(57)【要約】  本発明は、少なくとも２つのセンサと関連する測定装置に基づいて生体リズム等の生理的パラメータを測定する方法である。本発明の方法は、センサ毎に前記生理的パラメータを測定し、少なくとも２つの値からなる測定系列の生成が可能なステップと、前記測定系列の各値の一貫性のレベルを評価するステップと、一方では一貫性のレベルに応じて、他方では所謂基準値に応じて、新たな基準値を決定するため、前記系列の全ての値から１つの値を選択するステップと、前記新たな基準値を記憶するステップと、を含んでいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのセンサに基づいて生体リズム等の生理的パラメータを測定する方法であって、
センサ毎に前記生理的パラメータを測定し、少なくとも２つの値からなる測定系列の生成が可能なステップと、
前記測定系列の各値の一貫性のレベルを評価するステップと、
一方では一貫性のレベルに応じて、他方では所謂基準値に応じて、新たな基準値を決定するため、前記系列の全ての値から１つの値を選択するステップと、
前記新たな基準値を記憶するステップと、が実行される、生理的パラメータを測定する方法。
【請求項２】
少なくとも２つのセンサ（Ｃｃ１，Ｃｃ２；Ｃｒ１，Ｃｒ２）に基づいて生理的パラメータを測定する、請求項１に記載の方法であって、
前記センサ（Ｃｃ１，Ｃｃ２；Ｃｒ１，Ｃｒ２）毎に前記生体リズムを測定し、少なくとも２つの周波数（Ｆｃ１，Ｆｃ２；Ｆｒ１，Ｆｒ２）からなる測定系列の生成が可能なステップと、
前記測定系列の各周波数（Ｆｃ１，Ｆｃ２；Ｆｒ１，Ｆｒ２）の一貫性のレベルを評価するステップと、
一方では一貫性のレベルに応じて、他方では所謂基準周波数（ＲＦ）に応じて、新たな基準周波数（ＲＦ）を決定するため、前記系列の全ての周波数の中から１つの周波数を選択するステップと、
前記新たな基準周波数（ＲＦ）を記憶するステップと、を使って生体リズムの測定が実行される、生理的パラメータを測定する方法。
【請求項３】
前記評価ステップでは、各周波数の前記値がある値の範囲に属するか否かが検証される、連続する少なくとも２つの除去分析を備え、
前記範囲に属するとき、前記周波数の一貫性のレベルが増加する、請求項２に記載の生理的パラメータを測定する方法。
【請求項４】
前記値の範囲は、選択された前記周波数の平均振幅（ＭＦＳ）のパーセンテージと対応する低い値と高い値を備える、請求項３に記載の生理的パラメータを測定する方法。
【請求項５】
前記系列の一貫性が最高レベルの周波数だけを保持するため、前記測定系列の各周波数の一貫性のレベルの比較と、
一貫性が最高レベルの前記周波数の中から、前記基準周波数（ＲＦ）に最も近い最近接周波数（ＣＦ）の選択と、
前記最近接周波数（ＣＦ）で前記基準周波数（ＲＦ）の置き換え、または前記最近接周波数（ＣＦ）の一貫性のレベルがある閾値を下回る場合、前記基準周波数（ＲＦ）の維持が、前記選択ステップで行われる、請求項２〜４の何れか一つに記載の生理的パラメータを測定する方法。
【請求項６】
前記系列の一貫性が最高レベルの周波数だけを保持するため、前記測定系列の各周波数の一貫性のレベルの比較と、
一貫性が最高レベルの前記周波数の平均周波数と、
前記平均周波数で前記基準周波数（ＲＦ）を置き換えと、または前記平均周波数の計算に含まれる前記周波数の一貫性のレベルがある閾値を下回る場合、前記基準周波数（ＲＦ）の維持が、前記選択ステップで行われる、請求項２〜４の何れか一つに記載の生理的パラメータを測定する方法。
【請求項７】
生理的パラメータを測定する少なくとも２つのセンサと、
前記センサによって生成された信号をフィルタ処理する手段と、
前記測定されたデータを処理する手段と、
前記データを記憶する手段と、
前記選択された値を表示する手段と、を備え、
請求項１〜５の何れか一つに記載の方法を実施する生体リズム等の生理的パラメータを測定する装置。
【請求項８】
生理的パラメータを測定する少なくとも２つのセンサは、相異なる技術からなる、請求項７に記載の生体リズム等の生理的パラメータを測定する装置。
【請求項９】
前記基準値がある範囲外のとき、警報することを可能にする警報手段を備える、請求項７または８に記載の生体リズム等の生理的パラメータを測定する装置。
【請求項１０】
少なくとも４つのセンサを備え、個人の心拍数および呼吸数の測定を可能にする、請求項７〜９の何れか一つに記載の生体リズム等の生理的パラメータを測定する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体リズム等の生理的パラメータを測定する方法と、生理的パラメータを測定する装置であって、前記方法を実行する装置に関する。
【０００２】
本発明は、詳しくは例えばスポーツ活動を行うときなど、測定が困難な環境において個人の呼吸数または心拍数等の生理的パラメータを測定することを意図している。
【０００３】
それにしても、この種の応用を対象としているが、本発明は個人または医療スタッフによって直接に一般的条件下で用いられてもよい。
【背景技術】
【０００４】
スポーツ中の心拍数または呼吸数の測定を可能にする複数の装置が知られている。例えば室内自転車等のスポーツ用具に直接に組み込まれる装置を含んでもよい。通例、心拍数の常時表示用の腕時計を伴う、パルスセンサを備えた腹部ベルト等の独立した装置を含んでもよい。これらのベルトは、ジョギングする人やハイキングする人によって従来から用いられている。
【０００５】
従来の装置は、通例、測定対象のレートの種類毎に一つのセンサを備えている。しかしながら、人の運動に起因して装置が加速、振動または衝撃を受けやすいとき、一つのセンサによって測定結果を記録することは極めて困難である。
【０００６】
実際、しばしば見受けられることであるが、センサの乱れが過度なとき、測定装置は、もはやセンサが安定するまでどんな測定結果も表示しない、あるいは記録された最後の値を表示する、それとも最終的に完全に間違った値を表示することになる。
【０００７】
改善策として、心拍数を測定するため、幾つかのセンサを備えた装置が提案されている。これらの装置は、全てのセンサが測定を行えなくなる確率がより小さいという点で、より信頼性がある。それにもかかわらず、装置はセンサによって記録された一貫性のある測定結果と間違った測定結果を効果的に区別することができず、心拍または心拍数の測定が一定しない、または少なくとも信頼性がない。
【０００８】
場合によって、スポーツの練習は特に密接に監視されなければならず、正確に測定する必要があるのは事実である。例えば心臓不調のある個人、または圧力抵抗運動を行うリハビリテーション中の個人が含まれる。また、生体パラメータが正確に分析され監視される必要がある高レベルのアスリートも含まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、詳しくは生体リズム等の生理的パラメータを測定する幾つかのセンサを備えた装置を向上することである。
【００１０】
本発明の目的は、少なくとも２つのセンサに基づいて生理的パラメータを測定する方法であって、測定が困難なデータ収集状況であっても、生理的パラメータを確実かつ連続的に決定することができる方法を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、測定されたデータを一貫性に応じて評価する測定方法を提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、心拍数や呼吸数の測定に適した測定方法を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、心拍数や呼吸数を測定する方法を実行する測定装置を提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、自転車用ヘルメット型のヘルメットに組み込まれた測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的を達成するため、少なくとも２つのセンサに基づいて生理的パラメータを測定する本発明の方法は、
センサ毎に生理的パラメータを測定し、少なくとも２つの値からなる測定系列の生成が可能なステップと、
測定系列の各値の一貫性のレベルを評価するステップと、
一方では一貫性のレベルに応じて、他方では所謂基準値に応じて、新たな基準値を決定するため、系列の全ての値から１つの値を選択するステップと、
新たな基準値を記憶するステップと、を備えている。
【００１６】
また、本発明は、生体リズム等の生理的パラメータを測定する装置を保護することであり、前記装置は、生理的パラメータを測定する少なくとも２つのセンサと、センサによって生成された信号をフィルタ処理する手段と、測定されたデータを処理する手段と、データを記憶する手段と、選択された値を表示する手段と、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明は、添付図を参照して、非限定的な例を介して提供される、以下の実施の形態の詳細な一例を読み取ることによって、より良好に理解することができる。
【図１】図１は、本発明の測定装置の実施の形態の一例を示している。
【図２】図２は、心拍数を測定する方法の相異なるステップを示している。
【図３】図３は、心拍信号の一貫性を評価する相異なるステップを示している。
【図４】図４は、新たな基準心拍を選択する相異なるステップを示している。
【図５】図５は、呼吸数を測定する方法の相異なるステップを示している。
【図６】図６は、呼吸数信号の一貫性を評価する相異なるステップを示している。
【図７】図７は、新たな基準呼吸数を選択する相異なるステップを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
主に図１を参照することによって、図示された生体リズムを測定する測定装置１の実施の形態の一例を理解することができる。実施の形態の一例は、本発明の明瞭な理解を可能にするが、本装置および本方法が１つの生体リズムの測定に限定されるわけではなく、任意の生理的パラメータの測定、例えば血中酸素飽和度や血圧の測定を可能にする。
【００１９】
以下の具体例では、測定対象のレートが含まれ、行われた測定は周波数の測定であり、自明なように、測定対象の他の生理的パラメータが含まれるとき、レベル、パーセンテージまたは一般的な値の事例に依存して述べることができ、その測定の原理は完全に同じである。
【００２０】
測定装置１は、２つの生体リズム、すなわち心拍数と呼吸数の測定を可能にしている。他の実施の形態では、測定装置１は、１つの生体リズムの測定を可能にしている。測定装置１は、生体リズムを測定する２つのセンサ、すなわち心拍数を測定する２つのセンサＣｃ１，Ｃｃ２と、呼吸数を測定する他の２つのセンサＣｒ１，Ｃｒ２を備えている。
【００２１】
添付図の実施の形態の一例では、２つのセンサＣｃ１，Ｃｃ２は同じであり、パルスセンサまたはオキシメータ（酸素飽和度計）が含まれている。一方、残りの２つのセンサＣｒ１，Ｃｒ２は相異なり、すなわちマイクロホンからなるセンサＣｒ１と温度検出器からなるセンサＣｒ２である。
【００２２】
生体リズムを測定する２つの相異なるセンサを用いることは、２つのセンサが同時に機能しないという確率を限定する利点を提供し、振動、衝撃、温度、相対湿度等の同じ種類の障害に対して両方のセンサが感知し易くないことも利点である。
【００２３】
しかしながら、装置１と関連する測定方法は、信頼性のある測定を得るため、相異なる種類または同じ種類のセンサを同時に処理することができる。同じ種類のセンサの場合、有利なことにセンサを相異なる場所に配置または位置決めすることができ、同じ種類であるにもかかわらず、センサのうちの１つへの障害が、同じ種類の他方への障害となることを意味しない。
【００２４】
測定装置１は、センサＣｃ１，Ｃｃ２，Ｃｃ１，Ｃｃ２から出力された信号のフィルタ処理手段２を更に備えている。フィルタ処理手段２は、センサから出力される信号に関連する寄生ピークの除去や、信号処理のための信号の変形が可能になっている。測定装置１は、測定されたデータの処理手段３を更に備えている。データの記憶手段４および選択された周波数の表示手段５は、処理手段３と関連付けられる。記憶手段３は、有利なことにフラッシュ型メモリを備えている。表示手段５は、有利なことにＬＣＤ型スクリーンからなっている。
【００２５】
実施の形態の一例では、表示手段５の遠隔配置を可能にし、表示手段５がデータを直接または付加的に、添付図に説明されていない中央ユニット上に表示するデータ送信手段６を備えることに留意することも重要である。
【００２６】
また、測定装置１は、有利な変形例では、基準周波数がある値の範囲外のとき、警報することが可能な警報手段を備えている。
【００２７】
次に、図２〜４を参照し、心拍数を測定する測定方法の機能についての第１の実施例を説明する。
【００２８】
プロセスのステップと対応する図２の略図に示すように、測定は２つのセンサＣｃ１，Ｃｃ２に基づいて行われる。しかしながら、特にセンサを失うリスクが高いときや、センサの信頼性が限定されるときには、センサの数を増やせることに留意することは重要である。
【００２９】
本方法は、センサＣｃ１，Ｃｃ２毎に生体リズムを測定し、少なくとも２つの周波数Ｆｃ１，Ｆｃ２からなる測定系列の生成が可能なステップの実行を含んでいる。また、本方法は、測定系列の各周波数Ｆｃ１，Ｆｃ２の一貫性のレベルを評価するステップの実行を含んでいる。このステップは、誤りまたは疑わしい測定結果の除去および一貫性のある測定結果が保持できるので、特に重要である。
【００３０】
図３は、評価ステップの実施の形態の一例を図示している。評価ステップは、系列の各測定結果に対して、一貫性のレベルを割り当てることができる。このため、評価ステップは、各周波数の値がある値の範囲に属するか否かを検証するため、連続する少なくとも２つの除去分析を備えている。より具体的には、この一例の評価ステップが連続する３つの除去分析を備え、成果のある分析が、測定された周波数における一貫性のポイントと、続く分析への継続を提供している。
【００３１】
これらの分析では、測定された周波数が、ある値の範囲に属するか否かが検証される。したがって、第１の分析では、測定された周波数Ｆｃ１が、最低値と最高値の間に含まれる、ある値の範囲に属するか否かが検討され、適切な場合、第２の分析へ継続され、一貫性の第１ポイントが周波数Ｆｃ１に割り当てられる。
【００３２】
第２の分析は、ＭＳＡとして知られる、選択された平均の信号振幅のあるパーセンテージと対応する範囲内に、信号が振幅を有するか否かの検査を含んでいる。第３の分析は、ＭＦＳとして知られる、選択された平均周波数のあるパーセンテージと対応する範囲内に、周波数Ｆｃ１があるか否かの検査を含んでいる。適用されたパーセンテージは、有利なことに第２の分析に対して３０％、第３の分析に対して２０％である。成果のある第２の分析と第３の分析は、一貫性の第２ポイントの割り当ての後、適切な場合には第３ポイントの割り当てを可能にする。
【００３３】
この評価ステップは、系列の他の全ての周波数に対して、すなわち残りの心臓センサ、この場合Ｆｃ２によって測定された周波数に対して行われる。
【００３４】
周波数Ｆｃ１，Ｆｃ２の内の１つがどんな一貫性のポイントも受けないとき、続く選択ステップで除去されることになる。
【００３５】
この選択ステップでは、新たな基準周波数ＲＦを決定するため、一方では一貫性のレベルに応じて、他方では所謂基準周波数ＲＦに応じて、系列の全ての周波数の中から１つの周波数の選択が可能である。
【００３６】
図４は、心拍数センサＣｃ１，Ｃｃ２の測定系列の２つの周波数Ｆｃ１，Ｆｃ２の間で何れかを選択するステップの実施の形態の一例を図示する。
【００３７】
このステップは、系列の一貫性が最高レベルにある周波数だけを保持するため、測定系列の各周波数の一貫性のレベルの比較を備えている。周波数が利用できない場合、一貫性のレベルはゼロとみなされる。
【００３８】
続いて、処理手段３は、系列の一貫性が最高レベルにある周波数の中から、ＲＦとして知られた基準周波数に対して最も近い、ＣＦとして知られた最近接周波数を選択する。
【００３９】
周波数ＣＦが選択されると、基準周波数ＲＦはこの周波数ＣＦで置き換えられ、最近接周波数ＣＦの一貫性のレベルがある閾値を下回る場合には、基準周波数ＲＦが維持される。
【００４０】
有利なことに、周波数ＣＦは、達成された一貫性のレベルが２以上のとき、新たな基準周波数ＲＦとなる。この値は、詳しくは各分析の一貫性のポイントに応じて、さらには評価ステップで行われる分析の数に応じて改良されてもよい。
【００４１】
また、この方法は、記憶手段４に新たな基準周波数ＲＦを記憶するステップも含んでいる。
【００４２】
呼吸数を測定する測定方法の機能についての第１の実施例が、図５〜７を参照して説明される。本方法のステップと対応する図５の略図に示すように、測定は２つのセンサＣｒ１，Ｃｒ２に基づいて行われる。この場合も、センサの数を増やすことができ、特にセンサを失ったり、破壊されるリスクが高い状況下では、その数を増やすことができる。
【００４３】
呼吸数の測定の場合には、評価選択ステップの変形例とともに、心拍数の測定に関する同じステップが続いている。
【００４４】
しかしながら、この例示は非限定的であり、これらの評価選択ステップの実施の形態の変形例が、両方とも考えられることを思い起こすことは重要である。
【００４５】
したがって、呼吸数の測定は、センサＣｒ１，Ｃｒ２毎に生体リズムを測定して、少なくとも２つの周波数Ｆｒ１、Ｆｒ２からなる測定系列の生成が可能なステップを含んでいる。続いて、測定系列の各周波数Ｆｒ１，Ｆｒ２の一貫性のレベルを評価するステップが行われる。
【００４６】
一方では一貫性のレベルに応じて、他方では所謂基準周波数ＲＦに応じて系列の全ての周波数の中から選択するステップが同様に実行される。
【００４７】
図６は、評価ステップの実施の形態の一例を図示している。この例示では、このステップが、心拍数の測定用にスケジューリングされたステップと比較して、かなり単純化されている。それにもかかわらず、このステップの目的は同じであり、すなわち系列の各測定結果に対して一貫性のレベルの割り当てが可能である。
【００４８】
このため、評価ステップは、各周波数の値がある値の範囲に属するか否かが検証される除去分析を備えている。より具体的には、周波数Ｆｒ１が、呼吸数の平均振幅のあるパーセンテージに対応する範囲内に含まれるか否かが検査される。この評価ステップは、系列の他の全ての周波数に対して、すなわち残りの呼吸用センサ、すなわちこの一例ではＦｒ２によって測定された周波数に対しても行われる。
【００４９】
周波数Ｆｒ１，Ｆｒ２の一方または両方がどんな一貫性のポイントも受けないとき、続く選択ステップで除去されることになる。
【００５０】
心拍数を測定する選択ステップと同様に、選択ステップでは、新たな基準周波数ＲＦを決定するため、一方では一貫性のレベルに応じて、他方では所謂基準周波数ＲＦに応じて、系列の全ての周波数の中から１つの周波数の選択が可能である。
【００５１】
図７は、センサＣｒ１，Ｃｒ２の測定系列の２つの周波数Ｆｒ１，Ｆｒ２の間で何れかを選択するステップの実施の形態の一例を図示している。
【００５２】
この選択ステップは、系列の一貫性が最高レベルにある周波数だけを保持するため、測定系列の各周波数の一貫性のレベルの比較を備えている。
【００５３】
続いて、選択ステップは、予め選択された周波数の中で行われる平均周波数の計算を備えている。続いて、本方法は、基準周波数（ＲＦ）を前記新たな周波数で置き換えることや、平均周波数の計算に含まれる周波数の一貫性のレベルが、ある閾値を下回る場合、基準周波数（ＲＦ）を保持することからなっている。
【００５４】
周波数Ｆｒ１，Ｆｒ２が利用できない場合、一貫性のレベルはゼロとみなされる。
【００５５】
本方法は、記憶手段４に新たな基準周波数ＲＦを記憶するステップを含み、記憶手段４は、心拍数に対する基準周波数ＲＦと、呼吸数に対する基準周波数ＲＦの両方とも記憶する。
【００５６】
したがって、本発明のマルチセンサ測定装置および方法は、測定一貫性のレベルをセンサの測定結果と関連付けることによって、周波数選択ステップに続いて、観測された生体リズムの測定に対して、信頼性のある結果を得ることができる。
【００５７】
したがって、この測定装置は、詳しくは生体リズムの測定が困難な状況か否かや、一般的な測定を行う状況か否かにかかわらず、正確な測定を必要とする任意の生理的パラメータの測定に適している。有利なことに、この測定装置はヘルメットに組み込まれて個人が容易に着用できるようになっている。
【００５８】
当然のことながら、続く請求項によって特徴付けられる本発明の枠組みから逸脱することなく、当業者の応用範囲内にある他の実施の形態および変形例を考えることができる。
【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】
2016510239.tif 000009
【国際調査報告】
2016510239.tif 000010
2016510239.tif 000011
2016510239.tif 000012
2016510239.tif 000013
2016510239.tif 000014
2016510239.tif 000015