パナソニック、京都大学と非接触で心拍間隔を計測する生体情報センシング技術の開発に成功

◆パナソニックは京都大学のＣｅｎｔｅｒ ｏｆ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ（ＣＯＩ）と共同で、離れたところから非接触で高精度に心拍数と心拍間隔を計測できる「生体情報センシング技術」を研究・開発した。高感度なスペクトラム拡散ミリ波レーダー技術と特徴点ベースの心拍推定アルゴリズムで、心電計相当の精度で心拍間隔をリアルタイムな計測ができる。これによって測定時にストレスを感じることなく、カジュアルな生体情報センシングを可能にし、日常の健康管理や高齢者の見守りなどをシステム化して、カジュアルセンシングの普及につながるものとみられている。

 

　非接触型の心拍間隔計測の生体情報センシングは、パナソニックの「スペクトラム拡散ミリ波レーダー」の技術を応用した。高感度なスペクトラム拡散レーダーをセンサーとして用いて、独自の信号処理技術を組み合わせて、心拍計測に影響を与えるノイズを除去して心電計と同程度の高感度な心拍／心拍間隔測定を実現した。

　その結果、呼吸や心臓の鼓動に応じて動く人体の表面から、わずかな動きを高感度に捉えることを可能にした。同時に１台のレーダーで複数の人の動きの同時計測ができるようにしている。

　生活習慣病の予防や日々の健康増進のために生体情報を常時モニターし、健康を管理したいという人たちが増えている。この技術はそうしたニーズに応えるもの。

　今までモニターするために必要だったセンサーシステムは、小型であっても身体に接触・装着することから、測定時にはかなりのストレスを感じさせていた。今回の技術はカジュアルな生体情報センシングによって、ストレスフリーのセンシングを可能にした。

　電波やカメラを利用した非接触の生体センシングも提案されている。ところが接触型に比べると精度に課題があった。

　計測されるレーダー信号の中には、心臓の鼓動、呼吸、体動などによる信号が含まれる。京都大学はレーダー信号の中の心拍信号について位相特徴点を抽出し、特徴点の時系列パターンから心拍間隔を推定する独自のアルゴリズムを開発。

　それによってレーダー信号から呼吸信号、心拍信号を分離して、平均心拍数だけでなく、リアルイムで心拍間隔まで測定することを可能にした。

　ミリ波レーダーの電波は衣服等を透過するため、着衣時や就寝時に関わらず、呼吸や心拍を常時モニターすることができる。

■日常生活を見守るカジュアルセンシングシステム

　今回、心拍間隔をも正確に測定することが可能になったため、日常生活や仕事の作業を妨げることなく、心拍間隔変動から自律神経の状態を推定することも可能になったことで、家庭やオフィスでごく普通に活動しながら、健康状態やストレス状態などを測定できるようになった。

　パナソニックと京都大学では、今後、試作機を用いた実証実験を通じて、実生活状態での生体情報のカジュアルセンシングを実現し、得られた生体情報を用いた健康管理、アドバイスなどのシステムや応用サービスに仕上げていきたいとしている。