(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの光学記録ユニット（１１）と、演算ユニット（１２）と、を有する装置（１０）により、人体の生体パラメータを判定する方法に関し、前記方法は、光学記録ユニット（１１）により、人体の皮膚（３０）の単一の限られた領域の個々の画像データのシーケンスを記録するステップと、脈波伝播時間の判定ステップを含む画像データを評価するステップと、演算ユニット（１２）により、画像データから人体の生体パラメータを判定するステップと、を有する。本発明は、人物を認証する方法と、人物の反応を識別する方法と、に更に関する。
2016501048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学記録ユニット（１１）と、演算ユニット（１２）とを有する装置（１０）、特に、スマート装置により、人体の生体パラメータを判定する方法において、
前記光学記録ユニット（１１）により、前記人体の皮膚（３０）の限られた領域の個々の画像データのシーケンスを記録するステップと、
脈波伝播時間を判定するステップを含む前記画像データを評価するステップと、
前記演算ユニット（１２）により、前記画像データから前記人体の１つ以上の生体パラメータを判定するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記脈波伝播時間が、
前記個々の画像データ（２０）において反映されている前記皮膚（３０）の領域をタイル（２１）にサブ分割するステップと、
前記個々の画像データ（２０）の前記タイル（２１）のそれぞれにおいて、色、輝度、及び／又は容積を判定するステップと、
前記シーケンスの前記連続的な画像データ（２０）において、前記タイル（２１）の前記色、輝度、及び／又は容積を比較するステップと、
前記画像データ（２０）のシーケンスに従って、それぞれのタイル（２１）の前記色、輝度、及び／又は容積の変更プロファイルを判定するステップであって、前記変更プロファイルは、前記皮膚（３０）の領域を通じて伝播する脈波を反映している、ステップと、
前記変更プロファイルから前記脈波伝播時間を演算するステップと、
において判定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つの生体測定特徴が前記画像データ（２０）内において認識され、前記少なくとも１つの生体測定特徴との関係における前記タイル（２１）の位置は、前記画像データのシーケンス内において等価であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記記録ユニット（１１）により、立体画像データが記録されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記個々の画像データのシーケンスを記録するべく、前記皮膚（３０）の領域が、特に、特定のスペクトル範囲において、照明ユニット（１４）によって露光されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記個々の画像データ（２０）のシーケンスが、前記皮膚（３０）の領域から所定の間隔において前記記録ユニット（１１）によって記録されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記個々の画像データ（２０）のシーケンスが、前記皮膚（３０）の領域と直接的な接触状態にある前記記録ユニット（１１）によって記録されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記個々の画像データ（２０）のシーケンスが、前記皮膚の領域との接触状態にある圧力印加媒体（１７）を介して前記記録ユニット（１１）によって記録されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記人体の運動データが少なくとも１つの加速度センサ（１６）によって記録されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
音声データが、マイクロフォン（１５）によって記録され、且つ、前記個々の画像データ（２０）のシーケンスに割り当てられることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記記録された画像データ、加速度データ、及び音声データが、タイムスタンプによってマーキングされ、且つ、長期にわたる評価のために前記装置のメモリユニット（１３）上において前記タイムスタンプと共に保存されることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記生体パラメータの判定が、人体の血圧及び／又は脈拍の判定を含むことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記生体パラメータの判定が、人体の血液の酸素飽和度の判定を含むことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記生体パラメータの判定が、脈波可変性の判定を含むことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記生体パラメータの判定が、血糖値の判定を含むことを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記生体パラメータの判定が、呼吸レートの判定を含むことを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
画像を記録するための前記皮膚（３０）の限られた領域が、人体の顔面、額、手、指、掌、足首、又はそ径の領域内に位置していることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
人体の生体パラメータを判定する装置（１０）、特に、スマート装置において、少なくとも、
人体の皮膚（３０）の限られた領域の個々の画像データ（２０）のシーケンスを記録するのに適した光学記録ユニット（１１）と、
脈波伝播時間の判定を含む前記画像データの評価のためにセットアップされると共に前記画像データからの人体の１つ以上の生体パラメータの判定のためにセットアップされた演算ユニット（１２）と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項１９】
前記記録ユニット（１１）が、立体画像データを記録する三次元記録ユニットとして構成されていることを特徴とする請求項１８に記載の装置（１０）。
【請求項２０】
前記装置（１０）が、特に、特定のスペクトル範囲において、前記皮膚（３０）の領域を露光させる照明ユニット（１４）を有することを特徴とする請求項１８又は１９に記載の装置（１０）。
【請求項２１】
前記記録ユニット（１１）が、前記皮膚（３０）の領域に接触する圧力印加媒体（１７）を有することを特徴とする請求項１８から２０のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項２２】
前記圧力印加媒体（１７）が、透明媒体として構成されていることを特徴とする請求項２１に記載の装置（１０）。
【請求項２３】
前記圧力印加媒体（１７）が、中央開口部を有するリング形状の媒体として構成されていることを特徴とする請求項２１に記載の装置（１０）。
【請求項２４】
音声データを記録するべく、マイクロフォン（１５）が設けられていることを特徴とする請求項１８から２２のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項２５】
運動データを記録するべく、モーションセンサ（１６）が設けられていることを特徴とする請求項１８から２４のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項２６】
画像データ、音声データ、及び／又は運動データを保存するべく、メモリユニット（１３）が設けられていることを特徴とする請求項１８から２４のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項２７】
少なくとも１つの光学記録ユニット（１１）と、１つの演算ユニット（１２）と、メモリユニット（１３）とを有する装置（１０）、特に、スマート装置によって人物を認証する方法において、
前記光学記録ユニット（１１）により、人体の、特に顔面の、皮膚（３０）の領域の個々の画像データのシーケンスを記録するステップと、
前記演算ユニット（１２）により、脈波伝播時間の認識ステップを有する前記画像データを評価するステップと、
前記画像データを前記メモリユニット（１３）上に保存されているプロファイルと比較するステップと、
画像データが保存されているプロファイルと整合している場合に、認証を発行するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２８】
少なくとも１つの光学記録ユニット（１１）と、演算ユニット（１２）と、メモリユニット（１３）とを有する装置、特に、スマート装置により、人物の反応を識別する方法において、
前記光学記録ユニット（１１）により、人体の、特に顔面の、皮膚（３０）の領域の個々の画像データのシーケンスを記録するステップと、
前記演算ユニット（１２）により、脈波伝播時間の認識ステップを含む前記画像データを評価するステップと、
前記画像データを前記メモリユニット（１３）上に保存されている反応パターンと比較するステップと、
画像データが保存されている反応パターンと整合している場合に、反応を発行するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置、特に、スマート装置によって人体の生体パラメータを判定する方法に関する。本発明は、人体の生体パラメータを判定する装置、人物を認証する方法、及び人物の反応を識別する方法に更に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、脈拍、血圧、呼吸頻度、酸素飽和度、脈波可変性、及び血糖などの生体パラメータの判定は、日常生活において益々一般的になっており、且つ、医療目的のみならず、その他の目的にも利用されている。以前は、これらのパラメータは、例えば、病院において、或いは、競技スポーツにおいて、所謂、患者曲線（ｐａｔｉｅｎｔ  ｃｕｒｖｅ）のためにのみ、利用されてきた。患者曲線は、それぞれ、患者の健康状態を正確に文書化すると共に、その健康状態のなんらかの改善又は悪化を記録するべく、治療の前後において患者を監視する役割を果たしている。
【０００３】
競技スポーツにおいては、生体パラメータは、運動選手の運動効率を文書化すると共に、トレーニングの成否を確かめるべく、利用されている。即ち、生体パラメータは、運動選手のトレーニング又は食生活を変更する必要があるかどうかを見出すべく利用されている。
【０００４】
更に最近では、生体パラメータは、家庭内診断及びレジャースポーツにおいても、着目され且つ重要なものとなっている。例えば、患者に対しては、もはや、必ずしも病院における入院治療が施されるわけではなく、多くの場合に、外来での通院治療が施されており、これには、自宅において実施されるアフターケアが伴っている。例えば、治療の後に、患者は、自身の脈拍を記録しなければならない。これを目的として、センサを有する胸部ストラップと、記録ユニットと、を有する装置が頻繁に利用されている。胸部ストラップのセンサは、患者の胸部上において直接的に脈拍を記録する。次いで、このデータは、記録ユニットに送信される。記録ユニットは、例えば、長期間にわたる心拍曲線のために、数時間又は数日にわたってデータを保存する能力を有する。次いで、このデータは、例えば、医療スタッフにより、読み出され、且つ、評価される。
【０００５】
但し、この装置は、患者が着用するには、快適なものではなく、その理由は、例えば、長期間にわたる心拍曲線のためには、胸部ストラップを中断なしに着用しなければならないからである。この結果、患者の移動性が制限され、且つ、更には、患者の日々の入浴が妨げられる。更には、患者は、記録装置を常に携行しなければならない。
【０００６】
長期間にわたる血糖計測を伴う状況も、これに類似しており、この場合には、患者は、例えば、２４時間にわたって血圧測定用カフを着用し、これにより、例えば、１５分ごとに血圧測定用カフに圧力を印加する必要がある。
【０００７】
自宅において頻繁に計測される生体パラメータの別の例は、血糖である。糖尿病患者は、しばしば、自身の血糖を毎回の食事の前後において判定するように求められている。これにより、患者は、インスリンによる自己治療が必要であるかどうかを決定することになる。大部分のケースにおいて、針、計測ストリップ、及び評価ユニットを有する機器が利用されている。患者は、針を、例えば、指の腹に突き刺して少量の血液を採取する。次いで、計測ストリップの支援により、血液を評価ユニットに転送し、且つ、血糖を判定する。この手順は、厄介であると共に不便であり、その一方で、患者にとって苦痛でもある。
【０００８】
レジャースポーツにおいては、トレーニングの際に脈拍を監視し、且つ、脈拍を介してトレーニングを制御することが一般的になっている。ランナーは、自身のトレーニングの強度を自身の脈拍を介して客観的に監視することができる。医療の分野と同様に、例えば、評価のために信号をスポーツウォッチ又はオーディオ装置に送信するセンサを有する胸部ストラップが頻繁に利用されている。胸部ストラップは、トレーニングの際には、ずれないように、強く圧迫された状態で、運動選手の胸部に固定される。この結果、胸部ストラップは、運動選手の移動性を著しく制限し、且つ、強い圧迫に起因して着用するのが不便である。
【０００９】
従来技術においては、更に、脈波伝播時間からの、且つ、恐らくは、脈拍周波数（ＲＲインターバル）との組合せにおける、生体パラメータの判定が知られている。脈波伝播時間は、心血管の１つの計測値である。これは、脈波が人体の血管系内において特定の距離を移動するために必要とする時間を表している。脈波伝播時間を計測することにより、血圧のみならず、血管の弾性などの重要な生体パラメータについて結論を下すことができる。最も頻繁な構成は、心臓から指までの脈波伝播時間を計測するというものである。このためには、特に、少なくとも２つの計測点における計測が常に必要とされる。脈波の開始点、即ち、心臓収縮の時点は、心電図（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ＣａｒｄｉｏＧｒａｍ：ＥＣＧ）により、判定することができる。これを目的として、ＥＣＧ最大値、即ち、所謂Ｒインデント又はＲ波が利用される。指において、この信号は、パルスオキシメータにより、フォトプレチスモグラフィによって検出することができる。諸研究は、少なくとも短期間に限った状態において、血圧判定のために脈波伝播時間を利用可能であることを示している。但し、そのためには、依然として、基準計測値が必要となる。
【００１０】
脈波伝播時間及びその生体パラメータの判定については、例えば、印刷された出版物である特許文献１、特許文献２、特許文献３、及び特許文献４に開示されている。
【００１１】
従来技術は、装置及び方法を日常生活において使用することができない、または実際的に使用することができないという欠点を依然として有しており、その理由は、これらの装置及び方法が、専門的な医学知識を必要としているからであり、或いは、これらの装置及び方法が、技術的に複雑な方式によって取り扱う必要があるからである。更には、先程指摘したように、大部分のケースにおいて、脈波伝播時間の基準計測値が必要とされており、この事実も、例えば、病院などの医療の分野又は競技スポーツにおけるその実際的な適用を複雑化させる原因となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】独国特許出願公開第９６０２１０１号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第０８５９５６９号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２００８０４２１１５号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第２００７／０００４０６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
以上のような背景に照らして、生体パラメータの単純且つ費用効率に優れた判定を許容する方法及び装置を提供することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、請求項１による方法により、請求項１８による装置により、且つ、更には、請求項２７及び請求項２８による方法により、この目的を実現する。
【００１５】
具体的には、本発明は、方法に関し、この方法は、
−  光学記録ユニットにより、人体の皮膚の限られた領域の個々の画像データのシーケンスを記録するステップと、
−  脈波伝播時間の判定を含む画像データを評価するステップと、
−  演算ユニットにより、画像データから人体の生体パラメータを判定するステップと、
を有する。
【００１６】
従来技術とは対照的な特定の利点により、画像データのシーケンスの記録は、少なくとも１つの光学記録ユニットと、１つの演算ユニット（データ処理ユニットとも表記される）と、を有する装置、特に、スマート装置により、実行される。従って、装置は、例えば、スマートフォンとも呼称されるセル電話機などであってもよい。周知のように、スマートフォンは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びデータバスを有する通常のアーキテクチャを有する小型コンピュータであり、統合されたビデオ記録ハードウェア（デジタルカメラ）、ディスプレイ、並びに、入出力及び通信インターフェイスを有する。その他の例示用の装置は、演算ユニットが設けられた腕時計、メガネ、又はその他の衣服（インテリジェント衣服とも呼称される）である。これらの機器又は装置は、例えば、通話の実行やインターネットからの情報のダウンロードのための使用などのその他の目的のために、ほとんどの場合に、既にユーザーによって携行されている。従って、この方法は、既存の装置により、有利な方式によって実行することができる。
【００１７】
別の利点は、従来技術とは対照的に、１つの計測場所しか、即ち、人体の皮膚の単一の限られた首尾一貫した領域しか、必要とされないという結果をもたらす。原則的に、皮膚の任意のスポットを利用することができる。但し、血液が十分に循環しているスポットを利用するのが有利であり、その理由は、この結果得られる画像データは、豊富な情報を提供し、且つ、相対的に好ましい信号対ノイズ比を有するからである。
【００１８】
個々の画像データのシーケンスは、ビデオシーケンスであるか、或いは、単なる時間的な順番で並べられた個別の画像であってもよい。ビデオシーケンスは、評価可能な相対的に多くの情報を収容しており、且つ、従って、ビデオシーケンスによれば、生体パラメータの判定結果を改善することにより、特に精度が向上する。個別の画像は、保存するのが相対的に容易であり、これは、特に、演算ユニットの作業メモリの限られた保存空間の観点において有利である。更には、個別の画像は、生体パラメータの判定の速度を増大させることになり、その理由は、評価を要する情報が相対的に少ないからである。
【００１９】
脈波伝播時間は、画像データから、即ち、画像データを評価することにより、判定される。例えば、これは、皮膚の領域を通過する脈波を識別することにより、並びに、脈波速度の関連する時間的計測により、実現することができる。この計測値は、例えば、ＲＲインターバルとも呼称される１つのＲ波から次のＲ波までのインターバルにおいて取得することができる。次いで、このようして判定された脈波伝播時間から、生体パラメータを判定することができる。脈波伝播時間及び脈波速度は、血管の状況に関する情報を提供する。限られた血管運動性しか有していない硬い血管は、脈波の異なる伝播時間及び速度をもたらす。この結果、脈波の伝播時間及び速度を推定することにより、血管壁の状態に関する結論を下すことができる。これらのパラメータに基づいて、非常に早期の段階で血管の動脈硬化性の変化を診断することが可能であり、且つ、ライフスタイルに対する適切な変更（例えば、脂肪及び塩分の少ない栄養摂取やスポーツ活動など）を実施することによって動脈硬化の進行を防止することができる。
【００２０】
人体の皮膚の領域の画像データは、必ずしも、光学記録ユニットによって強制的に直接的に取得する必要はないことを付言しておくべきであろう。又、本発明に従って生体パラメータの判定を実行するべく、皮膚の領域の、例えば、テレビ写真などの写真複製物を記録することもできる。この結果、例えば、テレビモニタ上において反映されている人物の生体パラメータを本発明に従って判定することができる。
【００２１】
方法の用途の例は、人物の監視の際の血圧の計測、皮膚上における血圧計測、睡眠研究室における血圧計測及び監視、運動診断における血圧計測、例えば、数時間又は数日にわたる永久的な計測値としての血圧計測、血液の排出又は血液の取込みの速度の制御、例えば、透析、血小板、血漿などの血液の純化である。血圧は、休息時における又は物理的ストレス下における心血管の状況を評価する際の医学的な基準の１つと見なされている。様々なガイドラインには、休息時における且つストレス下における生理学的限度値が詳しく記述及び規定されている。但し、ストレス下における血圧の連続的な判定は、現時点においては不可能であり、その理由は、血圧が、予め定義された時点においてしか、血圧カフによって判定することができないからである。連続的な計測が可能となるのは、本発明によるのみである。本発明によれば、血圧は、脈波の速度／脈波伝播時間から判定され、心臓から指までの短い伝播時間は、高血圧を示し、その理由は、血管が狭く位置決めされているからである。本発明を血圧計測に適用する際には、休息時において、且つ、ストレス下において、較正を実施することが好ましい。その後に、血圧を継続的に計測することができる。本発明による方法は、人物のすべてのグループにおいて実装することが可能であり、非侵襲的計測に起因し、だれもが、なんらのリスクをも伴うことなしに、計測値を取得することができる。健康な運動選手のみならず、例えば、心臓患者及び妊婦などのリスクグループの場合にも、長期間にわたる血圧判定が可能となる。ユーザーには、血圧のピーク及び上昇に結び付く状況を識別する可能性が提供される。従って、その結果、ユーザーは、関連する状況を回避することが可能であり、且つ、自身のライフスタイルに対する変更を実施することにより、自身の血圧の相対的に良好な制御を学習することができる。
【００２２】
特定の有利な実施形態においては、脈波伝播時間の判定は、
−  個々の画像データ内において反映されている皮膚の領域をタイルにサブ分割するステップと、
−  個々の画像データのタイルのそれぞれにおいて、色、輝度、及び／又は容積（ｖｏｌｕｍｅ）を判定するステップと、
−  シーケンスの連続的な画像データにおいて、タイルの色、輝度、及び／又は容積を比較するステップと、
−  画像データのシーケンスに従ってそれぞれのタイルの色、輝度、及び／又は容積の変更プロファイルを判定するステップであって、変更プロファイルは、皮膚の領域を通じて伝播する脈波を反映している、ステップと、
−  変更プロファイルから脈波伝播時間を演算するステップと、
を有する。
【００２３】
グリッドとも呼称されるタイルに画像データをサブ分割するステップは、可変の精度において実現することができる。例えば、これは、画像データが記録される皮膚の領域のサイズに依存している。大きな領域の場合には、タイルへのサブ分割は、細部を省略して実施することができる。小さな領域の場合には、複数のタイルが使用される。例えば、単一画像当たりの画像データは、１００×１００個のタイルにサブ分割され、これにより、脈波伝播時間の判定のための皮膚上の距離を相応して正確に判定することができる。個々の画像のそれぞれのタイルごとに、色、輝度、及び／又は容積が判定される。この結果、画像データのシーケンスにより、それぞれのタイルの色、輝度、及び／又は容積のシーケンスが得られる。次のステップにおいて、色、輝度、及び／又は容積の変化を確かめることができるように、個々の画像が互いに比較される。次いで、タイルの色、輝度、及び／又は容積の変化から、変更プロファイル、即ち、変更の時間的なシーケンスが確立される。この結果、脈波と、皮膚の領域を通じたその伝播と、を判定することができる。次いで、この変更プロファイルから、脈波伝播時間が判定される。これを目的として、特に、皮膚の領域のサイズとの関係において、且つ、脈波速度との関係において、仮定を利用してもよい。色、輝度、及び／又は容積を評価する際には、通過する脈波を分析するべく、例えば、スマートフォンにおいて通常適用されているデジタルビデオハードウェアによって記録される画像データに基づいた５％未満の、或いは、場合によっては、１％未満の、相対的な変化を考慮することができる。例えば、周辺光の変化又は温度の変化に起因した信号変動が、なんらの影響を伴うことなしに、残存することになるが、これらは、適切なアルゴリズムにより、フィルタリングすることができる。
【００２４】
それぞれのタイルが、例えば、１００〜１０，０００個以上のピクセルをカバーしている状態のタイルへのサブ分割は、色及び輝度値の平均化をもたらすと共に、これにより、画像ノイズの低減をもたらす。又、必要に応じて、タイルは、互いに部分的にオーバーラップしていてもよい。特に、矩形グリッドのタイルが実際的であることが判明しているが、原則的に、その他の構成（例えば、同心状、円形、又は螺旋状）のタイルも想定可能である。タイルは、正方形、矩形、円形、多角形であってもよく、或いは、異なる幾何学的形状を有していてもよい。
【００２５】
好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの生体測定特徴が画像データ内において識別され、少なくとも１つの生体測定特徴との関係におけるタイルの位置は、画像データのシーケンス内において等しくなっている。この結果、色、輝度、及び／又は容積のカバーされた変更プロファイルが、実際に、光学記録ユニット及び人体の相対的な運動と混合されることなしに、通過する脈波を反映するように、常に同一の画像領域の評価が保証されることになる。デジタル画像データ内における生体測定特徴の識別（例えば、眼／口／鼻／耳の位置の識別）は、一般的なものとなっている。この目的のために、本発明の適用に十分に適した確実に稼働するアルゴリズムが存在している。同様に、等しい往復座標（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ  ｅｑｕａｌ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）において画像シーケンス内に出現する組織内の相対的に明るいゾーン及び暗いゾーンの識別も適している。相対的に明るいゾーン及び暗いゾーンは、流入する脈波においてその輝度及び色を変化させる。但し、相互の関係においては、これらのゾーンは、組織内において静止しており、且つ、従って、これらは、タイルのアライメントのための基準として機能してもよい。この結果、人体の一部分が記録ユニットとの関係において運動した際に、評価用に定義された皮膚の領域は、本発明に従って追跡されることになる。
【００２６】
更には、タイル化は、脈波の分析において必要とされる時間分解能を実現するために、重要性を有している。例えば、スマートフォン内の通常のビデオハードウェアは、２０〜５０画像／秒の画像レートを提供し、これは、５０〜２０ｍｓの時間分解能に対応している。これは、通常、生体パラメータを判定するには、不十分である。画像内の異なる位置に配置されたいくつかのタイルの色、輝度、及び／又は容積の変更プロファイルを判定することにより、ビデオハードウェアによって提供される分解能を超えて、有効時間分解能を向上させることが可能であり、その理由は、脈波が、異なるタイルの位置を通じて、異なる時点において（即ち、いわば、異なる位相を伴って）、通過するからである。本発明によれば、ビデオハードウェアの画像レートとの比較において相当に高い時間分解能を伴って、変更プロファイルを、且つ、従って、脈波を、判定するべく、異なるタイル位置においてキャプチャされる色、輝度、及び／又は容積の変化を互いに組み合わせることができる。例えば、１００ｍｓ内において脈波が通過する領域を伝播の方向において１００個のタイルにサブ分割する場合には、最大で１ｍｓの有効時間分解能が結果的に得られる。これは、脈波伝播時間及びその関連する生体パラメータ（ＲＲインターバルや脈拍可変性など）の時間的に非常に正確な分析のために、十分なものである。換言すれば、本発明によれば、診断目的のために十分な時間分解能を有する最も単純なビデオハードウェア（例えば、スマートフォン）による脈拍の分析を許容するべく、画像値（輝度、色、及び／又は容積）の組合せ型の時間／空間的評価が実行されている。
【００２７】
本発明の別の有利な実施形態においては、記録ユニットは、立体画像データを記録する。これは、例えば、カメラの第２レンズを使用することにより、実現することができる。次いで、これらの立体画像データにより、皮膚の領域の三次元モデル化と、例えば、タイルの容積の判定と、が許容される。この結果、通過する脈波のＲ波の判定の正確性を大幅に向上させることができる。
【００２８】
本発明の特に有利な実施形態は、個々の画像データのシーケンスを記録するべく、特に、特定のスペクトル範囲において、照明ユニットによる皮膚の領域の露光を提供している。従って、例えば、十分に高い品質において画像データを記録するために周辺光が不十分なものである場合に、皮膚の領域の照明を改善することができる。更には、皮膚の色又は輝度の変化を相対的に良好に記録できるように、例えば、赤外線又は紫外線などの特定のスペクトル範囲において、皮膚を露光させることもできる。更には、スペクトル範囲を判定対象である生体パラメータに対して適合させることも可能である。例えば、血糖を判定するべく、グルコースの活性スペクトル範囲内の光を使用することが可能であり、この結果、計測精度が向上する。
【００２９】
別の実施形態においては、個々の画像データのシーケンスは、皮膚の領域から離隔した記録ユニットにより、記録されている。従って、生体パラメータを遠隔地においても判定することが可能である。特に、例えば、スポーツの際などのように、人物が運動中である用途の場合には、人物が装置との直接的な接触状態となることなしに、生体パラメータを判定することもできる。
【００３０】
別の実施形態においては、個々の画像データのシーケンスは、皮膚の領域との直接的な接触状態にある記録ユニットにより、記録されている。従って、画像データのシーケンスが正確に同一の領域から常に記録されることが保証される。
【００３１】
別の実施形態においては、個々の画像データのシーケンスは、皮膚の領域との接触状態にある圧力印加媒体を介して、記録ユニットによって記録されている。圧力印加媒体は、皮膚と記録ユニットの間の固定された距離を保証することが可能であり、且つ、その一方で、圧力印加媒体は、皮膚に対して圧力を印加することができる。皮膚に対する圧力の印加は、血流に対して影響を及ぼし、且つ、従って、計測の精度を改善することができる。
【００３２】
圧力印加媒体は、具体的には、画像データの記録に影響を及ぼさないように、透明な構成を有してもよい。更には、圧力印加媒体は、記録ユニットの周りにおいて、特に、記録ユニットのレンズの周りにおいて、環状の形状で構成されてもよい。この実施形態においては、圧力印加媒体は、皮膚に対して圧力を印加することができるが、画像データの記録を妨げることはない。
【００３３】
別の実施形態においては、人体の運動データが、少なくとも１つの加速度センサにより、記録されている。従って、運動データは、人物の物理的なストレスの再構築を許容し、これが、画像データの評価及び脈波伝播時間の判定の際に考慮されている。又、加速度センサは、装置内に設けられてもよい。
【００３４】
別の特に有利な実施形態においては、音声データが、マイクロフォンによって記録され、且つ、個々の画像データのシーケンスに対して割り当てられている。生体パラメータを判定するための追加情報を音声データから取得することができる。従って、脈拍の判定のために、通過する脈波の音響を考慮することができる。
【００３５】
本発明の有利な実施形態においては、記録された画像データ、加速度データ、及び音声データは、タイムスタンプによってマーキングされ、且つ、長期間にわたる評価のために、タイムスタンプと共に装置のメモリユニット上に保存されている。この結果、生体パラメータの長期間にわたる評価を実現することができる。次いで、保存されている画像データ、加速度データ、及び音声データを読み出すことが可能であり、例えば、数時間又は数日の後に、医療スタッフによって評価することができる。従って、データ及び情報を装置のデータリンクを介して中央ホストに送信することができる。
【００３６】
具体的には、方法によれば、血圧及び／又は脈拍を判定することができる。脈拍、即ち、心臓周波数は、心臓が一分間においてどれだけ頻繁に収縮するのかを示している。休息時における且つストレス下における心臓周波数は、運動効率を査定するために最も一般的に適用される変数である。心臓周波数の場合には、異なる年齢層における限度値が規定されている。但し、個体差が非常に大きく、その理由は、心臓周波数は、多数の要因の影響を受けるからである。これには、歴年齢とは別に、トレーニング状態、現在の健康状態、及び多数の投薬の影響が含まれる。従って、連続的な心臓周波数計測は、健康上の問題をより緊密に調査する可能性を意味している。心臓周波数は、トレーニングの制御及び運動の診断における中心的なパラメータである。
【００３７】
更には、人体の血液の酸素飽和度を判定することができる。酸素飽和度は、血液中のヘモグロビンの全体のうちの何パーセントが酸素を取り込んでいるのかを示している。例えば、この結果、酸素の搬送効率に関する、即ち、主には、呼吸に関する、ステートメントの生成が許容される。本発明によれば、酸素飽和度は、実際に既知の方式により、記録された画像データに基づいて光計測によって判定される。
【００３８】
本発明によって取得された脈波曲線の分析との組合せにおいて、酸素飽和度は、所謂心拍出量（分時心送血量）に関する結論を付与することができる。例えば、ＰｉＣＣＯ（「Ｐｕｌｓｅ  Ｃｏｎｔｏｕｒ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｃａｒｄｉａｃ  Ｏｕｔｐｕｔ」）という表記の下に、適切なアルゴリズムが周知である。分時心送血量（Ｈｅａｒｔ  Ｍｉｎｕｔｅ  Ｖｏｌｕｍｅ：ＨＭＶ）又は単位時間当たり心送血量（Ｈｅａｒｔ  Ｔｉｍｅ  Ｖｏｌｕｍｅ：ＨＴＶ）は、血液循環の際に上昇方向において大動脈を介して心臓によって一分間にポンピングされる血液の容積である。従って、分時心送血量は、心臓のポンプ機能用の尺度であり、且つ、従って、特に、心臓学の分野においては、非常に意味のあるパラメータである。英語においては、且つ、独語の技術用語としては、心拍出量（省略形は、ＣＯ：Ｃａｒｄｉａｃ  Ｏｕｔｐｕｔ）という用語が利用されている。
【００３９】
更には、脈波可変性を判定することができる。心臓周波数可変性は、脈波可変性から結果的に得られる。これは、２回の心臓の拍動の間のインターバルを変化させる人体の潜在力を表している。インターバルは、心臓の心室収縮を介して定義される。心電図（ＥＣＧ）においては、心室収縮は、Ｒインデントと表記され、これを理由として、この観点において、ＲＲインターバルが語られることになる。このＲＲインターバルは、休息時においてさえも、自発的に変化し、即ち、心臓収縮の間の距離は、互いに異なっている。健康な人物の場合には、心臓の動作は、サイクル生成器を介して開始される。心臓内における励起の中心は、洞房結節と呼ばれている。これは、自律神経系によって制御されており、且つ、従って、これに対しては、意図的な影響が及ぶことがなく、交感神経系の活動に従っている。物理的な、且つ、但し、心理的でもある、ストレスは、交感神経幹の活動の増大と関連しており、且つ、これは、心臓周波数の上昇をもたらす。但し、自律神経系内において交感神経幹に対する競争者である副交感神経系は、心臓周波数を低減させる。外部の影響（運動や思考）が、但し、機械的なシーケンス（例えば、呼吸）も、心臓周波数に対して影響を及ぼす場合があることが明らかとなっている。心臓周波数の可変性は、自律神経系の中心にその起源を有していることから、計測される値によれば、有機系の疾病に関する結論を引き出すことができる。恐らくは、心臓周波数の可変性は、心血管系における生理学的且つ病理学的な変化の早期の識別のためには、心臓周波数よりも、豊富な情報を提供し、且つ、有意義である。休息時における且つ運動ストレスの後の変化を観察及び評価することができる。以下のパラメータが着目されうる。
ＮＮ５０＝５０ｍｓ以上の連続的なＲＲインターバルの数
ＳＤＮＮ＝洞律動を有するすべての計測されたＲＲインターバルの標準偏差
ｒＭＳＳＤ＝連続的なＲＲインターバルの差の二乗の平均値の根
スポーツの際には、運動選手のストレス及び可能なオーバートレーニング状況を心臓周波数の可変性によって判定することができる。心臓周波数の可変性により、十分に狙いが絞られたトレーニング制御が可能となる。但し、心臓周波数の可変性は、医療の分野にも適用される。心臓周波数の可変性のパラメータは、運動活動によってのみならず、リスク要因の存在及びこれらのリスク要因の低減に起因しても、変化する。例えば、既存の神経障害を有する糖尿病患者の場合には、ＳＤＮＮ、ＮＮ５０、及びｒＭＳＳＤなどの時間に関係した変数が低減される。
【００４０】
更には、心臓周波数の可変性により、薬物（ドラッグ）やアルコールの消費を検出することができる。様々な疾病が心臓周波数の可変性に対して特徴的な影響を有している。最後に、心臓周波数の可変性により、人物の疲労を検出することができる。
【００４１】
従って、この結果、自動車の運転者又は機械の操作者を監視する本発明による方法の有利な用途の分野が得られる。例えば、セキュリティを脅かしうる運転者及び／又は機械操作者の疲労又は任意のその他の状態が１つ又は複数の特定の生体パラメータに基づいて識別されたら、即座に、警告信号を生成するべく、光学記録ユニットを自動車内において又は職場において堅固に取り付けることができる。通常、警告信号は、特定の生体パラメータのうちの１つ以上が、定義済みの限度値を上回るか又は下回った場合に、生成される。
【００４２】
最後に、本発明に従って血糖を判定することもできる。
【００４３】
血糖計測の場合には、好ましくは、耳又は指が記録される。吸収スペクトル内の特性信号に結び付く照射された赤外線からの皮膚内又はその下部のグルコース分子を通じたエネルギーの摂取を意味する吸収を利用することができる。更には、分散を計測することもできる。照射された光は、散乱され、且つ、散乱のタイプから、グルコース含有量を判定することができる。又、偏光を適用することもできる。偏光された光は、グルコースによって回転する振動面を有し（光学活性）、且つ、従って、角度の変化から、グルコース含有量が結果的に得られる。
【００４４】
別の手順は、中間赤外線範囲内の広帯域レーザーの支援による経皮的計測である。この手順によれば、レーザー光の吸収が、血液中に存在しているグルコース分子を通じて計測され、且つ、具体的には、この目的のために、９２５ｎｍ以上の波長範囲内のグルコースの吸収最大値を利用することができる。その他の方式は、蛍光ナノ粒子による血糖の計測及び涙液中におけるグルコース含有量の判定である。
【００４５】
本発明の別の好適な実施形態においては、生体パラメータの判定は、呼吸周波数の判定を含む。本発明に従ってカバーされる脈波は、脈拍のものと比べた場合に低い周波数を、即ち、呼吸周波数を、有する発振によって重畳される。本発明によれば、呼吸周波数を判定するべく、この重畳された発振を評価することができる。又、更なるパラメータが内蔵された場合には、原則的に、記録された画像データにより、呼吸容積を分析することもできる。
【００４６】
本発明は、所謂バイオフィードバック用のアプリケーションプログラム（例えば、光学記録ユニットとしてスマートフォンの内蔵されたビデオハードウェアを本発明に従って利用するスマートフォン用の所謂「ａｐｐ」）の実現を許容している。従って、継続的に計測された生体パラメータの少なくとも１つは、リアルタイムで適切に視覚化され、且つ、ユーザーは、１つ又は複数の関連する生体パラメータの能動的な制御を実施する。好ましくは、ユーザーは、１つ又は複数の関連する生体パラメータが、設計値の範囲内に位置しているかどうか又はどの程度だけ設計値の範囲内に位置しているのか、或いは、ユーザーの制御によって設計値の範囲内とされているのか又はどの程度だけ設計値の範囲内とされているのかを通知する光学的又は音響的なフィードバックを受け取る。例えば、バイオフォードバックは、呼吸調節のために利用することができる。スマートフォンのディスプレイ上における脈波及び呼吸曲線の視覚的な表現により、両方のパラメータを制御することが可能となる。バイオフィードバックトレーニングを通じて、ユーザーは、呼吸と心臓周波数の間の関連付けを実現することが可能であり、且つ、呼吸を介して心臓周波数を調節する方法を学習することができる。従って、この結果、中枢神経系に対して肯定的な影響を付与する方式がもたらされる。トレーニング及び実践されるものは、所謂、心臓コヒーレンスである。同様に、バイオフォードバックは、心臓周波数の可変性を調節するべく、利用することもできる。緩和された状態にある健康的な心臓は、高い心臓周波数可変性により、弁別される。これは、緩和の状態が高度であるほど、心臓周波数の可変性も高いことを意味している。現時点において計測される心臓周波数の可変性を視覚的に表示することにより、人物自身の緩和の程度が、ユーザーにとって可視状態となる。従って、緩和手順を実行した際に、ユーザーは、自身の緩和法の効率に関する直接的フィードバック情報を取得する。
【００４７】
画像データの記録は、特に、人体の顔面、額、手、指、掌、足首、又はそ径の領域内において実行することができる。
【００４８】
本発明は、人体の生体パラメータを判定する装置、特に、スマート装置に更に関し、前記装置は、少なくとも、
−  人体の皮膚の限られた領域の個々の画像データのシーケンスを記録するのに適した光学記録ユニットと、
−  脈波伝播時間の判定を含む、画像データを評価するべくセットアップされると共に画像データからの人体の生体パラメータの判定のためにセットアップされた演算ユニットと、
を有する。
【００４９】
本発明は、少なくとも１つの光学記録ユニット、１つの演算ユニット、及び１つのメモリユニットを有する装置、特に、スマート装置により、人物を認証する方法に更に関し、この方法は、
−  光学記録ユニットにより、人体の、特に顔面の、皮膚の領域の個々の画像データのシーケンスを記録するステップと、
−  演算ユニットにより、脈波伝播時間の認識を有する、画像データを評価するステップと、
−  画像データをメモリユニット上に保存されているプロファイルと比較するステップと、
−  画像データが保存されているプロファイルと整合している場合に、認証を発行するステップと、
を有する。
【００５０】
従って、例えば、それぞれの人物の特徴を示す血液値を反映したプロファイルを利用することができる。これは、例えば、顔面について実施することができる。これを目的として、生体パラメータの計測値が、人物のグループから事前に取得され、且つ、関連するプロファイルが確立される。このグループの中の人物が装置に対して認証を要求した際には、その人物を肯定的に識別することができる。従って、このグループに属していない人物の場合には、認証が発行されない。
【００５１】
換言すれば、本発明による認証は、相対的に明るいゾーン及び暗いゾーンを通じて実現され、これらのゾーンは、組織内に存在し、且つ、通過する脈波に起因し、往復座標において相対的に明るく又は暗く表れることになる。これらの色及び／又は輝度における違いは、動脈血管内の脈波を通じて発生する。これらの評価は、検査対象である人物の生体状態に関するデータを提供することになる。検査を操作するべく意図されたインプリント又は複写物のような無生命体が識別される。評価自体は、画像内のそれぞれのピクセルによって実行することができる。明るいゾーン及び暗いゾーンは、流入する脈波においてその輝度及び色が変化する。相互の関係において、これらのゾーンは、組織内において静止状態にある。輝度及び色の変化は、血液−酸素部分の変化によってのみ、組織内においてＲＲインターバルにおいて生成される。インターバルが満了した際に、これらの輝度及び色の差は、初期状態に反転して戻る。これは、次の脈波の時点まで、その状態で留まることになる。評価のために定義された皮膚の領域は、身体部分の運動の際に追跡される。それぞれの画像が取得された後に、ビデオ又は個々の画像から、以前の画像との比較において、最大輝度値に基づいて評価が実行される。
【００５２】
従って、本発明は、例えば、移動する又は移動しない物品及び財産の保護のためなどの人間の認証（又は、識別）にも関係している。本発明による画像の評価により、差別化されたアクセス制御が可能となる。従って、チップカードやトランスポンダによる費用を所要する認証が不要となる。認証のために必要とされるのは、顔面又は手のものなどの人体の領域の記録済みの画像のみである。例えば、スマートフォン内の６０ｆｐｓ（「フレーム／秒」）カメラによって計測を実行するには、約２〜３秒が所要される。無生命物体に伴う操作は、不可能であり、その理由は、脈波が検証されるからである。
【００５３】
又、本発明は、少なくとも１つの光学記録ユニット、１つの演算ユニット、及び１つのメモリユニットを有する装置、特に、スマート装置により、人物の反応を識別する方法にも関し、方法は、
−  光学記録ユニットにより、人体の、特に顔面の、皮膚の領域の個々の画像データのシーケンスを記録するステップと、
−  演算ユニットにより、脈波伝播時間の認識を有する、画像データを評価するステップと、
−  画像データをメモリユニット上に保存されているプロファイルと比較するステップと、
−  画像データが保存されているプロファイルと整合している場合に、認証を発行するステップと、
を有する。
【００５４】
具体的には、反応パターンは、外部の影響に対する血流の反応を表している。従って、特に、人物の誤った主張に対する反応を識別することができる。これを目的として、例えば、反応パターンは、人物の誤った主張に対する脈拍の大幅な増大として事前に保存される。生体パラメータを判定する際に、反応パターンの比較により、例えば、人物が、誤った主張を行っているかどうかを突き止めることができる。
【００５５】
従って、本発明は、簡単且つ費用効率の優れた方式により、異なる用途のための生体パラメータの判定を許容する。この結果、生体パラメータは、容易にアクセス可能なものとなり、且つ、複数の用途のための基礎として利用することができる。
【００５６】
遠隔治療及び医療の用途、ゲーム、スポーツ、及びレジャーの可能性、オンラインゲーム、機器、機械、プラント、及び車両上における性能特徴の制御の分野において、本発明は、個人的な生体パラメータを提供することができる。
【００５７】
本発明の更なる特徴、詳細、及び利点は、特許請求項の趣旨のみならず、関連する例示用の図面に基づいた実際的な例の説明から、結果的に得られることになろう。
【００５８】
以下、例示用の図に基づいて好適な実際的な例を参照し、以下の説明において本発明について更に詳細に記述する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】生体パラメータを判定する方法ステップの概略図である。
【図２】個々の画像のタイル化の概略図である。
【図３】生体パラメータを判定する装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
参照符号及びその意味については、参照符号のリストに要約されている。一般に、等しい参照符号は、等しい部分を表記している。
【００６１】
図１は、光学記録ユニット１１による人体の皮膚３０の単一の限られた領域の個々の画像データ２０のシーケンスの読取りと、脈波伝播時間の判定を含む画像データの評価と、演算ユニット１２による画像データからの人体の生体パラメータの判定と、を有する方法ステップの概略図を示している。
【００６２】
従って、画像データは、皮膚３０の領域からのみ記録されている。例えば、この領域は、人体の顔面、額などの顔面の一部分、手、指などの手の一部分、指先、掌、足首、又はそ径であってもよい。原則的に、皮膚のすべての領域を利用することができるが、生体パラメータの計測精度は、血流速度の増大に伴って向上する。
【００６３】
その後に、画像データが評価され、且つ、脈波伝播時間が判定される。これは、例えば、生体パラメータの長期計測により、記録の数日後に実行することができる。従って、画像データは、画像データの評価が実現される時点まで、メモリユニット１３内において中間的に保存される。
【００６４】
血圧、脈拍、血液の酸素飽和度、脈波可変性、又は血糖などの生体パラメータを判定する際には、脈波伝播時間が、基礎として取得され、且つ、既知の手順に従って評価される。
【００６５】
図２は、脈波伝播時間を判定する好適な実施形態を示している。従って、それぞれの個々の画像２０が、複数のタイル２１にサブ分割され、この結果、タイル２１のグリッドがもたらされている。個々の画像２０のそれぞれのタイル２１について、色、輝度、及び／又は容積が判定される。
【００６６】
容積は、好ましくは、立体画像データから判定される。換言すれば、好ましくは、スマートフォン内において２つのカメラレンズを有する３Ｄカメラは、同時に、明瞭に定義された距離により、画像を記録することができる。３Ｄカメラの評価は、１つのカメラのみにおいて適用されるものと同一の原理を適用することにより、実行される。但し、精度は、倍数だけ高く、その理由は、評価のために相対的に多くの画像が利用可能であるからである。同様に、相互の関係において定義された距離も、画像の評価にとって有益である。２つの別個のカメラを有するスマートフォンは、画像データからの脈波の相対的に正確なデータの抽出を許容する。
【００６７】
従って、画像データのシーケンスにより、それぞれのタイル２１の色、輝度、又は容積のシーケンスが取得される。その後に、画像データのシーケンス内の色、輝度、及び／又は容積の変化を識別するべく、シーケンスの個々の画像２０が互いに比較される。そして、その結果、タイル２１の色、輝度、及び／又は容積の変更から、変更の時間的なシーケンスを意味する変更プロファイルが確立される。これにより、脈波と、皮膚の領域を通じたその伝播と、を判定することができる。画像の評価は、特定の時間内において脈波によってカバーされる距離を判定するべく、利用することができる。次いで、この変更プロファイルから、脈波伝播時間が判定される。皮膚の領域のサイズに関する仮定を基礎として取得することができる。
【００６８】
例えば、すべての記録済みの画像は、上述のように、タイル２１にサブ分割される。記録済みの画像は、特に、記録の際の運動に起因し、ノイズを含んでいる。例えば、１秒当たりに取得された１０個の画像から、１分当たり６０回の脈拍を仮定することにより、１００×１００個のタイル２１のタイル化により、１つのオリジナル画像当たり１０，０００個のタイルが結果的に得られる。オリジナルの画像は、約１００ｍｓ（１０枚の画像／秒）の時間抽出を示している。１００×１００のタイル化グリッドにより、１００ｍｓの抽出を示す全体画像が１００個の長手方向部分に分割される。これは、１ｍｓの有効時間分解能に対応している（６０の脈拍レートを有する）。この結果、脈波伝播時間を判定する際に、豊富な情報を提供すると共に説得力のある脈波のプロファイルの評価が実現される。
【００６９】
画像分析の結果として、脈波伝播時間及びＲＲインターバルが判定される。計測された時間内においてカバーされる脈波経路距離を判定するべく、提供されるスマートフォン画像は、上述の、且つ、色、輝度、及び／又は容積に関する値データを有する画像として以下において定義されるタイルである。この結果、酸素が豊富な血液の脈動する波によって生成されるこれらの値の変化を画像から判定することができる。色の変化に起因し、記録されたシーケンス内の画像内に値の差が発生し、これらは、更なる演算において、例えば、百分率における、長さにおける、高さにおける、或いは、更には色及び輝度定義における、差として評価することができる。例えば、血圧を脈波伝播時間から演算することができる。
【００７０】
図３は、人体の皮膚３０の単一の限られた領域の個々の画像のシーケンスを記録する記録ユニット１１と、脈波伝播時間の判定及び画像データからの人体の生体パラメータの判定を含む画像を評価する演算ユニット１２と、を有する装置１０を示している。装置１０は、後続の評価のために画像データを保存しうるメモリユニット１３を更に有する。更には、皮膚３０の領域を露光させるべく、照明ユニット１４が設けられている。照明ユニット１４からの光３４は、具体的には、特定のスペクトル範囲を有してもよい。又、図示の実施形態においては、装置は、音声データを記録するためのマイクロフォン１５を装備している。皮膚３０の領域には、運動データの記録のための加速度センサ１６が更に設けられている。
【００７１】
以下、本発明の更なる用途及び実際的な例について、別の表現において更に詳細に説明する。
【００７２】
このデータは、司法及び行政上のタスクのために、刑事犯罪の検挙のための決定的な証拠を提供してもよい。又、負傷した人物の救急タスクにおける相対的に効率的な支援及び識別も可能である。高分解能を有する監視カメラは、人物を識別及び認証する。
【００７３】
運動及び生体データは、人物のエネルギー消費に関する情報をもリアルタイムで提供する。過去及び現在の並びに環境的なデータの状況を利用することにより、時間的に管理可能な活動中の人物のエネルギー消費量の演算が提供される。
【００７４】
例えば、患者のファイルなどのユーザーの総合的なデータ、或いは、医療施設や医療の日常業務からのデータを最も小さな画面上において示すべく、医療の分野全体における（例えば、視覚化されたフラクタルにおける）サーチモードが、便利であり、且つ、目的に適している。
【００７５】
更には、切迫した且つ潜在的な運動要件に対する個人的なエネルギー収支の評価のみならず、その算出を実現することができる。定義された通知に応じてスポーツ中の患者の限度値を守るべく、特に、屋外領域における、脈波伝播時間計測及びＲＲインターバルの支援による血圧及び脈拍、呼吸、並びに、酸素飽和度の計測は、改善をもたらす。例えば、この計測値は、スマートフォン又は外部カメラによって取得される。システムの明白な困難及び特殊な事前設定の場合には、スマートフォンは、自動的に、支援を要請することが可能であり、或いは、トレーニングの制御のための直接的な提案を提供することもできる。
【００７６】
又、その構造のサイズ及び小さなエネルギー需要に起因し、水中におけるデータ取得も可能である。必要とされるコンポーネントを防水状態において皮膚上に配置すると共に水中において脈波伝播時間によって血圧及び脈拍を計測することは、治療的な且つスポーツ治療的な研究の観点以外からも、意味を成すものである。非接触計測によれば、ユーザーが運動している際にも、ビデオ及び／又は個々の画像の評価による水中における生体データの計測が実現される。
【００７７】
例えば、オンラインゲームを伴う、或いは、ゲーマーコンソールを伴うレジャー産業においては、連続的な生体データは、相対的にリアルなゲームをもたらす。画像分析からの生体データを評価することにより、ユーザーの運動レベルの評価が、脈波可変性を通じて可視状態となる。
【００７８】
脈波可変性は、年齢の増加に伴って減少する。同時に、脈波可変性は、場合によっては、生物に対する強力な物理的又は心理的な負荷下においても、低下する及び／又は不活発になる。又、この点は、無酸素閾値への遷移とも関連するであろう。トレーニング制御のために、個々の無酸素閾値（Ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ  Ａｎａｅｒｏｂｉｃ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ：ＩＡＳ）は、今日においては、しばしば、トレーニング範囲の定義のための基礎として利用されている。本発明によれば、心臓周波数の可変性を介した閾値判定が容易に可能となる。
【００７９】
無酸素範囲における運動効率に対しては、人間を総合的に観察した際には、複雑な制御プロセスが適用される。但し、これは、疲労のインジケータでもあり、且つ、保存されている乳酸塩において検証することができる。Ｂｅｒｂａｌｋ及びＮｅｕｍａｎｎによって記述されている心臓周波数可変性の閾値は、約２．４ｍモルの乳酸塩において、且つ、ＩＡＳにおける運動レートを１０％だけ下回ったところに、位置している。
【００８０】
血圧及び脈拍などの個人的な生体データを通じたシステムの制御により、例えば、電動アシスト自転車などのレジャー機器は、インテリジェントなエネルギー管理のみならず、それ以外のものをも装備することができる。モーター又はアクタ（ａｃｔｏｒ）の内蔵は、血圧及び／又は脈拍値を介して実現される。例えば、それ自体の６０ワットの永久的な運動レートの入力を介して、向かい風又は地形の勾配の増大などの要件に応じてモーターを内蔵することにより、モーターのパワーが、ユーザー自身の運動レートの不足に対して適合される。エネルギーの不足が相殺される。この結果、自転車のユーザーは、自身の運動ピークを減少させる。ユーザーの疲労の程度は、連続的な放電によって制限され、且つ、ユーザーの動作半径が、電動アシスト自転車によって拡大する。等価な結果は、自転車を使用する際にギアをタイムリーに変更することによって実現される。競争ゲーム及びスポーツ活動のために、人物自身のバイタルデータと共に、実際の運動に近いゲームが、或いは、更には、異なる場所に位置した複数の人物を伴うオンライントレーニングが、利用される。
【００８１】
例えば、相対的に迅速な呼吸の識別による生体パラメータの判定に基づいた制御が想定可能である。これは、例えば、以下のものを有する：
−  陸上における、海上における、及び空中における人物及びモーター駆動型車両の緊急信号の制御；
−  陸上における、海上における、及び空中におけるモーター駆動型車両における性能特徴の制御；
−  例えば、潜水艦などの船舶建造物、圧力容器などの特殊な構造、並びに、航空機及び航空宇宙技術の内部に滞在する人物を伴うカプセル化された機器、建造物構造、及び物体内における空調の制御；
−  又、例えば、そのユーザーが目覚めた又は立ち上がった後に、コーヒーメーカが自身でオンになりうるなどのような、家庭内の領域における家庭電化製品の制御及びエネルギーの管理；
−  自宅における暖房、換気、又は電子設備の制御が、生体データ及び予め設定されたシーケンスによって管理される；
−  例えば、脈波及び／又は脈波の増大に起因した発射体のトリガを防止するための火器の制御。これは、例えば、脈波内において２００〜３００ｍｓ内において射撃するバイアスロン選手に適用可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１０  装置
１１  記録ユニット
１２  演算ユニット
１３  メモリユニット
１４  照明ユニット
１５  マイクロフォン
１６  加速度センサ
２０  画像
２１  タイル
３０  皮膚
３４  光
【図１】
2016501048.tif 000003
【図２】
2016501048.tif 000004
【図３】
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【国際調査報告】
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