[go: up one dir, main page]

JP2025068788A - Missing data complementing device, biological sensor, missing data complementing method, and program - Google Patents

Missing data complementing device, biological sensor, missing data complementing method, and program Download PDF

Info

Publication number
JP2025068788A
JP2025068788A JP2023178791A JP2023178791A JP2025068788A JP 2025068788 A JP2025068788 A JP 2025068788A JP 2023178791 A JP2023178791 A JP 2023178791A JP 2023178791 A JP2023178791 A JP 2023178791A JP 2025068788 A JP2025068788 A JP 2025068788A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
biological information
missing
measurement data
missing data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023178791A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
恵美 湯田
Emi Yuda
豊 吉田
Yutaka Yoshida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tohoku University NUC
Original Assignee
Tohoku University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tohoku University NUC filed Critical Tohoku University NUC
Priority to JP2023178791A priority Critical patent/JP2025068788A/en
Priority to PCT/JP2024/008007 priority patent/WO2025083920A1/en
Publication of JP2025068788A publication Critical patent/JP2025068788A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • A61B5/024Measuring pulse rate or heart rate
    • A61B5/0245Measuring pulse rate or heart rate by using sensing means generating electric signals, i.e. ECG signals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Measuring devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor or mobility of a limb

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

To provide a missing data complementing device capable of appropriately complementing missing of data, a biological sensor, a missing data complementing method, and a program.SOLUTION: A missing data complementing device includes: an acquisition part for acquiring time series measured data related to a plurality of pieces of biological information; and an estimation part which generates object biological information to be biological information including missing data in the measured data and time series data in reference biological information to be biological information other than the object biological information and estimates the missing data by simulation using the time series data.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、欠損データ補完装置、生体センサ、欠損データ補完方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a missing data completion device, a biosensor, a missing data completion method, and a program.

近年、各種の生体情報を取得できる腕時計型の生体センサが知られている。生体センサとして、例えば、生体情報の計測データとして、生体センサを装着するユーザの脈拍数、脈波、脈拍間隔、体温、歩数、及び消費カロリーのデータを時系列で簡易に計測、算出して取得するものがある(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, wristwatch-type biosensors capable of acquiring various types of bioinformation have become known. For example, some biosensors simply measure, calculate, and acquire bioinformation measurement data in a time series, such as the pulse rate, pulse wave, pulse interval, body temperature, number of steps, and calories burned of the user wearing the biosensor (see, for example, Patent Document 1).

生体センサは、例えば、光電センサや加速度センサなど、ユーザの生体の変化を実測する実測センサ、UV(ultraviolet)センサなどを備える。生体センサでは、例えば、制御部において、実測センサによる実測値を生体情報の計測データとしたり、実測値を各種演算処理して生体情報の計測データとしたりする。 The biosensor may include, for example, a photoelectric sensor, an acceleration sensor, or other measurement sensor that measures changes in the user's biometrics, an ultraviolet (UV) sensor, etc. In the biosensor, for example, the control unit may convert the actual measurement value obtained by the measurement sensor into measurement data of biometric information, or may perform various calculations on the actual measurement value to obtain measurement data of biometric information.

特開2016-131604号公報JP 2016-131604 A

従来の生体センサでは、例えば、5日から7日程度の計測データを蓄積する。このため、保存容量を確保する必要があるので、例えば、光センサで実測された情報に基づく容積脈波については、周波数を低く設定する。このため、容積脈波を測定する精度が低くなるので、容積脈波により算出される心拍数の計測データに欠損値が見られることがしばしばあった。また、通常の測定であっても、体動などで、計測データに欠損値が生じる場合がある。特に、運動などしている場合いは、計測データに欠損値が生じる場合が多い。計測データに欠損値があると、計測データを用いた確認などに不都合が生じることがある。例えば、脈拍数のデータは、ユーザの自律神経の判定に利用するが、脈拍数のデータが欠損していると、自律神経の判定の精度が低下する。 Conventional biosensors accumulate measurement data for, for example, about 5 to 7 days. For this reason, it is necessary to secure storage capacity, so for example, the frequency is set low for volume pulse waves based on information actually measured by an optical sensor. This reduces the accuracy of measuring the volume pulse wave, and missing values are often found in the measurement data of the heart rate calculated from the volume pulse wave. Even in normal measurements, missing values may occur in the measurement data due to body movement, etc. In particular, missing values often occur in the measurement data when exercising, etc. Missing values in the measurement data may cause inconvenience when checking using the measurement data. For example, pulse rate data is used to determine the user's autonomic nervous system, but if pulse rate data is missing, the accuracy of the determination of the autonomic nervous system decreases.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、データの欠損を適切に補完することができる欠損データ補完装置、生体センサ、欠損データ補完方法、及びプログラムを提供することを課題とする。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a missing data completion device, a biosensor, a missing data completion method, and a program that can appropriately complete missing data.

[1]上記課題を解決するため、本発明の一態様は、複数の生体情報に関する時系列の計測データを取得する取得部と、前記計測データに欠損データを含む生体情報である対象生体情報の計測データである対象計測データ及び前記対象生体情報以外の生体情報である参照生体情報の計測データである参照計測データを用いたシミュレーションにより、前記欠損データを推定する推定部と、を備える、欠損データ補完装置である。 [1] In order to solve the above problem, one aspect of the present invention is a missing data completion device including an acquisition unit that acquires time-series measurement data related to multiple pieces of biological information, and an estimation unit that estimates the missing data by a simulation using target measurement data, which is measurement data of target biological information, which is biological information including missing data in the measurement data, and reference measurement data, which is measurement data of reference biological information, which is biological information other than the target biological information.

[2]また、本発明の一態様は、前記対象生体情報は、平均心拍数であり、前記参照生体情報は、歩数、エネルギー消費量、活動タイプ、体動タイプ、睡眠状態、皮膚温、紫外線レベル、または会話時間のうち少なくともいずれか1つを含む、ものである。 [2] In one aspect of the present invention, the target biological information is an average heart rate, and the reference biological information includes at least one of the number of steps, energy consumption, activity type, body movement type, sleep state, skin temperature, ultraviolet light level, and conversation time.

[3]また、本発明の一態様は、前記推定部は、前記対象計測データ及び前記参照計測データを用いた重回帰分析を利用して前記シミュレーションを実行する、ものである。 [3] In one aspect of the present invention, the estimation unit executes the simulation using multiple regression analysis using the target measurement data and the reference measurement data.

[4]また、本発明の一態様は、前記推定部は、強制投入法により前記重回帰分析を実行する、ものである。 [4] In one aspect of the present invention, the estimation unit performs the multiple regression analysis using a forced input method.

[5]また、本発明の一態様は、生体の変化に関する生体変化を実測する実測センサと、前記生体変化に基づいて導出した複数の生体情報に関する時系列の計測データを取得する取得部と、前記計測データにおける欠損データを含む生体情報である対象生体情報及び前記対象生体情報以外の生体情報である参照生体情報における時系列データを生成し、前記時系列データを用いたシミュレーションにより、前記欠損データを推定する推定部と、
前記推定部により推定された前記欠損データを補完する補完部と、前記欠損データが補完された前記計測データに基づく提供データを生成して提供する提供部と、を備え、前記対象生体情報は、平均心拍数であり、前記参照生体情報は、歩数、エネルギー消費量、活動タイプ、体動タイプ、睡眠状態、皮膚温、紫外線レベル、または会話時間のうち少なくともいずれか1つを含む、生体センサである。
[5] Also, one aspect of the present invention is a method and device for detecting a change in a living body, comprising: an actual measurement sensor for measuring a change in a living body; an acquisition unit for acquiring time-series measurement data on a plurality of pieces of biological information derived based on the biological changes; and an estimation unit for generating time-series data on target biological information, which is biological information including missing data in the measurement data, and reference biological information, which is biological information other than the target biological information, and estimating the missing data by a simulation using the time-series data;
The biosensor is equipped with a complementing unit that complements the missing data estimated by the estimation unit, and a providing unit that generates and provides provided data based on the measurement data from which the missing data has been complemented, wherein the target biometric information is an average heart rate, and the reference biometric information includes at least one of the number of steps, energy consumption, activity type, body movement type, sleep state, skin temperature, ultraviolet light level, or conversation time.

[6]上記課題を解決するため、本発明の一態様は、コンピュータが、複数の生体情報に関する時系列の計測データを取得し、前記計測データにおける欠損データを含む生体情報である対象生体情報及び前記対象生体情報以外の生体情報である参照生体情報における時系列データを生成し、前記時系列データを用いたシミュレーションにより、前記欠損データを推定する、欠損データ補完方法である。 [6] In order to solve the above problem, one aspect of the present invention is a missing data completion method in which a computer acquires time-series measurement data for multiple pieces of biological information, generates time-series data for target biological information, which is biological information including missing data in the measurement data, and for reference biological information, which is biological information other than the target biological information, and estimates the missing data by a simulation using the time-series data.

[7]上記課題を解決するため、本発明の一態様は、コンピュータに、複数の生体情報に関する時系列の計測データを取得し、前記計測データにおける欠損データを含む生体情報である対象生体情報及び前記対象生体情報以外の生体情報である参照生体情報における時系列データを生成し、前記時系列データを用いたシミュレーションにより、前記欠損データを推定する、ことを行わせる、プログラムである。 [7] In order to solve the above problem, one aspect of the present invention is a program that causes a computer to acquire time-series measurement data for multiple pieces of biological information, generate time-series data for target biological information, which is biological information including missing data in the measurement data, and for reference biological information, which is biological information other than the target biological information, and estimate the missing data by a simulation using the time-series data.

本発明によれば、適切にデータの欠損を補完できる欠損データ補完装置、生体センサ、欠損データ補完方法、及びプログラムを提供することができる。 The present invention provides a missing data completion device, a biosensor, a missing data completion method, and a program that can appropriately complete missing data.

実施形態に係る生体センサ1の構成の一例を示す図である。1 is a diagram showing an example of a configuration of a biosensor 1 according to an embodiment; 実施形態の生体センサ1の処理の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an example of a process of the biosensor 1 according to the embodiment. 検証1(睡眠中)におけるHRデータを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing HR data in verification 1 (during sleep). 検証2(睡眠中)におけるHRデータを示す図である。FIG. 13 shows HR data in verification 2 (during sleep). 検証3(睡眠中)におけるHRデータを示す図である。FIG. 13 shows HR data in verification 3 (during sleep). 検証4(運動中(ヨガ))におけるHRデータを示す図である。FIG. 13 shows HR data during verification 4 (exercise (yoga)). 検証5(歩行)におけるHRデータを示す図である。FIG. 13 shows HR data in verification 5 (walking).

図1から図7を参照しながら実施形態に係る欠損データ補完装置、生体センサ、欠損データ補完方法、及びプログラムについて説明する。 The missing data completion device, biosensor, missing data completion method, and program according to the embodiment will be described with reference to Figures 1 to 7.

実施形態の生体センサは、例えば、ユーザが手首に装着して使用するいわゆる腕時計型の生体センサ(ウェアラブルセンサ)である。実施形態の生体センサは、例えば、ユーザの活動に応じた各種のデータを測定し、測定したデータに基づいてユーザの様々な健康状態に関する複数の生体情報の計測データ、例えば、平均心拍数、歩数、エネルギー消費量などの計測データを算出する。生体センサは、算出した計測データを提供データに含めてとしてユーザに提供する。生体センサは、現在算出した計測データのほか、過去に算出されてメモリに格納された計測データを提供データに含めることもある。 The biosensor of the embodiment is, for example, a wristwatch-type biosensor (wearable sensor) that is worn on the wrist by the user. The biosensor of the embodiment measures, for example, various data according to the user's activity, and calculates measurement data of multiple pieces of bioinformation related to various health conditions of the user based on the measured data, such as average heart rate, number of steps, and energy consumption. The biosensor provides the calculated measurement data to the user as part of the provided data. In addition to currently calculated measurement data, the biosensor may also include measurement data calculated in the past and stored in memory in the provided data.

図1は、実施形態に係る生体センサ1の構成の一例を示す図である。実施形態の生体センサ1は、例えば、入出力部10と、実測センサ20と、制御部30と、メモリ40とを備える。メモリ40は、測定データ50及び計測データ60を記憶する。入出力部10は、ユーザによる入力操作を可能とするとともに、ユーザに対する情報の出力を行う。実測センサ20は、生体の変化に関する生体変化を実測する。生体変化は、生体自体の変化、例えば脈拍、動作、皮膚温の変化のほか、生体の周囲環境の変化、例えば紫外線指数の変化などを含む。 FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a biosensor 1 according to an embodiment. The biosensor 1 according to the embodiment includes, for example, an input/output unit 10, a measurement sensor 20, a control unit 30, and a memory 40. The memory 40 stores measurement data 50 and measurement data 60. The input/output unit 10 enables a user to perform input operations and outputs information to the user. The measurement sensor 20 actually measures biochanges related to changes in a living organism. The biochanges include changes in the living organism itself, such as changes in pulse rate, movement, and skin temperature, as well as changes in the surrounding environment of the living organism, such as changes in the ultraviolet index.

制御部30は、実測センサ20により実測された実測データをそのまま測定データ50または計測データ60としたり、計測データ60のうちの欠損した欠損データを推定して補完したりする。実施形態の生体センサ1は、欠損データ生成装置を含んでおり、制御部30は、欠損データ生成装置として機能している。 The control unit 30 uses the actual measurement data measured by the measurement sensor 20 as the measurement data 50 or measurement data 60 as is, or estimates and complements missing data in the measurement data 60. The biosensor 1 of the embodiment includes a missing data generation device, and the control unit 30 functions as the missing data generation device.

入出力部10は、例えば、入力部11と、出力部12とを備える。入力部11は、例えば、マウスやキーボード等の入力装置を含んで構成される。入力部11は、これらの入力装置を生体センサ1に接続するインターフェースとして構成されていてもよい。入力部11は、生体センサ1に対する各種情報の入力を受け付ける。例えば、入力部11は、ユーザが、自らが希望する生体情報の提供を要求する入力操作を行った場合に、入力操作に応じた要求情報を生成して制御部30に出力する。要求情報は、例えば、過去1週間分のユーザの脈拍の推移、歩数の推移などである。 The input/output unit 10 includes, for example, an input unit 11 and an output unit 12. The input unit 11 includes, for example, input devices such as a mouse and a keyboard. The input unit 11 may be configured as an interface that connects these input devices to the biosensor 1. The input unit 11 accepts input of various information to the biosensor 1. For example, when a user performs an input operation to request the provision of desired bioinformation, the input unit 11 generates request information corresponding to the input operation and outputs it to the control unit 30. The request information is, for example, the progress of the user's pulse rate and the progress of the number of steps for the past week.

出力部12は、例えば、ディスプレイやスピーカ等の出力装置を含んで構成される。出力部12は、これらの出力装置を生体センサ1に接続するインターフェースとして構成されていてもよい。出力部12は、制御部30により提供される各種の情報をユーザに向けて出力する。入出力部10は、入力部11及び出力部12を備えるタッチパネルなどを含んで構成されていてもよい。 The output unit 12 includes, for example, an output device such as a display or a speaker. The output unit 12 may be configured as an interface that connects these output devices to the biosensor 1. The output unit 12 outputs various information provided by the control unit 30 to the user. The input/output unit 10 may include, for example, a touch panel equipped with the input unit 11 and the output unit 12.

実測センサ20は、ユーザの変化に関する生体変化を実測する。実測センサ20は、例えば、光センサ21と、加速度センサ22と、UVセンサ23と、温度センサ24と、マイク25とを備える。実測センサ20は、光センサ21、加速度センサ22、UVセンサ23、温度センサ24、及びマイク25による実測結果に基づく各種の実測データを生成し、制御部30に出力する。実測センサ20は、その他のセンサ、例えば、深部体温を測定する深部体温計、間質液中グルコースを検出するグルコースセンサ、姿勢を検出する姿勢センサなどを含んでもよい。 The actual measurement sensor 20 measures biological changes related to changes in the user. The actual measurement sensor 20 includes, for example, an optical sensor 21, an acceleration sensor 22, a UV sensor 23, a temperature sensor 24, and a microphone 25. The actual measurement sensor 20 generates various actual measurement data based on the actual measurement results by the optical sensor 21, the acceleration sensor 22, the UV sensor 23, the temperature sensor 24, and the microphone 25, and outputs the data to the control unit 30. The actual measurement sensor 20 may also include other sensors, such as a deep body thermometer that measures deep body temperature, a glucose sensor that detects glucose in interstitial fluid, and a posture sensor that detects posture.

光センサ21は、例えば、赤外線などの光を生体に向けて照射し、生体内を反射した光を計測することにより、ユーザの容積脈波を実測する。光センサ21は、脈拍センサとして機能している。光センサ21は、例えば、20Hz(約0.05秒)間隔でユーザの容積脈波を実測し、ユーザの脈拍に関するデータ、例えば、PPI(Peak to Peak Interval)データを実測データとして生成する。光センサ21は、20Hz間隔を超える間隔、あるいは20Hz間隔未満の間隔でユーザの容積脈波を実測してもよい。 The optical sensor 21 measures the user's volume pulse wave by irradiating the living body with light such as infrared light and measuring the light reflected from within the living body. The optical sensor 21 functions as a pulse sensor. The optical sensor 21 measures the user's volume pulse wave at intervals of, for example, 20 Hz (approximately 0.05 seconds) and generates data related to the user's pulse, for example, PPI (Peak to Peak Interval) data, as measured data. The optical sensor 21 may measure the user's volume pulse wave at intervals greater than or less than 20 Hz.

加速度センサ22は、生体センサ1を装着するユーザの動き(加速度)を実測する。加速度センサ22は、例えば3軸センサである。加速度センサ22は、ユーザの3次元方向の加速度を実測し、3次元方向の加速度を含むデータ、例えば、ACT(Activity)データを実測データとして生成する。加速度センサ22は、例えば、20.5Hz(約0.448秒)でユーザの3次元方向の加速度を実測してACTデータを生成する。加速度センサ22は、20.5Hzを超える間隔、あるいは20.5Hz未満の間隔でユーザの3次元方向の加速度を実測してもよい。 The acceleration sensor 22 measures the movement (acceleration) of the user wearing the biosensor 1. The acceleration sensor 22 is, for example, a three-axis sensor. The acceleration sensor 22 measures the user's acceleration in three-dimensional directions and generates data including the acceleration in the three-dimensional directions, for example, ACT (Activity) data, as measured data. The acceleration sensor 22 measures the user's acceleration in the three-dimensional directions at, for example, 20.5 Hz (approximately 0.448 seconds) and generates the ACT data. The acceleration sensor 22 may measure the user's acceleration in the three-dimensional directions at intervals greater than 20.5 Hz or less than 20.5 Hz.

UVセンサ23は、周囲の紫外線を実測する。UVセンサ23は、実測した紫外線の量に基づいて、紫外線量(UV指数)に関するデータ、例えばUV実測データを実測データとして生成する。温度センサ24は、ユーザにおける生体センサ1の装着部分の温度を実測する。温度センサ24は、ユーザにおける生体センサ1の装着部分の温度に基づいて、ユーザの皮膚温に関するデータ、例えば皮膚温実測データを実測データとして生成する。マイク25は、人の声を集音する。マイク25は、人の声の集音状況に基づいて、ユーザの会話の有無に関するデータ、例えば、会話があったことを示す会話データを実測データとして生成する。 The UV sensor 23 measures the ultraviolet rays in the surroundings. Based on the measured amount of ultraviolet rays, the UV sensor 23 generates data on the amount of ultraviolet rays (UV index), for example, UV measurement data, as actual measurement data. The temperature sensor 24 measures the temperature of the part of the user where the biosensor 1 is worn. Based on the temperature of the part of the user where the biosensor 1 is worn, the temperature sensor 24 generates data on the user's skin temperature, for example, skin temperature measurement data, as actual measurement data. The microphone 25 collects human voices. Based on the voice collection status, the microphone 25 generates data on whether the user is talking, for example, conversation data indicating that a conversation has taken place, as actual measurement data.

制御部30は、例えば、取得部31と、データ管理部32と、推定部33と、補完部34と、提供部35とを備える。制御部30は、例えば、ハードウェアプロセッサがメモリ40等の記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、これらの機能を実現するものである。 The control unit 30 includes, for example, an acquisition unit 31, a data management unit 32, an estimation unit 33, a completion unit 34, and a provision unit 35. The control unit 30 realizes these functions by, for example, a hardware processor executing a program stored in a storage device such as a memory 40.

ハードウェアプロセッサとは、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)等である。記憶装置にプログラムを記憶させる代わりに、ハードウェアプロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成してもよい。この場合、ハードウェアプロセッサは、回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。 Hardware processors include, for example, a CPU (Central Processing Unit) and a GPU (Graphics Processing Unit). Instead of storing a program in a storage device, the program may be directly built into the circuitry of the hardware processor. In this case, the hardware processor realizes its function by reading and executing the program built into the circuitry.

ハードウェアプロセッサは、単一の回路として構成されるものに限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのハードウェアプロセッサとして構成され、各機能を実現するようにしてもよい。また、複数の構成要素を1つのハードウェアプロセッサに統合して各機能を実現するようにしてもよい。 The hardware processor is not limited to being configured as a single circuit, but may be configured as a single hardware processor by combining multiple independent circuits to realize each function. Also, multiple components may be integrated into a single hardware processor to realize each function.

制御部30は、集計データ生成条件が成立したとき、例えば、入力部11により要求情報が出力されたときに、メモリ40に記憶された計測データ60を集計して集計データを生成する。集計データは、例えば、計測データ60としてメモリ40に格納される、例えば30日分程度の各値(計測値)を集計したデータである。 When the aggregated data generation condition is met, for example, when request information is output by the input unit 11, the control unit 30 aggregates the measurement data 60 stored in the memory 40 to generate aggregated data. The aggregated data is, for example, data obtained by aggregating each value (measurement value) stored in the memory 40 as the measurement data 60, for example, for about 30 days.

制御部30は、生成した集計データに基づいて、要求情報に応じた提供データを生成する。制御部30は、生成した提供データを、要求情報を出力した出力部12に出力する。出力部12は、出力された提供データを、ディスプレイに表示させる。 The control unit 30 generates provision data corresponding to the request information based on the generated aggregated data. The control unit 30 outputs the generated provision data to the output unit 12 that output the request information. The output unit 12 displays the output provision data on a display.

取得部31は、実測センサ20により出力される各種の実測データを取得する。取得部31は、取得した実測データを測定データ50または計測データ60の一部として取得してメモリ40に格納する。メモリ40に格納される測定データ50は、PPIデータ51及びACTデータ52を含む。メモリ40は、容量の関係から、例えば、PPIデータ51を過去3日分、ACTデータ52を過去11時間分記憶し、時間の経過に伴い、古いデータを順次削除する。 The acquisition unit 31 acquires various types of actual measurement data output by the actual measurement sensor 20. The acquisition unit 31 acquires the acquired actual measurement data as part of the measurement data 50 or the measurement data 60 and stores it in the memory 40. The measurement data 50 stored in the memory 40 includes PPI data 51 and ACT data 52. Due to capacity constraints, the memory 40 stores, for example, the PPI data 51 for the past three days and the ACT data 52 for the past 11 hours, and sequentially deletes old data as time passes.

取得部31は、取得した実測データに基づいて、ユーザの生体情報に関する計測データ60を時系列で取得する。取得部31は、計測データ60の種類により、取得した実測データをそのまま計測データ60としたり、取得した実測データに基づいて、計測データ60を算出(推定)したりして、生体情報に関する時系列の計測データ60を取得する。取得部31は、例えば1分単位で計測データ60を取得する。取得部31は、取得した計測データ60をメモリ40に格納する。メモリ40は、過去30日分の計測データ60を記憶し、古いデータを順次削除する。時系列の計測データ60は、時系列データの一例である。 The acquisition unit 31 acquires measurement data 60 relating to the user's biometric information in a time series based on the acquired actual measurement data. Depending on the type of measurement data 60, the acquisition unit 31 either uses the acquired actual measurement data as the measurement data 60 as is, or calculates (estimates) the measurement data 60 based on the acquired actual measurement data, thereby acquiring the time series measurement data 60 relating to the biometric information. The acquisition unit 31 acquires the measurement data 60 in one-minute increments, for example. The acquisition unit 31 stores the acquired measurement data 60 in the memory 40. The memory 40 stores the measurement data 60 for the past 30 days, and sequentially deletes older data. The time series measurement data 60 is an example of time series data.

生体情報には、例えば、平均心拍数(Heart rate、以下、HRともいう)、歩数(Step、以下、STPともいう)、エネルギー消費量(Energy expenditure、以下、EEともいう)、活動タイプ(Activity type、以下、ATともいう)、体動タイプ( Body motion、以下、BMともいう)、睡眠状態(Sleep state、以下、SSともいう)、皮膚温(Skin temperature、以下、SKともいう)、紫外線レベル(UV index、以下、UVともいう)、会話時間(Conversation time、以下、CTともいう)のデータが含まれる。 Biometric information includes, for example, data on average heart rate (HR), number of steps (STP), energy expenditure (EE), activity type (AT), body motion (BM), sleep state (SS), skin temperature (SK), ultraviolet ray index (UV index), and conversation time (CT).

取得部31は、HRに関するHRデータ61、STPに関するSTPデータ62、EEに関するEEデータ63、ATに関するATデータ64、BMに関するBMデータ65、SSに関するSSデータ66、SKに関するSKデータ67、UVに関するUVデータ68、及びCTに関するCTデータ69を取得する。 The acquisition unit 31 acquires HR data 61 relating to HR, STP data 62 relating to STP, EE data 63 relating to EE, AT data 64 relating to AT, BM data 65 relating to BM, SS data 66 relating to SS, SK data 67 relating to SK, UV data 68 relating to UV, and CT data 69 relating to CT.

HRデータ61は、実測センサ20により出力されたPPIデータ51に基づいて算出されるHRを時系列で並べたデータである。STPデータ62は、実測センサ20により出力されたACTデータ52に基づいて推定されたユーザの歩数を時系列で並べたデータである。 The HR data 61 is data in which the HR calculated based on the PPI data 51 output by the actual measurement sensor 20 is arranged in a time series. The STP data 62 is data in which the number of steps of the user estimated based on the ACT data 52 output by the actual measurement sensor 20 is arranged in a time series.

EEデータ63は、例えば、実測センサ20により出力されたACTデータ52とあらかじめ記憶された体重等のデータに基づいて推定されたEEを時系列で並べたデータである。ATデータ64、BMデータ65、及びSSデータ66は、例えば、実測センサ20により出力されたACTデータ52に基づいて算出されたAT、BM、SSを時系列で並べたデータである。 The EE data 63 is, for example, data in which EE estimated based on the ACT data 52 output by the actual measurement sensor 20 and data such as weight stored in advance is arranged in chronological order. The AT data 64, BM data 65, and SS data 66 are, for example, data in which AT, BM, and SS calculated based on the ACT data 52 output by the actual measurement sensor 20 are arranged in chronological order.

SKデータ67は、実測センサ20により出力された皮膚温実測データを時系列で並べたデータである。UVデータ68は、実測センサ20により出力されたUV実測データを時系列で並べたデータである。CTデータ69は、実測センサ20により出力された会話データに基づいて推定された会話時間を時系列で並べたデータである。 SK data 67 is data in which actual skin temperature measurement data output by the actual measurement sensor 20 is arranged in chronological order. UV data 68 is data in which actual UV measurement data output by the actual measurement sensor 20 is arranged in chronological order. CT data 69 is data in which conversation times estimated based on conversation data output by the actual measurement sensor 20 are arranged in chronological order.

データ管理部32は、集計データ生成条件が成立したか否かを判定する。集計データ生成条件は、例えば、入力部11により要請情報が出力されることにより成立する。集計データ生成条件は、その他の条件でもよい。集計データ生成条件は、例えば、一定時間が経過するごとに成立してもよいし、取得部31により取得された実測データ、測定データ、計測データが一定数となったときに成立してもよいし、これらの条件が複数満たされることで成立してもよい。 The data management unit 32 determines whether the aggregated data generation condition is met. The aggregated data generation condition is met, for example, when request information is output by the input unit 11. The aggregated data generation condition may be another condition. The aggregated data generation condition may be met, for example, every time a certain amount of time has passed, or when a certain amount of actual measurement data, measurement data, and measurement data acquired by the acquisition unit 31 has been acquired, or when a number of these conditions are satisfied.

データ管理部32は、集計データ生成条件が成立した場合に、集計データを生成する時間内におけるHRデータ61が欠損データを含むか否かを判定する。データ管理部32は、HRデータ61が欠損データを含むか否かの判定の結果を推定部33及び補完部34に提供する。 When the aggregated data generation condition is met, the data management unit 32 determines whether the HR data 61 during the time period for generating the aggregated data includes missing data. The data management unit 32 provides the estimation unit 33 and the completion unit 34 with the result of the determination as to whether the HR data 61 includes missing data.

計測データ60のうち、HRデータ61は、光センサ21の実測値に基づいて算出されるデータであり、光センサ21による実測の状況などに応じて、欠損が見られることが比較的多いデータである。その他の計測データ60は、ほとんど欠損が見られないデータである。このため、HRデータ61は、欠損データを含む計測データとなることがある。一方、HRデータ61以外の生体情報の計測データ60は、HRデータ61が欠損データとなっている場合でも、測定データとして計測できていることが多く、本発明は、それらを用いて、HRデータ61の欠損データの補完に用いるものである。 Of the measurement data 60, HR data 61 is data calculated based on the actual measurement value of the optical sensor 21, and is data that is relatively often missing depending on the conditions of the actual measurement by the optical sensor 21. The other measurement data 60 is data that is almost free of missing data. For this reason, HR data 61 may be measurement data that includes missing data. On the other hand, measurement data 60 of biological information other than HR data 61 can often be measured as measurement data even when HR data 61 is missing data, and the present invention uses them to supplement the missing data of HR data 61.

欠損データの補完の対象となる平均心拍数(HR)は、対象生体情報の一例である。また、エネルギー消費量(EE)、活動タイプ(AT)、体動タイプ(BM)、睡眠状態(SS)、皮膚温(SK)、紫外線レベル(UV)、会話時間(CT)は、対象生体情報以外の参照生体情報の一例である。 The average heart rate (HR), which is the subject of missing data complementation, is an example of target biological information. In addition, energy expenditure (EE), activity type (AT), body movement type (BM), sleep state (SS), skin temperature (SK), ultraviolet light level (UV), and conversation time (CT) are examples of reference biological information other than target biological information.

推定部33は、HRデータ61が欠損データを含む場合には、欠損データを含む計測データ60と、欠損データを含まない計測データ60を用いた重回帰分析によるシミュレーションを行って欠損データを推定する。欠損データを含む計測データ60には、HRデータ61(以下、対象計測データともいう)が含まれる。欠損データを含まない計測データ60には、STPデータ62、EEデータ63、ATデータ64、BMデータ65、SSデータ66、SKデータ67、UVデータ68、及びCTデータ69(以下、参照計測データともいう)を用いてシミュレーションを行い、欠損データを推定する。 When the HR data 61 includes missing data, the estimation unit 33 performs a simulation using multiple regression analysis with the measurement data 60 including the missing data and the measurement data 60 not including the missing data to estimate the missing data. The measurement data 60 including the missing data includes the HR data 61 (hereinafter also referred to as the target measurement data). For the measurement data 60 not including the missing data, a simulation is performed using the STP data 62, EE data 63, AT data 64, BM data 65, SS data 66, SK data 67, UV data 68, and CT data 69 (hereinafter also referred to as the reference measurement data) to estimate the missing data.

推定部33は、例えば、対象計測データと参照計測データを用いた重回帰分析を利用してシミュレーションを行う。重回帰分析は、例えば、対象計測データと参照計測データのすべてのデータを投入する強制投入法により行う。推定部33は、強制投入法以外の方法、例えば、ステップワイズ法により重回帰分析を行ってもよいが、投入するデータ(パラメータ)が少ない場合には、強制投入法により行うようにした方がよい。 The estimation unit 33 performs a simulation, for example, using multiple regression analysis using the target measurement data and the reference measurement data. The multiple regression analysis is performed, for example, by a forced input method in which all data, the target measurement data and the reference measurement data, are input. The estimation unit 33 may perform the multiple regression analysis by a method other than the forced input method, for example, a stepwise method, but when the amount of data (parameters) to be input is small, it is better to use the forced input method.

推定部33は、対象計測データと組み合わせる参照計測データを変えたシミュレーションを行い、もっとも有意確率が低い組み合わせとなる参照計測データを用いて、欠損データを算出するためのモデル(以下、欠損データ算出モデル)を導出する。推定部33は、導出した欠損データ算出モデルに各時刻の参照計測データを代入することにより、欠損データとなった対象計測データの推定値を推定データとして算出する。 The estimation unit 33 performs a simulation in which the reference measurement data to be combined with the target measurement data is changed, and derives a model for calculating missing data (hereinafter, the missing data calculation model) using the reference measurement data that results in a combination with the lowest significance probability. The estimation unit 33 substitutes the reference measurement data at each time point into the derived missing data calculation model, thereby calculating an estimate of the target measurement data that has become missing data as estimated data.

補完部34は、推定部33により算出された推定データを対象計測データであるHRデータ61に補完する。補完部34は、HRデータ61の欠損データを推定データで補完することにより、欠損データがなくなり、各時刻のデータが満たされたHRデータ61を生成する。 The complementing unit 34 complements the estimated data calculated by the estimation unit 33 to the HR data 61, which is the target measurement data. The complementing unit 34 complements the missing data of the HR data 61 with the estimated data, thereby generating HR data 61 that has no missing data and is filled with data for each time.

提供部35は、推定データが補完されたHRデータ61を含む計測データ60に基づいて、要求情報に応じた提供データを生成する。提供部35は、例えば、要求情報が過去1週間分のユーザの脈拍の推移である場合に、HRデータ61に基づいて脈拍の推移を求めて、提供データとして出力部12に出力し、出力部12に出力させることによりユーザに提供する。 The providing unit 35 generates provided data according to the requested information based on the measurement data 60 including the HR data 61 supplemented with the estimated data. For example, when the requested information is a change in the user's pulse rate over the past week, the providing unit 35 obtains the change in the pulse rate based on the HR data 61, outputs it to the output unit 12 as provided data, and provides it to the user by having the output unit 12 output it.

続いて、実施形態の生体センサ1の処理について説明する。ここでは、主に、生体センサ1の制御部30における処理について説明する。図2は、実施形態の生体センサ1の処理の一例を示すフローチャートである。生体センサ1における制御部30は、まず、取得部31において、入力部11により出力される実測データを取得したか否かを判定する(ステップS101)。 Next, the processing of the biosensor 1 of the embodiment will be described. Here, the processing in the control unit 30 of the biosensor 1 will be mainly described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of the processing of the biosensor 1 of the embodiment. The control unit 30 of the biosensor 1 first determines in the acquisition unit 31 whether or not the actual measurement data output by the input unit 11 has been acquired (step S101).

実測データを取得したと判定した場合、取得部31は、取得した実測データを利用して測定データ及び計測データを生成してメモリ40に格納する(ステップS103)。実測データを取得していないと判定した場合、取得部31は、ステップS103の処理をスキップし、処理をステップS105に進める。 If it is determined that actual measurement data has been acquired, the acquisition unit 31 generates measurement data and measurement data using the acquired actual measurement data and stores the data in the memory 40 (step S103). If it is determined that actual measurement data has not been acquired, the acquisition unit 31 skips the process of step S103 and proceeds to the process of step S105.

続いて、データ管理部32は、入力部11により要求情報を出力されたり、一定時間が経過したりするなどして集計データ生成条件が成立したか否かを判定する(ステップS105)。集計データ生成条件が成立していないと判定した場合、生体センサ1は、図2に示す処理を終了する。 Then, the data management unit 32 determines whether the aggregate data generation conditions are met by, for example, outputting request information from the input unit 11 or the passage of a certain period of time (step S105). If it is determined that the aggregate data generation conditions are not met, the biosensor 1 ends the process shown in FIG. 2.

集計データ生成条件が成立したと判定した場合、データ管理部32は、メモリ40に格納された30日分の計測データ60をメモリ40から読み出す(ステップS107)。続いて、データ管理部32は、読み出した計測データのうち、HRデータ61が欠損データを含むか否かを判定する(ステップS109)。 If it is determined that the aggregate data generation condition is met, the data management unit 32 reads out from the memory 40 the measurement data 60 for 30 days stored therein (step S107). Next, the data management unit 32 determines whether the HR data 61 of the read measurement data includes missing data (step S109).

HRデータ61は欠損データを含むと判定した場合、推定部33は、対象計測データ(HRデータ61)と参照計測データ(STPデータ62~CTデータ69)とを用いた強制投入法による重回帰分析を利用したシミュレーションを行う(ステップS111)。推定部33は、シミュレーションの結果に基づいて、欠損データ算出モデルを導出する(ステップS113)。 When it is determined that the HR data 61 includes missing data, the estimation unit 33 performs a simulation using multiple regression analysis with a forced input method using the target measurement data (HR data 61) and the reference measurement data (STP data 62 to CT data 69) (step S111). The estimation unit 33 derives a missing data calculation model based on the results of the simulation (step S113).

欠損データ算出モデルを導出するにあたり、推定部33は、8つの参照計測データの中から、組み合わせの異なる1個~8個の参照計測データを選択し、それぞれの参照計測データの組み合わせとHRデータ61とを用いた重回帰分析を行う。推定部33は、重回帰分析の結果、最も有意確率が低くなった参照計測データの組み合わせとHRデータ61により、欠損データ算出モデルを導出する。 When deriving the missing data calculation model, the estimation unit 33 selects one to eight different combinations of reference measurement data from the eight reference measurement data, and performs multiple regression analysis using each combination of reference measurement data and the HR data 61. The estimation unit 33 derives the missing data calculation model using the combination of reference measurement data with the lowest significance probability as a result of the multiple regression analysis and the HR data 61.

続いて、推定部33は、導出した欠損データ算出モデルに、欠損データが生じた時刻における参照計測データを代入する(ステップS115)。推定部33は、欠損データ算出モデルに参照計測データを代入することにより、欠損データとして推定される推定データを生成する(ステップS117)。 Then, the estimation unit 33 substitutes the reference measurement data at the time when the missing data occurred into the derived missing data calculation model (step S115). The estimation unit 33 generates estimated data that is estimated as missing data by substituting the reference measurement data into the missing data calculation model (step S117).

続いて、補完部34は、推定部33により生成された推定データを、HRデータ61における欠損データとなった時刻のデータとして補完し、欠損データのなくなったHRデータ61を生成する(ステップS119)。また、ステップS109において、HRデータ61が欠損データを含まないと判定した場合、データ管理部32は、処理をステップS121に進める。 Then, the complementing unit 34 complements the estimated data generated by the estimation unit 33 as data for the time when the missing data occurred in the HR data 61, and generates HR data 61 without the missing data (step S119). Also, if it is determined in step S109 that the HR data 61 does not contain missing data, the data management unit 32 advances the process to step S121.

続いて、提供部35は、欠損データのない計測データを用いて、要求情報に応じた提供データを生成する(ステップS121)。提供部35は、生成した提供データを出力部12に出力して出力部12により出力させることにより、ユーザに提供する(ステップS123)。こうして、生体センサ1は、図2に示す処理を終了する。 Then, the providing unit 35 generates provision data according to the request information using the measurement data without missing data (step S121). The providing unit 35 outputs the generated provision data to the output unit 12 and causes the output unit 12 to output the data, thereby providing the data to the user (step S123). In this way, the biosensor 1 ends the process shown in FIG. 2.

実施形態の生体センサ1は、欠損データが含まれる対象計測データが生じた場合に、対象計測データ及び参照計測データを用いたシミュレーションを行って欠損データを推定する。このため、欠損データを補完する補完データを精度の高いものとすることができ、データの欠損を適切に補完することができる。 When target measurement data containing missing data occurs, the biosensor 1 of the embodiment estimates the missing data by performing a simulation using the target measurement data and reference measurement data. This makes it possible to generate highly accurate complementary data that complements the missing data, and to appropriately complement the missing data.

また、実施形態の生体センサ1は、シミュレーションを行う際に、重回帰分析を利用するので、補完データの精度をより高くすることができる。また、実施形態の生体センサ1は、強制投入法により重回帰分析を行うので、補完データの精度をより高くすることができる。重回帰分析に用いられる計測データ60は、メモリ40に格納された分のみで済むので、強制投入法によっても演算の負荷が大きくなりすぎないようにすることができる。 The biosensor 1 of the embodiment also uses multiple regression analysis when performing a simulation, which allows for higher accuracy of the complementary data. The biosensor 1 of the embodiment also performs multiple regression analysis using a forced input method, which allows for higher accuracy of the complementary data. The measurement data 60 used in the multiple regression analysis only needs to be that amount stored in the memory 40, so even with the forced input method, the computation load can be prevented from becoming too large.

続いて、欠損データを推定するシミュレーションについて検証を行った結果について説明する。検証は、ユーザの行動として、「睡眠中」「運動中(ヨガ)」「歩行」の3パターンの行動における計測データ60を収集した後、各計測データのうち、HRデータ61が欠損した計測データ60の時系列を生成し、欠損値をシミュレーションする形で行った。 Next, we will explain the results of a verification performed on a simulation to estimate missing data. The verification was performed by collecting measurement data 60 for three patterns of user behavior: "sleeping," "exercising (yoga)," and "walking," then generating a time series of measurement data 60 in which HR data 61 was missing from each of the measurement data, and simulating the missing values.

検証においては、欠損データを推定するための計測データとして、欠損が生じた時刻の前後5分間における参照計測データをパラメータとするデータを用いた重回帰分析により欠損データ算出モデルを導出した。重解析分析は、強制投入法により行い、導出した欠損データ算出モデルを利用して欠損データを推定した。 In the verification, a missing data calculation model was derived by multiple regression analysis using data with reference measurement data for 5 minutes before and after the time the missing data occurred as parameters as measurement data for estimating the missing data. The multiple regression analysis was performed using the forced entry method, and the derived missing data calculation model was used to estimate the missing data.

(検証1:睡眠中、欠損データ=1)
まず、ユーザの睡眠中の計測データとして、HR、STP、EE、AT、BM、SS、SK、UV、CTの各参照生体情報の計測データを1分間隔で合計11分間(t1~t11)取得した。検証1では、欠損データを1としてHRデータの1つ、ここではt=6のHRデータを欠損させた。図3は、検証1(睡眠中)におけるHRデータを示す図である。図3(a)は、取得したHRデータの時系列表示であり、(b)は、欠損時刻=t6とした時系列表示であり、(c)は、欠損データを補完した時系列表示である。欠損時刻とは、計測データを欠損したときの時刻である。STP、EE、AT、BM、SS、SK、UV、CTの各計測データについての時系列表示は省略する。
(Verification 1: During sleep, missing data = 1)
First, as the measurement data during the user's sleep, the measurement data of each reference biological information of HR, STP, EE, AT, BM, SS, SK, UV, and CT was acquired at one-minute intervals for a total of 11 minutes (t1 to t11). In verification 1, the missing data was set to 1, and one piece of HR data, here the HR data at t=6, was missing. FIG. 3 is a diagram showing HR data in verification 1 (during sleep). FIG. 3(a) is a time series display of the acquired HR data, FIG. 3(b) is a time series display with the missing time=t6, and FIG. 3(c) is a time series display with the missing data complemented. The missing time is the time when the measurement data was missing. The time series display of each measurement data of STP, EE, AT, BM, SS, SK, UV, and CT is omitted.

検証1においては、参照生体情報を変化させて強制投入法による重回帰分析により欠損データ算出モデルを生成し、それぞれの欠損データ算出モデルの相関係数(=R)を比較した。その結果、参照生体情報をSK、AT、BMの3つとして生成した欠損データ算出モデルが最も相関係数が高い結果となった。SK、AT、BMの3つの参照生体情報の計測データを利用して生成した欠損データ算出モデルを下記(1)式に示す。また、(1)式に示す欠損データ算出モデルの要約、係数、分散分析の結果をそれぞれ表1に示す。
欠損HR(t)=0.72*AT(t)+0.804*BM(t)-0.819*SK(t)+86.811…(1)

Figure 2025068788000002
In verification 1, the reference biological information was changed and a missing data calculation model was generated by multiple regression analysis using the forced entry method, and the correlation coefficient (=R) of each missing data calculation model was compared. As a result, the missing data calculation model generated using the three reference biological information SK, AT, and BM had the highest correlation coefficient. The missing data calculation model generated using the measurement data of the three reference biological information SK, AT, and BM is shown in the following formula (1). In addition, the summary, coefficient, and results of variance analysis of the missing data calculation model shown in formula (1) are shown in Table 1.
Deficit HR(t) = 0.72*AT(t) + 0.804*BM(t) - 0.819*SK(t) + 86.811 ... (1)
Figure 2025068788000002

上記(1)式において、t=6を代入して補完データを算出し、算出した補完データを図3(b)の欠損時刻に補完することより、図3(c)に示す時系列の計測データを生成する。図3(c)に示すt=6の計測データは、図3(a)に示すt=6の計測データに近い値となった。 In the above formula (1), t=6 is substituted to calculate the complementary data, and the calculated complementary data is then complementary to the missing time in FIG. 3(b), generating the time-series measurement data shown in FIG. 3(c). The measurement data at t=6 shown in FIG. 3(c) is close to the measurement data at t=6 shown in FIG. 3(a).

(検証2:睡眠中、欠損データ=2)
検証2では、検証1と同様に睡眠中の計測データを取得した。計測データとしては、1分間隔で合計12分間(t1~t12)のデータを取得した。また、欠損データを2としてHRデータの2つ、ここではt=6,7のHRデータを欠損させた。図4は、検証2(睡眠中)におけるHRデータを示す図である。図4(a)は、取得したHRデータの時系列表示であり、(b)は、欠損時刻t=6,7とした時系列表示であり、(c)は、欠損データを補完した時系列表示である。
(Verification 2: During sleep, missing data = 2)
In verification 2, measurement data during sleep was acquired in the same way as in verification 1. Measurement data was acquired for a total of 12 minutes (t1 to t12) at 1-minute intervals. In addition, two pieces of HR data were missing, in this case HR data at t=6 and 7, with two pieces of missing data. FIG. 4 is a diagram showing HR data in verification 2 (during sleep). FIG. 4(a) is a time series display of the acquired HR data, FIG. 4(b) is a time series display with missing times t=6 and 7, and FIG. 4(c) is a time series display with the missing data complemented.

検証2においては、検証1と同様に強制投入法による重回帰分析して欠損データ算出モデルを生成し、相関係数を比較した結果、参照生体情報をSK、AT、BMの3つとして生成した欠損データ算出モデルが最も相関係数が高い結果となった。SK、AT、BMの3つとして生成した欠損データ算出モデルを下記(2)に示す。また、(2)に示す欠損データ算出モデルの要約、係数、分散分析の結果をそれぞれ表2に示す。
欠損HR(t)=-1.691*AT(t)- 0.529*BM(t)-1.164*SK(t)+103.971…(2)

Figure 2025068788000003
In verification 2, a missing data calculation model was generated by multiple regression analysis using the forced entry method as in verification 1, and the correlation coefficients were compared. As a result, the missing data calculation model generated using the three reference biological information items SK, AT, and BM had the highest correlation coefficient. The missing data calculation model generated using the three items SK, AT, and BM is shown in (2) below. In addition, the summary, coefficients, and results of analysis of variance of the missing data calculation model shown in (2) are shown in Table 2.
Deficit HR(t) = -1.691*AT(t) - 0.529*BM(t) - 1.164*SK(t) + 103.971 ... (2)
Figure 2025068788000003

上記(2)式において、t=6,7を代入して補完データを算出し、算出した補完データを図4(b)の欠損時刻に補完することより、図4(c)に示す時系列の計測データを生成する。図4(c)に示すt=6,7計測データは、図4(a)に示すt=6,7の計測データに近い値となった。 In the above formula (2), t=6, 7 is substituted to calculate the complementary data, and the calculated complementary data is complementary to the missing time in FIG. 4(b), generating the time series measurement data shown in FIG. 4(c). The t=6, 7 measurement data shown in FIG. 4(c) is close to the t=6, 7 measurement data shown in FIG. 4(a).

(検証3:睡眠中、欠損データ=3)
検証3では、検証1と同様に睡眠中の計測データを取得した。計測データとしては、1分間隔で合計13分間(t1~t13)のデータを取得した。また、欠損データを3としてHRデータの3つ、ここではt=6,7,8のHRデータを欠損させた。図5は、検証3(睡眠中)におけるHRデータを示す図である。図5(a)は、取得したHRデータの時系列表示であり、(b)は、欠損時刻=t6,7,8とした時系列表示であり、(c)は、欠損データを補完した時系列表示である。
(Verification 3: During sleep, missing data = 3)
In verification 3, measurement data during sleep was acquired in the same way as in verification 1. Measurement data was acquired for a total of 13 minutes (t1 to t13) at 1-minute intervals. In addition, three pieces of HR data were missing, in this case HR data at t=6, 7, and 8, with three pieces of missing data. FIG. 5 is a diagram showing HR data in verification 3 (during sleep). FIG. 5(a) is a time series display of the acquired HR data, FIG. 5(b) is a time series display with missing times=t6, 7, and 8, and FIG. 5(c) is a time series display with the missing data complemented.

検証3においては、検証1と同様に強制投入法による重回帰分析して欠損データ算出モデルを生成し、相関係数を比較した結果、参照生体情報をSK、BMの2つとして生成した欠損データ算出モデルが最も相関係数が高い結果となった。SK、BMの2つとして生成した欠損データ算出モデルを下記(3)式に示す。また、(3)式に示す欠損データ算出モデルの要約、係数、分散分析の結果をそれぞれ表3に示す。
欠損HR(t)=-2.863*BM(t)+38.128*SK(t)-1256.157…(3)

Figure 2025068788000004
In verification 3, a missing data calculation model was generated by multiple regression analysis using the forced entry method as in verification 1, and the correlation coefficients were compared. As a result, the missing data calculation model generated using two pieces of reference biological information, SK and BM, had the highest correlation coefficient. The missing data calculation model generated using two pieces of SK and BM is shown in the following formula (3). In addition, the summary, coefficients, and results of variance analysis of the missing data calculation model shown in formula (3) are shown in Table 3.
Deficit HR (t) = -2.863*BM(t)+38.128*SK(t)-1256.157…(3)
Figure 2025068788000004

上記(3)式において、t=6,7,8を代入して補完データを算出し、算出した補完データを図5(b)の欠損時刻に補完することより、図5(c)に示す時系列の計測データを生成する。図5(c)に示すt=6,7,8計測データは、図5(a)に示すt=5,6,7の計測データに近い値となった。 In the above formula (3), t = 6, 7, 8 is substituted to calculate the complementary data, and the calculated complementary data is complementary to the missing time in Figure 5 (b), generating the time series measurement data shown in Figure 5 (c). The measurement data at t = 6, 7, 8 shown in Figure 5 (c) is close to the measurement data at t = 5, 6, 7 shown in Figure 5 (a).

(検証4:運動中(ヨガ)、欠損データ=1)
検証4では、ユーザの運動中(ヨガ)の計測データを取得した。計測データとしては、1分間隔で合計11分間(t1~t11)のデータを取得した。また、欠損データを1としてHRデータの1つ、ここではt=6のHRデータを欠損させた。図6は、検証4(運動中(ヨガ))におけるHRデータを示す図である。図6(a)は、取得したHRデータの時系列表示であり、(b)は、欠損時刻t=6とした時系列表示であり、(c)は、欠損データを補完した時系列表示である。
(Verification 4: During exercise (yoga), missing data = 1)
In verification 4, measurement data was acquired while the user was exercising (yoga). Measurement data was acquired for a total of 11 minutes (t1 to t11) at 1-minute intervals. In addition, one piece of HR data was missing, in this case the HR data at t=6, with the missing data being set as 1. FIG. 6 is a diagram showing HR data in verification 4 (during exercise (yoga)). FIG. 6(a) is a time series display of the acquired HR data, (b) is a time series display with the missing time t=6, and (c) is a time series display with the missing data complemented.

検証4においては、検証1と同様に強制投入法による重回帰分析して欠損データ算出モデルを生成し、相関係数を比較した結果、参照生体情報をSK、EEの2つとして生成した欠損データ算出モデルが最も相関係数が高い結果となった。SK、EEの2つとして生成した欠損データ算出モデルを下記(4)式に示す。また、(4)式に示す欠損データ算出モデルの要約、係数、分散分析の結果をそれぞれ表4に示す。
欠損HR(t)=-4.274*EE(t)+5.535*SK(t)-98.082…(4)

Figure 2025068788000005
In verification 4, a missing data calculation model was generated by multiple regression analysis using the forced entry method as in verification 1, and the correlation coefficients were compared. As a result, the missing data calculation model generated using two pieces of reference biological information, SK and EE, had the highest correlation coefficient. The missing data calculation model generated using two pieces of SK and EE is shown in the following formula (4). In addition, the summary, coefficients, and results of variance analysis of the missing data calculation model shown in formula (4) are shown in Table 4.
Deficit HR(t) = -4.274*EE(t) + 5.535*SK(t) - 98.082 ... (4)
Figure 2025068788000005

上記(4)式において、t=6を代入して補完データを算出し、算出した補完データを図6(b)の欠損時刻に補完することより、図6(c)に示す時系列の計測データを生成する。図6(c)に示すt=6計測データは、図6(a)に示すt=6の計測データに近い値となった。 In the above formula (4), t=6 is substituted to calculate the complementary data, and the calculated complementary data is then complementary to the missing time in FIG. 6(b), generating the time-series measurement data shown in FIG. 6(c). The t=6 measurement data shown in FIG. 6(c) is close to the t=6 measurement data shown in FIG. 6(a).

(検証5:歩行、欠損データ=1)
検証5では、ユーザが歩行をしながら活動しているときの計測データを取得した。計測データとしては、1分間隔で合計11分間(t1~t11)のデータを取得した。また、欠損データを1としてHRデータの1つ、ここではt=6のHRデータを欠損させた。図7(歩行)は、検証5におけるHRデータを示す図である。図7(a)は、取得したHRデータの時系列表示であり、(b)は、欠損時刻t=6とした時系列表示であり、(c)は、欠損データを補完した時系列表示である。
(Verification 5: walking, missing data = 1)
In verification 5, measurement data was acquired when the user was active while walking. Measurement data was acquired for a total of 11 minutes (t1 to t11) at 1-minute intervals. In addition, one piece of HR data was missing, in this case the HR data at t=6, with the missing data being set as 1. FIG. 7 (walking) is a diagram showing HR data in verification 5. FIG. 7(a) is a time series display of the acquired HR data, (b) is a time series display with the missing time t=6, and (c) is a time series display with the missing data complemented.

検証5においては、検証1と同様に強制投入法による重回帰分析して欠損データ算出モデルを生成し、相関係数を比較した結果、参照生体情報をSK、AT、STP、EEの4つとして生成した欠損データ算出モデルが最も相関係数が高い結果となった。SK、AT、STP、EEの4つとして生成した欠損データ算出モデルを下記(5)式に示す。また、(5)式に示す欠損データ算出モデルの要約、係数、分散分析の結果をそれぞれ表5に示す。
欠損HR(t)=-0.228*STP(t)+11.187*EE(t)+21.273*AT(t)-30.333*SK(t)+945.114…(5)

Figure 2025068788000006
In verification 5, a missing data calculation model was generated by multiple regression analysis using the forced entry method as in verification 1, and the correlation coefficients were compared. As a result, the missing data calculation model generated using the four reference biological information items SK, AT, STP, and EE had the highest correlation coefficient. The missing data calculation model generated using the four items SK, AT, STP, and EE is shown in the following formula (5). In addition, the summary, coefficients, and results of analysis of variance of the missing data calculation model shown in formula (5) are shown in Table 5.
Deficit HR (t) = -0.228*STP(t)+11.187*EE(t)+21.273*AT(t)-30.333*SK(t)+945.114…(5)
Figure 2025068788000006

上記(5)式において、t=6を代入して補完データを算出し、算出した補完データを図7(b)の欠損時刻に補完することより、図7(c)に示す時系列の計測データを生成する。図7(c)に示すt=6計測データは、図7(a)に示すt=6の計測データに近い値となった。 In the above formula (5), t=6 is substituted to calculate the complementary data, and the calculated complementary data is complementary to the missing time in FIG. 7(b), generating the time-series measurement data shown in FIG. 7(c). The t=6 measurement data shown in FIG. 7(c) is close to the t=6 measurement data shown in FIG. 7(a).

上記の実施形態では、生体センサ1は、計測データに基づいて欠損データ算出モデルを生成するが、計測データの実測データを含めて欠損データ算出モデルを生成してもよい。また、上記の実施形態では、提供部35は、計測データ60を含む提供データを生成しているが、提供部35は、計測データ60のほかにPPIデータ51やACTデータ52などの測定データ50を含めて提供データを生成してもよい。ユーザは、測定データの提供も要求情報に含めて入力部11の入力操作を行うことができるようにしてよい。 In the above embodiment, the biosensor 1 generates a missing data calculation model based on the measurement data, but the missing data calculation model may be generated including the actual measurement data. Also, in the above embodiment, the providing unit 35 generates the provided data including the measurement data 60, but the providing unit 35 may generate the provided data including the measurement data 50 such as the PPI data 51 and the ACT data 52 in addition to the measurement data 60. The user may be able to perform input operations on the input unit 11 by including the provision of the measurement data in the request information.

また、上記の実施形態では、欠損データ生成装置が生体センサ1の中の制御部30として設けられているが、欠損データ生成装置は、生体センサ1の外部の外部装置に設けられていてもよい。この場合、欠損データ生成装置は、生体センサ1と有線またはネットワークを介した無線により接続可能とされた外部装置としてのサーバなどに設けられていてもよい。 In the above embodiment, the missing data generating device is provided as the control unit 30 in the biosensor 1, but the missing data generating device may be provided in an external device outside the biosensor 1. In this case, the missing data generating device may be provided in a server or the like as an external device that can be connected to the biosensor 1 by wire or wirelessly via a network.

また、上記の実施形態では、1分間隔で計測データを生成するが、1分未満の間隔、たとえば30秒間隔で計測データを生成してもよいし、1分を超える時間、例えば5分間隔で計測データを生成してもよい。 In addition, in the above embodiment, measurement data is generated at one-minute intervals, but measurement data may be generated at intervals less than one minute, for example, at 30-second intervals, or may be generated at intervals greater than one minute, for example, at five-minute intervals.

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明した。ただし、欠損データ補完装置、生体センサ、欠損データ補完方法、及びプログラムは、上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形、置換、組み合わせ及び設計変更の少なくとも一つを加えることができる。 The above describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. However, the missing data completion device, biosensor, missing data completion method, and program are not limited to the above-described embodiment, and various modifications, substitutions, combinations, and/or design changes may be made without departing from the spirit of the present invention.

また、上述した本発明の実施形態の効果は、一例として説明した効果である。したがって、本発明の実施形態は、上述した効果以外にも上述した実施形態の記載から当業者が認識し得る他の効果も奏し得る。 The effects of the above-described embodiments of the present invention are merely examples. Therefore, in addition to the effects described above, the embodiments of the present invention may also have other effects that a person skilled in the art may recognize from the description of the above-described embodiments.

1 生体センサ、10…入出力部、11…入力部、12…出力部、20…実測センサ、21…光センサ、22…加速度センサ、23…UVセンサ、24…温度センサ、25…マイク、30…制御部、31…取得部、32…データ管理部、33…推定部、34…補完部、35…提供部、40…メモリ、50…測定データ、51…PPIデータ、52…ACTデータ、60…計測データ、61…HRデータ、62…STPデータ、63…EEデータ、64…ATデータ、65…BMデータ、66…SSデータ、67…SKデータ、68…UVデータ、69…CTデータ 1 Biosensor, 10... Input/Output Unit, 11... Input Unit, 12... Output Unit, 20... Actual Measurement Sensor, 21... Light Sensor, 22... Acceleration Sensor, 23... UV Sensor, 24... Temperature Sensor, 25... Microphone, 30... Control Unit, 31... Acquisition Unit, 32... Data Management Unit, 33... Estimation Unit, 34... Complement Unit, 35... Provision Unit, 40... Memory, 50... Measurement Data, 51... PPI Data, 52... ACT Data, 60... Measurement Data, 61... HR Data, 62... STP Data, 63... EE Data, 64... AT Data, 65... BM Data, 66... SS Data, 67... SK Data, 68... UV Data, 69... CT Data

Claims (7)

複数の生体情報に関する時系列の計測データを取得する取得部と、
前記計測データに欠損データを含む生体情報である対象生体情報の計測データである対象計測データ及び前記対象生体情報以外の生体情報である参照生体情報の計測データである参照計測データを用いたシミュレーションにより、前記欠損データを推定する推定部と、を備える、
欠損データ補完装置。
an acquisition unit that acquires time-series measurement data relating to a plurality of pieces of biological information;
and an estimation unit that estimates the missing data by a simulation using target measurement data, which is measurement data of target biological information, which is biological information including missing data in the measurement data, and reference measurement data, which is measurement data of reference biological information, which is biological information other than the target biological information.
A device for filling in missing data.
前記対象生体情報は、平均心拍数であり、
前記参照生体情報は、歩数、エネルギー消費量、活動タイプ、体動タイプ、睡眠状態、皮膚温、紫外線レベル、または会話時間のうち少なくともいずれか1つを含む、
請求項1に記載の欠損データ補完装置。
The target biological information is an average heart rate,
The reference biological information includes at least one of the number of steps, energy consumption, activity type, body movement type, sleep state, skin temperature, ultraviolet light level, and conversation time.
2. The missing data repair device according to claim 1.
前記推定部は、前記対象計測データ及び前記参照計測データを用いた重回帰分析を利用して前記シミュレーションを実行する、
請求項2に記載の欠損データ補完装置。
the estimation unit executes the simulation by utilizing a multiple regression analysis using the target measurement data and the reference measurement data.
3. The missing data repair device according to claim 2.
前記推定部は、強制投入法により前記重回帰分析を実行する、
請求項3に記載の欠損データ補完装置。
The estimation unit performs the multiple regression analysis by a forced input method.
4. The missing data repair device according to claim 3.
生体の変化に関する生体変化を実測する実測センサと、
前記生体変化に基づいて導出した複数の生体情報に関する時系列の計測データを取得する取得部と、
前記計測データにおける欠損データを含む生体情報である対象生体情報及び前記対象生体情報以外の生体情報である参照生体情報における時系列データを生成し、前記時系列データを用いたシミュレーションにより、前記欠損データを推定する推定部と、
前記推定部により推定された前記欠損データを補完する補完部と、
前記欠損データが補完された前記計測データに基づく提供データを生成して提供する提供部と、を備え、
前記対象生体情報は、平均心拍数であり、
前記参照生体情報は、歩数、エネルギー消費量、活動タイプ、体動タイプ、睡眠状態、皮膚温、紫外線レベル、または会話時間のうち少なくともいずれか1つを含む、
生体センサ。
A measurement sensor that measures a biological change related to a biological change;
an acquisition unit that acquires time-series measurement data relating to a plurality of pieces of biological information derived based on the biological changes;
an estimation unit that generates time series data of target biological information, which is biological information including missing data in the measurement data, and reference biological information, which is biological information other than the target biological information, and estimates the missing data by a simulation using the time series data;
a completion unit that completes the missing data estimated by the estimation unit;
a providing unit that generates and provides provision data based on the measurement data from which the missing data has been complemented;
The target biological information is an average heart rate,
The reference biological information includes at least one of the number of steps, energy consumption, activity type, body movement type, sleep state, skin temperature, ultraviolet light level, and conversation time.
Biometric sensors.
コンピュータが、
複数の生体情報に関する時系列の計測データを取得し、
前記計測データにおける欠損データを含む生体情報である対象生体情報及び前記対象生体情報以外の生体情報である参照生体情報における時系列データを生成し、前記時系列データを用いたシミュレーションにより、前記欠損データを推定する、
欠損データ補完方法。
The computer
Acquire time-series measurement data relating to multiple pieces of biological information;
generating time series data of target biological information, which is biological information including missing data in the measurement data, and reference biological information, which is biological information other than the target biological information, and estimating the missing data by a simulation using the time series data;
Missing data imputation methods.
コンピュータに、
複数の生体情報に関する時系列の計測データを取得し、
前記計測データにおける欠損データを含む生体情報である対象生体情報及び前記対象生体情報以外の生体情報である参照生体情報における時系列データを生成し、前記時系列データを用いたシミュレーションにより、前記欠損データを推定する、ことを行わせる、
プログラム。
On the computer,
Acquire time-series measurement data relating to multiple pieces of biological information;
generating time series data of target biological information, which is biological information including missing data in the measurement data, and reference biological information, which is biological information other than the target biological information, and estimating the missing data by a simulation using the time series data;
program.
JP2023178791A 2023-10-17 2023-10-17 Missing data complementing device, biological sensor, missing data complementing method, and program Pending JP2025068788A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023178791A JP2025068788A (en) 2023-10-17 2023-10-17 Missing data complementing device, biological sensor, missing data complementing method, and program
PCT/JP2024/008007 WO2025083920A1 (en) 2023-10-17 2024-03-04 Missing data complementing device, biometric sensor, missing data complementing method, and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023178791A JP2025068788A (en) 2023-10-17 2023-10-17 Missing data complementing device, biological sensor, missing data complementing method, and program

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2025068788A true JP2025068788A (en) 2025-04-30

Family

ID=95448149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023178791A Pending JP2025068788A (en) 2023-10-17 2023-10-17 Missing data complementing device, biological sensor, missing data complementing method, and program

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2025068788A (en)
WO (1) WO2025083920A1 (en)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4824372B2 (en) * 2005-09-08 2011-11-30 テルモ株式会社 Women's electronic thermometer, control method and control program for women's electronic thermometer
JP4933227B2 (en) * 2006-11-20 2012-05-16 キューオーエル株式会社 Wearable temperature measuring device and body condition estimating method
JP5164646B2 (en) * 2008-04-08 2013-03-21 国立大学法人高知大学 Clinical laboratory data analysis support device, clinical test data analysis support method and program thereof
JP2016153978A (en) * 2015-02-20 2016-08-25 キューオーエル株式会社 Health prediction system and health prediction method
JP2018000543A (en) * 2016-07-01 2018-01-11 セイコーエプソン株式会社 Wearable equipment, control method, and program
CA3121039A1 (en) * 2018-11-29 2020-06-04 January, Inc. Systems, methods, and devices for biophysical modeling and response prediction
US20230139218A1 (en) * 2020-04-17 2023-05-04 Nec Corporation Data processing device, system, data processing method, and recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
WO2025083920A1 (en) 2025-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2535615C2 (en) Determining user energy consumption
CN107466222B (en) Vital sign monitoring system
US11617545B2 (en) Methods and systems for adaptable presentation of sensor data
CN108601566B (en) Mental stress evaluation method and device
WO2014196119A1 (en) Device for processing biological information, and method for processing biological information
CN112272534B (en) Method and apparatus for estimating trend of blood pressure surrogate
CN113171080A (en) A method and system for energy metabolism assessment based on wearable sensor information fusion
CN113598721B (en) Wearable terminal, core body temperature monitoring method thereof and computer readable storage medium
Cosoli et al. Methods for the metrological characterization of wearable devices for the measurement of physiological signals: state of the art and future challenges
CN119446507A (en) A patient pain prediction method and device based on wearable device
JP2020048622A (en) Biological condition estimation device
CN111278353A (en) Method and system for detecting vital sign signal noise
EP3376947A1 (en) Systems and methods for adaptable presentation of sensor data
JP6857975B2 (en) Bio-information processing system and program
JP2025068788A (en) Missing data complementing device, biological sensor, missing data complementing method, and program
CN111589093A (en) Heart rate value correction method based on smart wearable device and smart wearable device
JP2018143442A (en) Electronic equipment and heat acclimatization judgment program
WO2024218148A1 (en) Peripheral artery disease step counter
JP7033362B1 (en) Information processing system, server, information processing method and program
CN114947773B (en) Body temperature monitoring method, device, terminal equipment and storage medium
Poli et al. ADLs Monitoring by accelerometer-based wearable sensors: effect of measurement device and data uncertainty on classification accuracy
TWI856747B (en) Sleep-wake determination system, sleep-wake determination method, and program
CN113208576A (en) PAI value calculation method, device, equipment and storage medium
JP7704205B2 (en) Fatigue level calculation device, fatigue level calculation method, and program
RU2837298C1 (en) Device for monitoring psychoemotional state of user and method for processing obtained data