(57)【要約】      （修正有）【課題】生体信号を測定するタッチパネル装置、及びそれを利用した脈波伝播時間を測定する方法を提供する。【解決手段】対象体の第１部位から心拍動による信号を感知するタッチパネル１１０と、対象体の第２部位から脈波信号を感知する脈波センサ１２０と、感知された心拍動による信号及び脈波信号に基づいて、脈波伝播時間を獲得するプロセッサと、を含み、タッチパネルと脈波センサとを利用して、心拍動による信号及び脈波信号のそれぞれを共に感知して脈波伝播時間を測定するタッチパネル装置１００。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体信号を測定するタッチパネル装置において、
対象体の第１部位から、心拍動による信号を感知するタッチパネルと、
前記対象体の第２部位から、脈波信号を感知する脈波センサと、
前記感知された、前記心拍動による信号、及び前記脈波信号に基づいて、脈波伝播時間を獲得するプロセッサと、を含み、
前記タッチパネルと前記脈波センサとを利用して、前記心拍動による信号、及び前記脈波信号のそれぞれを共に感知するタッチパネル装置。
【請求項２】
前記タッチパネルと前記脈波センサは、
前記タッチパネル装置の互いに異なる外面部に配置することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
【請求項３】
前記脈波センサは、
前記対象体が前記タッチパネル装置を把持したまま、前記タッチパネルを前記対象体の前記第１部位に接触させたとき、前記タッチパネル装置を把持した指の位置のうち少なくとも１つの位置に配置することを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記脈波センサは、
前記タッチパネル装置において、前記タッチパネルを配置した外面部と反対方向の外面部に配置することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
前記脈波センサは、発光部と受光部とを含み、
前記発光部は、光の強度による前記第２部位の光学的特性の変化に基づいて、最適の強度を有する光を放出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のタッチパネル装置。
【請求項６】
前記タッチパネル装置は、
前記対象体の前記第１部位の地面からの高さと、前記対象体の前記第２部位の地面からの高さとが実質的に一致した状態で、前記心拍動による信号と、前記脈波信号とを共に感知することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のタッチパネル装置。
【請求項７】
前記プロセッサは、
前記心拍動による信号および前記脈波信号からノイズを除去し、前記ノイズが除去された心拍動による信号と、前記ノイズが除去された脈波信号とのそれぞれからピークを検出し、前記ノイズが除去された心拍動による信号と、前記ノイズが除去された脈波信号とにおいて、互いに対応するピーク間の検出された時間差の代表値を、前記脈波伝播時間として獲得することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のタッチパネル装置。
【請求項８】
前記脈波センサは、
前記タッチパネルがタッチ入力信号によって画面を操作するモードから、前記心拍動による信号を感知するモードに転換されることで前記脈波信号を感知することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のタッチパネル装置。
【請求項９】
前記タッチパネルは、
前記タッチパネルが、前記心拍動による信号を感知するモードから、タッチ入力信号によって画面を操作するモードに転換されれば、前記脈波伝播時間から推定された前記対象体の生体情報を表示することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のタッチパネル装置。
【請求項１０】
前記タッチパネル装置は、
前記タッチパネル装置と連動されるユーザー端末に、前記心拍動による信号、前記脈波信号及び前記脈波伝播時間のうち少なくとも一つを伝送することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のタッチパネル装置。
【請求項１１】
タッチパネル装置を利用して、脈波伝播時間を測定する方法において、
前記タッチパネル装置に含まれたタッチパネルを利用して、対象体の第１部位から、心拍動による信号を感知する段階と、
前記タッチパネル装置に含まれた脈波センサを利用して、前記対象体の第２部位から、脈波信号を感知する段階と、
前記感知された、前記心拍動による信号、及び前記脈波信号に基づいて、脈波伝播時間を獲得する段階と、を含み、
前記心拍動による信号を感知する段階と、前記脈波信号を感知する段階は、前記タッチパネル装置において共に遂行される脈波伝播時間を測定する方法。
【請求項１２】
前記心拍動による信号を感知する段階と、前記脈波信号を感知する段階は、
前記タッチパネル装置の互いに異なる外面部に配置した前記タッチパネルと前記脈波センサとをそれぞれ利用することを特徴とする請求項１１に記載の脈波伝播時間を測定する方法。
【請求項１３】
前記脈波信号を感知する段階は、
前記対象体が前記タッチパネル装置を把持したまま、前記タッチパネルを前記対象体の前記第１部位に接触させたとき、前記タッチパネル装置を把持した指の位置のうち少なくとも１つの位置に配置した前記脈波センサを利用することを特徴とする請求項１１または１２に記載の脈波伝播時間を測定する方法。
【請求項１４】
前記脈波信号を感知する段階は、
前記タッチパネル装置において、前記タッチパネルを配置した外面部と反対方向の外面部に配置した前記脈波センサを利用することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の脈波伝播時間を測定する方法。
【請求項１５】
前記脈波信号を感知する段階は、
光の強度による前記対象体の前記第２部位の光学的特性の変化に基づいて、最適の強度を有する光を放出する段階と、
前記放出された光に対する応答として、前記対象体の前記第２部位の変化に対応する光を受信する段階と、を含むことを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の脈波伝播時間を測定する方法。
【請求項１６】
前記脈波伝播時間を測定する方法は、
前記第１部位の地面からの高さと、前記第２部位の地面からの高さとが実質的に一致した状態で、前記心拍動による信号と、前記脈波信号とを共に感知することを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の脈波伝播時間を測定する方法。
【請求項１７】
前記脈波伝播時間を獲得する段階は、
前記心拍動による信号と前記脈波信号とのノイズを除去する段階と、
前記ノイズが除去された前記心拍動による信号と、前記ノイズが除去された脈波信号とのそれぞれからピークを検出する段階と、
前記ノイズが除去された前記心拍動による信号と、前記ノイズが除去された脈波信号とにおいて、互いに対応するピーク間の検出された時間差の代表値を、前記脈波伝播時間として獲得する段階と、を含むことを特徴とする請求項１１に記載の脈波伝播時間を測定する方法。
【請求項１８】
前記脈波信号を感知する段階は、
前記タッチパネルがタッチ入力信号によって画面を操作するモードから、前記心拍動による信号を感知するモードに転換されることで遂行されることを特徴とする請求項１１〜１７のいずれか１項に記載の脈波伝播時間を測定する方法。
【請求項１９】
前記タッチパネルが、前記心拍動による信号を感知するモードから、タッチ入力信号によって画面を操作するモードに転換されれば、前記脈波伝播時間から推定された前記対象体の生体情報を表示する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１１〜１８のいずれか１項に記載の脈波伝播時間を測定する方法。
【請求項２０】
請求項１１〜１９のいずれか１項に記載の方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体信号を測定するタッチパネル装置、及びそれを利用した脈波伝播時間を測定する方法に関するのである。
【背景技術】
【０００２】
脈波伝播時間（ＰＴＴ：ｐｕｌｓｅ  ｔｒａｎｓｉｔ  ｔｉｍｅ）は、２つの動脈拍動部間を、脈波移動がかかる時間を意味する。一般的に、脈波伝播時間は、心臓及び身体末端部でそれぞれ感知される生体信号を利用して測定されるので、脈波伝播時間は、心臓が収縮したときから、脈波が人の手まで達するのにかかる時間を意味する。脈波伝播時間は、血圧のような生体情報と関連がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／０１５０２９１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、簡便な方式で脈波伝播時間を測定することができるタッチパネル装置、及びそれを利用した脈波伝播時間を測定する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１側面による、生体信号を測定するタッチパネル装置は、対象体の第１部位から、心拍動による信号を感知するタッチパネル、前記対象体の第２部位から、脈波信号を感知する脈波センサ、及び前記感知された、心拍動による信号、及び脈波信号に基づいて、脈波伝播時間を獲得するプロセッサを含み、前記タッチパネル装置は、前記タッチパネルと前記脈波センサとを利用して、前記心拍動による信号、及び前記脈波信号のそれぞれを共に感知する。
【０００６】
また、前記タッチパネルと前記脈波センサは、前記タッチパネル装置の互いに異なる外面部に配置することができる。
【０００７】
また、前記脈波センサは、前記対象体が前記タッチパネル装置を把持したまま、前記タッチパネルを前記対象体の前記第１部位に接触させたとき、前記タッチパネル装置を把持した指の位置のうち少なくとも１つの位置に配置することができる。
【０００８】
また、前記脈波センサは、前記タッチパネル装置において、前記タッチパネルを配置した外面部と反対方向の外面部に配置することができる。
【０００９】
また、前記脈波センサは、発光部と受光部とを含み、前記発光部は、光の強度による前記第２部位の光学的特性の変化に基づいて、最適の強度を有する光を放出することができる。
【００１０】
また、前記タッチパネル装置は、前記対象体の前記第１部位の地面からの高さと、前記対象体の前記第２部位の地面からの高さとが実質的に一致した状態で、前記心拍動による信号と、前記脈波信号とを共に感知することができる。
【００１１】
また、前記プロセッサは、前記心拍動による信号と前記脈波信号とのノイズを除去し、前記ノイズが除去された心拍動による信号と、前記ノイズが除去された脈波信号とのそれぞれからピークを検出し、前記ノイズが除去された心拍動による信号と、前記ノイズが除去された脈波信号とにおいて、互いに対応するピーク間の検出された時間差の代表値を、前記脈波伝播時間として獲得することができる。
【００１２】
また、前記脈波センサは、前記タッチパネルがタッチ入力信号によって画面を操作するモードから、前記心拍動による信号を感知するモードに転換されれば、自動的に前記脈波信号を感知することができる。
【００１３】
また、前記タッチパネルは、前記タッチパネルが、前記心拍動による信号を感知するモードから、タッチ入力信号によって画面を操作するモードに転換されれば、前記脈波伝播時間から推定された前記対象体の生体情報を表示することができる。
【００１４】
また、前記タッチパネル装置と連動されるユーザー端末に、前記心拍動による信号、前記脈波信号及び前記脈波伝播時間のうち少なくとも一つを伝送することができる。
【００１５】
第２側面による、タッチパネル装置を利用して、脈波伝播時間を測定する方法は、前記タッチパネル装置に含まれたタッチパネルを利用して、対象体の第１部位から、心拍動による信号を感知する段階、前記タッチパネル装置に含まれた脈波センサを利用して前記対象体の第２部位から、脈波信号を感知する段階、及び前記感知された、心拍動による信号、及び脈波信号に基づいて、脈波伝播時間を獲得する段階を含み、前記心拍動による信号を感知する段階と、前記脈波信号を感知する段階は、前記タッチパネル装置において共に遂行される。
【００１６】
また、前記心拍動による信号を感知する段階と、前記脈波信号を感知する段階は、前記タッチパネル装置の互いに異なる外面部に配置した前記タッチパネルと前記脈波センサとをそれぞれ利用することができる。
【００１７】
また、前記脈波信号を感知する段階は、前記対象体が前記タッチパネル装置を把持したまま、前記タッチパネルを前記対象体の前記第１部位に接触させたとき、前記タッチパネル装置を把持した指の位置のうち少なくとも１つの位置に配置した前記脈波センサを利用することができる。
【００１８】
また、前記脈波信号を感知する段階は、前記タッチパネル装置において、前記タッチパネルを配置した外面部と反対方向の外面部に配置する前記脈波センサを利用することができる。
【００１９】
また、前記脈波信号を感知する段階は、光の強度による前記対象体の前記第２部位の光学的特性の変化に基づいて、最適の強度を有する光を放出する段階、及び前記放出された光に対する応答として、前記対象体の前記第２部位の変化に対応する光を受信する段階を含んでもよい。
【００２０】
また、前記脈波伝播時間を測定する方法は、前記第１部位の地面からの高さと、前記第２部位の地面からの高さとが実質的に一致した状態で、前記心拍動による信号と、前記脈波信号とを共に感知することができる。
【００２１】
また、前記脈波伝播時間を獲得する段階は、前記心拍動による信号と前記脈波信号とのノイズを除去する段階、前記ノイズが除去された前記心拍動による信号と、前記ノイズが除去された脈波信号とのそれぞれからピークを検出する段階、及び前記ノイズが除去された前記心拍動による信号と、前記ノイズが除去された脈波信号とにおいて、互いに対応するピーク間の検出された時間差の代表値を、前記脈波伝播時間として獲得する段階を含んでもよい。
【００２２】
また、前記脈波信号を感知する段階は、前記タッチパネルがタッチ入力信号によって画面を操作するモードから、前記心拍動による信号を感知するモードに転換されれば、自動的に遂行される。
【００２３】
また、前記タッチパネルが、前記心拍動による信号を感知するモードから、タッチ入力信号によって画面を操作するモードに転換されれば、前記脈波伝播時間から推定された前記対象体の生体情報を表示する段階をさらに含んでもよい。
第３側面による、コンピュータで実行させるためのプログラムを記録した記録媒体は、前記タッチパネル装置を利用して脈波伝播時間を測定する方法をコンピュータで実行させるためのプログラムに記録する。
【００２４】
第４側面による、タッチパネル装置は、タッチパネル装置の第１外面に提供され、対象体の第１部位から、心拍動による信号を感知するタッチパネルと、前記タッチパネル装置の前記第１外面と異なる、前記タッチパネル装置の少なくとも１つの第２外面に提供され、前記対象体の第２部位から、脈波信号を感知する脈波センサと、前記感知された、心拍動による信号、及び脈波信号に基づいて、脈波伝播時間を獲得するプロセッサと、を含む。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、タッチパネルが具備されたデバイス一つを利用して、時間及び場所に係わらず、簡便な方式で脈波伝播時間を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】一実施形態によるタッチパネル装置を示した図面である。
【図２】一実施形態によるタッチパネル装置において、脈波センサの配置について説明するための図面である。
【図３】一実施形態によるタッチパネル装置の外面部に配置したタッチパネル及び脈波センサについて説明するための図面である。
【図４】一実施形態によるタッチパネル装置の脈波センサの動作について説明するための図面である。
【図５】一実施形態によるタッチパネル装置において、脈波伝播時間を測定する過程について説明するための図面である。
【図６】一実施形態によるタッチパネル装置を利用して、心拍動による信号、及び脈波信号を共に感知するとき、対象体の第１部位及び第２部位の地面からの高さについて説明するための図面である。
【図７】一実施形態によるタッチパネル装置において感知された、心拍動による信号、及び脈波信号を比較する過程について説明するための図面である。
【図８】一実施形態によるタッチパネル装置において感知された、心拍動による信号、及び脈波信号それぞれのピークから、脈波伝播時間を獲得する過程について説明するための図面である。
【図９】一実施形態によるタッチパネル装置を利用して、脈波伝播時間を測定する方法について説明するためのフローチャートである。
【図１０】一実施形態によるタッチパネル装置を利用して、脈波伝播時間を測定する方法において、脈波伝播時間を獲得する段階に対する詳細フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付された図面を参照しながら、ただ例示のための実施形態によって、本発明について詳細に説明する。下記実施形態は、本発明を具体化するためのものであり、本発明の権利範囲を制限したり限定したりするものではない。詳細な説明及び実施形態から、本発明が属する技術分野の当業者が容易に類推することができることは、本発明の権利範囲に属すると解釈される。
【００２８】
本明細書で使用される「構成される」または「含む」というような用語は、明細書上に記載された多くの構成要素、またはさまざまな段階を必ずしもいずれも含むものであると解釈されるものではなく、そのうちの一部構成要素または一部段階は、含まれず、あるいは追加的な構成要素または段階をさらに含んでもよいと解釈されなければならない。
【００２９】
本明細書で使用される「第１」または「第２」のように序数を含む用語は、多様な構成要素についての説明に使用することができるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されるものではない。前記用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみに使用される。
【００３０】
本明細書において、生体信号（ｂｉｏｓｉｇｎａｌ）とは、人体から検出される信号を総称する用語であり、生体電気信号（ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｓｉｇｎａｌ）や生体インピーダンス信号（ｂｉｏｉｍｐｅｄａｎｃｅｓｉｇｎａｌ）などを含む概念である。生体電気信号は、神経細胞や筋細胞によって発生する電流形態または電圧形態の信号である。例えば、心電図、筋電図、脳電図信号などが生体電気信号に該当する。生体インピーダンス信号は、所定の電流を組織に印加し、組織のインピーダンスによって発生する電圧降下による信号である。生体インピーダンス信号は、組織の構成、血液量、血液分布などに係わる重要な情報を提供することができる。例えば、生体インピーダンス信号を利用して、体脂肪測定が行うことができる。
【００３１】
本明細書において、タッチパネル装置は、ユーザーが、タッチパネル装置の画面に、ユーザーの身体の一部を接触させることにより、信号を入力することができる装置であり、例えばタッチスクリーン、タッチパッドのように、タッチパネルが適用された全種の装置を総称する用語である。タッチパネル装置は、スマートフォンのようなモバイル端末や、スマートグラスまたはスマートウォッチのようなウェアラブルデバイス形態でもあるが、それらに制限されるものではない。タッチパネル装置は、タッチパネルを装着したディスプレイ部が表示する文字やイメージなどに、ユーザーの身体一部が接触すれば、接触された画面の位置によって、ユーザーが選択した事項が何であるかということを把握し、それに対応する命令をプロセッサで処理し、ユーザー所望の情報を画面に表示することができる。タッチパネル装置は、多様な方式によって具現されるが、静電容量の変化を検出する静電容量式にもなる。
【００３２】
本実施形態は、生体信号を測定するタッチパネル装置、及びそれを利用した脈波伝播時間（ＰＴＴ：ｐｕｌｓｅ  ｔｒａｎｓｉｔ  ｔｉｍｅ）を測定する方法に係わり、以下の実施形態が属する技術分野で当業者に周知の事項については、詳細な説明を省略する。
【００３３】
図１は、一実施形態によるタッチパネル装置１００を示した図面である。図１に図示された構成要素以外に、他の汎用的な構成要素がさらに含まれてもよいということを、関連技術分野で当業者であるならば、理解することができであろう。
【００３４】
タッチパネル装置１００は、ユーザーのタッチ入力信号でもって、タッチパネル装置１００の操作を制御したり、ユーザーの生体信号を測定したりすることができる。このために、タッチパネル装置１００は、操作モード及び測定モードの２つの動作モードを有することができる。操作モードは、タッチ入力信号に基づいて、タッチパネル装置１００の画面を操作するモードを意味する。測定モードは、タッチ入力信号に基づいて、生体信号を測定するモードを意味する。
【００３５】
タッチパネル装置１００は、操作モードと測定モードとを含む少なくとも２つの動作モードを有することができる。タッチパネル装置１００は、ユーザーからのモード転換要請や、感知されたタッチ入力信号に基づいて、モード転換を行うことができる。
【００３６】
他の一例として、タッチパネル装置１００は、ホーバリング（ｈｏｖｅｒｉｎｇ）信号を認識し、測定モードまたは操作モードで動作することができる。かような例において、タッチの意味は、ユーザーが直接タッチパネルを接触する場合だけではなく、タッチパネル上で、ユーザーが身体の動きを介して、ホーバリング信号を発生させる場合も含んでもよい。
【００３７】
タッチパネル装置１００は、操作モード時に、画面に入力されるユーザーのタッチ入力信号に基づいて、画面を処理して表示することができる。例えば、ユーザーがタッチパネル装置１００の画面に２本の指をつけてピンチ（ｐｉｎｃｈ）ジェスチャを行う場合、タッチパネル装置１００は、ユーザーのピンチジェスチャに対応するタッチ入力信号を感知し、画面サイズを小さくしたり大きくしたりして表示することができる。他の例として、ユーザーがタッチパネル装置１００の画面の上において、２本の指を利用してピンチジェスチャを行う場合、タッチパネル装置１００は、ユーザーのピンチジェスチャに対応するホーバリング信号を感知し、画面サイズを小さくしたり大きくしたりして表示することができる。
【００３８】
タッチパネル装置１００は、測定モード時に、画面に入力されるユーザーのタッチ入力信号に基づいて、生体信号を測定することができる。例えば、ユーザーがタッチパネル装置１００の画面に身体一部を接触し、一定時間動かない場合、タッチパネル装置１００は、画面に接触した身体一部による電場（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｆｉｅｌｄ）変化に対応するタッチ入力信号を感知し、生体信号を測定することができる。
【００３９】
図１を参照すれば、タッチパネル装置１００は、タッチパネル１１０、脈波センサ１２０、プロセッサ１３０を含む。プロセッサ１３０は、１以上のマイクロプロセッサ、１以上のＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）、１以上のＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、またはそれらの組み合わせでもある。
【００４０】
タッチパネル装置１００が測定モードで動作すれば、タッチパネル１１０は、ユーザーのタッチ入力信号に基づいて、生体信号を測定することができる。例えば、タッチパネル１１０を、生体信号を測定する対象体の第１部位に接触させることにより、タッチパネル装置１００が測定モードで動作すれば、タッチパネル１１０は、対象体の第１部位から、心拍動による信号を感知することができる。対象体の第１部位は、心臓部または耳でもある。対象体の第１部位から感知される心拍動による信号は、心電図（ＥＣＧ：ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ）または心弾動図（ＢＣＧ：ｂａｌｌｉｓｔｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ）でもある。例えば、タッチパネル１１０は、ユーザーが服を着ている場合にも、電場の変化により、心臓部から感知される心拍動による信号を感知することができる。従って、タッチパネル１１０が心臓部と直接に接触せず、距離が離れている場合にも、心拍動による信号が感知される。
【００４１】
タッチパネル装置１００が測定モードで動作すれば、脈波センサ１２０は、対象体の第２部位から、脈波信号を感知することができる。例えば、脈波センサ１２０を、生体信号を測定する対象体の第２部位に接触させることにより、タッチパネル装置１００が測定モードで動作すれば、脈波センサ１２０は、対象体の第２部位から、脈波信号を感知することができる。対象体の第２部位は、身体末端部であり、指または手首でもある。脈波センサ１２０は、光容積脈波（ＰＰＧ：ｐｈｏｔｏｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｐｈｙ）センサでもある。
【００４２】
タッチパネル装置１００は、タッチパネル１１０と脈波センサ１２０とを利用して、心拍動による信号、及び脈波信号を共に感知することができる。このとき、心拍動による信号、及び脈波信号を共に感知するということは、いずれか１つの信号を感知している最中に、他の信号をさらに感知したり、任意の時間において、２つの信号をいずれも感知したりする場合を含むと解釈される。信号を感知する開始時点及び終了時点までも同じである必要はなく、２つの信号の感知時点が正確に一致しない場合も含まれてもよい。ただし、心拍動による信号、及び脈波信号を同時に感知する場合も含まれるということは言うまでもない。また、サンプリングレート（ｓａｍｐｌｉｎｇ  ｒａｔｅ）が十分に高い場合、時間分割方式で、２つの信号を感知することができるが、かような場合も、心拍動による信号、及び脈波信号を共に感知したものであると見ることができる。
【００４３】
タッチパネル１１０と脈波センサ１２０は、互いに連動される。タッチパネル１１０及び脈波センサ１２０のうちいずれか一つによって、タッチパネル装置１００の動作モードが測定モードに転換されれば、残りの他の一つも、測定モードによって生体信号を測定するように準備される。例えば、タッチパネル１１０が、タッチ入力信号によって、画面を操作するモードから、心拍動による信号を感知するモードに転換されれば、脈波センサ１２０は、脈波信号を感知することができるモードに自動的に転換される。反対に、タッチパネル１１０が、心拍動による信号を感知するモードから、タッチ入力信号によって画面を操作するモードに転換されれば、脈波センサ１２０は、脈波信号を感知することができるモードを終了することができる。タッチパネル１１０と脈波センサ１２０との連動は、ユーザーの設定によって変更される。
【００４４】
タッチパネル１１０は、タッチパネル装置１００の動作モードが操作モードに転換されれば、脈波伝播時間から推定された対象体の生体情報を表示することができる。そのために、プロセッサ１３０は、操作モード時に感知された信号から脈波伝播時間を獲得し、脈波伝播時間から、対象体の生体情報を推定することができる。プロセッサ１３０は、タッチパネル１１０で感知された心拍動による信号と、脈波センサ１２０で感知された脈波信号とに基づいて、脈波伝播時間を獲得することができる。
【００４５】
一方、タッチパネル装置１００は、タッチパネル装置１００と連動されるユーザー端末（図示せず）に、タッチパネル装置１００で感知された生体信号または生体情報を伝送することができる。例えば、タッチパネル装置１００は、タッチパネル１１０で感知された心拍動による信号、脈波センサ１２０で感知された脈波信号、及びプロセッサ１３０で獲得された脈波伝播時間のうち少なくとも一つを、ユーザー端末に伝送することができる。それによって、ユーザーは、タッチパネル装置１００を利用して、生体信号を測定しながら、タッチパネル装置１００と連動されるユーザー端末を介して、生体信号または現在状況をリアルタイムで知ることができる。ユーザーは、タッチパネル装置１００を利用して、生体信号測定が完了した後、タッチパネル装置１００と連動されるユーザー端末に、感知された生体信号を含んだ測定結果を伝送することもできる。ユーザー端末は、モバイルデバイス、ウェアラブルデバイス、ステーショナリ（ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ）デバイスなど多様な種類にもなる。
【００４６】
図２は、一実施形態によるタッチパネル装置１００において、脈波センサ１２０の配置について説明するための図面である。
【００４７】
少なくとも１つの脈波センサ１２０が、タッチパネル装置１００に設けられている。脈波センサ１２０が複数個である場合、脈波センサ１２０は、タッチパネル装置１００の外面部の互いに異なる面にそれぞれ配置したり、タッチパネル装置１００の外面部の同じ面に共に配置したりすることができる。図２は、複数個の脈波センサ１２０が提供された例を示している。ただし、図２は一例であるのみ、他の例においては、１つの脈波センサ１２０だけ提供されたり、異なる個数の脈波センサ１２０が提供されたりする。
【００４８】
脈波センサ１２０とタッチパネル１１０は、タッチパネル装置１００の互いに異なる外面部に配置することができる。例えば、タッチパネル１１０が、タッチパネル装置１００の前面に配置するとき、脈波センサ１２０は、タッチパネル装置１００の上面、下面、左側面、右側面及び背面のうち少なくともいずれか一つに配置することができる。タッチパネル１１０を、対象体の第１部位に接触させれば、タッチパネル１１０が位置したタッチパネル装置１００の外面部は、対象体の第２部位を接触させることができないので、脈波センサ１２０は、タッチパネル１１０が位置したタッチパネル装置１００の外面部と互いに異なる外面部に配置することが望ましい。
【００４９】
図２を参照すれば、タッチパネル装置１００で脈波センサ１２０を配置することができる部分の例を、点線ボックスで図示している。ただし、それらに限定されるものではない。
【００５０】
図２に図示されているように、ユーザー、すなわち、対象体がタッチパネル装置１００を把持したまま、タッチパネル１１０を第１部位に接触させたとき、脈波センサ１２０は、タッチパネル装置１００を把持した指の位置のうち少なくとも１つの位置に配置することができる。ユーザーがタッチパネル１１０を対象体の第１部位に接触させることができるように、タッチパネル装置１００を把持したとき、ユーザーの指が触れることができるタッチパネル装置１００のいずれの部分でも、脈波センサ１２０を配置することができる。脈波センサ１２０は、ユーザーがタッチパネル装置１００を把持し、ユーザー身体の第１部位に持っていくとき、ユーザーが指を容易に載せることができるように配置することが好ましい。
【００５１】
図３は、一実施形態によるタッチパネル装置１００の外面部に位置する、タッチパネル１１０及び脈波センサ１２０について説明するための図面である。
【００５２】
脈波センサ１２０は、対象体の第２部位に光を照射する発光部と、対象体の第２部位から反射された光を受信する受光部とから構成される。図３に図示されているように、脈波センサ１２０は、タッチパネル装置１００に具備された照明部と、カメラモジュールのイメージセンサとを利用して具現される。
【００５３】
図３に図示されているような位置に、脈波センサ１２０を配置すれば、対象体が、タッチパネル１１０を対象体の心臓部に接触させるためにタッチパネル装置１００を把持したとき、対象体の人差し指が、脈波センサ１２０を具現するカメラモジュールと照明部との位置に自然に行くことになる。このとき、脈波センサ１２０は、タッチパネル装置１００において、タッチパネル１１０が配置された外面部と反対方向の外面部に配置されている。言い替えれば、タッチパネル１１０が、タッチパネル装置１００に配置されている外面部を前面部（ｆｒｏｎｔ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｐｏｒｔｉｏｎ）とすれば、脈波センサ１２０は背面部（ｒｅａｒ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｐｏｒｔｉｏｎ）に位置することになる。
【００５４】
図４は、一実施形態によるタッチパネル装置１００の脈波センサ１２０の動作について説明するための図面である。
【００５５】
脈波は、血液が心臓から排出されながら示される脈動性波形を意味し、心臓の弛緩作用及び収縮作用による血流量の変化、及びそれによる血管の容積変化を介して測定することができる。例えば、脈波センサ１２０は、生体組織の光学的特性を利用して、血管に流れる血流量を測定することにより、脈波信号を測定することができる。
【００５６】
脈波センサ１２０は、発光部と受光部とを含んでもよい。脈波センサ１２０は、光を利用して、血管の容積変化時に示される生体組織の光に対する反射率、吸収率、透過率などの特性を感知し、その変化を介して、脈波を測定することができる。
【００５７】
脈波センサ１２０の発光部は、光の強度による対象体の第２部位の光学的特性の変化に基づいて、最適の強度を有する光を放出することができる。
【００５８】
脈波センサ１２０の受光部は、生体組織から反射する光を受信することができる。
【００５９】
図４に図示されているように、ユーザーが、片手でタッチパネル装置１００を把持したとき、ユーザー、すなわち、対象体の第２部位である指が脈波センサ１２０に接触する。脈波センサ１２０は、対象体の第２部位の接触が感知されれば、脈波信号を測定するために、発光部から対象体の第２部位に光を照射し、受光部で、対象体の第２部位から反射する光を受信することができる。ユーザーは、その状態を維持したまま、タッチパネル１１０が対象体の第１部位に接触するように、タッチパネル装置１００を位置させることができる。タッチパネル１１０が対象体の第１部位に接触すれば、タッチパネル１１０は、対象体の第１部位から心拍動による信号を感知することができる。
【００６０】
すなわち、ユーザーは、片手でタッチパネル装置１００を把持し、タッチパネル装置１００のタッチパネル１１０を心臓部に当てる簡単な行為を介して、胸から感知された心拍動による信号と、指から感知された脈波信号とに基づいて、脈波伝播時間を測定することができる。
【００６１】
図５は、一実施形態によるタッチパネル装置１００において、脈波伝播時間を測定する過程について説明するための図面である。
【００６２】
図５に図示されているように、ユーザーが片手でタッチパネル装置１００を取り、タッチパネル１１０を心臓部に接触させた場合、タッチパネル装置１００は、脈波伝播時間を測定することができる。
【００６３】
タッチパネル装置１００のタッチパネル１１０は、ユーザー、すなわち、対象体の第１部位から、心電図（ＥＣＧ）または心弾動図（ＢＣＧ）のような心拍動による信号を感知することができる。タッチパネル装置１００の脈波センサ１２０は、ユーザー、すなわち、対象体の第２部位から、脈波信号を感知することができる。タッチパネル装置１００は、対象体の互いに異なる２つの部位で測定した信号から、脈波伝播時間を獲得することができる。
【００６４】
図５に図示されているように、ユーザーが片手でタッチパネル装置１００を取り、タッチパネル装置１００を心臓部に当てさえすれば、脈波伝播時間を測定することができるのは、タッチパネル装置１００が、心拍動による信号、及び脈波信号を共に感知することができる構造及び形態を有するからである。タッチパネル装置１００は、生体信号を測定することができるタッチパネル１１０を利用して、心電図または心弾動図を感知することができ、タッチパネル装置１００に具備された脈波センサ１２０を利用して、脈波信号を感知することができる。言い替えれば、タッチパネル装置１００は、対象体の心臓部に、心電図または心弾動図を感知するための別途のセンサを置かずとも、心拍動による信号を感知することができ、タッチパネル装置１００が具備した発光部と受光部とを利用して、脈波信号を感知することができる。脈波センサ１２０を構成する発光部と受光部は、タッチパネル装置１００の照明部と、カメラモジュールのイメージセンサとを利用して代替することもできる。
【００６５】
図６は、一実施形態によるタッチパネル装置１００を利用して、心拍動による信号、及び脈波信号を共に感知するとき、対象体の第１部位及び第２部位の地面からの高さについて説明するための図面である。
【００６６】
図６に図示されているように、ユーザーが片手でタッチパネル装置１００を取り、タッチパネル装置１００を心臓部に当て、脈波伝播時間を測定するとき、対象体の第１部位に該当するユーザーの心臓部と、対象体の第２部位に該当する手との地面からの高さが同じになるということが分かる。言い替えれば、心臓の高さは、図５に図示された指の高さと実質的に一致する。タッチパネル装置１００を心臓部に当てるとき、タッチパネル装置１００を持っている手、すなわち第２部位に該当する手は心臓部と同じ位置（高さ）になる。このため心臓部と第２部位に該当する手は、それらの高さをメジャーなどで計測して厳密に高さ合わせを行わなくても同じ高さとなるので、これを実質的に高さが一致すると表現したものである。  ユーザーが片手でタッチパネル装置１００を取るとき、ユーザーの指が触れることができる部分に脈波センサ１２０を配置させることにより、ユーザーは、拒否感なしに脈波信号を測定することができる。ユーザーがタッチパネル装置１００の把持を維持したまま、タッチパネル１１０をユーザーの心臓部に当てれば、脈波センサ１２０を介して、脈波信号が感知され、タッチパネル１１０を介して、心拍動による信号を共に感知することができる。タッチパネル装置１００を把持した手、言い替えれば、脈波センサ１２０を介して、脈波信号が感知されている手がそのまま心臓部まで移動するので、地面から手の高さと、地面から心臓部の高さとが同じになる。
【００６７】
このように、心拍動による信号を感知する対象体の第１部位の地面からの高さと、脈波信号を感知する対象体の第２部位の地面からの高さとが同じであるならば、対象体の第２部位に対する静水圧（ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）の影響を最小化することができる。
【００６８】
図７は、一実施形態によるタッチパネル装置１００で感知された、心拍動による信号、及び脈波信号を比較する過程について説明するための図面である。
【００６９】
タッチパネル装置１００のプロセッサ１３０は、脈波伝播時間を獲得するために、タッチパネル１１０で感知された心電図または心弾動図のような心拍動による信号と、脈波センサ１２０で感知された脈波信号とを比較することができる。
【００７０】
２つの信号を比較する前に、プロセッサ１３０は、タッチパネル１１０と脈波センサ１２０とから受信した２つの信号に対して、それぞれノイズを除去することができる。言い替えれば、プロセッサ１３０は、タッチパネル１１０から受信した心拍動による信号と、脈波センサ１２０から受信した脈波信号とのそれぞれをして、バンドパスフィルタ（ｂａｎｄ−ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ）を通過させ、ノイズを除去することができる。
【００７１】
図７を参照すれば、タッチパネル１１０で感知された心弾動図ローデータ（ｒａｗ  ｄａｔａ）と、それに対してフィルタリング過程を経てノイズを除去した心弾動図信号とが左上側に表示されており、フィルタリング過程を経てノイズを除去した脈波信号が、左下側に表示されていることが分かる。フィルタリングされた２つの信号を同時間軸上におき、各信号のピークを調べて２つの信号を比較することができる。
【００７２】
図８は、一実施形態によるタッチパネル装置において感知された、心拍動による信号、及び脈波信号それぞれのピークから、脈波伝播時間を獲得する過程について説明するための図面である。
【００７３】
タッチパネル装置１００のプロセッサ１３０は、タッチパネル１１０で感知された心電図または心弾動図のような心拍動による信号と、脈波センサ１２０で感知された脈波信号とからノイズを除去した後、ピークを検出することができる。図８の左側に図示されているように、心弾動図信号及び脈波信号においてピークに該当する部分を「Ｘ」で表示した。
【００７４】
タッチパネル装置１００のプロセッサ１３０は、心弾動図信号及び脈波信号から、それぞれピークに該当する部分を検出し、２つの信号において互いに対応するピークを確認し、ピークが検出された時間差を求めることができる。プロセッサ１３０は、２つの信号からピークが検出された時間差の代表値を脈波伝播時間として獲得することができる。例えば、脈波伝播時間は、２つの信号において互いに対応するピーク間の検出された時間差の平均または中間値にもなる。図８の右側は、脈波伝播時間を記録したグラフである。
【００７５】
図９は、一実施形態によるタッチパネル装置を利用して、脈波伝播時間を測定する方法について説明するためのフローチャートである。
【００７６】
以下、省略された内容であるとしても、以上において、タッチパネル装置１００について記述した内容は、タッチパネル装置１００を利用して、脈波伝播時間を測定する方法についても適用される。
【００７７】
９１０段階において、タッチパネル装置１００は、タッチパネル装置１００に含まれたタッチパネル１１０を利用して、対象体の第１部位から、心拍動による信号を感知することができる。タッチパネル装置１００は、タッチパネル装置１００と連動されるユーザー端末に感知された心拍動による信号を表示するために、タッチパネル装置１００と連動されるユーザー端末に、タッチパネル装置１００で感知された心拍動による信号を伝送することができる。
【００７８】
９２０段階において、タッチパネル装置１００は、タッチパネル装置１００に含まれた脈波センサ１２０を利用して、対象体の第２部位から、脈波信号を感知することができる。タッチパネル装置１００は、タッチパネル装置１００と連動されるユーザー端末に感知された脈波信号を表示するため、タッチパネル装置１００と連動されるユーザー端末に、タッチパネル装置１００で感知された脈波信号を伝送することができる。
【００７９】
タッチパネル１１０が、タッチ入力信号によって、画面を操作するモードから、心拍動による信号を感知するモードに転換されれば、脈波信号の感知も自動的に行われる。
【００８０】
タッチパネル装置１００は、心拍動による信号、及び脈波信号を感知するために、タッチパネル装置１００の互いに異なる外面部に配置したタッチパネル１１０と脈波センサ１２０とをそれぞれ利用することができる。
【００８１】
対象体がタッチパネル装置１００を把持したまま、タッチパネル１１０を第１部位に接触させたとき、タッチパネル装置１００を把持した指の位置のうち少なくとも１つの位置に配置した脈波センサを利用することができる。脈波センサ１２０は、タッチパネル装置１００において、タッチパネル１１０を配置した外面部と反対方向の外面部に配置することができる。
【００８２】
脈波センサ１２０は、光の強度による第２部位の光学的特性の変化に基づいて、最適の強度を有する光を放出し、放出された光に対する応答として、第２部位の変化に対応する光を受信することができる。
【００８３】
一方、心拍動による信号を感知する９１０段階と、前記脈波信号を感知する９２０段階は、共に遂行される。このとき、心拍動による信号を感知する段階と、脈波信号を共に感知する段階とが共に遂行されるということは、いずれか１つの信号を感知している最中に、他の信号をさらに感知したり、任意の時間で２つの信号をいずれも感知したりする場合を含むと解釈される。信号を感知する開始時点及び終了時点までも同じである必要はなく、２つの信号の感知時点が正確に一致しない場合も含まれてもよい。ただし、心拍動による信号、及び脈波信号を同時に感知する場合も含まれてもよいということは言うまでもない。また、サンプリングレートが十分に高い場合、時間分割方式で２つの信号を感知することができるが、かような場合も、心拍動による信号、及び脈波信号を共に感知したと見ることができる。
【００８４】
一方、対象体の第１部位の地面からの高さと、対象体の第２部位の地面からの高さとが一致した状態で、心拍動による信号、及び脈波信号を共に感知することができる。
９３０段階において、タッチパネル装置１００は、心拍動による信号、及び脈波信号に基づいて、脈波伝播時間を獲得することができる。
【００８５】
図１０は、一実施形態によるタッチパネル装置を利用して、脈波伝播時間を測定する方法において、脈波伝播時間を獲得する段階に係わる詳細フローチャートである。
【００８６】
１０１０段階において、タッチパネル装置１００は、心拍動による信号、及び脈波信号のノイズを除去することができる。
【００８７】
１０２０段階において、タッチパネル装置１００は、心拍動による信号、及び脈波信号それぞれからピークを検出することができる。
【００８８】
１０３０段階において、タッチパネル装置１００は、２つの信号で互いに対応するピーク間の検出された時間差の代表値を、前記脈波伝播時間として獲得することができる。タッチパネル装置１００は、タッチパネル装置１００と連動されるユーザー端末に、獲得された脈波伝播時間を表示するために、タッチパネル装置１００と連動されるユーザー端末に、タッチパネル装置１００で獲得された脈波伝播時間を伝送することができる。タッチパネル装置１００は、タッチパネル装置１００と連動されるユーザー端末に、脈波伝播時間から推定された対象体の生体情報を伝送することもできる。
【００８９】
タッチパネル装置１００は、タッチパネル１１０が心拍動による信号を感知するモードから、タッチ入力信号によって画面を操作するモードに転換されれば、脈波伝播時間から推定された対象体の生体情報を表示することができる。脈波伝播時間から推定される対象体の生体情報は、血圧、ストレス、運動効果などにもなる。
【００９０】
一方、前述のタッチパネル装置１００を利用して、脈波伝播時間を測定する方法は、コンピュータで実行されるプログラムに作成可能であり、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を利用して、かようなプログラムを動作させる汎用デジタルコンピュータで具現される。かようなコンピュータで読み取り可能な記録媒体は、マグネチック記録媒体（例えば、ＲＯＭ（ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光学的判読媒体（例えば、ＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ  ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  ｄｉｓｃ）など）のような記録媒体を含む。
【００９１】
以上、実施形態を中心に説明した。開示された実施形態が属する技術分野で当業者であるならば、開示された実施形態が、本質的な特性から外れない範囲で変形された形態に具現されるということを理解することができるであろう。従って、開示された実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点から考慮されなければならない。本実施形態による発明の範囲は、前述の説明ではなく、特許請求の範囲に示されており、それと同等な範囲内にある全ての差異は、発明の範囲に含まれたものであると解釈されなければならないのである。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明の生体信号を測定するタッチパネル装置、及びそれを利用した脈波伝播時間を測定する方法は、例えば、医療管理関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１００  タッチパネル装置、
１１０  タッチパネル、
１２０  脈波センサ、
１３０  プロセッサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2017006661.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2017006661.tif 000009
【図８】
2017006661.tif 000010
【図９】
2017006661.tif 000011
【図１０】
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