JP2000023930A - 心拍数乱れ検出装置 - Google Patents
心拍数乱れ検出装置Info
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- JP2000023930A JP2000023930A JP10201827A JP20182798A JP2000023930A JP 2000023930 A JP2000023930 A JP 2000023930A JP 10201827 A JP10201827 A JP 10201827A JP 20182798 A JP20182798 A JP 20182798A JP 2000023930 A JP2000023930 A JP 2000023930A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/84—Data processing systems or methods, management, administration
Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被験者の心拍信号を検出し、即時に心拍数の
乱れを自動検出する。 【解決手段】 心拍信号検出装置１で、被験者の心拍信
号を採取し、制御部２へ出力する。制御部２では、まず
心拍信号の中のＲ波の間隔であるＲＲ間隔を算出する。
次に、メモリ４に記憶された連続した複数個のＲＲ間隔
から次のまたは直前のＲＲ間隔の予測値を算出する。予
測値と予測値に対応する実測したＲＲ間隔の誤差が所定
の判定値より大きい場合には、心拍数の乱れが生じてい
ると判定し、音楽発生装置３から、まず警報音を鳴らし
て心拍数の乱れを報知した後、穏やかな音楽を流して、
心拍数の定常状態への回復を促す。予測値を求める方法
としては、Ｌｅｖｉｎｓｏｎ−Ｄｕｒｂｉｎ予測処理法
により算出した自己回帰係数を用いて、ｋ個の連続した
測定値からｋ次の自己回帰モデルを求め、連続した測定
値の次の測定値や直前の測定値の予測値を予測する方法
を用いた。
乱れを自動検出する。 【解決手段】 心拍信号検出装置１で、被験者の心拍信
号を採取し、制御部２へ出力する。制御部２では、まず
心拍信号の中のＲ波の間隔であるＲＲ間隔を算出する。
次に、メモリ４に記憶された連続した複数個のＲＲ間隔
から次のまたは直前のＲＲ間隔の予測値を算出する。予
測値と予測値に対応する実測したＲＲ間隔の誤差が所定
の判定値より大きい場合には、心拍数の乱れが生じてい
ると判定し、音楽発生装置３から、まず警報音を鳴らし
て心拍数の乱れを報知した後、穏やかな音楽を流して、
心拍数の定常状態への回復を促す。予測値を求める方法
としては、Ｌｅｖｉｎｓｏｎ−Ｄｕｒｂｉｎ予測処理法
により算出した自己回帰係数を用いて、ｋ個の連続した
測定値からｋ次の自己回帰モデルを求め、連続した測定
値の次の測定値や直前の測定値の予測値を予測する方法
を用いた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被験者の心拍信号
を計測し、心拍数の乱れを検出する心拍数乱れ検出装置
に関する。
を計測し、心拍数の乱れを検出する心拍数乱れ検出装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、検出した被験者の心拍信号におけ
る心拍数の乱れの有無の判定には、専門家による波形解
析が必要であった。また、事前に検出された心拍信号の
波形から心拍数の乱れを判定することは比較的容易であ
るが、逐次検出されている心拍信号から、心拍数の乱れ
が生じた直後に、乱れの発生を検出することは困難であ
った。
る心拍数の乱れの有無の判定には、専門家による波形解
析が必要であった。また、事前に検出された心拍信号の
波形から心拍数の乱れを判定することは比較的容易であ
るが、逐次検出されている心拍信号から、心拍数の乱れ
が生じた直後に、乱れの発生を検出することは困難であ
った。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、心拍信号の検出
技術の向上に伴い、例えば、ステアリングから運転者の
心拍信号を検出し、波形の解析結果を活用して移動体を
制御し、運転操作の安全性を向上させる試み等が行われ
ている。しかしながら、心拍信号から心拍数の乱れを自
動検出する手段が無かったため、検出した心拍信号に心
拍数の乱れが生じていても、その情報を有効に生かすこ
とができなかった。本発明は、上記点を改良し、心拍信
号から心拍数の乱れをリアルタイムに自動検出する心拍
数乱れ検出装置を提供することを目的とする。
技術の向上に伴い、例えば、ステアリングから運転者の
心拍信号を検出し、波形の解析結果を活用して移動体を
制御し、運転操作の安全性を向上させる試み等が行われ
ている。しかしながら、心拍信号から心拍数の乱れを自
動検出する手段が無かったため、検出した心拍信号に心
拍数の乱れが生じていても、その情報を有効に生かすこ
とができなかった。本発明は、上記点を改良し、心拍信
号から心拍数の乱れをリアルタイムに自動検出する心拍
数乱れ検出装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、被
験者の心拍信号を採取する心拍信号検出装置と、心拍信
号から心拍数相当データを算出して記憶し、記憶した心
拍数相当データに基づいて心拍数相当データ予測値を算
出し、該心拍数相当データ予測値と、心拍数相当データ
予測値に対応する心拍数相当データの誤差から、心拍数
の乱れを判定する心拍数乱れ判定手段を備えるものとし
た。
験者の心拍信号を採取する心拍信号検出装置と、心拍信
号から心拍数相当データを算出して記憶し、記憶した心
拍数相当データに基づいて心拍数相当データ予測値を算
出し、該心拍数相当データ予測値と、心拍数相当データ
予測値に対応する心拍数相当データの誤差から、心拍数
の乱れを判定する心拍数乱れ判定手段を備えるものとし
た。
【０００５】上記心拍数乱れ判定手段は、（ｎ−ｋ）番
目（但し、ｎは３以上の整数、ｋは２以上の整数）に算
出した心拍数相当データから（ｎ−１）番目に算出した
心拍数相当データまでのｋ個の心拍数相当データからｎ
番目の心拍数相当データの予測値を算出し、実際のｎ番
目の心拍数相当データと前記ｎ番目の心拍数相当データ
の予測値の誤差である前向き予測誤差を算出する前向き
予測誤差算出手段と、前向き予測誤差と予め定められた
第１の判定値を比較して、前向き予測誤差が第１の判定
値より大きい場合には、心拍数が乱れていると判定する
前向き判定手段を有することが好ましい。
目（但し、ｎは３以上の整数、ｋは２以上の整数）に算
出した心拍数相当データから（ｎ−１）番目に算出した
心拍数相当データまでのｋ個の心拍数相当データからｎ
番目の心拍数相当データの予測値を算出し、実際のｎ番
目の心拍数相当データと前記ｎ番目の心拍数相当データ
の予測値の誤差である前向き予測誤差を算出する前向き
予測誤差算出手段と、前向き予測誤差と予め定められた
第１の判定値を比較して、前向き予測誤差が第１の判定
値より大きい場合には、心拍数が乱れていると判定する
前向き判定手段を有することが好ましい。
【０００６】上記心拍数乱れ判定手段は、（ｎ−ｋ＋
１）番目（但し、ｎは３以上の整数、ｋは２以上の整
数）に算出した心拍数相当データからｎ番目に算出した
心拍数相当データまでのｋ個の心拍数相当データから
（ｎ−ｋ）番目の心拍数相当データの予測値を算出し、
実際の（ｎ−ｋ）番目の心拍数相当データと前記（ｎ−
ｋ）番目の心拍数相当データの予測値の誤差である後向
き予測誤差を算出する後向き予測誤差算出手段と、後向
き予測誤差と予め定められた第２の判定値を比較して、
後向き予測誤差が第２の判定値より大きい場合には、心
拍数が乱れていると判定する後向き判定手段を有するこ
ともできる。
１）番目（但し、ｎは３以上の整数、ｋは２以上の整
数）に算出した心拍数相当データからｎ番目に算出した
心拍数相当データまでのｋ個の心拍数相当データから
（ｎ−ｋ）番目の心拍数相当データの予測値を算出し、
実際の（ｎ−ｋ）番目の心拍数相当データと前記（ｎ−
ｋ）番目の心拍数相当データの予測値の誤差である後向
き予測誤差を算出する後向き予測誤差算出手段と、後向
き予測誤差と予め定められた第２の判定値を比較して、
後向き予測誤差が第２の判定値より大きい場合には、心
拍数が乱れていると判定する後向き判定手段を有するこ
ともできる。
【０００７】上記ｋは１５または１６であることが好ま
しい。また、上記前向き予測誤差算出手段または後向き
予測誤差算出手段では、Ｌｅｖｉｎｓｏｎ−Ｄｕｒｂｉ
ｎ予測処理法により予測値を算出することができる。
しい。また、上記前向き予測誤差算出手段または後向き
予測誤差算出手段では、Ｌｅｖｉｎｓｏｎ−Ｄｕｒｂｉ
ｎ予測処理法により予測値を算出することができる。
【０００８】
【作用】被験者の心身の状態が定常状態に保たれていて
も、心拍数は本来一定値が保たれるのではなく、図８の
（ａ）に示すように、所定幅で周期的な変化を繰り返し
ている。何らかの原因で、心身状態が非定常状態になる
と、図８の（ｂ）に示すように、心拍数が周期変化の幅
を超えて急に増加する。心身状態が定常状態に回復する
に従い徐々に心拍数は低下し、通常の心拍数に戻る。
も、心拍数は本来一定値が保たれるのではなく、図８の
（ａ）に示すように、所定幅で周期的な変化を繰り返し
ている。何らかの原因で、心身状態が非定常状態になる
と、図８の（ｂ）に示すように、心拍数が周期変化の幅
を超えて急に増加する。心身状態が定常状態に回復する
に従い徐々に心拍数は低下し、通常の心拍数に戻る。
【０００９】本発明では、まず心拍信号検出装置で、図
９の（ａ）に示すような被験者の心拍信号を採取し、心
拍数相当データとして、例えば（ｂ）に示す心拍信号の
中のＲ波の間隔であるＲＲ間隔を算出し記憶する。算出
した複数個のＲＲ間隔からＲＲ間隔の予測値を求め、予
測値と予測値に対応するＲＲ間隔の誤差に基づいて、心
拍数の乱れを判定する。予測値を求める方法としては、
例えばＬｅｖｉｎｓｏｎ−Ｄｕｒｂｉｎ予測処理法によ
り算出した自己回帰係数を用いて、ｋ個の連続した測定
値からｋ次の自己回帰モデルを求め、連続した測定値か
ら予測値を算出する方法がある。
９の（ａ）に示すような被験者の心拍信号を採取し、心
拍数相当データとして、例えば（ｂ）に示す心拍信号の
中のＲ波の間隔であるＲＲ間隔を算出し記憶する。算出
した複数個のＲＲ間隔からＲＲ間隔の予測値を求め、予
測値と予測値に対応するＲＲ間隔の誤差に基づいて、心
拍数の乱れを判定する。予測値を求める方法としては、
例えばＬｅｖｉｎｓｏｎ−Ｄｕｒｂｉｎ予測処理法によ
り算出した自己回帰係数を用いて、ｋ個の連続した測定
値からｋ次の自己回帰モデルを求め、連続した測定値か
ら予測値を算出する方法がある。
【００１０】まず、連続した測定値から次の測定値の予
測値を算出し、この予測値と実際の測定値の誤差である
前向き予測誤差を求め、この前向き予測誤差が予め定め
られた第１の判定値より大きい場合には、心拍数に乱れ
が生じていると判定できる。また、連続した測定値から
直前の測定値の予測値を算出し、この予測値と実際の測
定値の誤差である後向き予測誤差を求め、この後向き予
測誤差が予め定められた第２の判定値より大きい場合に
は、心拍数に乱れが生じていると判定することもでき
る。
測値を算出し、この予測値と実際の測定値の誤差である
前向き予測誤差を求め、この前向き予測誤差が予め定め
られた第１の判定値より大きい場合には、心拍数に乱れ
が生じていると判定できる。また、連続した測定値から
直前の測定値の予測値を算出し、この予測値と実際の測
定値の誤差である後向き予測誤差を求め、この後向き予
測誤差が予め定められた第２の判定値より大きい場合に
は、心拍数に乱れが生じていると判定することもでき
る。
【００１１】これらの判定は、心拍信号を検出しなが
ら、マイコン等を使用して予測誤差の算出および判定を
行うことができ、心拍信号から心拍数の乱れをリアルタ
イムに自動検出することができる。上記前向き予測誤差
を用いた判定方法と後向き予測誤差を用いた判定方法を
適宜組み合わせて使用することにより、望ましい処理時
間や判定精度を得ることができる。
ら、マイコン等を使用して予測誤差の算出および判定を
行うことができ、心拍信号から心拍数の乱れをリアルタ
イムに自動検出することができる。上記前向き予測誤差
を用いた判定方法と後向き予測誤差を用いた判定方法を
適宜組み合わせて使用することにより、望ましい処理時
間や判定精度を得ることができる。
【００１２】また、予測誤差を算出するための予測値の
個数であるｋの値としては、大きい値を用いれば、予測
誤差は小さくなるが、むやみに大きくすると、統計的な
安定性に欠けるうえ、算出時間が大きくなってしまう。
ｋとしては１５または１６を用いることにより、検出の
即時性を失わずに、望ましい判定精度を得ることができ
る。
個数であるｋの値としては、大きい値を用いれば、予測
誤差は小さくなるが、むやみに大きくすると、統計的な
安定性に欠けるうえ、算出時間が大きくなってしまう。
ｋとしては１５または１６を用いることにより、検出の
即時性を失わずに、望ましい判定精度を得ることができ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例によ
り説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示す図で
ある。本実施例では、ステアリングから車両運転者の心
拍信号を採取して、心拍数の乱れの有無を判定してい
る。また、心拍数の乱れを検出した場合には穏やかな音
楽を流し、定常状態の心拍数への速やかな回復を促す。
この装置は、運転者の心拍信号をステアリングを握る手
から検出する心拍信号検出装置１と制御部２と音楽発生
装置３から構成されている。制御部２には、メモリ４が
内蔵されている。
り説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示す図で
ある。本実施例では、ステアリングから車両運転者の心
拍信号を採取して、心拍数の乱れの有無を判定してい
る。また、心拍数の乱れを検出した場合には穏やかな音
楽を流し、定常状態の心拍数への速やかな回復を促す。
この装置は、運転者の心拍信号をステアリングを握る手
から検出する心拍信号検出装置１と制御部２と音楽発生
装置３から構成されている。制御部２には、メモリ４が
内蔵されている。
【００１４】心拍信号検出装置１は、図２に示すよう
に、ステアリング６のグリップ上に設置されたプラス極
７、マイナス極８および各電極に接続された検出回路９
により構成され、図９の（ａ）に示すような心拍信号を
採取している。心電図信号の場合は、身体に電極の装着
を必要とするが、ここでは、医療用としての正確な波形
診断が目的ではないため、運転者の心拍信号をステアリ
ングに取付けた電極から測定している。
に、ステアリング６のグリップ上に設置されたプラス極
７、マイナス極８および各電極に接続された検出回路９
により構成され、図９の（ａ）に示すような心拍信号を
採取している。心電図信号の場合は、身体に電極の装着
を必要とするが、ここでは、医療用としての正確な波形
診断が目的ではないため、運転者の心拍信号をステアリ
ングに取付けた電極から測定している。
【００１５】また、ステアリング６は、通常のステアリ
ング保持で、自然に運転者の手のひらが２極に接するよ
うに構成されている。制御部２は、心拍数に乱れがある
か否かを判定し、心拍数に乱れが生じた場合には、音楽
発生装置３を制御して音楽を流す。
ング保持で、自然に運転者の手のひらが２極に接するよ
うに構成されている。制御部２は、心拍数に乱れがある
か否かを判定し、心拍数に乱れが生じた場合には、音楽
発生装置３を制御して音楽を流す。
【００１６】動作の詳細を説明する前に、まず、Ｌｅｖ
ｉｎｓｏｎ−Ｄｕｒｂｉｎ予測処理法を用いた予測誤差
の算出方法を説明する。最初に、連続した測定値の次の
測定値の予測値を算出する前向き予測について図３を用
いて説明する。ＨＲ（ｎ―ｋ）からＨＲ（ｎ−１）まで
のｋ個の測定値からＨＲ（ｎ）の値を予測する前向き予
測では、ＨＲ（ｎ）の予測値は次式で表わされる。
ｉｎｓｏｎ−Ｄｕｒｂｉｎ予測処理法を用いた予測誤差
の算出方法を説明する。最初に、連続した測定値の次の
測定値の予測値を算出する前向き予測について図３を用
いて説明する。ＨＲ（ｎ―ｋ）からＨＲ（ｎ−１）まで
のｋ個の測定値からＨＲ（ｎ）の値を予測する前向き予
測では、ＨＲ（ｎ）の予測値は次式で表わされる。
【数１】 但し、ａｊ （ｋ）はｋ次の自己回帰モデルのｊ番目の自
己回帰係数である。自己回帰係数ａｊ （ｋ）はＬｅｖｉ
ｎｓｏｎ−Ｄｕｒｂｉｎ予測処理法により、漸化式、す
なわちｊ次の自己回帰係数からｊ＋１次の自己回帰係数
を順次求めることにより得られる。Ｌｅｖｉｎｓｏｎ−
Ｄｕｒｂｉｎ予測処理法の詳細は、「ユーザーズ デジ
タル信号処理」江原義郎著、東京電気大学出版局に記載
されている。
己回帰係数である。自己回帰係数ａｊ （ｋ）はＬｅｖｉ
ｎｓｏｎ−Ｄｕｒｂｉｎ予測処理法により、漸化式、す
なわちｊ次の自己回帰係数からｊ＋１次の自己回帰係数
を順次求めることにより得られる。Ｌｅｖｉｎｓｏｎ−
Ｄｕｒｂｉｎ予測処理法の詳細は、「ユーザーズ デジ
タル信号処理」江原義郎著、東京電気大学出版局に記載
されている。
【００１７】従って、実際の測定値であるＨＲ（ｎ）と
予測値の差である前向き予測誤差ｆｅ（ｋ）（ｎ）は次
式で表わされる。
予測値の差である前向き予測誤差ｆｅ（ｋ）（ｎ）は次
式で表わされる。
【数２】
【００１８】また、連続した測定値から直前の測定値の
予測値を予測する後向き予測について、図４を用いて説
明する。ＨＲ（ｎ）からＨＲ（ｎ−ｋ＋１）までのｋ個
の値からＨＲ（ｎ−ｋ）の値を予測する後向き予測で
は、ＨＲ（ｎ−ｋ）の予測値は次式で表わされる。
予測値を予測する後向き予測について、図４を用いて説
明する。ＨＲ（ｎ）からＨＲ（ｎ−ｋ＋１）までのｋ個
の値からＨＲ（ｎ−ｋ）の値を予測する後向き予測で
は、ＨＲ（ｎ−ｋ）の予測値は次式で表わされる。
【数３】
【００１９】従って、実際の測定値であるＨＲ（ｎ−
ｋ）と予測値の差である後向き予測誤差ｂｅ
（ｋ）（ｎ）は次式で表わされる。
ｋ）と予測値の差である後向き予測誤差ｂｅ
（ｋ）（ｎ）は次式で表わされる。
【数４】
【００２０】次に動作の詳細を説明する。本実施例では
予測誤差を算出するための予測値の個数であるｋの値と
しては、検出精度および検出時間を考慮して、１５を用
いている。まず、運転者がステアリング６を握ると、ス
テアリング６上に設けられた２つの電極により心拍信号
が採取され、制御部２へ出力される。
予測誤差を算出するための予測値の個数であるｋの値と
しては、検出精度および検出時間を考慮して、１５を用
いている。まず、運転者がステアリング６を握ると、ス
テアリング６上に設けられた２つの電極により心拍信号
が採取され、制御部２へ出力される。
【００２１】制御部２の動作を図５に示すフローチャー
トを用いて説明する。ステップ１０１では、心拍信号か
ら図９の（ｂ）に示すＲ波を検出するとステップ１０２
へ進む。ステップ１０２では、メモリ４のアドレスＭ
（ｍ＋１）に記憶されているＲＲ間隔の値をアドレスＭ
（ｍ）（但しｍ＝１、２・・・１５）に移動する。
トを用いて説明する。ステップ１０１では、心拍信号か
ら図９の（ｂ）に示すＲ波を検出するとステップ１０２
へ進む。ステップ１０２では、メモリ４のアドレスＭ
（ｍ＋１）に記憶されているＲＲ間隔の値をアドレスＭ
（ｍ）（但しｍ＝１、２・・・１５）に移動する。
【００２２】ステップ１０３で、ステップ１で採取した
Ｒ波と直前のＲ波の間隔であるＲＲ間隔を算出し、アド
レスＭ（１６）へ記憶する。ステップ１０４では、メモ
リのアドレスＭ（１）からアドレスＭ（１５）に記憶さ
れた１５個のＲＲ間隔からＬｅｖｉｎｓｏｎ−Ｄｕｒｂ
ｉｎ予測処理法により自己回帰係数ａｊ （１５）を算出
する。
Ｒ波と直前のＲ波の間隔であるＲＲ間隔を算出し、アド
レスＭ（１６）へ記憶する。ステップ１０４では、メモ
リのアドレスＭ（１）からアドレスＭ（１５）に記憶さ
れた１５個のＲＲ間隔からＬｅｖｉｎｓｏｎ−Ｄｕｒｂ
ｉｎ予測処理法により自己回帰係数ａｊ （１５）を算出
する。
【００２３】ステップ１０５では、メモリのアドレスＭ
（２）からアドレスＭ（１６）に記憶された１５個のＲ
Ｒ間隔とステップ１０４で算出した自己回帰係数ａｊ
（１５ ）から、アドレスＭ（１）に記憶されているＲＲ
間隔に対応する後向きの予測値を求め、実際にアドレス
Ｍ（１）に記憶されているＲＲ間隔から予測値を差し引
いた後向き予測誤差ｂｅ（１５）（１６）を算出する。
後向き予測誤差ｂｅ（１５）（１６）は次式で表わされ
る。
（２）からアドレスＭ（１６）に記憶された１５個のＲ
Ｒ間隔とステップ１０４で算出した自己回帰係数ａｊ
（１５ ）から、アドレスＭ（１）に記憶されているＲＲ
間隔に対応する後向きの予測値を求め、実際にアドレス
Ｍ（１）に記憶されているＲＲ間隔から予測値を差し引
いた後向き予測誤差ｂｅ（１５）（１６）を算出する。
後向き予測誤差ｂｅ（１５）（１６）は次式で表わされ
る。
【数５】
【００２４】ステップ１０６では、後向き予測誤差ｂｅ
（１５）（１６）と予め定められた判定値Ａを比較し、
後向き予測誤差ｂｅ（１５）（１６）の方が判定値Ａよ
り大きければ、ステップ１０９に進む。後向き予測誤差
ｂｅ（１５）（１６）の方が判定値Ａより小さければ、
ステップ１０７へ進む。判定値Ａは判定基準値εを平均
心拍数で正規化した値から調整値ＰＥＡｄｊを差し引い
た値で、次式で表わされる。
（１５）（１６）と予め定められた判定値Ａを比較し、
後向き予測誤差ｂｅ（１５）（１６）の方が判定値Ａよ
り大きければ、ステップ１０９に進む。後向き予測誤差
ｂｅ（１５）（１６）の方が判定値Ａより小さければ、
ステップ１０７へ進む。判定値Ａは判定基準値εを平均
心拍数で正規化した値から調整値ＰＥＡｄｊを差し引い
た値で、次式で表わされる。
【数６】
【００２５】ステップ１０７では、メモリのアドレスＭ
（１）からアドレスＭ（１５）に記憶された１５個のＲ
Ｒ間隔とステップ１０４で算出した自己回帰係数ａｊ
（１５ ）から、アドレスＭ（１６）に対応する前向きの
予測値を求め、実際に測定したアドレスＭ（１６）から
予測値を差し引いた前向き予測誤差ｆｅ（１５）（１
６）を算出する。前向き予測誤差ｆｅ（１５）（１６）
は次式で表わされる。
（１）からアドレスＭ（１５）に記憶された１５個のＲ
Ｒ間隔とステップ１０４で算出した自己回帰係数ａｊ
（１５ ）から、アドレスＭ（１６）に対応する前向きの
予測値を求め、実際に測定したアドレスＭ（１６）から
予測値を差し引いた前向き予測誤差ｆｅ（１５）（１
６）を算出する。前向き予測誤差ｆｅ（１５）（１６）
は次式で表わされる。
【数７】
【００２６】ステップ１０８では、前向き予測誤差ｆｅ
（１５）（１６）と判定値Ｂを比較し、前向き予測誤差
ｆｅ（１５）（１６）の方が判定値Ｂより大きければ、
ステップ１０９に進む。前向き予測誤差ｆｅ
（１５）（１６）の方が判定値より小さければ、ステッ
プエンドへ進み次のＲ波が検出されるまで待機する。判
定値Ｂは、判定基準値εを平均心拍数で正規化した値で
次式で表わされる。
（１５）（１６）と判定値Ｂを比較し、前向き予測誤差
ｆｅ（１５）（１６）の方が判定値Ｂより大きければ、
ステップ１０９に進む。前向き予測誤差ｆｅ
（１５）（１６）の方が判定値より小さければ、ステッ
プエンドへ進み次のＲ波が検出されるまで待機する。判
定値Ｂは、判定基準値εを平均心拍数で正規化した値で
次式で表わされる。
【数８】
【００２７】ステップ１０９では、音楽発生装置３を制
御して、まず警報音を発生し、心拍数に乱れが生じたこ
とを運転者へ報知する。その後、運転者の緊張状態をほ
ぐし、心拍数を速やかに回復させる効果を有する穏やか
な音楽を所定時間流す。なお、図５に示すフローチャー
トのステップ１０１からステップ１０８は発明の心拍数
乱れ判定手段を構成する。特にステップ１０４とステッ
プ１０５は、後向き予測誤差算出手段を構成し、ステッ
プ１０４とステップ１０７は前向き予測誤差算出手段を
構成する。ステップ１０６は後向き判定手段を構成し、
ステップ１０８は前向き判定手段を構成する。また、判
定値Ａは発明の第２の判定値であり、判定値Ｂは第１の
判定値である。
御して、まず警報音を発生し、心拍数に乱れが生じたこ
とを運転者へ報知する。その後、運転者の緊張状態をほ
ぐし、心拍数を速やかに回復させる効果を有する穏やか
な音楽を所定時間流す。なお、図５に示すフローチャー
トのステップ１０１からステップ１０８は発明の心拍数
乱れ判定手段を構成する。特にステップ１０４とステッ
プ１０５は、後向き予測誤差算出手段を構成し、ステッ
プ１０４とステップ１０７は前向き予測誤差算出手段を
構成する。ステップ１０６は後向き判定手段を構成し、
ステップ１０８は前向き判定手段を構成する。また、判
定値Ａは発明の第２の判定値であり、判定値Ｂは第１の
判定値である。
【００２８】上記の動作により、心拍信号から心拍数の
乱れをリアルタイムに自動検出することができる。な
お、本実施例では、後向き予測誤差を算出して、心拍数
の乱れを判定し、乱れが検出されなかった場合には、前
向き予測誤差を算出して、心拍数の乱れを再度判定した
が、これに限られるわけではなく、どちらか一方の予測
誤差のみを算出して判定すれば、若干判定精度は低下す
るが、判定時間は少なくなり、より低価格の装置で心拍
数の乱れを判定できる。
乱れをリアルタイムに自動検出することができる。な
お、本実施例では、後向き予測誤差を算出して、心拍数
の乱れを判定し、乱れが検出されなかった場合には、前
向き予測誤差を算出して、心拍数の乱れを再度判定した
が、これに限られるわけではなく、どちらか一方の予測
誤差のみを算出して判定すれば、若干判定精度は低下す
るが、判定時間は少なくなり、より低価格の装置で心拍
数の乱れを判定できる。
【００２９】また、本実施例では、心拍数の乱れを検出
した場合には、穏やかな音楽を所定時間流すことによ
り、運転者の心拍数の速やかな回復を促しているが、こ
れに限られるものではなく、心地よい香りを供給した
り、酸素を供給する等の方法でもよく、すなわち運転者
の緊張状態をほぐす効果を有する手段であればよい。
した場合には、穏やかな音楽を所定時間流すことによ
り、運転者の心拍数の速やかな回復を促しているが、こ
れに限られるものではなく、心地よい香りを供給した
り、酸素を供給する等の方法でもよく、すなわち運転者
の緊張状態をほぐす効果を有する手段であればよい。
【００３０】次に、第２の実施例を説明する。これは、
心拍数の乱れを検出した場合に、自動車電話の制御も行
うようにしたものである。また本実施例では、前向き予
測処理と後向き予測処理を平行して実施している。本実
施例は図６に示すように、心拍信号検出装置１と制御部
１０と音楽発生装置３と自動車電話１１から構成されて
いる。制御部１０には、メモリ１２が内蔵されている。
心拍数の乱れを検出した場合に、自動車電話の制御も行
うようにしたものである。また本実施例では、前向き予
測処理と後向き予測処理を平行して実施している。本実
施例は図６に示すように、心拍信号検出装置１と制御部
１０と音楽発生装置３と自動車電話１１から構成されて
いる。制御部１０には、メモリ１２が内蔵されている。
【００３１】まず第１の実施例と同様に、運転者がステ
アリング６を握ると、ステアリング６上に設けられた心
拍信号検出装置１の電極により心拍信号が採取され、制
御部１０へ出力される。制御部１０の動作を図７に示す
フローチャートを用いて説明する。ステップ２０１から
ステップ２０４は図５に示す第１の実施例の動作を示す
フローチャートのステップ１０１からステップ１０４ま
でと同様である。
アリング６を握ると、ステアリング６上に設けられた心
拍信号検出装置１の電極により心拍信号が採取され、制
御部１０へ出力される。制御部１０の動作を図７に示す
フローチャートを用いて説明する。ステップ２０１から
ステップ２０４は図５に示す第１の実施例の動作を示す
フローチャートのステップ１０１からステップ１０４ま
でと同様である。
【００３２】ステップ２０５において、第１の実施例で
は順次算出していた後向き予測誤差ｂｅ（１５）（１
６）と前向き予測誤差ｆｅ（１５）（１６）を平行して
算出する。ステップ２０６では、後向き予測誤差ｂｅ
（１５）（１６）と予め定められた判定値Ａを比較す
る。また平行して前向き予測誤差ｆｅ（１５）（１６）
と判定値Ｂを比較する。後向き予測誤差ｂｅ
（１５）（１６）が判定値Ａより大きい場合または前向
き予測誤差ｆｅ（１５）（１６）が判定値Ｂより大きい
場合にはステップ２０７へ進む。後向き予測誤差ｂｅ
（１５）（１６）が判定値Ａより小さく、かつ前向き予
測誤差ｆｅ（１５）（１６）が判定値Ｂより小さけれ
ば、ステップエンドへ進み次のＲ波が検出されるまで待
機する。
は順次算出していた後向き予測誤差ｂｅ（１５）（１
６）と前向き予測誤差ｆｅ（１５）（１６）を平行して
算出する。ステップ２０６では、後向き予測誤差ｂｅ
（１５）（１６）と予め定められた判定値Ａを比較す
る。また平行して前向き予測誤差ｆｅ（１５）（１６）
と判定値Ｂを比較する。後向き予測誤差ｂｅ
（１５）（１６）が判定値Ａより大きい場合または前向
き予測誤差ｆｅ（１５）（１６）が判定値Ｂより大きい
場合にはステップ２０７へ進む。後向き予測誤差ｂｅ
（１５）（１６）が判定値Ａより小さく、かつ前向き予
測誤差ｆｅ（１５）（１６）が判定値Ｂより小さけれ
ば、ステップエンドへ進み次のＲ波が検出されるまで待
機する。
【００３３】ステップ２０７では、制御部１０におい
て、まず自動車電話の状態を検知し、自動車電話が作動
中でなければ、第１の実施例と同様に穏やかな音楽を音
楽発生装置３から流す。自動車電話が呼び出し状態であ
れば、音声を自動車電話の音声出力装置へ出力する。ま
た、自動車電話が通話中であれば、通話に注意が逸れ、
危険が生じたために心拍数が乱れた恐れがあるので、一
旦通話を保留にする通話保持モードに切換える。
て、まず自動車電話の状態を検知し、自動車電話が作動
中でなければ、第１の実施例と同様に穏やかな音楽を音
楽発生装置３から流す。自動車電話が呼び出し状態であ
れば、音声を自動車電話の音声出力装置へ出力する。ま
た、自動車電話が通話中であれば、通話に注意が逸れ、
危険が生じたために心拍数が乱れた恐れがあるので、一
旦通話を保留にする通話保持モードに切換える。
【００３４】なお、図７に示すフローチャートのステッ
プ２０１からステップ２０６は発明の心拍数乱れ判定手
段を構成する。特にステップ２０５は、後向き予測誤差
算出手段と前向き予測誤差算出手段を構成し、ステップ
２０６は、後向き判定手段および前向き判定手段を構成
する。上記の動作により、後向き予測誤差を用いた判定
と前向き予測誤差を用いた判定を平行して行うので、心
拍信号から心拍数の乱れを一層迅速に自動検出すること
ができる。
プ２０１からステップ２０６は発明の心拍数乱れ判定手
段を構成する。特にステップ２０５は、後向き予測誤差
算出手段と前向き予測誤差算出手段を構成し、ステップ
２０６は、後向き判定手段および前向き判定手段を構成
する。上記の動作により、後向き予測誤差を用いた判定
と前向き予測誤差を用いた判定を平行して行うので、心
拍信号から心拍数の乱れを一層迅速に自動検出すること
ができる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の心拍数乱
れ検出装置では、被験者の心拍信号を検出し、心拍数相
当データから、例えば、Lｅｖｉｓｏｎ−Ｄｕｒｂｉｎ
予測処理法を用いて、心拍数相当データ予測値を算出
し、この予測値とこの予測値に対応する心拍数相当デー
タの誤差を求める。上記誤差に基づいて心拍数の乱れを
判定することにより、心拍信号を検出しながら、リアル
タイムに心拍数の乱れを自動検出できる。
れ検出装置では、被験者の心拍信号を検出し、心拍数相
当データから、例えば、Lｅｖｉｓｏｎ−Ｄｕｒｂｉｎ
予測処理法を用いて、心拍数相当データ予測値を算出
し、この予測値とこの予測値に対応する心拍数相当デー
タの誤差を求める。上記誤差に基づいて心拍数の乱れを
判定することにより、心拍信号を検出しながら、リアル
タイムに心拍数の乱れを自動検出できる。
【００３６】連続した心拍数相当データから次の心拍数
相当データの予測値を算出する前向き予測処理と直前の
心拍数相当データの予測値を算出する後向き予測処理
を、適宜単独であるいは組み合わせて使用することによ
り、望ましい処理時間や判定精度を得ることができる。
また、ｋとしては１５または１６を用いることにより、
検出の即時性を失わずに、望ましい判定精度を得ること
ができる。
相当データの予測値を算出する前向き予測処理と直前の
心拍数相当データの予測値を算出する後向き予測処理
を、適宜単独であるいは組み合わせて使用することによ
り、望ましい処理時間や判定精度を得ることができる。
また、ｋとしては１５または１６を用いることにより、
検出の即時性を失わずに、望ましい判定精度を得ること
ができる。
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
である。
である。
【図２】信号検出部の構成を示す図である。
【図３】前向き予測処理を説明する図である。
【図４】後向き予測処理を説明する図である。
【図５】心拍数乱れの判定処理の流れを示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図６】第２の実施例の構成を示すブロック図である。
【図７】心拍数乱れの判定処理の流れを示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図８】心拍数の状態を説明する図である。
【図９】心電信号およびＲＲ間隔を説明する図である。
１ 心拍信号検出装置 ２、１０ 制御部 ３ 音楽発生装置 ４、１２ メモリ ６ ステアリング ７ プラス極 ８ マイナス極 ９ 検出回路 １１ 自動車電話
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D037 FA09 FB10 4C017 AA02 AC15 BB13 BC11 CC06 FF30 4C027 AA01 CC06 GG05 GG18 HH06 KK05
Claims (5)
- 【請求項１】 被験者の心拍信号を採取する心拍信号検
出装置と、前記心拍信号から心拍数相当データを算出し
て記憶し、記憶した心拍数相当データに基づいて心拍数
相当データ予測値を算出し、該心拍数相当データ予測値
と、心拍数相当データ予測値に対応する心拍数相当デー
タの誤差から、心拍数の乱れを判定する心拍数乱れ判定
手段を備えることを特徴とする心拍数乱れ検出装置。 - 【請求項２】 前記心拍数乱れ判定手段は、（ｎ−ｋ）
番目（但し、ｎは３以上の整数、ｋは２以上の整数）に
算出した心拍数相当データから（ｎ−１）番目に算出し
た心拍数相当データまでのｋ個の心拍数相当データから
ｎ番目の心拍数相当データの予測値を算出し、実際のｎ
番目の心拍数相当データと前記ｎ番目の心拍数相当デー
タの予測値の誤差である前向き予測誤差を算出する前向
き予測誤差算出手段と、前記前向き予測誤差と予め定め
られた第１の判定値を比較して、前記前向き予測誤差が
第１の判定値より大きい場合には、心拍数が乱れている
と判定する前向き判定手段を有することを特徴とする請
求項１記載の心拍数乱れ検出装置。 - 【請求項３】 前記心拍数乱れ判定手段は、（ｎ−ｋ＋
１）番目（但し、ｎは３以上の整数、ｋは２以上の整
数）に算出した心拍数相当データからｎ番目に算出した
心拍数相当データまでのｋ個の心拍数相当データから
（ｎ−ｋ）番目の心拍数相当データの予測値を算出し、
実際の（ｎ−ｋ）番目の心拍数相当データと前記（ｎ−
ｋ）番目の心拍数相当データの予測値の誤差である後向
き予測誤差を算出する後向き予測誤差算出手段と、前記
後向き予測誤差と予め定められた第２の判定値を比較し
て、前記後向き予測誤差が第２の判定値より大きい場合
には、心拍数が乱れていると判定する後向き判定手段を
有することを特徴とする請求項１または２記載の心拍数
乱れ検出装置。 - 【請求項４】 前記ｋは１５または１６であることを特
徴とする請求項２または３記載の心拍数乱れ検出装置。 - 【請求項５】 前記前向き予測誤差算出手段または後向
き予測誤差算出手段では、Ｌｅｖｉｎｓｏｎ−Ｄｕｒｂ
ｉｎ予測処理法により予測値を算出することを特徴とす
る請求項２、３または４記載の心拍数乱れ検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10201827A JP2000023930A (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | 心拍数乱れ検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10201827A JP2000023930A (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | 心拍数乱れ検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000023930A true JP2000023930A (ja) | 2000-01-25 |
Family
ID=16447562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10201827A Withdrawn JP2000023930A (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | 心拍数乱れ検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000023930A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100397779B1 (ko) * | 2001-02-16 | 2003-09-13 | 주식회사 현원 | 라디오 수신 및 디지털 음악 재생 기능을 갖는 맥박 분석장치 |
| JP2011229767A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Nintendo Co Ltd | 生体情報処理プログラム、生体情報処理装置、生体情報処理方法および生体情報処理システム |
| CN104133551A (zh) * | 2014-07-15 | 2014-11-05 | 惠州Tcl移动通信有限公司 | 根据心率值改变歌曲的音乐风格的方法和移动终端 |
| JP2015029647A (ja) * | 2013-08-01 | 2015-02-16 | 富士通株式会社 | 情報処理装置および情報処理方法 |
-
1998
- 1998-07-16 JP JP10201827A patent/JP2000023930A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100397779B1 (ko) * | 2001-02-16 | 2003-09-13 | 주식회사 현원 | 라디오 수신 및 디지털 음악 재생 기능을 갖는 맥박 분석장치 |
| JP2011229767A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Nintendo Co Ltd | 生体情報処理プログラム、生体情報処理装置、生体情報処理方法および生体情報処理システム |
| JP2015029647A (ja) * | 2013-08-01 | 2015-02-16 | 富士通株式会社 | 情報処理装置および情報処理方法 |
| CN104133551A (zh) * | 2014-07-15 | 2014-11-05 | 惠州Tcl移动通信有限公司 | 根据心率值改变歌曲的音乐风格的方法和移动终端 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20051004 |