線中継器との問、無線中継器とセンタ装置１との間の無線通信方式としてはＢＴや無線ＬＡＮ等の微弱又は小電力型の方式が、一方、無線中継器とセンタ装置１との問の無線通信方式として携帯電話システム等の長距離通信が可能な方式がそれぞれ使用される。
【００２０】
センタ装置１は、アンテナ部１１と、信号分配部１２と、受信部１３と、送信部１４と、センサデータ収集処理部１５と、センサ制御部１６とから構成される。アンテナ部１１は、センサ制御部１６で生成された制御信号を送信する送信アンテナ機能と、センサユニット２からの加速度データを受信するアンテナ機能とを有し、この機能の切替はアンテナ部１１に接続されたサーキュレータ等の信号分配部１２により行われる。
【００２１】
受信部１３は、センサユニット２から無線ネットワーク３、アンテナ部１１を介して送信された無線信号を受信したのち復調し、この復調により得られる加速度データをセンサデータ収集処理部１５へ出力する。送信部１４は、センサ制御部１６で生成された制御信号を変調したのち無線信号に変換し、この無線信号をアンテナ部１１からセンサユニット２に向けて送信する。
【００２２】
センサ制御部１６は、例えばＣＰＵ(Central  Processing  Unit)やＤＳＰ(Digital  Signal  Processor)を備えたもので、センサユニット２の動作を制御するための制御信号を生成する。該制御信号としては、加速度センサによる測定の開始、終了タイミング及び測定周期などの指令を含む。
【００２３】
センサデータ収集処理部１５は、センサユニット２からの加速度データに基づいて被検体４の生体情報としての呼吸及び心拍数を測定する部分であるが、詳細な機能については後述する。
【００２４】
図２は、センサユニット２を被検体４に装着したようすを示す図である。図２に示すように、本実施形態のセンサユニット２は、心電図センサなどを装着するための導電性の接着テープを使用することなく、通常の接着テープで被検体４の皮膚に直接装着される。すなわち、心電図センサなどを装着する接着テープは導電性であることが必要であり、皮膚のかぶれが生じたり、被検体４の発汗で剥がれやすいという問題点があった。しかし、センサユニット２には加速度センサが内蔵されており、被検体４への装着は導電性の接着テープである必要がない。そのため、皮膚のかぶれが少なく、発汗しても剥がれないという利点がある。
【００２５】
図３はセンサユニット２の概略構成を示しており、アンテナ部２１と、加速度データ送信部２２と、センサ駆動信号受信部２３と、センサ駆動制御部２４と、センサ本体２５と、バッテリ２６とを備えている。図４は、図３に示すセンサユニット２のセンサ本体２５とセンサ駆動制御部２４の構成を示し、図５は、図３に示すセンサユニット２の加速度データ送信部２２とセンサ駆動信号受信部２３の構成を示している。
【００２６】
図４に示すように、センサ本体２５は被検体４の動き（被検体４が呼吸するときの肺の動きや、被検体４の心臓の拍動（収縮及び拡張））を検出する加速度センサ２５１から構成される。また、センサ駆動制御部２４は、ＣＰＵ（中央処理装置）２４３と、記憶部２４２と、クロック信号発生部２４５と、ＡＤ変換部２４１と、ＳＰＩ（サーバ・プログラミング・インターフェース）２４４とを備えている。
【００２７】
クロック信号発生部２４５は、ＣＰＵ２４３のクロック制御信号に基づいて所定周期のクロック信号を発生する。記憶部２４２は、ＣＰＵ２４３により実行されるプログラムを記憶している。ＣＰＵ２４３は、センサ本体２５の加速度センサ２５１を始めとして、図３の加速度データ送信部２２、センサ駆動信号受信部２３を駆動制御するもので、上述したセンタ装置１から送られてくるセンシング開始や終了さらにセンシング周期等の指令の内容を図示せぬメモリに記憶する。そして、以後この保存された指令と記憶部２４２に記憶された設定データに基づいてクロック制御信号を生成してクロック信号発生部２４５に出力する。クロック信号発生部２４５より発生されるクロック信号により、駆動信号として、センシング開始や終了及びセンシング周期に関する信号を生成する。
【００２８】
ＡＤ変換部２４１は、ＣＰＵ２４３からの制御信号により駆動される加速度センサ２５１からの検出データをデジタル信号に変換するもので、ＣＰＵ２４３よりＳＰＩ２４４を介して加速度データとして出力する。
【００２９】
なお、ＣＰＵ２４３から加速度センサ２５１に供給する駆動信号としてはスタンバイ信号が用いられる。加速度センサ２５１は、スタンバイ信号が“Ｈ”レベルになるとセンシングを行う動作状態となり、”Ｌ“レベルになると非動作状態、つまり電力消費量の少ないスタンバイ状態となる。
【００３０】
バッテリ２６は、例えばボタン型リチウム電池からなるもので、このバッテリ２６から発生するＤＣ電圧を、センサ本体２５、センサ駆動制御部２４、加速度データ送信部２２およびセンサ駆動信号受信部２３に駆動電源として供給するようになっている。
【００３１】
また、図５に示すように、加速度データ送信部２２は、ＳＰＩ２２１と、デジタル信号制御部２２２と、信号変調部２２３と、混合部２２４と、電力増幅部２２５と、送受信信号分配部２２６とを備えている。また、センサ駆動信号受信部２３は、水晶発振器２３２と、位相安定化回路２３４と、電圧制御形発振器２３６と、低雑音増幅部２３８と、混合部２３７と、信号復調部２３５と、デジタル信号制御部２３３と、ＳＰＩ２３１とを備えている。
【００３２】
加速度データ送信部２２は、センサ駆動制御部２４からの加速度データをＳＰＩ２２１を介してデジタル信号制御部２２２に取り込み、さらに信号変調部２２３でデジタル変調、例えばＱＰＳＫ（Quadrature  Phase  Shift  Keying）変調し、混合部２２４を介して所定のフォーマットに変換して加速度データを作成し、この作成された加速度データを電力増幅部２２５で電力増幅し、送受信信号分配部２２６よりアンテナ部２１を介して、センタ装置１に向け送信させる。
【００３３】
一方、センサ駆動信号受信部２３は、センタ装置１から送られた無線信号をアンテナ部２１で受信すると、送受信信号分配部２２６、低雑音増幅部２３８を介して混合部２３７に取り込む。ここで無線信号を電圧制御形発振器２３６の出力と混合した所定周波数に変換した後、信号復調部２３５でデジタル復調し、このデジタル復調により得られた制御信号をデジタル信号制御部２３３よりＳＰＩ２３１を介してセンサ駆動制御部２４に供給する。
【００３４】
図６は、センタ装置１において、特にセンサデータ収集処理部１５の構成を示す図であり、加速度データ記憶部１１０と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理部１１１と、周波数帯域Ａデータ抽出部１１２と、逆ＦＦＴ処理部１１３と、呼吸データ測定部１１４と、周波数帯域Ｂデータ抽出部１１５と、逆ＦＦＴ処理部１１６と、心拍データ測定部１１７とから構成される。
【００３５】
加速度データ記憶部１１０は、センサユニット２から送信され、受信部１３で受信された加速度データを所定の時間間隔に区切り、その所定の時間間隔の加速度データ毎に記憶するものである。ＦＦＴ処理部１１１は、所定の時間間隔の加速度データに対してＦＦＴ処理を行い、周波数成分のデータに変換する周波数成分変換部である。周波数帯域Ａのデータ抽出部１１２は、帯域通過フィルタから構成され、ＦＦＴ処理された加速度データの周波数軸上で呼吸データが含まれる周波数帯域Ａに属する加速度データを抽出する部分である。逆ＦＦＴ処理部１１３は、抽出した周波数帯域Ａに属する加速度データに対して逆ＦＦＴ処理を行い、時間成分のデータに変換する時間成分変換部である。呼吸データ測定部１０は、逆ＦＦＴ処理された加速度データの時間軸上でのピーク値間隔を求め、該ピーク値間隔から呼吸数を測定する部分である。
【００３６】
一方、周波数帯域Ｂのデータ抽出部１１５は、帯域通過フィルタから構成され、ＦＦＴ処理された加速度データの周波数軸上で心拍データが含まれる周波数帯域Ｂに属する加速度データを抽出する部分である。逆ＦＦＴ処理部１１６は、抽出した周波数帯域Ｂに属する加速度データに対して逆ＦＦＴ処理を行い、時間成分のデータに変換する時間成分変換部である。心拍データ測定部１１７は、逆ＦＦＴ処理された加速度データの時間軸上でのピーク値間隔を求め、該ピーク値間隔から心拍数を測定する部分である。なお、本実施形態ではＦＦＴ処理の場合について説明したが、この他に時間軸上のデータを周波数軸上のデータに変換する方法としてはフーリエ変換処理、ウェーブレット変換処理なども使用可能である。
【００３７】
図７は、センサユニット２を被検体４の皮膚に直接装着して検出された法線方向の加速度データの一例を示している。センタ装置１の受信部１３には図７に示すような加速度データが受信される。
【００３８】
図８は、センサユニット２を被検体４の皮膚に直接装着したときに検出された長軸方向の加速度データの一例を示している。
【００３９】
図９は、センサユニット２を被検体４の皮膚に直接装着したときに検出された短軸方向の加速度データの一例を示している。
【００４０】
図７から図９を比較すると分かるように、センサユニット２を被検体４の皮膚に直接接着した場合には、当該皮膚の法線方向の検出感度が良好である。
【００４１】
図１０は、被検体４の皮膚に直接接着したときに検出された法線方向の加速度データ（図７）の一部を拡大した拡大図である。図１０からわかるように、加速度センサにより検出される加速度データには、心拍データ２００と呼吸データ３００とが含まれていることがわかる。すなわち、呼吸データ３００は、法線方向の加速度データの基線の周期の長い緩やかな変動成分として示され、心拍データ２００は法線方向の加速度データの周期の短い変動成分として示されている。
【００４２】
図１１は、図７に示すような法線方向の加速度データに対して周波数帯域Ａのデータ抽出部１１２でデータ抽出を行い、さらに逆ＦＦＴ処理部１１３で処理された呼吸データを示している。
【００４３】
図１２は、図７に示すような法線方向の加速度データに対して周波数帯域Ｂのデータ抽出部１１５でデータ抽出を行い、さらに逆ＦＦＴ処理部１１６で処理された心拍データを示している。
【００４４】
以下に、図１３のフローチャートを参照して、センサデータ収集処理部１５の動作を説明する。
【００４５】
まず、センサユニット２から送信され、受信部１３で受信された加速度データを所定の時間間隔に区切り、その所定の時間間隔の加速度データ毎に加速度データ記憶部１１０にいったん記憶する（ステップＳ１）。次に、記憶されている所定の時間間隔の加速度データを加速度データ記憶部１１０から適宜読み出し（ステップＳ２）、ＦＦＴ処理部１１１において読み出した加速度データに対してＦＦＴ処理を行う（ステップＳ３）。
【００４６】
その後、被検体４の呼吸数と心拍数を求める処理を同時に行う。まず、呼吸数を求める処理の手順を説明する。周波数帯域Ａのデータ抽出部１１２において、ＦＦＴ処理された加速度データから周波数軸上で、周波数帯域Ａに属する加速度データを抽出する（ステップＳ４）。次に、逆ＦＦＴ処理部１１３において、抽出した周波数帯域Ａの加速度データについて逆ＦＦＴ処理を行う（ステップＳ５）。次に、呼吸データ測定部１１４において、時間軸上における加速度データのピーク値間隔を求め、そのピーク値間隔から呼吸数を測定する（ステップＳ６）。例えば、図１１に示す呼吸データにおいて、加速度データの２つのピーク値Ｐ１、Ｐ２を例にとると、１回の呼吸に相当するＰ１とＰ２間の時間は略２秒となっている。これより、１分あたりの呼吸数を求めると、６０（秒）÷２（秒）＝３０回となる。
【００４７】
次に、心拍数を求める処理の手順を説明する。周波数帯域Ｂのデータ抽出部１１５において、ＦＦＴ処理された加速度データから周波数軸上で、周波数帯域Ｂに属する加速度データを抽出する（ステップＳ７）。次に、逆ＦＦＴ処理部１１６において、抽出した周波数帯域Ｂの加速度データについて逆ＦＦＴ処理を行う（ステップＳ８）。次に、心拍データ測定部１１７において、時間軸上における加速度データのピーク値間隔を求め、そのピーク値間隔から心拍数を測定する（ステップＳ９）。例えば、図１２に示す心拍データにおいて、加速度データの２つのピーク値Ｐ１’、Ｐ２’を例にとると、Ｐ１’とＰ２’間の時間は略０．３６秒となっている。心臓の拍動には収縮と拡張があるので、加速度センサは一回の拍動、すなわち１回の心拍で２回変動することになる。そのため、１回の心拍の時間間隔は、２×０．３６＝０．７２秒となる。これより、１分あたりの心拍数を求めると、６０（秒）÷０．７２（秒）＝８３回となる。
【００４８】
なお、本実施形態では、被検体４の呼吸数と心拍数とを同時に求めるシステム構成を想定したが、このような構成に限定されず、呼吸数と心拍数のうちどちらか一方を求めるシステム構成としても良い。すなわち、例えば被検体４の呼吸数のみを求める場合には、図６の構成において、周波数帯域Ｂのデータ抽出部１１５、逆ＦＦＴ処理部１１６、心拍データ測定部１１７は不要となる。また、図１３のフローチャートに関して言えば、ステップＳ７、Ｓ８、Ｓ９が不要となる。また、被検体４の心拍数のみを求める場合には、図６の構成において、周波数帯域Ａのデータ抽出部１１２、逆ＦＦＴ処理部１１３、呼吸データ測定部１１４は不要となる。また、図１３のフローチャートに関して言えば、ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ６が不要となる。
【００４９】
上記した第１実施形態によれば、加速度センサにより検出された加速度データから簡単な構成でかつ精度良く生体情報を取得することができる。
【００５０】
（第２実施形態）
以下に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態の生体情報モニタシステムは、被検体が呼吸するときの肺の動きや、被検体の心臓の拍動（収縮及び拡張）を、被検体の衣服に装着されたセンサユニットに内蔵された加速度センサにより検出し、後述するデータ処理により被検体の呼吸数や心拍数などの生体情報を取得することを特徴とする。第２実施形態では、センサユニット２が被検体４の皮膚ではなく被検体４が着用している衣服に装着される点、すなわち、加速度データが取得される環境が異なるのみであり、第１実施形態と同様のシステム構成により実現できる。すなわち、センサユニット２内部の加速度センサによって検出された加速度データをセンタ装置に送信し、センタ装置は当該加速度データを受信して第１実施形態と同様の処理を行って被検体４の呼吸数と心拍数とを測定する。
【００５１】
図１４は、第２実施形態のシステム構成を示している。図１４に示すように、被検体４が着用している衣服４−１の胸部に対応する部分にはセンタユニット２が装着されている。
【００５２】
図１５は、被検体４の衣服４−１にセンサユニット２を装着したときに検出された法線方向の加速度データを示している。
【００５３】
図１６は、被検体４の衣服４−１にセンサユニット２を装着したときに検出された長軸方向の加速度データを示している。
【００５４】
図１７は、被検体４の衣服４−１にセンサユニット２を装着したときに検出された短軸方向の加速度データを示している。
【００５５】
図１５〜図１７からわかるように、センサユニット２を被検体４の衣服４−１に装着した場合には、必ずしも法線方向の検出感度が良好であるとはかぎらず、長軸方向あるいは短軸方向の検出感度の方が良い場合がしばしばある。したがって、そのときに得られた３方向の加速度データの中から最も良いデータを選択することになる。
【００５６】
上記した第２実施形態によれば、加速度センサにより検出された加速度データから簡単な構成でかつ精度良く生体情報を取得することができる。
【００５７】
（第３実施形態）
第１及び第２実施形態では、センシング開始や終了及びセンシング周期はセンタ装置１からの指令により与えられたが、このような方法に限定されることはない。
【００５８】
図１８は、センシング開始や終了及びセンシング周期に関する設定機能をセンサユニット２内のセンサ駆動制御部２４に設ける第３実施形態の構成を示している。この場合、センサ本体２５内の加速度センサは、センサ駆動制御部２４からの指令に従って、センシング動作を開始し、検出された加速度データはアンテナ部２１を介してセンタ装置１に送信される。このような構成によれば、センサユニット２内部のセンサ駆動信号受信部を省略することができる。さらに、センタ装置１内部の信号分配部１２、送信部１４、センサ制御部１６を省略することができる。
【００５９】
図１９は、本発明の第３実施形態の変形例の構成である。ここでは、センサ駆動制御部２４からの指定に基づいて加速度センサにより検出された加速度データは加速度データ蓄積部２７にいったん蓄積される。その後、加速度データは記録媒体等に格納されてセンタ装置１に届けられる。このような構成によれば、センサユニット２内部の加速度データ送信部及びセンサ駆動信号受信部を省略することができる。さらに、センタ装置１内部のアンテナ部１１、信号分配部１２、受信部１３、送信部１４、センサ制御部１６を省略することができる。
【００６０】
なお、センタ装置１及びセンサユニット２の構成、センシング対象物の種類等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。要するに本発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【００６１】
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる生体情報モニタシステムの概略構成を示す図である。
【図２】センサユニット２を被検体４に装着したようすを示す図である。
【図３】センサユニット２の概略構成を示す図である。
【図４】図３に示すセンサユニット２のセンサ本体２５とセンサ駆動制御部２４の構成を示す図である。
【図５】図３に示すセンサユニット２の加速度データ送信部２２とセンサ駆動信号受信部２３の構成を示す図である。
【図６】センタ装置１において、特にセンサデータ収集処理部１５の構成を示す図である。
【図７】センサユニット２を被検体４の皮膚に直接装着して検出された法線方向の加速度データの一例を示す図である。
【図８】センサユニット２を被検体４の皮膚に直接装着したときに検出された長軸方向の加速度データの一例を示す図である。
【図９】センサユニット２を被検体４の皮膚に直接装着したときに検出された短軸方向の加速度データの一例を示す図である。
【図１０】被検体４の皮膚に直接接着したときに検出された法線方向の加速度データ（図７）の一部を拡大した拡大図である。
【図１１】図７に示すような法線方向の加速度データに対してデータ抽出を行った後に得られる被検体４の呼吸に関するデータを示す図である。
【図１２】図７に示すような法線方向の加速度データに対してデータ抽出を行った後に得られる被検体４の心拍に関するデータを示す図である。
【図１３】センサデータ収集処理部１５の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】本発明の第２実施形態のシステム構成を示す図である。
【図１５】被検体４の衣服４−１にセンサユニット２を装着したときに検出された法線方向の加速度データを示す図である。
【図１６】被検体４の衣服４−１にセンサユニット２を装着したときに検出された長軸方向の加速度データを示す図である。
【図１７】被検体４の衣服４−１にセンサユニット２を装着したときに検出された短軸方向の加速度データを示す図である。
【図１８】本発明の第３実施形態のセンサユニットの構成を示す図である。
【図１９】本発明の第３実施形態の変形例のセンサユニットの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  センタ装置
２  センサユニット
３  無線ネットワーク
４  被検体
１１  アンテナ部
１２  信号分配器
１３  受信部
１４  送信部    
１５  センサデータ収集処理部
１６  センサ制御部
２１  アンテナ部
２２  加速度データ送信部
２３  センサ駆動信号受信部
２４  センサ駆動制御部
２５  センサ本体
２６  バッテリ
１１０  加速度データ記憶部
１１１  ＦＦＴ処理部
１１２  周波数帯域Ａのデータ抽出部
１１３  逆ＦＦＴ処理部
１１４  呼吸データ測定部
１１５  周波数帯域Ｂのデータ抽出部
１１６  逆ＦＦＴ処理部
１１７  心拍データ測定部
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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