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JP5655721B2 - Biological information processing apparatus and biological information processing method - Google Patents

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JP5655721B2 JP2011147096A JP2011147096A JP5655721B2 JP 5655721 B2 JP5655721 B2 JP 5655721B2 JP 2011147096 A JP2011147096 A JP 2011147096A JP 2011147096 A JP2011147096 A JP 2011147096A JP 5655721 B2 JP5655721 B2 JP 5655721B2
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Description

本発明は、生体情報処理装置及び生体情報処理方法に関する。   The present invention relates to a biological information processing apparatus and a biological information processing method.

従来から、被検者の運動管理や健康管理に供する生体情報処理装置として、被検者の身体の一部に装着し、被検者の脈拍数を測定する脈拍計が知られている。脈拍計は、装置を装着した被検者の血流量の変化を検知して被検者の脈拍数を算出し、算出した脈拍数(以下、「算出脈拍数」と称す。)を測定結果として被検者に報知するものである。脈拍計としては、光を利用するものや、超音波を利用するもの、心電を利用するものなどが知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a biological information processing apparatus used for exercise management and health management of a subject, a pulsometer that is attached to a part of the subject's body and measures the subject's pulse rate is known. The pulse meter detects a change in blood flow of the subject wearing the device, calculates the pulse rate of the subject, and calculates the calculated pulse rate (hereinafter referred to as “calculated pulse rate”) as a measurement result. This is to notify the subject. As a pulsometer, one using light, one using ultrasonic waves, one using electrocardiogram, and the like are known.

脈拍数を正しく算出することができるかどうかは、被検者の血流量の変化を検知する精度に依るところが大きい。しかし、外気温の変化といった外乱による影響や、脈拍計の装着位置及び当該装着位置のズレといった物理的な影響等に起因して、血流量の変化を検知する精度が低下する場合がある。そこで、算出脈拍数に対する変動許容範囲を設定して、算出脈拍数の適否を判定する手法が考案されている(例えば、特許文献1や特許文献2)。   Whether or not the pulse rate can be calculated correctly depends largely on the accuracy with which changes in the blood flow of the subject are detected. However, the accuracy of detecting a change in blood flow may be reduced due to an influence of disturbance such as a change in outside air temperature, a physical effect such as a position of the pulse meter and a shift in the position of attachment. In view of this, a technique has been devised in which an allowable range of variation for the calculated pulse rate is set to determine the suitability of the calculated pulse rate (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開平9−113309号公報JP-A-9-113309 特開平9−154825号公報JP-A-9-154825

しかしながら、変動許容範囲をどのように設定するかには種々の問題がある。例えば、変動許容範囲の設定そのものが誤っている場合には、算出脈拍数が正常値であっても不適と判定されてしまう。そのため、特許文献1には、算出脈拍数が変動許容範囲から同じ方向(上限を上回る方向か、下限を下回る方向の意。)に所定の閾値回数(例えば3回)連続して外れた場合には、算出脈拍数を適切と判定する手法が記載されている。ところが、この手法では、算出脈拍数が明らかに異常値であるような場合であっても、適切と誤判定してしまうおそれがある。   However, there are various problems in how to set the fluctuation allowable range. For example, when the setting of the fluctuation allowable range itself is incorrect, even if the calculated pulse rate is a normal value, it is determined to be inappropriate. Therefore, in Patent Document 1, when the calculated pulse rate deviates continuously from the fluctuation allowable range in the same direction (in the direction exceeding the upper limit or in the direction lower than the lower limit) for a predetermined threshold number of times (for example, 3 times). Describes a method for determining the calculated pulse rate as appropriate. However, with this method, even if the calculated pulse rate is clearly an abnormal value, there is a risk of erroneous determination as appropriate.

だからといって、誤判定を回避するために、上記の閾値回数をむやみやたらに増やしてしまうと、正常値である算出脈拍数を適切と判定するまでに長い時間を要することになり、応答性(リアルタイム性)が低下するという問題がある。   However, in order to avoid misjudgment, if the above threshold number is increased excessively, it takes a long time to determine that the calculated pulse rate, which is a normal value, is appropriate. ) Decreases.

本発明は上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、算出脈拍数の適否を判定するための新しい手法を提案することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to propose a new method for determining the suitability of a calculated pulse rate.

以上の課題を解決するための第1の形態は、被検者の脈拍数を算出する脈拍数算出部と、前記脈拍数算出部によって算出された算出脈拍数が所与の変動許容範囲に含まれるか否かに基づいて前記算出脈拍数の適否を判定する脈拍数適否判定部と、前記脈拍数適否判定部による否定判定の連続回数、継続時間及び頻度の何れかの値に基づいて前記変動許容範囲の幅でなる変動許容幅を設定する変動許容幅設定部と、を備えた生体情報処理装置である。   A first form for solving the above problems includes a pulse rate calculation unit that calculates a pulse rate of a subject, and a calculated pulse rate calculated by the pulse rate calculation unit is included in a given fluctuation allowable range. The pulse rate appropriateness determination unit that determines the appropriateness of the calculated pulse rate based on whether or not the pulse rate is appropriate, and the variation based on any one of the number of consecutive negative determinations by the pulse rate appropriateness determination unit, the duration, and the frequency The biological information processing apparatus includes a fluctuation allowable width setting unit that sets a fluctuation allowable width that is a width of an allowable range.

また、他の形態として、被検者の脈拍数を算出することと、前記算出された算出脈拍数が所与の変動許容範囲に含まれるか否かに基づいて前記算出脈拍数の適否を判定することと、前記適否判定による否定判定の連続回数、継続時間及び頻度の何れかの値に基づいて前記変動許容範囲の幅でなる変動許容幅を設定することと、を含む生体情報処理方法を構成することとしてもよい。   As another form, the suitability of the calculated pulse rate is determined based on calculating the pulse rate of the subject and whether the calculated calculated pulse rate is included in a given allowable fluctuation range. A biological information processing method including: setting a variation allowable range that is a width of the variation allowable range based on any one of the number of consecutive negative determinations by the suitability determination, the duration, and the frequency. It may be configured.

この第1の形態等によれば、被検者の脈拍数が脈拍数算出部によって算出される。そして、脈拍数算出部によって算出された算出脈拍数が所与の変動許容範囲に含まれるか否かに基づいて算出脈拍数の適否が脈拍数適否判定部によって判定される。算出脈拍数が変動許容範囲に含まれない場合は、算出脈拍数を不適と判定する。そして、脈拍数適否判定部による否定判定の連続回数、継続時間及び頻度の何れかの値に基づいて変動許容範囲の幅でなる変動許容幅が変動許容幅設定部によって設定される。   According to the first form and the like, the pulse rate of the subject is calculated by the pulse rate calculation unit. Then, based on whether or not the calculated pulse rate calculated by the pulse rate calculation unit is included in the given allowable fluctuation range, the suitability of the calculated pulse rate is determined by the pulse rate suitability determination unit. When the calculated pulse rate is not included in the allowable fluctuation range, it is determined that the calculated pulse rate is inappropriate. Then, the fluctuation allowable width that is the width of the fluctuation allowable range is set by the fluctuation allowable width setting unit based on any one of the values of the negative determination continuous count, duration, and frequency by the pulse rate suitability determination unit.

変動許容幅を固定的にするのではなく、算出脈拍数の適否判定による否定判定の連続回数、継続時間及び頻度の何れかの値に基づいて可変に設定することで、変動許容幅を適正化することができる。そして、設定した変動許容幅を有する変動許容範囲を利用することで、算出脈拍数の適否を正しく判定することが可能となる。   Rather than making the allowable fluctuation range fixed, the variable allowable range is optimized by variably setting the negative pulse based on the appropriateness of the calculated pulse rate based on the number of consecutive times, duration, and frequency. can do. Then, by using the fluctuation allowable range having the set allowable fluctuation range, it is possible to correctly determine the suitability of the calculated pulse rate.

また、第2の形態として、第1の形態の生体情報処理装置において、前記変動許容幅設定部は、前記値が大きくなるほど前記変動許容幅を増大させるように前記変動許容幅を設定する、生体情報処理装置を構成することとしてもよい。   Further, as a second mode, in the biological information processing apparatus according to the first mode, the variation allowable range setting unit sets the variation allowable range so that the variation allowable range increases as the value increases. An information processing apparatus may be configured.

この第2の形態によれば、算出脈拍数の適否判定による否定判定の連続回数、継続時間及び頻度の何れかの値が大きくなるほど変動許容幅を増大させることで、被検者の脈拍数の変化に変動許容範囲を追従させることが可能となる。   According to the second embodiment, the fluctuation allowable range is increased as the value of any of the number of consecutive negative determinations based on the appropriateness determination of the calculated pulse rate, the duration time, and the frequency increases, so that the pulse rate of the subject can be increased. It is possible to make the variation allowable range follow the change.

この場合、例えば第3の形態として、第2の形態の生体情報処理装置における前記変動許容幅設定部が、前記値に対して前記変動許容幅を線形的に増大させる、生体情報処理装置を構成することとしてもよい。   In this case, for example, as the third mode, the variation allowable width setting unit in the biological information processing device of the second mode is configured to linearly increase the variation allowable range with respect to the value. It is good to do.

この第3の形態によれば、否定判定の連続回数、継続時間及び頻度の何れかの値に対して変動許容幅を線形的に増大させることで、被検者の脈拍数が急激に変化した場合であっても算出脈拍数を適切と判定でき、変化する脈拍数を的確に捕捉することが可能となる。   According to the third embodiment, the pulse rate of the subject has changed abruptly by linearly increasing the fluctuation tolerance with respect to any of the values of the continuous negative determination, duration, and frequency. Even in this case, the calculated pulse rate can be determined as appropriate, and the changing pulse rate can be accurately captured.

また、例えば第4の形態として、第2の形態の生体情報処理装置における前記変動許容幅設定部が、前記変動許容幅の増大度合を前記値が大きくなるほど低減させる、生体情報処理装置を構成することとしてもよい。   For example, as a fourth form, the biometric information processing apparatus in which the variation allowable width setting unit in the biometric information processing apparatus of the second aspect reduces the increase degree of the variation allowable width as the value increases. It is good as well.

この第4の形態によれば、変動許容幅の増大度合を否定判定の連続回数、継続時間及び頻度の何れかの値が大きくなるほど低減させることで、変動許容範囲が過度に広くなることを防止し、異常値を捕捉する可能性を低下させることができる。また、被検者の脈拍数が急激に変化した場合であっても、その後は、脈拍数の変化は緩やかになる傾向がある。従って、人間の実際の脈拍数の変化傾向に見合った変動許容範囲を設定して算出脈拍数の適否判定を行うことが可能となる。   According to the fourth embodiment, the variation allowable range is prevented from becoming excessively wide by decreasing the increase degree of the variation allowable range as the value of any of the negative determination continuous count, duration, and frequency increases. In addition, the possibility of capturing abnormal values can be reduced. Even if the pulse rate of the subject changes suddenly, the change in the pulse rate tends to be moderate thereafter. Therefore, it is possible to determine the suitability of the calculated pulse rate by setting a permissible fluctuation range that matches the actual change rate of the human pulse rate.

また、第5の形態として、第1〜第4の何れかの形態の生体情報処理装置において、前記脈拍数算出部の算出結果の信頼性を判定する信頼性判定部を更に備え、前記脈拍数適否判定部は、前記変動許容範囲と前記信頼性とを用いて前記算出脈拍数の適否を判定する、生体情報処理装置を構成することとしてもよい。   Further, as a fifth mode, in the biological information processing apparatus according to any one of the first to fourth modes, the pulse rate calculation unit further includes a reliability determination unit that determines the reliability of the calculation result of the pulse rate calculation unit, and the pulse rate The suitability determination unit may configure a biological information processing apparatus that determines the suitability of the calculated pulse rate using the variation allowable range and the reliability.

この第5の形態によれば、脈拍数算出部の算出結果の信頼性が信頼性判定部によって判定される。変動許容範囲に加えて脈拍数の算出結果の信頼性を用いることで、算出脈拍数の適否判定の確度を向上させることができる。   According to the fifth aspect, the reliability of the calculation result of the pulse rate calculation unit is determined by the reliability determination unit. By using the reliability of the calculation result of the pulse rate in addition to the fluctuation allowable range, it is possible to improve the accuracy of determining the suitability of the calculated pulse rate.

また、第6の形態として、第5の形態の生体情報処理装置において、前記信頼性判定部は、前記被検者の脈波を検出した信号の信号対雑音比に基づき前記信頼性を判定し、前記脈拍数適否判定部は、前記信号対雑音比が所定の閾値条件を満たし、且つ、前記算出脈拍数が前記変動許容範囲に含まれる場合に、前記算出脈拍数を適切と判定する、生体情報処理装置を構成することとしてもよい。   As a sixth aspect, in the biological information processing apparatus according to the fifth aspect, the reliability determination unit determines the reliability based on a signal-to-noise ratio of a signal in which the pulse wave of the subject is detected. The pulse rate suitability determining unit determines that the calculated pulse rate is appropriate when the signal-to-noise ratio satisfies a predetermined threshold condition and the calculated pulse rate is included in the fluctuation allowable range. An information processing apparatus may be configured.

被検者の脈波を検出した信号の信号対雑音比が良好であるほど、脈拍数の算出結果の信頼性は高いと推定される。そこで、第6の形態によれば、被検者の脈波を検出した信号の信号対雑音比が所定の閾値条件を満たし、且つ、算出脈拍数が変動許容範囲に含まれる場合に、算出脈拍数を適切と判定する。   It is estimated that the reliability of the pulse rate calculation result is higher as the signal-to-noise ratio of the signal in which the pulse wave of the subject is detected is better. Therefore, according to the sixth embodiment, when the signal-to-noise ratio of the signal in which the pulse wave of the subject is detected satisfies a predetermined threshold condition and the calculated pulse rate is included in the fluctuation allowable range, the calculated pulse rate Determine the number as appropriate.

また、第7の形態として、第1〜第6の何れかの形態の生体情報処理装置において、前記変動許容範囲は、所与の基準脈拍数を基準として定められる範囲であり、前記脈拍数適否判定部によって前記算出脈拍数が適切と判定された場合に、当該算出脈拍数で前記基準脈拍数を更新する基準脈拍数更新部を更に備えた、生体情報処理装置を構成することとしてもよい。   As a seventh aspect, in the biological information processing apparatus according to any one of the first to sixth aspects, the allowable fluctuation range is a range determined based on a given reference pulse rate, and whether the pulse rate is appropriate When the determination unit determines that the calculated pulse rate is appropriate, the biological information processing apparatus may further include a reference pulse rate updating unit that updates the reference pulse rate with the calculated pulse rate.

この第7の形態によれば、脈拍数適否判定部によって算出脈拍数が適切と判定された場合に、当該算出脈拍数で変動許容範囲の基準とする基準脈拍数が基準脈拍数更新部によって更新される。これにより、変動許容範囲の基準を適正化し、その都度適切な変動許容範囲を設定して算出脈拍数の適否判定を行うことが可能となる。   According to the seventh aspect, when the calculated pulse rate is determined to be appropriate by the pulse rate suitability determining unit, the reference pulse rate that is used as a reference for the allowable fluctuation range is updated by the reference pulse rate updating unit. Is done. As a result, it is possible to optimize the standard of the allowable fluctuation range, set an appropriate allowable fluctuation range each time, and determine whether the calculated pulse rate is appropriate.

脈拍計の正面図。The front view of a pulse meter. (A)脈拍計の背面図。(B)脈拍計の使用状態図。(A) Rear view of pulse meter. (B) The use state figure of a pulse meter. 脈波センサーの動作の説明図。Explanatory drawing of operation | movement of a pulse wave sensor. 算出脈拍数の適否判定方法の説明図。Explanatory drawing of the suitability determination method of a calculated pulse rate. ウィンドウ幅の第1の設定方法の説明図。Explanatory drawing of the 1st setting method of window width. ウィンドウ幅の第2の設定方法の説明図。Explanatory drawing of the 2nd setting method of window width. 脈拍計の機能構成を示すブロック図。The block diagram which shows the function structure of a pulse meter. 脈拍数測定処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a pulse rate measurement process. 第2の脈拍数測定処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a 2nd pulse rate measurement process.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態は、本発明の生体情報処理装置を腕時計型の脈拍計に適用した実施形態である。なお、本発明を適用可能な形態が以下説明する実施形態に限定されるわけでないことは勿論である。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is an embodiment in which the biological information processing apparatus of the present invention is applied to a wristwatch-type pulse meter. Needless to say, embodiments to which the present invention is applicable are not limited to the embodiments described below.

1.外観構成
図1は、本実施形態における脈拍計1の正面図である。脈拍計1は、リストバンド2を備え、ケース3には、時刻や脈拍計1の動作状態、各種生体情報(脈拍数、運動強度、カロリー消費量等)を文字や数字、アイコン等によって表示するための液晶表示器4が配置されている。
1. External Configuration FIG. 1 is a front view of a pulse meter 1 in the present embodiment. The pulsometer 1 includes a wristband 2, and the case 3, the time, the operating state of the pulsometer 1, and various biological information (pulse rate, exercise intensity, calorie consumption, etc.) are displayed by letters, numbers, icons, etc. A liquid crystal display 4 for this purpose is arranged.

また、ケース3の周部(側面)には脈拍計1を操作するための操作ボタン5が配設されている。脈拍計1は、例えば内蔵する二次電池を電源として動作する。ケース3の側面には、外部の充電器と接続されて、内蔵二次電池を充電するための充電端子6が配設されている。   An operation button 5 for operating the pulsometer 1 is disposed on the peripheral portion (side surface) of the case 3. The pulse meter 1 operates using, for example, a built-in secondary battery as a power source. A charging terminal 6 for charging the built-in secondary battery is disposed on the side surface of the case 3 so as to be connected to an external charger.

図2(A)は脈拍計1の背面図であり、ケース3の背面から脈拍計1を見たときの外観図を示している。また、図2(B)は脈拍計1の使用状態図であり、被検者の手首WRに装着された状態の脈拍計1の側面図を示している。   FIG. 2A is a rear view of the pulse meter 1 and shows an external view when the pulse meter 1 is viewed from the rear surface of the case 3. Moreover, FIG. 2 (B) is a use state diagram of the pulsometer 1 and shows a side view of the pulsometer 1 in a state of being worn on the wrist WR of the subject.

ケース3の背面には、被検者の脈波を検出して脈波信号を出力する脈波センサー10が配設されている。脈波センサー10は、ケース3の背面に接触している被検者の手首WRにおいて脈波を検出する。本実施形態において、脈波センサー10は光電脈波センサーであり、脈波を光学的に検出するための機構を備えている。   A pulse wave sensor 10 that detects a pulse wave of the subject and outputs a pulse wave signal is disposed on the back surface of the case 3. The pulse wave sensor 10 detects a pulse wave at the wrist WR of the subject in contact with the back surface of the case 3. In the present embodiment, the pulse wave sensor 10 is a photoelectric pulse wave sensor and includes a mechanism for optically detecting the pulse wave.

図3は、脈波センサー10の内部構造をケース3の側面から見たときの拡大図である。脈波センサー10は、ケース3の背面側に形成された円形底面を有する半球状の収納空間内に設置されている。そして、この収納空間内に、LED(Light Emitting Diode)などの光源12と、フォトトランジスターなどの受光素子13とが内蔵されている。半球の内面は鏡面とした反射面11であり、半球の底面側を下方とすると、受光素子13及び光源12は、それぞれ基板14の上面及び下面に実装されている。   FIG. 3 is an enlarged view when the internal structure of the pulse wave sensor 10 is viewed from the side surface of the case 3. The pulse wave sensor 10 is installed in a hemispherical storage space having a circular bottom surface formed on the back side of the case 3. A light source 12 such as an LED (Light Emitting Diode) and a light receiving element 13 such as a phototransistor are built in the storage space. The inner surface of the hemisphere is a reflecting surface 11 that is a mirror surface, and the light receiving element 13 and the light source 12 are mounted on the upper surface and the lower surface of the substrate 14, respectively, when the bottom surface side of the hemisphere is downward.

光源12によって利用者の手首WRの皮膚SKに向けて光Leが照射されると、その照射光Leが皮下の血管BVに反射して半球内に反射光Lrとして戻ってくる。その反射光Lrは、半球状の反射面11においてさらに反射して、受光素子13に上方から入射する。   When the light Le is irradiated by the light source 12 toward the skin SK of the user's wrist WR, the irradiated light Le is reflected by the subcutaneous blood vessel BV and returns to the hemisphere as reflected light Lr. The reflected light Lr is further reflected by the hemispherical reflecting surface 11 and enters the light receiving element 13 from above.

この血管BVからの反射光Lrは、血液中のヘモグロビンの吸光作用により、血流の変動を反映してその強度が変動する。脈波センサー10は、拍動よりも早い周期で光源12を所定の周期で点滅させる。そして、受光素子13は、光源12の点灯機会毎に受光強度に応じた脈波信号を光電変換によって出力する。脈波センサー10は、例えば128Hzの周波数で光源12を点滅させる。   The intensity of the reflected light Lr from the blood vessel BV changes due to the absorption action of hemoglobin in the blood, reflecting the change in blood flow. The pulse wave sensor 10 blinks the light source 12 at a predetermined cycle at a cycle earlier than the pulsation. The light receiving element 13 outputs a pulse wave signal corresponding to the received light intensity by photoelectric conversion for each lighting opportunity of the light source 12. The pulse wave sensor 10 blinks the light source 12 at a frequency of, for example, 128 Hz.

また、図2(A)に示すように、脈拍計1は、被検者の体動を検出するための体動センサー20を内蔵している。本実施形態では、体動センサー20は、加速度センサーを有して構成される。加速度センサーは、図1に示すように、例えば、ケース3のカバーガラス面の法線方向であって表示面側を正とするZ軸、時計の12時方向を正とする上下方向をY軸、時計の3時方向を正とする左右方向をX軸とする3軸の加速度センサーである。   As shown in FIG. 2A, the pulsometer 1 includes a body motion sensor 20 for detecting the body motion of the subject. In the present embodiment, the body motion sensor 20 includes an acceleration sensor. As shown in FIG. 1, the acceleration sensor has, for example, the normal direction of the cover glass surface of the case 3 and the Z axis with the display surface side positive, and the vertical direction with the 12 o'clock direction of the watch as positive is the Y axis. This is a triaxial acceleration sensor having the X axis as the left-right direction with the 3 o'clock direction of the watch as positive.

脈拍計1を装着した状態において、X軸は、被検者の肘から手首に向かう方向と一致する。体動センサー20は、X軸,Y軸及びZ軸の3軸の加速度を検出し、その結果を体動信号として出力する。脈拍計1は、体動センサー20によって検出された体動信号に基づいて、歩行やジョギングなどに伴う被検者の周期的な体動(例えば、腕の動きや体の上下動)を検出する。   In a state where the pulsometer 1 is worn, the X axis coincides with the direction from the subject's elbow to the wrist. The body motion sensor 20 detects acceleration in three axes of the X axis, the Y axis, and the Z axis, and outputs the result as a body motion signal. The pulsometer 1 detects a periodic body movement (for example, an arm movement or a vertical movement of the body) of the subject accompanying walking or jogging based on the body movement signal detected by the body movement sensor 20. .

2.原理
脈拍計1は、脈波センサー10によって検出された脈波信号を利用して被検者の脈拍数を算出する。具体的には、脈波信号に対して所定の周波数分解処理を行い、周波数帯毎の信号強度値(スペクトル値)を抽出する。周波数分解処理は、例えば高速フーリエ変換FFT(Fast Fourier Transform)を適用した処理とすることができる。そして、抽出した信号強度値から被検者の脈波に相当する周波数スペクトルを特定し、その周波数(或いは周期)に基づいて脈拍数を算出する。脈拍計1は、所定時間間隔(例えば1〜5秒間隔)で脈拍数を算出する。本実施形態では、上記のようにして算出した被検者の脈拍数のことを「算出脈拍数」と呼称する。
2. Principle The pulsometer 1 calculates the pulse rate of the subject using the pulse wave signal detected by the pulse wave sensor 10. Specifically, a predetermined frequency decomposition process is performed on the pulse wave signal, and a signal intensity value (spectrum value) for each frequency band is extracted. The frequency decomposition process can be a process to which, for example, a fast Fourier transform (FFT) is applied. Then, a frequency spectrum corresponding to the pulse wave of the subject is specified from the extracted signal intensity value, and the pulse rate is calculated based on the frequency (or period). The pulsometer 1 calculates the pulse rate at a predetermined time interval (for example, every 1 to 5 seconds). In the present embodiment, the pulse rate of the subject calculated as described above is referred to as “calculated pulse rate”.

脈拍計1は、算出脈拍数を測定結果の脈拍数(測定脈拍数)として液晶表示器4に表示させるなどして、被検者に報知する。しかし、例えば、外気温の変化といった外乱による影響や、脈拍計1の装着位置及び当該装着位置のズレといった物理的な影響等に起因して、被検者の実際の脈拍数から大きく乖離した算出脈拍数が測定結果として得られてしまう場合がある。この場合に得られる算出脈拍数は異常値であり、その値を被検者に報知することは適切ではない。そこで、本実施形態では、以下説明する手順に従って算出脈拍数の適否を判定する。   The pulse meter 1 notifies the subject by displaying the calculated pulse rate on the liquid crystal display 4 as the pulse rate of the measurement result (measured pulse rate). However, for example, a calculation greatly deviating from the actual pulse rate of the subject due to the influence of disturbance such as a change in the outside air temperature or the physical influence such as the wearing position of the pulse meter 1 and the deviation of the wearing position. The pulse rate may be obtained as a measurement result. The calculated pulse rate obtained in this case is an abnormal value, and it is not appropriate to notify the subject of the value. Therefore, in this embodiment, the suitability of the calculated pulse rate is determined according to the procedure described below.

本実施形態では、所与の基準脈拍数を基準として高低の方向に同一の幅を有する範囲をウィンドウと定義する。基準脈拍数は、脈拍数の算出時刻(算出タイミング)における脈拍数の基準値である。本実施形態では、適否判定によって適切と判定された最新の算出脈拍数を基準脈拍数として設定する。具体的には、算出脈拍数が適切と判定された場合に、当該算出脈拍数で基準脈拍数を更新する処理を算出時刻毎に繰り返す。   In this embodiment, a range having the same width in the height direction with respect to a given reference pulse rate is defined as a window. The reference pulse rate is a reference value of the pulse rate at the calculation time (calculation timing) of the pulse rate. In the present embodiment, the latest calculated pulse rate determined to be appropriate by the suitability determination is set as the reference pulse rate. Specifically, when it is determined that the calculated pulse rate is appropriate, the process of updating the reference pulse rate with the calculated pulse rate is repeated for each calculated time.

各々の算出時刻について、算出脈拍数がウィンドウに含まれるか否かを判定する。そして、算出脈拍数がウィンドウに含まれる場合は、算出脈拍数を適切と判定する。一方、算出脈拍数がウィンドウに含まれない場合は、算出脈拍数を不適と判定する。ウィンドウは、所与の基準脈拍数を基準として算出された算出脈拍数の変動を許容する範囲(以下、「変動許容範囲」と称す。)である。   For each calculation time, it is determined whether the calculated pulse rate is included in the window. When the calculated pulse rate is included in the window, the calculated pulse rate is determined to be appropriate. On the other hand, when the calculated pulse rate is not included in the window, the calculated pulse rate is determined to be inappropriate. The window is a range that allows fluctuations in the calculated pulse rate that is calculated based on a given reference pulse rate (hereinafter referred to as “fluctuation allowable range”).

本実施形態では、上記の脈拍数の適否判定によって算出脈拍数が不適と判定された連続回数(以下、「不適判定連続回数」と称す。)をカウントしていき、その値が大きくなるほど、基準脈拍数に対するウィンドウ幅を増大させる。   In the present embodiment, the number of consecutive times that the calculated pulse rate is determined to be inappropriate by the above-described determination of the appropriateness of the pulse rate (hereinafter referred to as “the inappropriate number of inappropriate determination times”) is counted, and the reference value increases as the value increases. Increase window width for pulse rate.

以下の説明では、ウィンドウ幅を“W”と表記する。また、不適判定連続回数を“N”と表記し、“N=0”の場合におけるウィンドウ幅“W=W”のことを「初期ウィンドウ幅」と称する。また、脈拍数の算出時刻を“t”と表記する。 In the following description, the window width is expressed as “W”. The number of consecutive inappropriate determinations is expressed as “N”, and the window width “W = W 0 ” when “N = 0” is referred to as “initial window width”. Further, the calculation time of the pulse rate is expressed as “t”.

図4は、本実施形態における算出脈拍数の適否判定方法の説明図である。図4において、横軸は時間軸であり、離散的な算出時刻“t”を時間軸の下に示している。縦軸は脈拍数である。また、算出脈拍数を三角形のプロットで示し、基準脈拍数を矩形のプロットで示している。   FIG. 4 is an explanatory diagram of a method for determining the suitability of the calculated pulse rate in the present embodiment. In FIG. 4, the horizontal axis is the time axis, and the discrete calculation time “t” is shown below the time axis. The vertical axis is the pulse rate. The calculated pulse rate is indicated by a triangular plot, and the reference pulse rate is indicated by a rectangular plot.

算出時刻“t1”における基準脈拍数が“HR”であり、そのウィンドウ幅が初期ウィンドウ幅“W”である状態からスタートする。つまり、算出時刻“t1”におけるウィンドウは、中心が基準脈拍数“HR”であり、幅が初期ウィンドウ幅“W”でなる変動許容範囲として設定される。図4において、算出時刻“t1”における算出脈拍数は“HR(<HR)”であり、その値がウィンドウに含まれている。このため、算出脈拍数“HR”を適切と判定する。不適判定連続回数“N”は「0回」のまま更新しない。また、算出脈拍数“HR”で基準脈拍数を更新する。 Starting from a state where the reference pulse rate at the calculation time “t1” is “HR 0 ” and the window width is the initial window width “W 0 ”. That is, the window at the calculation time “t1” is set as an allowable variation range in which the center is the reference pulse rate “HR 0 ” and the width is the initial window width “W 0 ”. In FIG. 4, the calculated pulse rate at the calculation time “t1” is “HR 1 (<HR 0 )”, and the value is included in the window. For this reason, it is determined that the calculated pulse rate “HR 1 ” is appropriate. The number of consecutive inappropriate determinations “N” remains “0” and is not updated. Further, the reference pulse rate is updated with the calculated pulse rate “HR 1 ”.

算出時刻“t2”では、算出脈拍数“HR”を基準とするウィンドウを設定する。“N=0”であるため、中心を基準脈拍数“HR”とし、幅を初期ウィンドウ幅“W”とするウィンドウを設定する。図4において、算出時刻“t2”における算出脈拍数は“HR(<HR)”であり、ウィンドウに含まれている。このため、算出脈拍数“HR”を適切と判定する。不適判定連続回数“N”は「0回」のまま更新しない。また、算出脈拍数“HR”で基準脈拍数を更新する。 At the calculation time “t2”, a window based on the calculated pulse rate “HR 1 ” is set. Since “N = 0”, a window is set whose center is the reference pulse rate “HR 1 ” and whose width is the initial window width “W 0 ”. In FIG. 4, the calculated pulse rate at the calculated time “t2” is “HR 2 (<HR 1 )” and is included in the window. For this reason, it is determined that the calculated pulse rate “HR 2 ” is appropriate. The number of consecutive inappropriate determinations “N” remains “0” and is not updated. Further, the reference pulse rate is updated with the calculated pulse rate “HR 2 ”.

算出時刻“t3”では、算出脈拍数“HR”を基準とするウィンドウを設定する。“N=0”であるため、中心を基準脈拍数“HR”とし、幅を初期ウィンドウ幅“W”とするウィンドウを設定する。図4において、算出時刻“t3”における算出脈拍数として、被検者の実際の脈拍数から大きく乖離した“HR(<HR)”が得られている。この場合、算出脈拍数“HR”はウィンドウに含まれないため、不適と判定する。また、不適と判定したため、不適判定連続回数“N”を「1回」に更新する。基準脈拍数は“HR”のまま更新しない。 At the calculation time “t3”, a window based on the calculated pulse rate “HR 2 ” is set. Since “N = 0”, a window is set whose center is the reference pulse rate “HR 2 ” and whose width is the initial window width “W 0 ”. In FIG. 4, “HR 3 (<HR 2 )” greatly deviating from the actual pulse rate of the subject is obtained as the calculated pulse rate at the calculation time “t3”. In this case, since the calculated pulse rate “HR 3 ” is not included in the window, it is determined to be inappropriate. In addition, since it is determined as inappropriate, the number of consecutive inappropriate determinations “N” is updated to “1”. The reference pulse rate remains “HR 2 ” and is not updated.

算出時刻“t4”では、算出脈拍数“HR”を基準とするウィンドウを設定する。“N=1”であるため、初期ウィンドウ幅“W”ではなく、これよりも広いウィンドウ幅“W(>W)”を設定する。図4においては、算出時刻“t4”における算出脈拍数“HR(>HR)”がウィンドウに含まれるため、算出脈拍数“HR”を適切と判定する。また、適切と判定したため、不適判定連続回数“N”を「0回」にリセットする。また、算出脈拍数“HR”で基準脈拍数を更新する。 At the calculation time “t4”, a window based on the calculated pulse rate “HR 2 ” is set. Since “N = 1”, not the initial window width “W 0 ” but a wider window width “W 1 (> W 0 )” is set. In FIG. 4, since the calculated pulse rate “HR 4 (> HR 3 )” at the calculation time “t4” is included in the window, the calculated pulse rate “HR 4 ” is determined to be appropriate. Further, since it is determined to be appropriate, the number of consecutive inappropriate determinations “N” is reset to “0”. Further, the reference pulse rate is updated with the calculated pulse rate “HR 4 ”.

以下、同様の手順で算出脈拍数の適否を判定していく。図4では、算出時刻“t7”において被検者の脈拍数が“HR”から“HR”まで急激に上昇した場合を示している。この場合、算出時刻“t7”では、脈拍数の急激な上昇にウィンドウが追従することができず、算出脈拍数“HR”はウィンドウから外れている。このため、算出脈拍数“HR”を不適と判定し、不適判定連続回数“N”を「1回」に更新する。 Thereafter, the suitability of the calculated pulse rate is determined in the same procedure. FIG. 4 shows a case where the pulse rate of the subject suddenly increases from “HR 6 ” to “HR 7 ” at the calculation time “t7”. In this case, at the calculation time “t7”, the window cannot follow the rapid rise in the pulse rate, and the calculated pulse rate “HR 7 ” is out of the window. Therefore, the calculated pulse rate “HR 7 ” is determined to be inappropriate, and the inappropriate determination continuous number of times “N” is updated to “1”.

“N=1”であるため、次の算出時刻“t8”では、中心を基準脈拍数“HR”とし、幅をウィンドウ幅“W(>W)”とするウィンドウを設定する。このとき、算出時刻“t8”における算出脈拍数として“HR(>HR)”が得られている。しかし、ウィンドウを広げたにも関わらず、算出脈拍数“HR”を捕捉できなかった場合を示している。この場合は、算出脈拍数“HR”を不適と判定し、不適判定連続回数“N”を「2回」に更新する。 Since “N = 1”, at the next calculation time “t8”, a window whose center is the reference pulse rate “HR 6 ” and whose width is the window width “W 1 (> W 0 )” is set. At this time, “HR 8 (> HR 7 )” is obtained as the calculated pulse rate at the calculated time “t8”. However, although the window is widened, the calculated pulse rate “HR 8 ” cannot be captured. In this case, the calculated pulse rate “HR 8 ” is determined to be inappropriate, and the inappropriate determination continuous number of times “N” is updated to “2”.

“N=2”であるため、次の算出時刻“t9”では、中心を基準脈拍数“HR”とし、幅をウィンドウ幅“W(>W)”とするウィンドウを設定する。つまり、算出時刻“t8”で設定したウィンドウよりも更に広いウィンドウを設定する。図4において、算出時刻“t9”では、算出脈拍数として“HR(>HR)”が得られている。ウィンドウを広げた結果、算出脈拍数“HR”は適切と判定される。従って、不適判定連続回数“N”を「0回」にリセットする。 Since “N = 2”, at the next calculation time “t9”, a window whose center is the reference pulse rate “HR 6 ” and whose width is the window width “W 2 (> W 1 )” is set. That is, a window wider than the window set at the calculation time “t8” is set. In FIG. 4, at the calculation time “t9”, “HR 9 (> HR 8 )” is obtained as the calculated pulse rate. As a result of expanding the window, the calculated pulse rate “HR 9 ” is determined to be appropriate. Accordingly, the number of consecutive inappropriate determinations “N” is reset to “0”.

このように、本実施形態では、不適判定連続回数の値が大きくなるにつれて、ウィンドウ幅を増大させていくことを特徴の1つとする。算出時刻“t3”のように、算出脈拍数として真の脈拍数から大きく乖離した値が得られた場合であっても、当初はウィンドウを狭く設定しておくため、異常値を誤って適切と判定することが防止される。また、被検者の脈拍数が急激に変化した場合であっても、算出脈拍数が不適と判定される度にウィンドウを広げていくため、早い段階で算出脈拍数を適切と判定することが可能となる。換言すると、適切な算出脈拍数を早い段階で捕捉できるようになる、とも言える。   Thus, in this embodiment, one of the features is that the window width is increased as the value of the number of consecutive inappropriate determinations increases. Even when a value that deviates greatly from the true pulse rate is obtained as the calculated pulse time “t3”, since the window is initially set to be narrow, an abnormal value is erroneously set to be appropriate. Judgment is prevented. Even if the subject's pulse rate suddenly changes, the window is expanded every time the calculated pulse rate is determined to be inappropriate, so it is possible to determine that the calculated pulse rate is appropriate at an early stage. It becomes possible. In other words, it can be said that an appropriate calculated pulse rate can be captured at an early stage.

図5は、ウィンドウ幅の第1の設定方法の説明図である。図5において、横軸は脈拍数の軸であり、中心が基準脈拍数である。ある算出時刻に着目した場合に、基準脈拍数を中心として算出脈拍数が取り得る範囲を横軸に図示したものである。   FIG. 5 is an explanatory diagram of a first setting method of the window width. In FIG. 5, the horizontal axis is the pulse rate axis, and the center is the reference pulse rate. In the case where attention is paid to a certain calculation time, the horizontal axis indicates the range that the calculated pulse rate can take centering on the reference pulse rate.

第1の設定方法では、不適判定連続回数“N”の値に対してウィンドウ幅“W”を線形的に増大させる。具体的には、例えば次式(1)に従ってウィンドウ幅“W(N)”を設定する。

Figure 0005655721
In the first setting method, the window width “W” is linearly increased with respect to the value of the number of consecutive inappropriate determinations “N”. Specifically, for example, the window width “W (N)” is set according to the following equation (1).
Figure 0005655721

式(1)によれば、N=0の場合は、ウィンドウ幅を初期ウィンドウ幅“W”に設定する(W(0)=W)。N=1の場合は、ウィンドウ幅を初期ウィンドウ幅“W”よりも広い“2W”に設定する(W(1)=2W)。また、N=2の場合は、ウィンドウ幅を“2W”よりも広い“3W”に設定する(W(2)=3W)。 According to Equation (1), when N = 0, the window width is set to the initial window width “W 0 ” (W (0) = W 0 ). When N = 1, the window width is set to “2W 0 ” wider than the initial window width “W 0 ” (W (1) = 2W 0 ). When N = 2, the window width is set to “3W 0 ” wider than “2W 0 ” (W (2) = 3W 0 ).

図6は、ウィンドウ幅の第2の設定方法の説明図である。図5に示した第1の設定方法では、不適判定連続回数“N”の値が大きくなるにつれてウィンドウ幅“W”を線形的に増大させるため、継続的に不適と判定される状況では、ウィンドウ幅が過度に増大してしまう。   FIG. 6 is an explanatory diagram of a second window width setting method. In the first setting method shown in FIG. 5, the window width “W” is linearly increased as the value of the number of consecutive inappropriate determinations “N” increases. The width will increase excessively.

通常、被検者の脈拍数が急激に変化する場面では、脈拍数が一旦急激に変化した後は、脈拍数の変化は緩やかになる傾向がある。ウィンドウは、脈拍数が変動し得る範囲を想定して設定するものであるが、被検者の脈拍数が連続してウィンドウの最大幅ずつ変化する状況は稀である。そこで、ウィンドウ幅の増大度合を不適判定連続回数“N”の値が大きくなるほど低減させると効果的である。具体的には、例えば次式(2)に従ってウィンドウ幅“W(N)”を設定する。

Figure 0005655721
Usually, in a scene where the pulse rate of the subject changes rapidly, the change in the pulse rate tends to be moderate after the pulse rate changes once abruptly. The window is set assuming a range in which the pulse rate can fluctuate, but it is rare that the subject's pulse rate continuously changes by the maximum width of the window. Therefore, it is effective to reduce the increase in the window width as the value of the number of consecutive inappropriate determinations “N” increases. Specifically, for example, the window width “W (N)” is set according to the following equation (2).
Figure 0005655721

式(2)によれば、N=0の場合は、ウィンドウ幅を初期ウィンドウ幅“W”に設定する(W(0)=W)。N=1の場合は、ウィンドウ幅の変化分を“ΔW(1)=W/2”として、ウィンドウ幅を“W(1+1/2)”に設定する(W(1)=W(1+1/2))。N=2の場合は、ウィンドウ幅の変化分を“ΔW(2)=W/3”として、ウィンドウ幅を“W(1+1/2+1/3)”に設定する(W(2)=W(1+1/2+1/3))。つまり、式(2)によれば、ウィンドウ幅の増大度合を“1/(N+1)”ずつ低減させていくことになる。 According to equation (2), when N = 0, the window width is set to the initial window width “W 0 ” (W (0) = W 0 ). For N = 1, the change of the window width as "ΔW (1) = W 0 /2", is set to a window width "W 0 (1 + 1/ 2)" (W (1) = W 0 ( 1 + 1/2)). N = 2, the general the change in window width as "ΔW (2) = W 0 /3", setting the window width "W 0 (1 + 1/ 2 + 1/3)" (W (2) = W 0 (1 + 1/2 + 1/3)). That is, according to Expression (2), the degree of increase in the window width is decreased by “1 / (N + 1)”.

3.機能構成
図7は、各実施例に共通する脈拍計1の機能構成の一例を示すブロック図である。脈拍計1は、脈波センサー10と、体動センサー20と、脈波信号増幅回路部30と、脈波形整形回路部40と、体動信号増幅回路部50と、体動波形整形回路部60と、A/D(Analog/Digital)変換部70と、処理部100と、操作部200と、表示部300と、報知部400と、通信部500と、時計部600と、記憶部700とを備えて構成される。
3. Functional Configuration FIG. 7 is a block diagram showing an example of a functional configuration of the pulsometer 1 common to each embodiment. The pulsometer 1 includes a pulse wave sensor 10, a body motion sensor 20, a pulse wave signal amplification circuit unit 30, a pulse waveform shaping circuit unit 40, a body motion signal amplification circuit unit 50, and a body motion waveform shaping circuit unit 60. An A / D (Analog / Digital) conversion unit 70, a processing unit 100, an operation unit 200, a display unit 300, a notification unit 400, a communication unit 500, a clock unit 600, and a storage unit 700. It is prepared for.

脈波センサー10は、脈拍計1が装着された被検者の脈波を計測するセンサーであり、例えば光電脈波センサーを有して構成される。脈波センサー10は、身体組織への血流の流入によって生じる容積変化を脈波信号として検出し、脈波信号増幅回路部30に出力する。   The pulse wave sensor 10 is a sensor that measures the pulse wave of the subject to whom the pulse meter 1 is attached, and is configured to include, for example, a photoelectric pulse wave sensor. The pulse wave sensor 10 detects a volume change caused by the inflow of blood flow into the body tissue as a pulse wave signal and outputs it to the pulse wave signal amplification circuit unit 30.

脈波信号増幅回路部30は、脈波センサー10から入力した脈波信号を所定のゲインで増幅する増幅回路である。脈波信号増幅回路部30は、増幅した脈波信号を脈波形整形回路部40及びA/D変換部70に出力する。   The pulse wave signal amplification circuit unit 30 is an amplification circuit that amplifies the pulse wave signal input from the pulse wave sensor 10 with a predetermined gain. The pulse wave signal amplifier circuit unit 30 outputs the amplified pulse wave signal to the pulse waveform shaping circuit unit 40 and the A / D converter 70.

脈波形整形回路部40は、脈波信号増幅回路部30によって増幅された脈波信号を整形する回路部であり、高周波のノイズ成分を除去する回路やクリッピング回路等を有して構成される。処理部100は、脈波形整形回路部40によって整形された脈波形に基づいて、脈波の検出有無を判定する。   The pulse waveform shaping circuit unit 40 is a circuit unit that shapes the pulse wave signal amplified by the pulse wave signal amplification circuit unit 30, and includes a circuit that removes a high-frequency noise component, a clipping circuit, and the like. The processing unit 100 determines whether or not a pulse wave has been detected based on the pulse waveform shaped by the pulse waveform shaping circuit unit 40.

体動センサー20は、脈拍計1が装着された被検者の動きを捉えるためのセンサーであり、加速度センサー等を有して構成される。体動センサー20は、被検者の体動を検出する体動検出部に相当する。   The body motion sensor 20 is a sensor for capturing the movement of the subject to whom the pulse meter 1 is attached, and includes an acceleration sensor and the like. The body motion sensor 20 corresponds to a body motion detection unit that detects the body motion of the subject.

体動信号増幅回路部50は、体動センサー20から入力した体動信号を所定のゲインで増幅する増幅回路を有して構成される。体動信号増幅回路部50は、増幅した体動信号を体動波形整形回路部60及びA/D変換部70に出力する。   The body motion signal amplification circuit unit 50 includes an amplification circuit that amplifies the body motion signal input from the body motion sensor 20 with a predetermined gain. The body motion signal amplification circuit unit 50 outputs the amplified body motion signal to the body motion waveform shaping circuit unit 60 and the A / D conversion unit 70.

体動波形整形回路部60は、体動信号増幅回路部50によって増幅された体動信号を整形する回路部であり、高周波のノイズ成分を除去する回路や、重力加速度成分とそれ以外の成分とを判定する回路、クリッピング回路等を有して構成される。処理部100は、体動波形整形回路部60によって整形された体動波形に基づいて、体動の検出有無を判定する。   The body motion waveform shaping circuit unit 60 is a circuit unit that shapes the body motion signal amplified by the body motion signal amplification circuit unit 50. The body motion waveform shaping circuit unit 60 is a circuit that removes high-frequency noise components, a gravitational acceleration component, and other components. A circuit for determining whether or not, a clipping circuit, and the like. The processing unit 100 determines whether or not body motion is detected based on the body motion waveform shaped by the body motion waveform shaping circuit unit 60.

A/D変換部70は、脈波信号増幅回路部30によって増幅されたアナログ形式の脈波信号と、体動信号増幅回路部50によって増幅されたアナログ形式の体動信号とを、それぞれ所定のサンプリング時間間隔でサンプリング及び数値化して、デジタル信号に変換する。そして、変換したデジタル信号を処理部100に出力する。   The A / D conversion unit 70 converts the analog pulse wave signal amplified by the pulse wave signal amplification circuit unit 30 and the analog body motion signal amplified by the body motion signal amplification circuit unit 50 to predetermined amounts, respectively. It is sampled and digitized at sampling time intervals and converted to a digital signal. Then, the converted digital signal is output to the processing unit 100.

処理部100は、記憶部700に記憶されているシステムプログラム等の各種プログラムに従って脈拍計1の各部を統括的に制御する制御装置及び演算装置であり、CPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Processor)等のプロセッサーを有して構成される。処理部100は、記憶部700に記憶された脈拍数測定プログラム710に従って脈拍数測定処理を行い、脈拍計1が装着された被検者の脈拍数を算出・測定して表示部300に表示させる制御を行う。   The processing unit 100 is a control device and arithmetic device that comprehensively controls each unit of the pulse meter 1 according to various programs such as a system program stored in the storage unit 700, and is a CPU (Central Processing Unit) or DSP (Digital Signal). Processor). The processing unit 100 performs a pulse rate measurement process according to the pulse rate measurement program 710 stored in the storage unit 700, calculates and measures the pulse rate of the subject wearing the pulse meter 1, and causes the display unit 300 to display the pulse rate. Take control.

処理部100は、例えば、脈拍数算出部120と、ウィンドウ設定部130と、不適判定連続回数計測部150と、脈拍数適否判定部160と、表示制御部170と、基準脈拍数更新部180とを機能部として有する。但し、これらの機能部はあくまでも一例であり、必ずしも全ての機能部を必須構成要件としなければならないわけではない。   The processing unit 100 includes, for example, a pulse rate calculation unit 120, a window setting unit 130, an inappropriate determination continuous frequency measurement unit 150, a pulse rate suitability determination unit 160, a display control unit 170, and a reference pulse rate update unit 180. As a functional part. However, these functional units are merely examples, and all the functional units do not necessarily have to be essential constituent requirements.

脈拍数算出部120は、A/D変換部70から入力した体動信号(体動データ)を用いて、脈波信号(脈波データ)から体動ノイズ成分を除去する処理を行う。そして、抽出した拍動成分(拍動データ)を利用して被検者の脈拍数を算出する。   The pulse rate calculation unit 120 performs a process of removing body motion noise components from the pulse wave signal (pulse wave data) using the body motion signal (body motion data) input from the A / D conversion unit 70. Then, the pulse rate of the subject is calculated using the extracted pulsation component (beat data).

ウィンドウ設定部130は、脈拍数適否判定部160が算出脈拍数790の適否判定に利用するウィンドウを設定する。ウィンドウ設定部130は、ウィンドウ幅設定部140を有する。そして、ウィンドウ幅設定部140によって設定されたウィンドウ幅750と、最新の基準脈拍数780とに基づいて、ウィンドウ下限値760及びウィンドウ上限値770を算出する。   The window setting unit 130 sets a window used by the pulse rate suitability determining unit 160 for determining the suitability of the calculated pulse rate 790. The window setting unit 130 has a window width setting unit 140. Then, based on the window width 750 set by the window width setting unit 140 and the latest reference pulse rate 780, the window lower limit value 760 and the window upper limit value 770 are calculated.

ウィンドウ幅設定部140は、記憶部700に記憶されたウィンドウ幅設定用データ720を利用して、上記の原理に従ってウィンドウ幅を設定する。ウィンドウ幅設定部140は変動許容幅設定部に相当する。   The window width setting unit 140 uses the window width setting data 720 stored in the storage unit 700 to set the window width according to the above principle. The window width setting unit 140 corresponds to a variation allowable width setting unit.

不適判定連続回数計測部150は、脈拍数適否判定部160によって算出脈拍数790が不適と判定された連続回数(不適判定連続回数)をカウントする。   The improper determination continuous frequency measurement unit 150 counts the continuous number of times that the calculated pulse rate 790 is determined to be inappropriate by the pulse rate appropriateness determination unit 160 (inappropriate determination continuous frequency).

脈拍数適否判定部160は、ウィンドウ設定部130によって設定されたウィンドウを用いて、脈拍数算出部120によって算出された算出脈拍数790の適否を判定する。   The pulse rate suitability determining unit 160 determines the suitability of the calculated pulse rate 790 calculated by the pulse rate calculating unit 120 using the window set by the window setting unit 130.

表示制御部170は、脈拍数適否判定部160の判定結果に基づいて脈拍数を表示部300に表示制御する。具体的には、脈拍数適否判定部160によって算出脈拍数790が適切と判定された場合は、当該算出脈拍数790を測定脈拍数(測定結果)として表示部300に表示制御する。他方、脈拍数適否判定部160によって算出脈拍数790が不適と判定された場合は、最新の基準脈拍数780を測定脈拍数(測定結果)として表示部300に表示制御する。   The display control unit 170 controls the display of the pulse rate on the display unit 300 based on the determination result of the pulse rate suitability determination unit 160. Specifically, when the calculated pulse rate 790 is determined to be appropriate by the pulse rate suitability determining unit 160, the display unit 300 controls the display unit 300 to display the calculated pulse rate 790 as a measured pulse rate (measurement result). On the other hand, when the calculated pulse rate 790 is determined to be inappropriate by the pulse rate suitability determining unit 160, the latest reference pulse rate 780 is displayed and controlled on the display unit 300 as the measured pulse rate (measurement result).

基準脈拍数更新部180は、脈拍数適否判定部160によって算出脈拍数790が適切と判定された場合に、当該算出脈拍数790で基準脈拍数780を更新する。   When the calculated pulse rate 790 is determined to be appropriate by the pulse rate suitability determining unit 160, the reference pulse rate update unit 180 updates the reference pulse rate 780 with the calculated pulse rate 790.

操作部200は、ボタンスイッチ等を有して構成される入力装置であり、押下されたボタンの信号を処理部100に出力する。この操作部200の操作により、脈拍数の測定指示等の各種指示入力がなされる。操作部200は、図1の操作ボタン5に相当する。   The operation unit 200 is an input device having a button switch or the like, and outputs a signal of a pressed button to the processing unit 100. By operating the operation unit 200, various instructions such as a pulse rate measurement instruction are input. The operation unit 200 corresponds to the operation button 5 in FIG.

表示部300は、LCD(Liquid Crystal Display)等を有して構成され、処理部100から入力される表示信号に基づく各種表示を行う表示装置である。表示部300には、各種の生体情報(脈拍数、運動強度、カロリー消費量等)が表示される。表示部300は、図1の液晶表示器4に相当する。   The display unit 300 includes an LCD (Liquid Crystal Display) or the like, and is a display device that performs various displays based on a display signal input from the processing unit 100. Various kinds of biological information (pulse rate, exercise intensity, calorie consumption, etc.) are displayed on the display unit 300. The display unit 300 corresponds to the liquid crystal display 4 in FIG.

報知部400は、スピーカーや圧電振動子等を有して構成され、処理部100から入力される報知信号に基づく各種報知を行う報知装置である。例えば、アラーム音をスピーカーから出力させたり、圧電振動子を振動させることで、被検者への各種報知を行う。   The notification unit 400 includes a speaker, a piezoelectric vibrator, and the like, and is a notification device that performs various notifications based on a notification signal input from the processing unit 100. For example, various notifications are given to the subject by outputting an alarm sound from a speaker or vibrating a piezoelectric vibrator.

通信部500は、処理部100の制御に従って、装置内部で利用される情報をパソコン(PC(Personal Computer))等の外部の情報処理装置との間で送受するための通信装置である。この通信部500の通信方式としては、所定の通信規格に準拠したケーブルを介して有線接続する形式や、クレイドルと呼ばれる充電器と兼用の中間装置を介して接続する形式、近距離無線通信を利用して無線接続する形式等、種々の方式を適用可能である。   The communication unit 500 is a communication device for transmitting / receiving information used inside the device to / from an external information processing device such as a personal computer (PC) under the control of the processing unit 100. As a communication method of the communication unit 500, a form of wired connection via a cable compliant with a predetermined communication standard, a form of connection via an intermediate device also used as a charger called a cradle, or short-range wireless communication is used. Various systems such as a wireless connection type can be applied.

時計部600は、水晶振動子及び発振回路でなる水晶発振器等を有して構成され、時刻を計時する計時装置である。時計部600の計時時刻は、処理部100に随時出力される。   The clock unit 600 includes a crystal oscillator including a crystal resonator and an oscillation circuit, and is a time measuring device that measures time. The time measured by the clock unit 600 is output to the processing unit 100 as needed.

記憶部700は、ROM(Read Only Memory)やフラッシュROM、RAM(Random Access Memory)等の記憶装置によって構成され、脈拍計1のシステムプログラムや、脈拍数測定機能、運動強度測定機能、カロリー測定機能といった各種機能を実現するための各種プログラム、データ等を記憶している。また、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを有する。   The storage unit 700 is configured by a storage device such as a ROM (Read Only Memory), a flash ROM, or a RAM (Random Access Memory). The system program of the pulse meter 1, the pulse rate measurement function, the exercise intensity measurement function, and the calorie measurement function Various programs and data for realizing various functions are stored. In addition, it has a work area for temporarily storing data being processed and results of various processes.

3−1.第1実施例
第1実施例において、脈拍計1の記憶部700には、プログラムとして、脈拍数測定処理(図8参照)として実行される脈拍数測定プログラム710が記憶されている。また、データとして、ウィンドウ幅設定用データ720と、初期ウィンドウ幅730と、不適判定連続回数740と、ウィンドウ幅750と、ウィンドウ下限値760と、ウィンドウ上限値770と、基準脈拍数780と、算出脈拍数790とが記憶される。
3-1. First Example In the first example, the pulse rate measurement program 710 executed as a pulse rate measurement process (see FIG. 8) is stored in the storage unit 700 of the pulse meter 1 as a program. Further, as data, window width setting data 720, initial window width 730, unsuitable determination continuous number of times 740, window width 750, window lower limit value 760, window upper limit value 770, reference pulse rate 780, calculation The pulse rate 790 is stored.

ウィンドウ幅設定用データ720は、ウィンドウ幅設定部140がウィンドウ幅を設定するために用いるデータである。例えば、上記の原理で説明した式(1)や式(2)といったウィンドウ幅のモデル関数や、不適判定連続回数とウィンドウ幅とを対応付けたテーブルといったデータがこれに含まれる。   The window width setting data 720 is data used by the window width setting unit 140 to set the window width. For example, this includes data such as a window width model function such as Expression (1) or Expression (2) described in the above principle, or a table in which the number of consecutive inappropriate determinations is associated with the window width.

3−2.処理の流れ
図8は、記憶部700に記憶されている脈拍数測定プログラム710が処理部100によって読み出されることで、脈拍計1において実行される脈拍数測定処理の流れを示すフローチャートである。
3-2. Process Flow FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the pulse rate measurement process executed in the pulse meter 1 when the processor 100 reads out the pulse rate measurement program 710 stored in the storage unit 700.

最初に、処理部100は、初期設定を行う(ステップA1)。具体的には、不適判定連続回数740の初期値として「0回」を設定する。また、基準脈拍数780の初期値として所定値(例えば安静時脈拍数)を設定する。   First, the processing unit 100 performs initial setting (step A1). Specifically, “0” is set as the initial value of the inappropriate determination continuous count 740. In addition, a predetermined value (for example, a pulse rate at rest) is set as an initial value of the reference pulse rate 780.

次いで、処理部100は、脈波センサー10及び体動センサー20の検出結果を取得する(ステップA3)。そして、脈拍数算出部120は、脈波センサー10の脈波信号の検出結果及び体動センサー20の検出結果を用いて被検者の脈拍数を算出し、その算出結果で記憶部700の算出脈拍数790を更新する(ステップA5)。   Next, the processing unit 100 acquires detection results of the pulse wave sensor 10 and the body motion sensor 20 (step A3). Then, the pulse rate calculation unit 120 calculates the pulse rate of the subject using the detection result of the pulse wave signal of the pulse wave sensor 10 and the detection result of the body motion sensor 20, and the calculation result of the storage unit 700 is calculated based on the calculation result. The pulse rate 790 is updated (step A5).

その後、ウィンドウ幅設定部140は、記憶部700に記憶された初期ウィンドウ幅730と不適判定連続回数740とに基づいて、ウィンドウ幅設定用データ720を用いてウィンドウ幅750を設定し、記憶部700に記憶させる(ステップA7)。   Thereafter, the window width setting unit 140 sets the window width 750 using the window width setting data 720 based on the initial window width 730 and the inappropriate determination continuous count 740 stored in the storage unit 700, and the storage unit 700 (Step A7).

次いで、ウィンドウ設定部130は、記憶部700に記憶されたウィンドウ幅750と基準脈拍数780とを用いて、ウィンドウ下限値760及びウィンドウ上限値770を算出し、記憶部700に記憶させる(ステップA9)。   Next, window setting unit 130 calculates window lower limit value 760 and window upper limit value 770 using window width 750 and reference pulse rate 780 stored in storage unit 700 and stores them in storage unit 700 (step A9). ).

その後、脈拍数適否判定部160は、算出脈拍数790がウィンドウ下限値760以上であるか否かを判定し(ステップA11)、この条件を満たす場合は(ステップA11;Yes)、算出脈拍数790がウィンドウ上限値770以下であるか否かを判定する(ステップA13)。そして、この条件を満たす場合は(ステップA13;Yes)、算出脈拍数790を適切と判定する(ステップA15)。   Thereafter, the pulse rate suitability determination unit 160 determines whether or not the calculated pulse rate 790 is equal to or greater than the window lower limit value 760 (step A11). If this condition is satisfied (step A11; Yes), the calculated pulse rate 790 is determined. Is less than or equal to the window upper limit value 770 (step A13). If this condition is satisfied (step A13; Yes), the calculated pulse rate 790 is determined to be appropriate (step A15).

この場合、表示制御部170は、算出脈拍数790を測定脈拍数として表示部300に表示制御する(ステップA17)。また、基準脈拍数更新部180は、算出脈拍数790で基準脈拍数780を更新する(ステップA19)。さらに、不適判定連続回数計測部150は、記憶部700の不適判定連続回数740をリセットする(ステップA21)。   In this case, the display control unit 170 controls the display unit 300 to display the calculated pulse rate 790 as the measured pulse rate (step A17). The reference pulse rate updating unit 180 updates the reference pulse rate 780 with the calculated pulse rate 790 (step A19). Further, the inappropriate determination continuous count measuring unit 150 resets the inappropriate determination continuous count 740 of the storage unit 700 (step A21).

一方で、ステップA11又はステップA13において条件を満たさないと判定した場合は(ステップA11;No、又は、ステップA13;No)、脈拍数適否判定部160は、算出脈拍数790を不適と判定する(ステップA23)。   On the other hand, if it is determined in step A11 or step A13 that the condition is not satisfied (step A11; No or step A13; No), the pulse rate appropriateness determination unit 160 determines that the calculated pulse rate 790 is inappropriate ( Step A23).

この場合、表示制御部170は、基準脈拍数780を測定脈拍数として表示部300に表示制御する(ステップA25)。また、不適判定連続回数計測部150は、記憶部700の不適判定連続回数740を“1”だけインクリメントする(ステップA27)。   In this case, the display controller 170 controls the display 300 to display the reference pulse rate 780 as the measured pulse rate (step A25). Further, the inappropriate determination continuous count measuring unit 150 increments the inappropriate determination continuous count 740 of the storage unit 700 by “1” (step A27).

ステップA21又はA27の後、処理部100は、脈拍数の測定を終了するか否かを判定する(ステップA29)。例えば、操作部200を介して被検者によって脈拍数の測定終了の指示操作がなされたか否かを判定する。測定を終了しないと判定した場合は(ステップA29;No)、ステップA3に戻る。また、測定を終了すると判定した場合は(ステップA29;Yes)、脈拍数測定処理を終了する。   After step A21 or A27, the processing unit 100 determines whether or not to end the pulse rate measurement (step A29). For example, it is determined whether or not an instruction operation for ending pulse rate measurement has been performed by the subject via the operation unit 200. If it is determined not to end the measurement (step A29; No), the process returns to step A3. Moreover, when it determines with complete | finishing a measurement (step A29; Yes), a pulse rate measurement process is complete | finished.

3−3.作用効果
脈拍計1において、被検者の脈拍数が脈拍数算出部120によって算出される。また、脈拍数算出部120によって算出された算出脈拍数が所与のウィンドウに含まれるか否かに基づいて算出脈拍数の適否が脈拍数適否判定部160によって判定される。そして、脈拍数適否判定部160による否定判定(不適判定)の連続回数の値に基づいてウィンドウの幅でなるウィンドウ幅がウィンドウ幅設定部140によって設定される。
3-3. Operational Effect In the pulsometer 1, the pulse rate of the subject is calculated by the pulse rate calculation unit 120. Also, based on whether or not the calculated pulse rate calculated by the pulse rate calculating unit 120 is included in a given window, the suitability of the calculated pulse rate is determined by the pulse rate appropriateness determining unit 160. Then, the window width, which is the window width, is set by the window width setting unit 140 based on the value of the number of consecutive negative determinations (improper determinations) by the pulse rate appropriateness determination unit 160.

ウィンドウ幅を固定的に設定するのではなく、不適判定連続回数の値に基づいて可変に設定することで、脈拍数の変化に対応することが可能となる。より具体的には、不適判定連続回数の値が大きくなるほどウィンドウ幅を増大させることで、脈拍数の変化にウィンドウを追従させることが可能となる。   Rather than setting the window width fixedly, it is possible to cope with changes in the pulse rate by variably setting the window width based on the value of the number of consecutive inappropriate determinations. More specifically, the window width can be made to follow the change in the pulse rate by increasing the window width as the value of the number of consecutive inappropriate determinations increases.

この場合、例えば、不適判定連続回数の値に対してウィンドウ幅を線形的に増大させることで、運動開始時や運動停止時等において脈拍数の急激な変化が生じた場合であっても、算出脈拍数をウィンドウで確実に捕捉することができる。   In this case, for example, by linearly increasing the window width with respect to the value of the number of consecutive inappropriate determinations, even if a sudden change in the pulse rate occurs at the start of exercise or at the stop of exercise, etc. The pulse rate can be reliably captured in the window.

また、ウィンドウ幅の増大度合を不適判定連続回数の値が大きくなるほど低減させることで、ウィンドウが過度に広くなることを防止し、異常値をウィンドウで捉えてしまう可能性を低下させることができる。被検者の脈拍数が急激に変化したとしても、その後は、脈拍数の変化は緩やかになる傾向がある。このため、人間の実際の脈拍数の変化傾向に見合ったウィンドウを設定して適否判定を行うことができる。   Further, by reducing the increase in the window width as the value of the number of consecutive inappropriate determinations is increased, it is possible to prevent the window from becoming excessively wide and to reduce the possibility that an abnormal value is captured by the window. Even if the pulse rate of the subject changes suddenly, the change in the pulse rate tends to become gradual thereafter. For this reason, it is possible to determine suitability by setting a window corresponding to the change tendency of the actual human pulse rate.

また、初期設定ではウィンドウを狭くしておくことで、突発的に算出脈拍数の異常値が得られた場合であっても、この異常値を排斥することができる。また、不適判定連続回数の増加に伴いウィンドウ幅を増大させていくことで、脈拍数が急激に変化した場合であっても比較的早い段階で算出脈拍数を捕捉することが可能となり、応答性(リアルタイム性)を向上させることができる。   In addition, by making the window narrow in the initial setting, even if an abnormal value of the calculated pulse rate is suddenly obtained, this abnormal value can be rejected. In addition, by increasing the window width as the number of consecutive inappropriate judgments increases, it is possible to capture the calculated pulse rate at a relatively early stage even when the pulse rate changes rapidly. (Real time property) can be improved.

4.第2実施例
第2実施例は、脈拍数算出部120による脈拍数の算出結果の信頼性を判定し、第1実施例で説明したウィンドウと、脈拍数の算出結果の信頼性とを用いて、算出脈拍数の適否を判定する実施例である。
4). 2nd Example 2nd Example determines the reliability of the calculation result of the pulse rate by the pulse rate calculation part 120, and uses the window demonstrated in 1st Example, and the reliability of the calculation result of a pulse rate. This is an embodiment for determining the suitability of the calculated pulse rate.

4−1.構成
第2実施例では、図7の処理部100が、脈拍数算出部120の算出結果の信頼性を判定する信頼性判定部(不図示)を有する。信頼性判定部は、例えば脈波センサー10によって検出された脈波信号の信号対雑音比(以下、「SN比(Signal to Noise ratio)」と称す。)に基づき算出結果の信頼性を判定する。
4-1. Configuration In the second embodiment, the processing unit 100 in FIG. 7 includes a reliability determination unit (not shown) that determines the reliability of the calculation result of the pulse rate calculation unit 120. The reliability determination unit determines the reliability of the calculation result based on, for example, a signal-to-noise ratio of the pulse wave signal detected by the pulse wave sensor 10 (hereinafter referred to as “Signal to Noise ratio”). .

この場合、脈拍数適否判定部160は、信頼性判定部によって算出されたSN比が所定の閾値条件を満たし、且つ、算出脈拍数790がウィンドウに含まれる場合に、算出脈拍数790を適切と判定する。それ以外の場合には、算出脈拍数790を不適と判定する。   In this case, the pulse rate suitability determining unit 160 determines that the calculated pulse rate 790 is appropriate when the SN ratio calculated by the reliability determining unit satisfies a predetermined threshold condition and the calculated pulse rate 790 is included in the window. judge. In other cases, the calculated pulse rate 790 is determined to be inappropriate.

4−2.処理の流れ
図9は、第2実施例において、処理部100が図8の脈拍数測定処理に代えて実行する第2の脈拍数測定処理の流れを示すフローチャートである。なお、脈拍数測定処理と同一のステップについては同一の符号を付して説明を省略する。
4-2. Process Flow FIG. 9 is a flowchart showing a flow of a second pulse rate measurement process executed by the processing unit 100 in place of the pulse rate measurement process of FIG. 8 in the second embodiment. In addition, about the step same as a pulse rate measurement process, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

ステップA5において脈拍数を算出した後、処理部100は、脈波センサー10によって検出された脈波信号のSN比を算出する(ステップB6)。SN比の算出は、例えば次のようにして行う。   After calculating the pulse rate in step A5, the processing unit 100 calculates the SN ratio of the pulse wave signal detected by the pulse wave sensor 10 (step B6). The SN ratio is calculated as follows, for example.

デジタル化された脈波信号(脈波データ)に対する周波数分解処理を行う。そして、スペクトル値が最大となった基線を選択し、その基線を被検者の脈を示す脈基線とする。また、脈基線の近傍所定範囲に含まれる基線を除外した基線のうち、例えばスペクトル値が2番目に大きい基線をノイズ基線として選択する。そして、脈基線のスペクトル値“P”とノイズ基線のスペクトル値“P”とを用いて“SN比=P/P”を算出する。 Frequency decomposition processing is performed on the digitized pulse wave signal (pulse wave data). Then, the base line having the maximum spectrum value is selected, and the base line is set as the pulse base line indicating the pulse of the subject. Further, among the baselines excluding the baseline included in the predetermined range in the vicinity of the pulse baseline, for example, the baseline having the second largest spectrum value is selected as the noise baseline. Then, “SN ratio = P S / P N ” is calculated using the spectral value “P S ” of the pulse baseline and the spectral value “P N ” of the noise baseline.

スペクトル値が大きい基線が混在しており、信号成分とノイズ成分との区別がつきにくい状況では、周波数分解処理の結果に基づいて算出される脈拍数の信頼性は低下する。かかる状況では、脈波信号のSN比は小さくなる傾向がある。そこで、SN比に対する閾値を定めておき、SN比が閾値を超えている場合は、脈拍数の算出結果の信頼性は高いと判定する。   In a situation where a base line with a large spectrum value is mixed and it is difficult to distinguish between a signal component and a noise component, the reliability of the pulse rate calculated based on the result of the frequency decomposition processing is lowered. In such a situation, the S / N ratio of the pulse wave signal tends to be small. Therefore, a threshold value for the SN ratio is set, and when the SN ratio exceeds the threshold value, it is determined that the reliability of the pulse rate calculation result is high.

この場合、脈拍数適否判定部160は、ステップA9の後、ステップB6で算出したSN比が所定の高信頼性閾値以上であるか否かを判定する(ステップB10)。そして、この条件を満たす場合は(ステップB10;Yes)、脈拍数の算出結果の信頼性は高いであろうと推定し、ウィンドウを利用した判定へと移行する(ステップA11,A13)。   In this case, the pulse rate suitability determination unit 160 determines whether or not the SN ratio calculated in step B6 is equal to or greater than a predetermined high reliability threshold after step A9 (step B10). If this condition is satisfied (step B10; Yes), it is estimated that the reliability of the pulse rate calculation result will be high, and the process proceeds to determination using a window (steps A11 and A13).

その一方で、ステップB10においてSN比が高信頼性閾値に達していないと判定した場合は(ステップB10;No)、処理部100は、脈拍数の算出結果の信頼性は低いであろうと推定し、算出脈拍数を不適と判定する(ステップA23)。   On the other hand, if it is determined in step B10 that the SN ratio has not reached the high reliability threshold (step B10; No), the processing unit 100 estimates that the reliability of the pulse rate calculation result will be low, It is determined that the calculated pulse rate is inappropriate (step A23).

4−3.作用効果
第2実施例では、脈波信号の信号対雑音比が所定の閾値条件を満たし、且つ、算出脈拍数がウィンドウに含まれる場合に、算出脈拍数を適切と判定する。ウィンドウばかりでなく、脈拍数の算出結果の信頼性も判断基準に加えることで、算出脈拍数の適否判定の確度を一層向上させることができる。
4-3. Effects In the second embodiment, the calculated pulse rate is determined to be appropriate when the signal-to-noise ratio of the pulse wave signal satisfies a predetermined threshold condition and the calculated pulse rate is included in the window. By adding not only the window but also the reliability of the calculation result of the pulse rate to the determination criterion, the accuracy of determining the suitability of the calculated pulse rate can be further improved.

5.変形例
本発明を適用可能な実施例は、上記の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。以下、変形例について説明する。
5. Modifications Embodiments to which the present invention can be applied are not limited to the above-described embodiments, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Hereinafter, modified examples will be described.

5−1.生体情報処理装置
上記の実施形態では、生体情報処理装置として腕時計型の脈拍計を例に挙げて説明したが、本発明を適用可能な生体情報処理装置はこれに限られない。例えば、指先に装着して脈拍を測定する指装着形の脈拍計に適用することも可能である。また、脈波信号の検出方法も光を用いた検出方法に限られず、超音波を用いた検出方法や、心電を用いた検出方法であってもよい。
5-1. Biological Information Processing Device In the above-described embodiment, a wristwatch type pulsometer has been described as an example of the biological information processing device, but a biological information processing device to which the present invention is applicable is not limited thereto. For example, the present invention can be applied to a finger-mounted pulse meter that is mounted on a fingertip and measures a pulse. Further, the pulse wave signal detection method is not limited to the detection method using light, and may be a detection method using ultrasonic waves or a detection method using electrocardiogram.

5−2.体動検出部
上記の実施形態では、体動検出部である体動センサーが加速度センサーを有して構成されるものとして説明したが、加速度センサーではなく他のセンサーを有して構成されることとしてもよい。例えば、体動センサーがジャイロセンサーを有して構成されることとし、ジャイロセンサーによって検出された角速度に基づいて被検者の体動を検出することとしてもよい。勿論、加速度センサー及びジャイロセンサーの両方を有して構成されることとし、これらのセンサーの検出結果を併用して被検者の体動を検出してもよい。
5-2. Body Motion Detection Unit In the above embodiment, the body motion sensor that is the body motion detection unit has been described as including an acceleration sensor. However, the body motion detection unit may include other sensors instead of the acceleration sensor. It is good. For example, the body motion sensor may be configured to include a gyro sensor, and the body motion of the subject may be detected based on the angular velocity detected by the gyro sensor. Of course, it may be configured to have both an acceleration sensor and a gyro sensor, and the body movement of the subject may be detected using the detection results of these sensors together.

5−3.ウィンドウ幅の設定基準
上記の実施形態では、ウィンドウ幅の設定基準を脈拍数の適否判定による否定判定の連続回数(不適判定連続回数)とした。しかし、ウィンドウ幅の設定基準は何もこれに限られるわけではない。
5-3. Window Width Setting Criteria In the above embodiment, the window width setting criterion is the number of consecutive negative determinations based on the appropriateness determination of the pulse rate (the number of inappropriate determination continuous times). However, the window width setting standard is not limited to this.

例えば、適否判定において算出脈拍数が不適と判定された継続時間(以下、「不適判定継続時間」と称す。)を計測し、その不適判定継続時間の値に基づいてウィンドウ幅を設定してもよい。つまり、脈拍数適否判定部160によって不適判定がどのくらいの時間に亘って継続してなされているかを設定基準として、ウィンドウ幅を設定することとしてもよい。   For example, even if the duration for which the calculated pulse rate is determined to be inappropriate in the suitability determination (hereinafter referred to as “inappropriate determination duration”) is measured, and the window width is set based on the value of the inappropriate determination duration Good. In other words, the window width may be set based on how long the inappropriateness determination is made by the pulse rate appropriateness determination unit 160 for a setting criterion.

また、過去所定期間に適否判定において算出脈拍数が不適と判定された頻度(以下、「不適判定頻度」と称す。)を計測し、その不適判定頻度の値に基づいてウィンドウ幅を設定してもよい。過去所定期間は適宜設定可能であるが、例えば現在から遡って10回分の測定期間とし、その測定期間における不適判定頻度を計測する。   In addition, the frequency at which the calculated pulse rate is determined to be inappropriate in the appropriateness determination in the past predetermined period (hereinafter referred to as “inappropriate determination frequency”) is measured, and the window width is set based on the value of the inappropriate determination frequency. Also good. The past predetermined period can be set as appropriate. For example, the measurement period is 10 times retroactively from the present, and the inappropriate determination frequency in the measurement period is measured.

上記の実施形態と同様に考えて、これらの設定基準を用いる場合は、不適判定継続時間の値が大きくなるほど、又は、不適判定頻度の値が大きくなるほど、ウィンドウ幅を増大させることとすればよい。この場合も、不適判定継続時間又は不適判定頻度の値に対してウィンドウ幅を線形的に増大させたり(例えば式(1))、ウィンドウ幅の増大度合を不適判定継続時間又は不適判定頻度の値が大きくなるほど低減させる(例えば式(2)や式(3))といった手法を同様に適用可能である。   In the same manner as in the above embodiment, when these setting criteria are used, the window width may be increased as the improper determination duration value increases or as the improper determination frequency value increases. . Also in this case, the window width is linearly increased with respect to the value of the inappropriate determination duration or the inappropriate determination frequency (for example, Expression (1)), or the degree of increase in the window width is set to the value of the inappropriate determination duration or the inappropriate determination frequency. A method of reducing (for example, Expression (2) or Expression (3)) can be applied in the same manner.

5−4.ウィンドウ幅の設定方法
上記の実施形態で説明したウィンドウ幅の設定方法はあくまでも一例であり、適宜設定可能であることは勿論である。例えば、式(2)の代わりに、次式(3)に従ってウィンドウ幅を設定することも可能である。

Figure 0005655721
5-4. Window Width Setting Method The window width setting method described in the above embodiment is merely an example, and can be set as appropriate. For example, it is possible to set the window width according to the following equation (3) instead of equation (2).
Figure 0005655721

式(3)によれば、ウィンドウ幅の増大度合を不適判定連続回数等の値に応じて“1/2”ずつ低減させながらウィンドウ幅を増大させる。他には、例えば、不適判定連続回数等の値に対してウィンドウ幅を対数関数的に増大させることとしてもよい。   According to Equation (3), the window width is increased while the window width increase degree is decreased by “½” in accordance with a value such as the number of consecutive inappropriate determinations. Alternatively, for example, the window width may be increased logarithmically with respect to a value such as the number of consecutive inappropriate determinations.

5−5.ウィンドウ
上記の実施形態では、基準脈拍数を基準として高低の方向に同一の幅を有する範囲をウィンドウと定義した。しかし、基準脈拍数を基準として高低の方向に異なる幅を有する範囲をウィンドウと定義してもよい。つまり、基準脈拍数よりも高い脈拍数を捕捉するための上側方向のウィンドウ幅と、基準脈拍数よりも低い脈拍数を捕捉するための下側方向のウィンドウ幅とを異なる幅としてもよい。但し、この場合も、不適判定連続回数、不適判定継続時間及び不適判定頻度の何れかの値に基づいて、高低方向それぞれに対するウィンドウ幅を設定することに変わりはない。
5-5. Window In the above embodiment, a range having the same width in the height direction with the reference pulse rate as a reference is defined as a window. However, a range having different widths in the height direction with reference to the reference pulse rate may be defined as a window. That is, the window width in the upper direction for capturing a pulse rate higher than the reference pulse rate may be different from the window width in the lower direction for capturing a pulse rate lower than the reference pulse rate. However, in this case as well, there is no change in setting the window width for each of the height directions based on any one of the number of consecutive inappropriate determinations, the inappropriate determination duration, and the inappropriate determination frequency.

5−6.脈拍数の算出結果の信頼性判定
第2実施例では、脈波センサー10によって検出された脈波信号の信号対雑音比(SN比)に基づき脈拍数の算出結果の信頼性を判定するものとして説明した。しかし、SN比は信頼性を判定するための指標の1つに過ぎず、他の指標に基づいて信頼性を判定することも可能である。
5-6. In the second embodiment, the reliability of the pulse rate calculation result is determined based on the signal-to-noise ratio (SN ratio) of the pulse wave signal detected by the pulse wave sensor 10. explained. However, the SN ratio is only one index for determining reliability, and it is possible to determine reliability based on other indices.

例えば、脈波信号の強さ(信号強度)に基づいて算出結果の信頼性を判定してもよい。具体的には、脈波信号の振幅が極端に小さい場合は、被検者の脈波をうまく捉えることができていない可能性が高いため、算出された脈拍数の信頼性は低いと判定することができる。また、脈波信号が急に振り切れるような場合は、ノイズが混入している可能性が高いため、この場合も算出結果の信頼性は低いと判定することができる。勿論、脈波信号の信号対雑音比と信号強度とを併用して算出結果の信頼性を判定することも可能である。   For example, the reliability of the calculation result may be determined based on the strength (signal strength) of the pulse wave signal. Specifically, if the amplitude of the pulse wave signal is extremely small, there is a high possibility that the pulse wave of the subject cannot be captured well, so it is determined that the reliability of the calculated pulse rate is low be able to. In addition, when the pulse wave signal suddenly swings out, there is a high possibility that noise is mixed, and in this case as well, it can be determined that the reliability of the calculation result is low. Of course, it is also possible to determine the reliability of the calculation result by using both the signal-to-noise ratio of the pulse wave signal and the signal intensity.

5−7.基準脈拍数
上記の実施形態では、適否判定によって適切と判定された最新の算出脈拍数を基準脈拍数として設定することとして説明した。つまり、算出脈拍数が適切と判定された場合に、当該算出脈拍数で基準脈拍数を更新する処理を脈拍数の算出時刻毎に繰り返すものとして説明した。
5-7. Reference Pulse Rate In the above embodiment, the latest calculated pulse rate determined to be appropriate by the suitability determination is set as the reference pulse rate. That is, when it was determined that the calculated pulse rate is appropriate, the process of updating the reference pulse rate with the calculated pulse rate has been described as being repeated every time the pulse rate is calculated.

しかし、基準脈拍数として設定可能な脈拍数は何もこれに限られるわけではない。例えば、現在の算出時刻から過去所定期間(例えば過去5算出時刻分の期間)において適切と判定された算出脈拍数の平均値や中央値を求めて基準脈拍数として設定してもよい。   However, the pulse rate that can be set as the reference pulse rate is not limited to this. For example, an average value or median value of calculated pulse rates determined to be appropriate in the past predetermined period (for example, a period corresponding to the past 5 calculation times) from the current calculation time may be obtained and set as the reference pulse rate.

1 脈拍計、 10 脈波センサー、 20 体動センサー、 30 脈波信号増幅回路部、 40 脈波形整形回路部、 50 体動信号増幅回路部、 60 体動波形整形回路部、 70 A/D変換部、 100 処理部、 200 操作部、 300 表示部、 400 報知部、 500 通信部、 600 時計部、 700 記憶部   1 pulse meter, 10 pulse wave sensor, 20 body motion sensor, 30 pulse wave signal amplification circuit unit, 40 pulse waveform shaping circuit unit, 50 body motion signal amplification circuit unit, 60 body motion waveform shaping circuit unit, 70 A / D conversion Unit, 100 processing unit, 200 operation unit, 300 display unit, 400 notification unit, 500 communication unit, 600 clock unit, 700 storage unit

Claims (8)

被検者の脈拍数を算出する脈拍数算出部と、
前記脈拍数算出部によって算出された算出脈拍数が所与の変動許容範囲に含まれるか否かに基づいて前記算出脈拍数の適否を判定する脈拍数適否判定部と、
前記脈拍数適否判定部による否定判定の連続回数、継続時間及び頻度の何れかの値に基づいて前記変動許容範囲の幅でなる変動許容幅を設定する変動許容幅設定部と、
を備えた生体情報処理装置。
A pulse rate calculator for calculating the pulse rate of the subject;
A pulse rate suitability determination unit that determines the suitability of the calculated pulse rate based on whether or not the calculated pulse rate calculated by the pulse rate calculation unit is included in a given fluctuation allowable range;
A variation allowable width setting unit that sets a variation allowable width that is a width of the variation allowable range based on any one of the number of consecutive negative determinations by the pulse rate suitability determination unit, the duration, and the frequency,
A biological information processing apparatus comprising:
前記変動許容幅設定部は、前記値が大きくなるほど前記変動許容幅を増大させるように前記変動許容幅を設定する、
請求項1に記載の生体情報処理装置。
The fluctuation tolerance setting unit sets the fluctuation tolerance so that the fluctuation tolerance is increased as the value increases.
The biological information processing apparatus according to claim 1.
前記変動許容幅設定部は、前記値に対して前記変動許容幅を線形的に増大させる、
請求項2に記載の生体情報処理装置。
The fluctuation allowable width setting unit linearly increases the fluctuation allowable width with respect to the value.
The biological information processing apparatus according to claim 2.
前記変動許容幅設定部は、前記変動許容幅の増大度合を前記値が大きくなるほど低減させる、
請求項2に記載の生体情報処理装置。
The fluctuation allowable width setting unit reduces the increase degree of the fluctuation allowable width as the value increases.
The biological information processing apparatus according to claim 2.
前記脈拍数算出部の算出結果の信頼性を判定する信頼性判定部を更に備え、
前記脈拍数適否判定部は、前記変動許容範囲と前記信頼性とを用いて前記算出脈拍数の適否を判定する、
請求項1〜4の何れか一項に記載の生体情報処理装置。
A reliability determination unit that determines the reliability of the calculation result of the pulse rate calculation unit;
The pulse rate suitability determination unit determines the suitability of the calculated pulse rate using the variation allowable range and the reliability.
The biological information processing apparatus according to any one of claims 1 to 4.
前記信頼性判定部は、前記被検者の脈波を検出した信号の信号対雑音比に基づき前記信頼性を判定し、
前記脈拍数適否判定部は、前記信号対雑音比が所定の閾値条件を満たし、且つ、前記算出脈拍数が前記変動許容範囲に含まれる場合に、前記算出脈拍数を適切と判定する、
請求項5に記載の生体情報処理装置。
The reliability determination unit determines the reliability based on a signal-to-noise ratio of a signal in which the pulse wave of the subject is detected,
The pulse rate suitability determining unit determines that the calculated pulse rate is appropriate when the signal-to-noise ratio satisfies a predetermined threshold condition and the calculated pulse rate is included in the fluctuation allowable range,
The biological information processing apparatus according to claim 5.
前記変動許容範囲は、所与の基準脈拍数を基準として定められる範囲であり、
前記脈拍数適否判定部によって前記算出脈拍数が適切と判定された場合に、当該算出脈拍数で前記基準脈拍数を更新する基準脈拍数更新部を更に備えた、
請求項1〜6の何れか一項に記載の生体情報処理装置。
The variation allowable range is a range determined based on a given reference pulse rate,
When the calculated pulse rate is determined to be appropriate by the pulse rate suitability determining unit, the apparatus further comprises a reference pulse rate updating unit that updates the reference pulse rate with the calculated pulse rate.
The biological information processing apparatus according to any one of claims 1 to 6.
被検者の脈拍数を算出することと、
前記算出された算出脈拍数が所与の変動許容範囲に含まれるか否かに基づいて前記算出脈拍数の適否を判定することと、
前記適否判定による否定判定の連続回数、継続時間及び頻度の何れかの値に基づいて前記変動許容範囲の幅でなる変動許容幅を設定することと、
を含む生体情報処理方法。
Calculating the subject's pulse rate;
Determining the suitability of the calculated pulse rate based on whether or not the calculated calculated pulse rate is included in a given allowable fluctuation range;
Setting a variation tolerance width that is a width of the variation tolerance range based on any one of the number of consecutive negative judgments by the suitability judgment, the duration, and the frequency;
A biological information processing method comprising:
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