JP3307071B2 - 心拍変動波形解析方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は心拍変動波形解析方法及
び装置に関し、特に心電図のＲ波（心室の収縮に対応す
る電位変化、周波数とも高く検出が容易な電圧パルス）
による心拍変動波形解析方法及び装置に関するものであ
る。なお、本発明は当然、心電図のＲ波の代用として脈
波、心音のピーク値等、心拍間隔を抽出し得るデータを
用いる場合にも適用可能なものである。

【０００２】心拍のＲ波間隔より生成した心拍変動波形
の解析を行うことにより、心拍変動性指標（以下、ＨＲ
Ｖと略称することがある）と呼ばれる指標を得ることが
できる。

【０００３】このＨＲＶは、交感・副交感神経系の活動
水準を反映しており、その周波数成分中の低周波（Ｌ
Ｆ）成分（又はＭＷＳＡ成分と呼ばれる0.05〜0.15サイ
クル／ビートの周波数成分）、高周波（ＨＦ）成分（又
はＲＳＡ成分と呼ばれる0.15〜0.45サイクル／ビートの
周波数成分）のピークパワー値等を検討することで精神
的作業負荷、心的作業負荷、覚醒度、緊張度の定量化が
行える可能性が示唆されており、医学的に検討価値の高
い指標として知られている。

【０００４】即ち、ＬＦ成分とは交換神経系を反映する
血圧変動性の成分が低周波であることから重要となって
いる成分であり、そのパワーは精神的緊張の増大、起立
性の刺激（姿勢の変化）などにより増大するものとして
認識されている。また、ＨＦ成分とは呼吸変動性の成分
が高周波であることからこのように称されるものであ
り、安静状態や睡眠中に高い値を示し緊張度の増大によ
り消失傾向に向かうことが知られているものである。

【０００５】従って、被験者が安静状態に有るか否か、
言い換えれば覚醒度が低下しているか否かを容易に判定
できるＨＲＶ指標が望まれている。

【０００６】

【従来の技術】この様なＨＲＶに利用されるピークパワ
ー（パワースペクトル）値を求めるための従来の方法及
び装置について以下に説明する。

【０００７】先ず、図１１に示すように人体２０に生体
用電極２１〜２３を張り付け、人体２０の心臓活動に対
応する皮膚表面の電位を交流アンプ２４により電極２１
と２３及び電極２２と２３の差電圧を求めて増幅し、出
力信号Ａ，ＢとしてそれぞれＡ／Ｄ変換器２５に送り、
ここでディジタル信号に変換した後、それぞれ演算部２
６に与えることにより、出力信号Ａ−Ｂ間の電位差を図
１２に示すような心電図として記録し且つそのパワース
ペクトル密度（ＰＳＤ）を求めている。

【０００８】この様な心電図のＲ波を用いて演算部２６
がパワースペクトル値を求めるときの従来例が図１３乃
至図１７に示されている。

【０００９】図１３においては、まず同図（１）におい
てＲ波ピーク時点を検出し、同図（２）に示すようにＲ
波ピーク時点からＲ−Ｒ間隔（以下、ＲＲＩと略称す
る）を計測する。例えば、同図（１）に示すようにＲ波
のピーク間隔ＲＲＩ１が０．８秒であれば、同図（２）
に示すようにその間隔ＲＲＩ１を「０．８」とする。

【００１０】この様にして心拍に応じて生成されたＲ波
間隔ＲＲＩは、同図（３）に示すように直線補間するこ
とにより横軸を拍数とし縦軸をＲ波間隔ＲＲＩとした原
心拍振変動波形が生成される。

【００１１】なお、以下、このＲＲＩ波形は後述する種
々の処理を施した心拍変動波形と区別するため、原心拍
変動波形と称する。

【００１２】この様に生成したＲＲＩ波形により図示の
如く一定の区間だけ切り出してサンプリング周波数５Hz
でＦＦＴ演算（高速フーリエ変換演算）またはＡＲ（自
己回帰モデル）などにより求めたパワースペクトル密度
が図１４に示されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】この図１４のパワース
ペクトル推定図から判るように、推定されたパワーの殆
どは０Hzを中心周波数とするドリフト成分であり、これ
は図１３（３）に示す原心拍変動波形が多くの非周期性
成分を含んでいるためである。

【００１４】この為、上述したようにＨＲＶとして本来
の検討対象であるＬＦ成分又はＨＦ成分の確認が困難と
なる。

【００１５】上記のような周波数の解析法は周期的な変
動と定常的な不規則波形により構成された波形データの
解析を目的としており、ＦＦＴ法はその典型で任意の周
期変動波形が単純な正弦波や余弦波の合成で表されるこ
とをその前提としている。

【００１６】従って、これらの解析法は０を中心として
±の変動を持ち、なお且つこの変動の総和が０となるよ
うな波形データに対してのみ有効であり、これに当ては
まらない波形データに対しては直流成分除去法等を施し
て解析の前提に当てはまるようにするための前処理が必
要である。

【００１７】図１５は、この様な直流成分除去処理を施
したときのＲＲＩ波形を想定したものであり、同図
（１）は図１３（３）に示したＲＲＩ波形に対応するも
のであるが、この波形から予め直流成分を除去すると同
図（２）に示すような０を中心として上下に変動する波
形となるが、図１５（１）に示す区間Ａで切り出したと
きのパワースペクトル値は図１６に示すような特性とな
る。

【００１８】この場合、区間Ａ内の波形は線型的な推移
であるので、この区間Ａの幅を半周期から１周期とする
周波数近傍に誤ったパワースペクトル部分Ｂが出現して
しまう。

【００１９】また、推移に波形の連続性が保証されない
ため、ＦＦＴ法を利用するに当たっては窓関数処理が必
要となり、この窓関数処理を行った場合には線型的推移
はデータ長を周期とする周波数波形に変換されてしま
い、より高い周波数に誤ったパワースペクトル部分が出
現してしまうとともに、この窓関数処理に要する演算時
間も大きくなってしまい精度も劣化してしまう。

【００２０】上記のようにＲＲＩ波形を短い区間で区切
らずに、図１７（１）に示すようにより長い区間で切り
出した場合、今度は図１６の様な誤ったスペクトルは生
じない代わりに、推定されるパワーの殆どが直流近似成
分となり、図１７（２）に示すように周期成分のピーク
が殆ど特定出来ない様な波形になってしまう。

【００２１】問題点のまとめ 安静状態での心拍は当然正の値のみしか持たないが、あ
る平均値を中心に平均値からの±の変動の総和が０とな
る波形に近い形で推移する。従って、直流成分除去など
の前処理を施せば前述したフーリエ変換などの解析の前
提に当てはまることとなる。

【００２２】ところが、車両運転などを含む日常生活で
は心拍の平均値が常に安定した状態にあることはなく様
々な外的な要因の変化（刺激）により大きく変化する。

【００２３】このため、外的要因の変化は非定常的でラ
ンダムなものとなり周期性を持つことが少なくなってし
まい、外的要因変化に起因する心拍の変化も周期性の変
動ではなく非定常的でランダムな変化となる。

【００２４】通常の解析は非定常的でランダムな変動を
前提としていないため解析上以下のような問題が発生す
る。

【００２５】見かけの低周波成分の増大：一般に解析
では時間軸上でのすべての変動が周波数領域上でのパワ
ーとして計算され、本来、非定常的でランダムな変化で
ある心拍変化も異常に低い周波数成分を有する周期成分
として計算されてしまうため、心拍変化の大きなデータ
では低周波側のパワーが全体的に上昇し、上昇したパワ
ーの為、本来の検討対象であるＬＦ成分の確認が困難と
なる。

【００２６】切り出しデータ数による誤ピークの出
現：解析上当然留意する問題ではあるが、算出する周期
成分の低周波側の信頼の限界は解析対象とした区間に１
周期以上含まれるまでのものとなる。

【００２７】例えば線型的な変化を含むＲＲＩ波形をＦ
ＦＴ、ＡＲ推定法で解析した場合、ＦＦＴ法では波形の
連続性が前提となるため、データ切り出し区間両端のデ
ータは０として扱われるが、これでは現実の波形データ
に即しない場合も多く、解析の精度上問題となる。

【００２８】そこで、波形データの両端が０でない場
合、窓関数処理を施し波形データの両端を０に揃える前
処理が一般的であるが、これを非定常的でランダムな変
化を含む波形データに当てはめた場合、存在しない周期
成分が発生してしまう。

【００２９】従って、心拍変動波形の解析の主要な検討
項目であるＬＦ成分又はＨＦ成分のピークパワーの検出
や、絶対ピークパワーの推定が困難であるなど、従来知
られている解析法より心拍変動波形解析を行っても、緊
張度又は覚醒度評価が必要とする解析結果が得られない
と言う問題点があった。

【００３０】従って本発明は、非定常的でランダムな心
拍変化の大きなデータに対してもＨＲＶの差異を比較し
得るような精度の良い周波数成分結果が得られる方法及
び装置を実現することを目的とする。

【００３１】

【課題を解決するための手段及び作用】〔１〕本発明方法（その１）：図１及び図２ 本発明に係る心拍変動波形解析方法によれば、心拍変動
波形周波数成分解析の基となる心拍変動波形を、心拍間
隔時間を基準とした絶対変位データからＲ波の隣接する
心拍間隔の差を求めて相対変位データに変換し、この相
対変位ＲＲＩ波形データを用いた解析を行うことによ
り、その周波数成分の推定を行うようにしている。

【００３２】ＨＲＶの周波数成分推定が問題となるのは
周期的な変動であり、絶対的な変化ではなく相対的な変
化に着目した変動性である。

【００３３】従って、ＨＲＶによって求めようとする周
波数成分はＲＲＩの前後データの差の波形にも保存され
ることが判る。

【００３４】そこで、隣接するＲＲＩ波形同士の差を取
り、ＲＲＩ波形データを絶対的な変化量のデータから相
対的な変化量のデータとすることで周波数的に考えると
非常に低い心拍の非定常的でランダムな推移の成分を除
去する事が出来、より精度の高い解析を行うことができ
る。

【００３５】これを図１により原理的に説明すると、心
電図からのＲ波時刻より同図（１）に示すようにＲ波間
隔ＲＲＩ１〜ＲＲＩｎを算出する。

【００３６】この様にＲ波間隔を抽出した後、今度は隣
接したＲＲＩ同士の差を演算して同図（２）に示す波形
（ＲＲＩ’波形）を生成する。

【００３７】この様に生成されたＲＲＩｎ−ＲＲＩ(n-
1)の波形を図１３（３）と同様に補間することにより図
１（３）に示す様な横軸を拍数とする波形ＲＲＩ(n-1)
を得る。

【００３８】この結果、パワースペクトル計算によって
得られた特性は図２に示すようになり、この特性によ
り、心拍の非定常的でランダムな推移が異なる条件下で
のＬＦ成分及びＨＦ成分のピークパワー位置が比較的容
易に推定することが可能となる。

【００３９】〔２〕本発明装置（その１）： 上記の本発明方法（その１）を実現する装置としては、
心拍ピックアップと、該ピックアップの出力信号を所定
の周波数帯域について増幅する増幅器と、該増幅器の出
力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該
ディジタル信号によるピーク値の間隔を計測して補間し
た原心拍変動波形を生成し、さらに該原心拍変動波形の
隣接するピーク点の間隔差を求めて補間した相対変位心
拍変動波形を生成した後、該相対変位心拍変動波形の一
定区間を切り出してパワースペクトルを求め、その周波
数成分を推定する演算部とで構成することが出来る。

【００４０】〔３〕本発明方法（その２）：図３及び図
４ 上記の本発明（その１）では、本来緩慢な心拍変動変化
を急峻な心拍変動波形に変換してしまうことがある。

【００４１】これを図３で説明すると、例えば同図
（１）に示す如くＲＲＩ２からＲＲＩ３への変化に比べ
てＲＲＩ１からＲＲＩ２への変化やＲＲＩ３からＲＲＩ
４への変化が小さい原心拍変動波形（ＲＲＩ波形）か
ら、ＲＲＩ波形の隣接する間隔差を求めて相対変位心拍
変動波形（ＲＲＩ’波形）を生成すると、ＲＲＩ１から
ＲＲＩ４に至る緩慢な上昇傾向の心拍変動であるにも関
わらず同図（２）に示すように急峻に変化する心拍変動
に変換されてしまう。

【００４２】このような心拍変動波形は多くのデータを
とると、同図（３）に示すようにＨＦ成分を多く含む波
形になってしまう。

【００４３】そこで本発明では、心拍によって生じたＲ
波のピーク点間隔を計測して補間した原心拍変動波形を
生成した後、該原心拍変動波形から１／ｆゆらぎ成分波
形１／ｆ（ｎ）を生成し該原心拍変動波形から該１／ｆ
ゆらぎ成分波形を減算して、その減算した波形の一定区
間を切り出してパワースペクトルを求め、その周波数成
分を推定するという手法を採っている。

【００４４】これを図４により説明すると、まず同図
（１）に示すような長時間算出した場合のＲＲＩ波形の
一部を拡大して示すと同図（２）に示すようになり、こ
のＲＲＩ波形から相対変位心拍変動波形を生成せずに例
えば同図（３）に示すようなロー・パス・フィルタ処理
又は移動平滑化処理を施すことにより１／ｆゆらぎ成分
波形を推定する。

【００４５】そして、同図（１）の原心拍変動波形から
同図（４）の１／ｆゆらぎ成分波形を減算することによ
り、同図（５）に示すようなＨＲＶの検討対象周波数以
外の成分を著しく抑制した形の心拍変動波形（ＲＲＩ”
波形）が得られることとなる。

【００４６】〔４〕本発明装置（その２）： 上記の本発明方法（その２）を実現する本発明に係る心
拍変動波形解析装置は、心拍ピックアップと、該ピック
アップの出力信号を所定の周波数帯域について増幅する
増幅器と、該増幅器の出力信号をディジタル信号に変換
するＡ／Ｄ変換器と、該ディジタル信号によるピーク値
の間隔を計測して補間した原心拍変動波形を生成した
後、該原心拍変動波形から１／ｆゆらぎ成分波形を生成
し該原心拍変動波形から該１／ｆゆらぎ成分波形を減算
して、その減算した波形の一定区間を切り出してパワー
スペクトルを求め、その周波数成分を推定する演算部
と、で構成されている。

【００４７】この場合、演算部は、該周波数成分を推定
するため、ディジタル波形をアナログ波形に変換するＤ
／Ａ変換器と、該アナログ波形を整流する整流回路と、
該整流回路の出力信号を一定時間積分する積分回路とで
構成することができる。

【００４８】

【実施例】図５は本発明に係る心拍変動波形解析装置の
共通の一実施例を示したもので、基本的には図１１に示
した装置構成と同様に、交流アンプ部２４とＡ／Ｄ変換
部２５と演算部２６とで構成されており、交流アンプ部
２４の入力信号は図示していないが図１１と同様に人体
に張り付けた生体用電極から得ている。

【００４９】そしてこの実施例では、交流アンプ部２４
を作動入力アンプ１とバンドパスフィルタ２との直列回
路で構成しており、バンドパスフィルタ２はＲ波のみを
抽出するために８〜１８Hzの通過帯域に設定されてい
る。

【００５０】また、Ａ／Ｄ変換部２５はバンドパスフィ
ルタ２に接続されたアンプ３とサンプルホールド回路４
とＡ／Ｄ変換器５とバッファメモリ６との直列回路で構
成されている。

【００５１】更に、演算部２６はバッファメモリ６に接
続されたデータバス７に相互接続されたＲＡＭ８と演算
アルゴリズム用ＲＯＭ９とＣＰＵ１０とこれらＲＡＭ８
及びＣＰＵ１０と接続されてＣＰＵ１０を経由せずにＲ
ＡＭ８にデータを格納させる為のＤＭＡコントローラ１
１と、ＣＰＵ１０及びＤＭＡコントローラ１１に一定の
クロック信号を与えるための水晶発振回路１２とで構成
されている。

【００５２】尚、Ａ／Ｄ変換部２５には水晶発振回路１
２からのクロック信号を分周してＡ／Ｄ変換器５に与え
るための分周器１３が設けられており、ＤＭＡコントロ
ーラ１１はサンプルホールド回路４及びＡ／Ｄ変換器５
をも制御するようになっている。

【００５３】図６は図５に示したＣＰＵ１０の処理手順
であって上記の本発明方法・装置（その１）に対応した
実施例を示したもので、以下、この図６の処理手順並び
に図１及び図２に示した波形図を参照して図５の実施例
の動作を説明する。

【００５４】まず、心電図のＲ波、脈波、心音のピーク
値等の心拍間隔を検出する心拍ピックアップからの出力
信号は交流アンプ部２４において差動入力アンプ１で増
幅されると共にバンドパスフィルタ２でＲ波のみが取り
出される。

【００５５】このＲ波はＡ／Ｄ変換部２５においてアン
プ３で増幅された後、ＤＭＡコントローラ１１の制御下
のサンプルホールド回路４によりサンプルホールドされ
てＡ／Ｄ変換器５によりディジタル信号に変換され、バ
ッファメモリ６からデータバス７を介してＣＰＵ１０に
取り込まれる。

【００５６】ＣＰＵ１０では処理を開始するとＲ波形デ
ータを読み込み（ステップＳ１）、そのＲ波時刻を検出
する（ステップＳ２）。

【００５７】この様にして求めたＲ波時刻より図１
（１）に示すようにＲＲＩ１〜ＲＲＩｎを算出する（ス
テップＳ３）。

【００５８】この様にＲ波間隔を抽出した後、今度は隣
接したＲＲＩ同士の差を演算して（ステップＳ４）、同
図（２）に示す波形を生成する。

【００５９】この様に生成されたＲＲＩｎ−ＲＲＩ(n-
1) の波形を図１３（３）と同様に補間することにより
図１（３）に示す様な横軸を拍数とする波形ＲＲＩ を
得る。

【００６０】この変換されたデータをＲＲＩ’ｎとする
と、このデータＲＲＩ’ｎをＲＡＭ８に格納しておく
（ステップＳ５）。

【００６１】一方、ＣＰＵ１０はこの解析を行うに際し
て解析開始点から終了点までのパラメータを設定してお
き（ステップＳ１１）、ＲＡＭ８からデータＲＲＩ’を
読み出して（ステップＳ１２）、好ましくはＡＲモデル
のパラメータを推定し（ステップＳ１３）スペクトル計
算を行う（ステップＳ１４）。

【００６２】この結果、パワースペクトル計算によって
得られた波形は図２に示すようなものとなり、上述のよ
うに、ＬＦ成分及びＨＦ成分のピークパワー位置が比較
的容易に推定することが出来る。

【００６３】図７は図５に示したＣＰＵ１０の処理手順
であって上記の本発明方法・装置（その２）に対応した
実施例を示したもので、図６と比べてステップＳ４及び
Ｓ５が異なっている。

【００６４】即ち、ステップＳ４に対応したステップＳ
４’では、ＲＲＩ(n) より１／ｆ(n) を算出する。これ
は、図４（１），（２）に示したＲＲＩ波形において、
次式の如く３点サンプルにより平均値を求めることによ
り１／ｆゆらぎ成分波形を推定することができる。

【００６５】

【数１】

【００６６】また、この平均値はアナログ回路としての
ロー・パス・フィルタを用いることによっても求めるこ
とができる。

【００６７】そして、ステップＳ５に対応したステップ
Ｓ５’では、ステップＳ３で算出したＲＲＩ波形データ
からステップＳ４’で求めた１／ｆゆらぎ成分波形デー
タを減算することによりＲＲＩ''(n) の波形データを求
めている。

【００６８】図８は本発明方法・装置（その１）に関す
るフィルタ特性シミュレーション図を示しており、同図
（１）に示す原心拍変動波形としての白色ノイズのパワ
ースペクトルと、相対変位心拍変動波形（ＲＲＩ’波
形）生成後のパワースペクトルとを比較すると、ＨＲＶ
の検討対象である低周波領域での減衰が高いことが分か
る。

【００６９】これに対して、本発明方法・装置（その
２）に関するフィルタ特性シミュレーションでは、図９
に示すように、同図（１）に示す図８（１）と同じ原心
拍変動波形としての白色ノイズのパワースペクトルに対
して、相対変位心拍変動波形（ＲＲＩ’波形）生成後の
パワースペクトルは、ＨＲＶの検討対象である低周波領
域での減衰特性が大きく改良されていることが分かる。

【００７０】図１０は、図６及び図７に示した周波数成
分推定（パワースペクトル計算：ステップＳ１４）の変
形例を示したもので、ここではハードウェア構成によっ
て実現している。

【００７１】即ち、Ｄ／Ａ変換器３１では、本発明方法
・装置（その１）により生成された相対変位心拍変動波
形（ＲＲＩ’波形）又は本発明方法・装置（その１）に
より生成された相対変位心拍変動波形（ＲＲＩ波形）を
入力してディジタル波形をアナログ波形に変換する。

【００７２】そして、整流回路３２では、Ｄ／Ａ変換器
３１から出力されたアナログ心拍変動波形を整流する。

【００７３】整流回路３２で整流された波形は、時間計
測器３３によって規定される一定時間に渡って積分回路
３４で積分される。

【００７４】このようにして、積分回路３４から得られ
る出力信号はＦＦＴ演算等によるパワースペクトル計算
を行わずにＨＲＶのＨＦ成分を簡易に検出することが可
能となる。

【００７５】このことから、本発明で得られる心拍変動
波形（ＲＲＩ’波形並びにＲＲＩ''波形）は図６，図７
のようにパワースペクトル推定されるだけでなく、図１
０のようにその周波数成分も推定されることとなる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る心拍
変動波形解析方法及び装置によれば、心拍の間隔から原
心拍変動波形を生成し、さらに該原心拍変動波形の隣接
する間隔差を求めて相対変位心拍変動波形を生成する
か、或いは該原心拍変動波形から１／ｆゆらぎ成分波形
を生成して該原心拍変動波形から該１／ｆゆらぎ成分波
形を減算し、以てその周波数成分を推定するように構成
したので、例えば実路運転時における運転者の心拍デー
タから医学的に検討可能なＨＲＶのＬＦ／ＨＦパワーを
高精度に推定することが出来、居眠り運転等の警報を発
することができる。

【００７７】また、本発明（その１）の方法及び装置に
おいては、データ２点ごとに処理が可能なため、これま
で行われて来た波形処理の技術である全体平均値による
直流成分除去や窓関数処理と比較してリアルタイム性の
高い処理が可能となり、ＨＲＶにより人間の生理状態を
準リアルタイムで監視する装置等を構成する場合も非常
に有効となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る心拍変動波形解析方法及び装置
（その１）の動作原理を説明するための波形図である。

【図２】本発明によってパワースペクトル推定された波
形を示したグラフ図である。

【図３】本発明に係る心拍変動波形解析方法及び装置
（その１）の問題点を説明するための波形図である。

【図４】本発明に係る心拍変動波形解析方法及び装置
（その２）の動作原理を説明するための波形図である。

【図５】本発明に係る心拍変動波形解析装置の共通の一
実施例を示したブロック図である。

【図６】本発明に係る心拍変動波形解析装置（その１）
の演算部における演算処理を示したフローチャート図で
ある。

【図７】本発明に係る心拍変動波形解析装置（その２）
の演算部における演算処理を示したフローチャート図で
ある。

【図８】本発明に係る心拍変動波形解析方法及び装置
（その１）のフィルタ特性を示したシミュレーション図
である。

【図９】本発明に係る心拍変動波形解析方法及び装置
（その２）のフィルタ特性を示したシミュレーション図
である。

【図１０】本発明に係る心拍変動波形解析装置における
ＨＲＶ代用指標の回路例を示したブロック図である。

【図１１】一般的な心拍変動波形解析装置としてのパワ
ースペクトルの測定系を示したブロック図である。

【図１２】心電図を示した波形図である。

【図１３】従来の心拍変動波形生成手順を示した波形図
である。

【図１４】従来例によってパワースペクトル推定された
グラフ図である。

【図１５】直流成分除去処理をした後のＲＲＩ波形を処
理した場合の従来例による波形図である。

【図１６】図５５によって得られたパワースペクトル推
定されたグラフ図である。

【図１７】データの比較的長い切り出し区間によるパワ
ースペクトル推定を示したグラフ図である。

【符号の説明】

２０ 人体 ２１〜２３ 生体用電極 ２４ 交流アンプ ２５ ＡＤ変換部 ２６ 演算部 ８ ＲＡＭ ９ ＲＯＭ １０ ＣＰＵ 図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 心拍によって生じたＲ波のピーク点間隔
   を計測して補間した原心拍変動波形を生成し、さらに該
   原心拍変動波形の隣接するピーク点の間隔差を求めて補
   間した相対変位心拍変動波形を生成した後、該相対変位
   心拍変動波形の一定区間を切り出してパワースペクトル
   を求め、その周波数成分を推定することを特徴とした心
   拍変動波形解析方法。
2. 【請求項２】 心拍によって生じたＲ波のピーク点間隔
   を計測して補間した原心拍変動波形を生成した後、該原
   心拍変動波形から１／ｆゆらぎ成分波形を生成し該原心
   拍変動波形から該１／ｆゆらぎ成分波形を減算して、そ
   の減算した波形の一定区間を切り出してパワースペクト
   ルを求め、その周波数成分を推定することを特徴とした
   心拍変動波形解析方法。
3. 【請求項３】 該１／ｆゆらぎ成分波形が該原心拍変動
   波形をロー・パス・フィルタ処理又は移動平滑化処理す
   ることにより生成されることを特徴とした請求項２に記
   載の心拍変動波形解析方法。
4. 【請求項４】 心拍ピックアップと、該ピックアップの
   出力信号を所定の周波数帯域について増幅する増幅器
   と、該増幅器の出力信号をディジタル信号に変換するＡ
   ／Ｄ変換器と、該ディジタル信号によるピーク値の間隔
   を計測して補間した原心拍変動波形を生成し、さらに該
   原心拍変動波形の隣接するピーク点の間隔差を求めて補
   間した相対変位心拍変動波形を生成した後、該相対変位
   心拍変動波形の一定区間を切り出してパワースペクトル
   を求め、その周波数成分を推定する演算部と、を備えた
   ことを特徴とする心拍変動波形解析装置。
5. 【請求項５】 心拍ピックアップと、該ピックアップの
   出力信号を所定の周波数帯域について増幅する増幅器
   と、該増幅器の出力信号をディジタル信号に変換するＡ
   ／Ｄ変換器と、該ディジタル信号によるピーク値の間隔
   を計測して補間した原心拍変動波形を生成した後、該原
   心拍変動波形から１／ｆゆらぎ成分波形を生成し該原心
   拍変動波形から該１／ｆゆらぎ成分波形を減算して、そ
   の減算した波形の一定区間を切り出してパワースペクト
   ルを求め、その周波数成分を推定する演算部と、を備え
   たことを特徴とする心拍変動波形解析装置。
6. 【請求項６】 該演算部が、該周波数成分を推定するた
   め、ディジタル波形をアナログ波形に変換するＤ／Ａ変
   換器と、該アナログ波形を整流する整流回路と、該整流
   回路の出力信号を一定時間積分する積分回路とで構成さ
   れていることを特徴とした請求項４または５に記載の心
   拍変動波形解析装置。