生物信号测量系统、生物信息测量装置和生物信息提取算法改变方法制造方法及图纸

在本发明专利技术的生物信号测量系统中，根据由生物信号测量装置测量的生物信号生成生物数字数据，并且将从生物数字数据提取的第一特征量数据和减小大小的生物数字数据发送给便携式终端。在本发明专利技术的生物信息测量装置中，从测量的生物波形数据中提取生物特征量数据，并且将生物波形数据和生物特征量数据中的至少一个发送给外部设备。可以提供一种能够长时间地持续测量生物信号而不妨碍日常生活的生物信号测量系统，并且提供一种能够实现电池的小型化和长寿命的生物信息测量装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物信号测量系统、生物信息测量装置和生物信息提取算法改变方法
本专利技术涉及一种用于测量包括心电图信号的生物信号的生物信号测量系统。
技术介绍
随着近来对健康的兴趣的增加，保健方法已经开始变得普遍，其记录和分析生物信息长达数小时至数月或更长的时间，从而监测日常生活中的身体和精神状态。作为长时间获取生物信息的方法，具有生物电极的衣服(可穿戴电极)已经受到关注(例如，参见非专利文献1和2)。要获取的生物信息的示例是心率、R-R间隔、心电图波形、步数、活动质量和身体加速度。使用每天监测的这些生物信息，可以改善生活方式以促进健康，或者可以早期检测疾病。由生物电极检测到的生物信号在与生物电极电连接的装置中累积。当使用通信功能将生物信号发送给外部个人计算机等时，可以实时分析数据。为了实现日常生活中的长时间监测，用于测量生物信号的装置需要紧凑且可穿戴并且具有低功耗，使得其可以由电池长时间驱动。此外，近来智能电话等的普及使得可以总是携带高性能处理器和大容量存储器。这使得能够实现将测量的生物信息发送到诸如智能电话的外部设备并执行数据的分析和累积的方法，从而减小用于测量生物信息的装置的负担，并且实现小型化和长时间操作(例如，参见非专利文献2)。在上述生物信息中，心电图波形可以分类为可以通过读取附着到生物体的生物电极的电压并根据需要执行放大和频率滤波而直接测量的生物波形数据。另一方面，心率和心跳波动可以分类为可以通过分析心电图波形的特征量而获取的生物特征量数据。R-R间隔是通过从心电图波形检测R波并测量相邻R波之间的时间而获得的特征量数据。心率是可以通过对R-R间隔的倒数求平均而获得的特征量数据。类似地，身体加速度是可以从附着到生物体的加速度传感器获得的生物波形数据。步数和活动质量是可以通过分析身体加速度而获取的生物特征量数据。通常，通过提取生物波形数据的一部分的特征来获得生物特征量数据，因此生物特征量数据与生物波形数据相比具有小的数据量。常规的生物信息测量装置包括：生物波形数据传输类型的装置，如图23A所示，其通过生物波形数据测量单元200测量生物波形数据，并通过生物波形数据传输单元210将生物波形数据传输到外部设备800；以及生物特征量数据传输类型的装置，如图23B所示，其通过生物波形数据测量单元200测量生物波形数据，之后，通过生物信息测量装置100中的生物特征量数据提取单元220提取生物特征量数据，并通过生物特征量数据传输单元230将生物特征量数据传输到外部设备800。生物波形数据类型可以将更丰富的信息传送给外部设备800。此外，由于生物特征量数据是在具有比生物信息测量装置的处理能力更高级的处理能力的外部设备800的一侧从接收到的生物波形数据中提取的，因此外部设备提取精度可以得到改善。另一方面，生物特征量数据传输类型可以减少发送给外部设备800的数据量，因此适合于降低功耗和减小电池的尺寸。现有技术文献专利文献非专利文献1：DavidM.D.Ribeiro等，“ARealtime，WearableECGandContinuousBloodPressureMonitoringSystemforFirstResponders，”33rdAnnualInternationalConferenceoftheIEEEEMBS，pp.6894-6898，2011.非专利文献2：AliMotiNasrabadi等，“DesignofECGacquisitionandtransmissionviaBluetoothwithheartdiseasediagnosis，”IEEEInternationalWorkshoponMedicalMeasurementsandApplicationsProceedings，pp.55-58，2011.
技术实现思路
本专利技术要解决的问题为了获取医疗水平的精确心电图波形或提取特征量数据，需要以125Hz至1000Hz的高采样率进行采样。如果采样率高，则所获取的数据量也大。因此，为了实时分析生物信号，生物信号测量装置需要长时间地发送大量数据。另一方面，生物信号测量装置中所包括的电路或无线模块可以形成得非常小。然而，驱动装置的电池的容量与电池的大小成比例。为了确保电池容量来长时间地发送大量数据，需要终端的尺寸较大。为了长时间地持续测量生物信号而不妨碍日常生活，需要减小生物信号测量装置的尺寸和功耗并且通过电池长时间地驱动装置。如上所述，为了长时间地对生物信号进行实时测量而不妨碍日常生活，需要同时实现医疗水平的精确生物信号的获取以及生物信号测量装置的尺寸和功耗的减小。另外，上述生物波形数据传输类型的常规生物信息测量装置需要向外部设备发送具有大信息量的生物波形数据。为此，进行通信等所需的功耗高，并且难以使电池紧凑和长寿命。另一方面，在生物特征量数据传输类型的常规生物信息测量装置中，除了所提取的特征量之外的信息丢失，并且使用低于外部设备的信息处理能力的信息处理能力提取生物特征量，发生生物特征量数据的提取失败或提取错误。本专利技术的目的在于提供一种能够抑制生物信息测量装置的通信量并实现电池的小型化和长寿命以及还能够减少生物特征量数据的提取失败或提取错误的生物信息测量装置。解决该问题的方法根据本专利技术，提供了一种生物信号测量系统，包括：生物电极，能够与生物体的表面接触；以及生物信号测量装置，包括用于通过基于第一采样率对由生物电极检测到的生物电信号进行量化来生成第一生物数字数据的装置、用于从第一生物数字数据提取第一特征量数据的装置、用于生成大小从第一生物数字数据减小到与低于第一采样率的第二采样率相对应的数据大小的第二生物数字数据的装置、以及用于将第二生物数字数据和第一特征量数据发送给便携式终端的无线通信装置。根据本专利技术，还提供了一种生物信号测量系统，包括：生物电极，能够与生物体的表面接触；以及生物信号测量装置，包括用于通过基于第一采样率对由生物电极检测到的生物电信号进行量化来生成第一生物数字数据的装置、用于从第一生物数字数据提取第一特征量数据的装置、用于生成大小从第一生物数字数据减小到与低于第一采样率的第二采样率相对应的数据大小的第二生物数字数据的装置、用于将第二生物数字数据和第一特征量数据中的至少一个发送给便携式终端的无线通信装置、用于接收指定要由无线通信装置发送的数据的发送数据指定信息的发送数据指定信息接收装置、以及用于基于发送数据指定信息来选择要由无线通信装置发送的数据的发送数据选择装置。根据本专利技术，还提供了一种生物信息测量装置，包括：生物波形数据测量装置，用于测量生物波形数据；特征量数据提取装置，用于根据预定的提取算法从生物波形数据提取生物特征量数据；数据发送装置，用于发送生物波形数据和生物特征量数据中的至少一个；以及发送数据选择装置，用于选择要由所述发送装置发送的数据，其中，使用不同的数据发送间隔发送生物波形数据和生物特征量数据。根据本专利技术，还提供了一种生物信息提取算法改变方法，包括以下步骤：测量生物波形数据；根据预定的提取算法从生物波形数据提取生物特征量数据；评估生物特征量数据的可靠性；如果可靠性低于预定的参考值，则分析生物波形数据；以及基于生物波形数据的分析结果来改变预定的算法。本专利技术的效果根据本专利技术，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物信号测量系统，包括：生物电极，能够与生物体的表面接触；以及生物信号测量装置，包括用于通过基于第一采样率对由所述生物电极检测到的生物电信号进行量化来生成第一生物数字数据的装置、用于从所述第一生物数字数据提取第一特征量数据的装置、用于生成大小从所述第一生物数字数据减小到与低于所述第一采样率的第二采样率相对应的数据大小的第二生物数字数据的装置、以及用于将所述第二生物数字数据和所述第一特征量数据发送给便携式终端的无线通信装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.11 JP 2014-163402;2014.11.12 JP 2014-229771.一种生物信号测量系统，包括：生物电极，能够与生物体的表面接触；以及生物信号测量装置，包括用于通过基于第一采样率对由所述生物电极检测到的生物电信号进行量化来生成第一生物数字数据的装置、用于从所述第一生物数字数据提取第一特征量数据的装置、用于生成大小从所述第一生物数字数据减小到与低于所述第一采样率的第二采样率相对应的数据大小的第二生物数字数据的装置、以及用于将所述第二生物数字数据和所述第一特征量数据发送给便携式终端的无线通信装置。2.根据权利要求1所述的生物信号测量系统，还包括：便携式终端，所述便携式终端包括：用于接收所述第二生物数字数据和所述第一特征量数据的装置、用于通过对所述第一特征量数据执行统计分析来生成第二特征量数据的装置、以及用于显示所述第二生物数字数据和所述第二特征量数据中的至少一个的装置。3.根据权利要求2所述的生物信号测量系统，其中，所述便携式终端还包括用于将所述第一特征量数据和所述第二特征量数据中的至少一个发送给服务器的发送装置，以及所述生物信号测量系统还包括服务器，所述服务器包括：用于接收所述第一特征量数据和所述第二特征量数据中的至少一个的装置、以及用于使用所述第一特征量数据和所述第二特征量数据中的至少一个来对生物信息执行统计分析的装置。4.根据权利要求3所述的生物信号测量系统，其中，所述便携式终端向所述服务器发送所述生物体的标识信息和所述便携式终端的位置信息中的至少一个，以及所述服务器使用所述标识信息和所述位置信息中的至少一个来执行统计分析。5.根据权利要求1所述的生物信号测量系统，其中，所述生物电信号是心电图信号，所述第一特征量数据是至少包括所述心电图信号的R-R间隔在内的数据，以及所述第二特征量数据是包括以下项之一的数据：所述R-R间隔的时间波动的低频频谱分量与高频频谱分量之比、通过将R-R间隔的标准偏差除以所述R-R间隔的平均值所获得的值、以及两个连续R-R间隔之差不小于50毫秒的R-R间隔的数目之比。6.根据权利要求1所述的生物信号测量系统，其中，所述第一采样率是范围从不小于200Hz到不大于2000Hz的值，并且所述第二采样率是范围从不小于100Hz到不大于500Hz的值。7.一种生物信号测量系统，包括：生物电极，能够与生物体的表面接触；以及生物信号测量装置，包括用于通过基于第一采样率对由所述生物电极检测到的生物电信号进行量化来生成第一生物数字数据的装置、用于从所述第一生物数字数据提取第一特征量数据的装置、用于生成大小从所述第一生物数字数据减小到与低于所述第一采样率的第二采样率相对应的数据大小的第二生物数...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑原启，小笠原隆行，松浦伸昭，濑山伦子，小泉弘，川野龙介，高河原和彦，小野一善，石原隆子，佐藤康博，塚田信吾，河西奈保子，住友弘二，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP