JP2002017695A - Pulse wave sensor - Google Patents

Pulse wave sensor

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JP2002017695A
JP2002017695A JP2000200580A JP2000200580A JP2002017695A JP 2002017695 A JP2002017695 A JP 2002017695A JP 2000200580 A JP2000200580 A JP 2000200580A JP 2000200580 A JP2000200580 A JP 2000200580A JP 2002017695 A JP2002017695 A JP 2002017695A
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pulsation
zone
pulse
timing
pulse wave
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JP2000200580A
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Japanese (ja)
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Keisuke Tsubata
佳介 津端
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Seiko Instruments Inc
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Seiko Instruments Inc
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Publication date
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/02Measuring pulse or heart rate

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pulse wave sensor reduced in necessary memory capacity or calculation quantity and capable of well discriminating between noise and pulsation. SOLUTION: In the pulse wave sensor wherein an ultrasonic wave is transmitted from a transmission part 10 and the reflected wave obtained by a receiver is converted to a pulse wave in a detection part, a pulsation sensing part specifying pulsation from the pulse wave estimates the timing of next pulsation from an already obtained pulsating pulse wave interval (S11) and the peaks not less than a predetermined value of the pulse waves in the zones Z before and behind the pulsation sensing part are detected and the peak of timing nearest to the estimated timing among those peaks is specified as one caused by pulsation (S13-S15).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、脈波検出装置に係
り、詳細には、必要な記憶容量や計算量が少なく、ノイ
ズと拍動とを良好識別可能な脈波検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse wave detecting device, and more particularly, to a pulse wave detecting device which requires a small storage capacity and a small amount of calculation and is capable of discriminating between noise and pulsation.

【0002】[0002]

【従来の技術】動脈を流れる血流による脈波を検出する
ことは、医療現場や健康管理を行う際に広く行われてい
る。この脈波検出は、触診により行う場合の他、脈波検
出装置を使用して電子的に脈拍数等を自動検出すること
が行われている。電子的に脈波を検出して脈拍数を得る
装置として、ピエゾ型の圧電素子をセンサとして動脈上
に配置し、動脈内部の圧力変化に伴う表皮の圧力変化
(圧力による表皮の変位)から脈拍数を検出するもの
や、超音波を利用して脈拍数を検出するものが存在す
る。
2. Description of the Related Art Detecting a pulse wave due to a blood flow flowing through an artery is widely used in medical practice and health care. This pulse wave detection is performed not only by palpation but also by electronically automatically detecting a pulse rate and the like using a pulse wave detection device. As a device for electronically detecting a pulse wave and obtaining a pulse rate, a piezo-type piezoelectric element is arranged on an artery as a sensor, and a pulse is detected from a pressure change of the epidermis (a displacement of the epidermis due to pressure) due to a pressure change inside the artery. There are those that detect the pulse rate and those that detect the pulse rate using ultrasonic waves.

【0003】さて、このような脈波検出装置において
は、脈波信号とノイズとを識別する必要がある。脈波信
号とノイズとを識別するための技術としては、従来よ
り、特開平7−227383号公報に記載するように、
周波数解析を利用する手法が知られている。この手法で
は、ノイズを含むデータを所定時間分蓄積し、FFT等
の周波数解析を行って、所定時間内における平均脈拍を
求める。
In such a pulse wave detection device, it is necessary to distinguish between a pulse wave signal and noise. As a technique for discriminating a pulse wave signal from noise, conventionally, as described in JP-A-7-227383,
A technique using frequency analysis is known. In this method, data including noise is accumulated for a predetermined time, and frequency analysis such as FFT is performed to obtain an average pulse within a predetermined time.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、周波数解析を
利用して脈波信号とノイズとを識別する脈波検出装置で
は、周波数解析のために多量のデータを蓄積する必要が
あり、大きな容量の記憶部が必要となる、計算量が多く
て計算に長時間を要する、所定の時間区分内における平
均の脈拍数のみが検出され、各拍動毎の変化や拍動のゆ
らぎ等は求めることができない、規則性のあるノイズの
みがノイズとして認識され、不規則に発生したノイズに
ついては脈波信号と識別されない。そのため、脈波検出
装置の一層の改善が求められている。
However, in a pulse wave detection device that discriminates a pulse wave signal from noise by using frequency analysis, a large amount of data needs to be accumulated for frequency analysis, and a large capacity is required. A storage unit is required, the amount of calculation is large and the calculation takes a long time, only the average pulse rate within a predetermined time interval is detected, and changes for each pulse, fluctuations of the pulse, etc. can be obtained. Only regular noise that cannot be obtained is recognized as noise, and noise generated irregularly is not identified as a pulse wave signal. Therefore, further improvement of the pulse wave detection device is required.

【0005】本発明は、上述のような従来技術の脈波検
出装置における課題を解決するためになされたもので、
記憶容量や計算量が少なくて済み、ノイズと拍動とを良
好に識別可能な脈波検出装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art pulse wave detecting device.
It is an object of the present invention to provide a pulse wave detection device which requires a small storage capacity and a small amount of calculation, and is capable of satisfactorily discriminating between noise and beat.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、脈波を検出す
る脈波検出手段と、脈波検出手段で検出された脈波に基
づいて、拍動のタイミングを予測する拍動予想手段と、
前記拍動予想手段で予想される拍動のタイミングの前後
の所定幅を決定する範囲決定手段と、前記範囲決定手段
で決定された前記所定幅において前記脈波検出手段で検
出される脈波から、拍動の候補を検出する拍動候補抽出
手段と、前記拍動候補抽出手段で抽出された前記候補の
中から脈拍を特定する前記拍動特定手段とを備える脈波
検出装置(第1の構成)を提供することにより、前記目
的を達成する。
According to the present invention, there is provided a pulse wave detecting means for detecting a pulse wave, and a pulsation estimating means for predicting a pulsation timing based on the pulse wave detected by the pulse wave detecting means. ,
Range determining means for determining a predetermined width before and after the timing of the pulsation predicted by the pulsation predicting means, and a pulse wave detected by the pulse wave detecting means at the predetermined width determined by the range determining means. A pulse wave detecting device (1st pulse wave extracting device), comprising: a pulse candidate extracting unit for detecting a pulse candidate; and a pulse specifying unit for specifying a pulse from among the candidates extracted by the pulse candidate extracting unit. The above object is achieved by providing (Configuration).

【0007】本発明の脈波検出装置では、予想される拍
動のタイミングの前後の所定幅における脈波から、拍動
を検出するので、拍動を検出するためのデータが少なく
て済み、拍動検出のために大容量の記憶部を必要とせ
ず、また演算量も少ない。
In the pulse wave detecting apparatus according to the present invention, since the pulsation is detected from the pulse wave having a predetermined width before and after the expected pulsation timing, the data for detecting the pulsation can be reduced. A large-capacity storage unit is not required for motion detection, and the amount of calculation is small.

【0008】また、本発明は、前記第1の構成の脈波検
出装置において、前記拍動予想手段は、既に取得された
拍動の間隔または脈拍数に基づいて、次の拍動のタイミ
ングを予想する脈波検出装置(第2の構成)を提供す
る。本発明は、前記第1の構成または第2の構成の脈波
検出装置において、前記拍動特定手段は、前記拍動予想
手段で予想された前記タイミングと、前記拍動候補抽出
手段で抽出された前記拍動候補のタイミングとに基づい
て、脈拍を決定する脈波検出装置(第3の構成)を提供
する。
According to the present invention, in the pulse wave detecting apparatus having the first configuration, the pulsation predicting means determines the timing of the next pulsation based on the already acquired pulsation interval or pulse rate. An anticipated pulse wave detection device (second configuration) is provided. According to the present invention, in the pulse wave detection device according to the first configuration or the second configuration, the pulsation identification unit extracts the timing predicted by the pulsation prediction unit and the pulsation candidate extraction unit. A pulse wave detection device (third configuration) for determining a pulse based on the timing of the beat candidate.

【0009】本発明は、前記第3の構成の脈波検出装置
において、前記範囲決定手段は、予想される拍動のタイ
ミングの前後の所定幅を、予想される拍動のタイミング
よりも前の第1のゾーンと、予想される拍動のタイミン
グを含み前記第1のゾーンに続く第2のゾーンとを含む
複数のゾーンに分割して決定し、前記拍動特定手段は、
前記第2のゾーンで最初に検出された拍動候補を直ちに
拍動であると特定する脈波検出装置(第4の構成)を提
供する。
According to the present invention, in the pulse wave detecting device of the third configuration, the range determining means sets the predetermined width before and after the predicted pulsation timing to a predetermined width before and after the predicted pulsating timing. A plurality of zones including a first zone and a second zone including the expected pulsation timing and following the first zone are divided and determined, and the pulsation identification unit includes:
A pulse wave detection device (fourth configuration) is provided which immediately identifies a beat candidate first detected in the second zone as a beat.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の脈波検出装置にお
ける好適な実施の形態について、図1から図10を参照
して詳細に説明する。 (1)本実施形態の概要 本実施形態の脈波検出装置では、発信器11から周波数
10MHzの超音波f0を体表面から動脈2に向けて発
信し(発信手段)、反射対象物(測定対象物)である血
流のドップラ効果で周波数変調された反射波f1を受信
器21で受信する(受信手段)。そしてこの受信波をF
M検波することで脈波を抽出する。拍動はこの脈波のピ
ークとして検出される。本実施形態では、既に検出され
た拍動P00,P0からの間隔と、拍動P0のタイミン
グから、次の拍動P1のタイミングを予測し、予測した
P1のタイミングの前後所定範囲の中で検出されたピー
クを拍動P1として特定する。このように、本実施形態
では、既に取得されているデータに基づいて、所定範囲
内に含まれていないピークはノイズとして取り扱われ、
所定範囲内に含まれるピークのみから拍動が決定され
る。従って、記憶部容量や計算量が少なくて済む。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the pulse wave detecting device according to the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. (1) Overview of the present embodiment In the pulse wave detecting device of the present embodiment, an ultrasonic wave f0 having a frequency of 10 MHz is transmitted from the transmitter 11 toward the artery 2 from the body surface (transmitting means), and a reflection target (measurement target) The receiver 21 receives the reflected wave f1 frequency-modulated by the Doppler effect of the blood flow as an object (receiving means). And this received wave is F
A pulse wave is extracted by performing M detection. The pulsation is detected as the peak of this pulse wave. In the present embodiment, the timing of the next pulsation P1 is predicted from the interval from the already detected pulsations P00 and P0 and the timing of the pulsation P0, and is detected within a predetermined range before and after the predicted P1 timing. The obtained peak is specified as a beat P1. As described above, in the present embodiment, based on data that has already been acquired, peaks that are not included in the predetermined range are treated as noise,
The pulsation is determined only from the peaks included in the predetermined range. Therefore, the memory capacity and the amount of calculation are small.

【0011】(2)本実施形態の詳細 図1は、第1の実施形態における脈波検出装置の構成を
表したものである。この図1に示すように、脈波検出装
置は、発信部10と、受信器21と、検波部30と、脈
波情報取得部40と、出力部50とを備えている。ま
た、タイマを有し前記各部を制御する制御部(図示せ
ず)と、記憶部(図示せず)とを備えている。発信部1
0、受信器21、及び検波部30は、動脈に超音波を発
信して反射波から脈波を検出する脈波検出手段として機
能する。脈波情報取得部40は、検出された脈波が検波
部30から入力され、この脈波に基づいて、拍動のタイ
ミングを予測する拍動予想手段、拍動予想手段で予想さ
れる拍動のタイミングの前後の所定幅(ゾーンZ)を決
定する範囲決定手段、決定された所定幅(ゾーンZ)に
おいて検出された脈波から、拍動の候補であるピークを
検出する拍動候補抽出手段、及び、抽出された候補の中
から脈拍を特定する拍動特定手段として機能する。
(2) Details of the present embodiment FIG. 1 shows the configuration of the pulse wave detecting device according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the pulse wave detecting device includes a transmitting unit 10, a receiver 21, a detecting unit 30, a pulse wave information acquiring unit 40, and an output unit 50. Also, a control unit (not shown) having a timer and controlling each of the above-mentioned units and a storage unit (not shown) are provided. Transmitter 1
The receiver 0, the receiver 21, and the detection unit 30 function as a pulse wave detecting unit that transmits an ultrasonic wave to an artery and detects a pulse wave from a reflected wave. The pulse wave information acquisition unit 40 receives the detected pulse wave from the detection unit 30 and, based on the pulse wave, a pulsation prediction unit that predicts the timing of pulsation, and a pulsation predicted by the pulsation prediction unit. Range determining means for determining a predetermined width (Zone Z) before and after the timing of (i), pulsation candidate extraction means for detecting a peak as a pulsation candidate from a pulse wave detected in the determined predetermined width (Zone Z) , And functions as a pulse specifying means for specifying a pulse from the extracted candidates.

【0012】発信部10は、体表面に配置される発信器
11及び、この発信器11を駆動して超音波を発信させ
る駆動回路12を備え、発信器11が動脈上に配置され
て動脈に向けて超音波を発信するようになっている。受
信器21は、発信器11近傍の体表面動脈上に配置され
る。受信器21は、発信器11から発信され動脈を含む
体内を伝搬してきた超音波を受信し、受信した信号を検
波部30に供給するようになっている。
The transmitting section 10 includes a transmitter 11 disposed on the body surface and a driving circuit 12 for driving the transmitter 11 to transmit an ultrasonic wave. Ultrasound is transmitted to it. The receiver 21 is arranged on a body surface artery near the transmitter 11. The receiver 21 receives the ultrasonic wave transmitted from the transmitter 11 and propagated in the body including the artery, and supplies the received signal to the detector 30.

【0013】検波部30は、 高周波増幅回路31と、
F/V変換回路32と、検波回路33とを備えている。
高周波増幅回路31は、反射波f1を増幅してF/V変
換回路32に供給する回路である。F/V変換回路32
は、周波数値に応じた電圧利得の変化を利用して、周波
数の値に応じた電圧を出力する回路である。検波回路3
3は、振幅検波によりその包絡線に対応した電圧(脈波
波形に応じて変化する電圧波形)を出力する回路であ
る。
The detection section 30 includes a high-frequency amplification circuit 31 and
An F / V conversion circuit 32 and a detection circuit 33 are provided.
The high-frequency amplifier circuit 31 is a circuit that amplifies the reflected wave f1 and supplies it to the F / V conversion circuit 32. F / V conversion circuit 32
Is a circuit that outputs a voltage according to a frequency value by using a change in a voltage gain according to a frequency value. Detection circuit 3
Reference numeral 3 denotes a circuit that outputs a voltage (a voltage waveform that changes according to a pulse waveform) corresponding to the envelope by amplitude detection.

【0014】脈波情報取得部40は、拍動検出部41
と、脈拍数演算部42とを備えている。拍動検出部41
は、検波回路33から供給される電圧波形を出力部50
に出力するとともに、この電圧波形から拍動を検出し、
検出した拍動とそのタイミングを脈拍数演算部42に出
力する。脈拍数演算部42では、拍動検出部41からの
拍動とそのタイミングに基づいて、1分間当たりの脈拍
数Nを演算するようになっている。脈拍数演算部42で
演算した脈拍数Nは出力部50に供給する。脈拍数演算
部42は、脈波波形(電圧波形)も出力部50に供給す
るようになっている。
The pulse wave information acquiring section 40 includes a pulsation detecting section 41
And a pulse rate calculation unit 42. Beat detector 41
Outputs the voltage waveform supplied from the detection circuit 33 to the output unit 50.
Output, and the pulsation is detected from this voltage waveform,
The detected beat and its timing are output to the pulse rate calculating unit 42. The pulse rate calculator 42 calculates the pulse rate N per minute based on the pulse from the pulse detector 41 and its timing. The pulse rate N calculated by the pulse rate calculation unit 42 is supplied to the output unit 50. The pulse rate calculation unit 42 also supplies a pulse waveform (voltage waveform) to the output unit 50.

【0015】出力部50は表示部51を備えており、脈
拍数演算部42から供給される脈波波形及び脈拍数Nを
ディジタル表示するようになっている。表示部51は、
液晶表示部で構成することで脈拍数を画像表示し、又
は、パネルに脈拍数を電光表示するようにしてもよい。
The output unit 50 includes a display unit 51, and digitally displays the pulse waveform and the pulse rate N supplied from the pulse rate calculation unit 42. The display unit 51
The pulse rate may be displayed as an image by using a liquid crystal display unit, or the pulse rate may be displayed electronically on a panel.

【0016】次に、以上のように構成された本実施形態
の動作について説明する。図2は、本実施形態による脈
波検出処理の処理の流れを表したフローチャートであ
る。本実施形態において脈波検出処理が開始されると、
図2に示すように、制御部は、駆動回路41への駆動信
号をONし、発信器11からの超音波の発信を開始さ
せ、反射波から取得した脈波波形のピークを拍動検出部
41に検出させる(ステップ1)。図3は、脈波検出装
置の各構成部分における出力波形を表したものである。
脈波検出処理が開始されると、図3(a)に示すよう
に、発信器11からは、所定の周波数の超音波f0が動
脈に向けて発射させる。この超音波f0は、動脈2を流
れる血液で反射され、図3(b)に示すように、反射さ
れる際のドップラ効果によって周波数変調(FM変調)
された反射波f1が、受信器21で受信される。受信器
21からの反射波f1に基づく信号は、高周波増幅回路
31で増幅された後、F/V変換回路32において、図
3(c)に示すように、周波数変化が、電圧の変化すな
わち振幅の変化に変換され、検波回路33において、振
幅の変化が振幅検波され図3(d)に示すように、包絡
線に対応して電圧変化する脈波波形に変換される。この
脈波波形は、拍動検出部41に供給される。また、脈波
波形は、更に、脈拍数演算部42を介して表示部51に
供給され、画像表示される。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described. FIG. 2 is a flowchart illustrating the flow of the pulse wave detection process according to the present embodiment. When the pulse wave detection process is started in the present embodiment,
As shown in FIG. 2, the control unit turns on the drive signal to the drive circuit 41, starts the transmission of the ultrasonic wave from the transmitter 11, and detects the peak of the pulse wave waveform acquired from the reflected wave as the pulsation detection unit. 41 (step 1). FIG. 3 shows output waveforms at each component of the pulse wave detection device.
When the pulse wave detection processing is started, as shown in FIG. 3A, the transmitter 11 emits an ultrasonic wave f0 having a predetermined frequency toward the artery. This ultrasonic wave f0 is reflected by the blood flowing through the artery 2, and as shown in FIG. 3B, frequency modulation (FM modulation) is performed by the Doppler effect when reflected.
The received reflected wave f1 is received by the receiver 21. After the signal based on the reflected wave f1 from the receiver 21 is amplified by the high frequency amplifier circuit 31, the F / V conversion circuit 32 changes the frequency as shown in FIG. In the detection circuit 33, the change in amplitude is amplitude-detected and converted into a pulse wave waveform that changes in voltage according to the envelope as shown in FIG. This pulse wave waveform is supplied to the pulse detection unit 41. Further, the pulse wave waveform is further supplied to the display unit 51 via the pulse rate calculation unit 42 and is displayed as an image.

【0017】そして、拍動検出部41では、供給される
図3(d)の脈波波形から、図3(e)に示すように、
ピークPが検出され、検出されたピークPのうち所定の
閾値を超えているものが、拍動に対応するものとして特
定される。拍動に対応するピークPが特定されると、こ
のピークPの検出のタイミングは記憶部に格納させる。
尚、検波回路33から出力される電圧波形を微分し、微
分した波形のピークのうち所定の閾値を超えているもの
を拍動に対応するものとしてもよい。
Then, the pulsation detecting section 41 converts the pulse waveform shown in FIG.
The peak P is detected, and a peak exceeding a predetermined threshold among the detected peaks P is specified as a peak corresponding to the pulsation. When the peak P corresponding to the beat is specified, the detection timing of the peak P is stored in the storage unit.
Note that the voltage waveform output from the detection circuit 33 may be differentiated, and the peak of the differentiated waveform that exceeds a predetermined threshold may correspond to the pulsation.

【0018】また、制御部は、タイマにより、脈波検出
処理開始後の経過時間を検出しており(ステップ3)、
所定時間が経過しても(ステップ3;Y)所定値以上の
ピークが2つ検出されない場合(ステップ5;N)に
は、制御部は、警告処理として、表示部41にセンサの
位置がずれている可能性がある旨の表示をさせたり、ビ
ープ音を発生させて、装着者に注意を促す(ステップ2
1)。また警告処理と同時に、終了命令用ボタンを表示
したり、測定を中止しますか等の問いかけ表示を行っ
て、終了命令を入力可能とする。終了命令があった場合
(ステップ23;Y)には、直ちに脈波検出処理を終了
し、終了命令がない場合(ステップ23;N)には、タ
イマを0に戻してステップ3にリターンし、リターンし
た時点から所定時間内でのピークの検出処理を再び行
う。
The control unit detects the elapsed time after the start of the pulse wave detection processing by using a timer (step 3).
If two peaks equal to or greater than the predetermined value are not detected even after the predetermined time has elapsed (Step 3; Y) (Step 5; N), the control unit, as a warning process, displaces the position of the sensor to the display unit 41. To warn the wearer by displaying an indication that there is a possibility of
1). At the same time as the warning processing, a button for an end command is displayed, or an inquiry as to whether to stop the measurement is displayed, and the end command can be input. If there is an end command (step 23; Y), the pulse wave detection process is immediately terminated. If there is no end command (step 23; N), the timer is returned to 0 and the process returns to step 3. The peak detection process is performed again within a predetermined time from the point of return.

【0019】所定時間内に所定値以上のピークが2つ検
出された場合(ステップ3;Yかつステップ5;Y)に
は、検出された2つのピークのタイミングを記憶部から
脈拍数演算部42に出力させ、脈拍数Nを算出させる。
算出された脈拍数Nは、表示部51に出力され表示され
る。また、所定閾値以上の2つのピークの後も、拍動検
出部41には、連続して脈波波形が入力されており、制
御部は、拍動検出部41に、検出された2つのピークの
タイミングから、次の拍動のタイミングを予測させ(ス
テップ11)、この予測に基づいて、検出された2つの
ピークに続いて検出されるピークが拍動によるものであ
る可能性が高いとされるゾーンを設定する(ステップ1
3)。
If two peaks equal to or more than a predetermined value are detected within a predetermined time (step 3; Y and step 5; Y), the timing of the two detected peaks is stored in the pulse rate calculation unit 42 from the storage unit. And the pulse rate N is calculated.
The calculated pulse rate N is output to the display unit 51 and displayed. In addition, after the two peaks equal to or more than the predetermined threshold value, the pulse wave waveform is continuously input to the pulsation detection unit 41, and the control unit causes the pulsation detection unit 41 to output the two detected peaks. The timing of the next beat is predicted from the timing of (step 11), and it is determined that the peak detected following the two detected peaks is likely to be due to the beat based on this prediction. Set the zone (step 1
3).

【0020】図4は、拍動検出部41における次の拍動
のタイミングの予測及びゾーンの設定について表した説
明図である。この図4に示すように、本実施形態におい
ては、拍動として特定された最も新しい(最も最後の)
ピークP0とその1つ前のピークP00間の時間間隔R
R0と、拍動として特定された最も新しいピークP0の
タイミングから次の拍動P1までの時間間隔tとが同じ
であると仮定して、次の拍動P1のタイミングを予想す
る。すなわち、拍動P0のタイミングからt(=RR
0)後を、次の拍動のタイミングと予測する。このよう
に、本実施形態では、次の拍動の予測に、その前に取得
された2つの拍動の脈拍間隔RRとを用いており、次の
拍動を予測するための演算量が少なくて済み、必要な記
憶容量を少なく抑えることができる。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the prediction of the timing of the next beat and the setting of the zone in the beat detector 41. As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the newest (last) specified as a pulsation
Time interval R between peak P0 and preceding peak P00
Assuming that R0 is the same as the time interval t from the timing of the most recent peak P0 specified as a beat to the next beat P1, the timing of the next beat P1 is predicted. That is, t (= RR) from the timing of beat P0
After 0), it is predicted as the timing of the next beat. As described above, in the present embodiment, the next beat is predicted using the pulse interval RR of the two beats acquired before the previous beat, and the amount of calculation for predicting the next beat is small. And the required storage capacity can be reduced.

【0021】ゾーン設定処理(ステップ13)において
は、ゾーンZは、次の脈の予想されるタイミングに対し
てその前後それぞれに拍動間隔RR0(=t)のY%と
なるように設定される。即ち、ゾーンZは、直前の拍動
のピークP0から、t×(100−Y)/100後が始
点となり、P0から、t×(100+Y)/100後が
終点となる。
In the zone setting process (step 13), the zone Z is set so as to be Y% of the pulsation interval RR0 (= t) before and after the expected timing of the next pulse. . That is, in the zone Z, the start point is t × (100−Y) / 100 after the peak P0 of the immediately preceding beat, and the end point is t × (100 + Y) / 100 after P0.

【0022】図5は、安静・リラックス時において拍動
Pを検出し、その前の拍動Pとの間隔RR、脈拍数N、
及び、拍動の間隔RRの変化の割合を算出した結果をあ
らわす表である。また、図6は図5の表を、グラフにし
たものであり、(a)は、脈拍数Nの経時的変化を表
し、(b)は、拍動の間隔RRの経時的変化を表し、
(c)は、拍動の間隔RRの変化の割合を表したもので
ある。この図5及び図6に示すように、安静・リラック
ス時においては、拍動の間隔RRや脈拍数Nは、その前
の拍動の間隔RRや脈拍数Nに対して、ほぼ±10%の
範囲に入っている。すなわち、その前の拍動間隔RRと
同じ間隔後のタイミング(次の拍動の予想されるタイミ
ング)に対して、拍動間隔RRの10%前から10%後
までの間に、実際の次の拍動Pが検出されている。従っ
て、安静・リラックス時の脈波検出においては、ゾーン
Zを、それぞれ所定時間tの10%とすることでほぼ検
出する事ができ、tの20%とすることでほぼ完全に検
出することができる。また、20%を超えるようにすれ
ば、更に検出精度を向上させることができる。しかし、
tに対する割合を大きくすると、消費電力が大きくなる
ので、20%から50%程度が好ましい。また、これら
の図には示されていないが、運動時や緊張時には、脈波
のゆらぎは安静・リラックス時よりも減少するため、ゾ
ーンZをtの20%以下、例えば、10%から15%程
度に設定しても、拍動をほぼ正確に検出する事ができ
る。
FIG. 5 shows that the pulsation P is detected at the time of rest / relaxation, the interval RR from the previous pulsation P, the pulse rate N,
9 is a table showing a result of calculating a rate of change of a beat interval RR. FIG. 6 is a graph of the table of FIG. 5, wherein (a) represents a temporal change in the pulse rate N, (b) represents a temporal change in the beat interval RR,
(C) shows the rate of change of the beat interval RR. As shown in FIGS. 5 and 6, at the time of rest and relaxation, the beat interval RR and the pulse rate N are approximately ± 10% of the beat interval RR and the pulse rate N of the previous beat. In range. That is, with respect to the timing after the same interval as the previous beat interval RR (the expected timing of the next beat), the actual next beat is changed from 10% before to 10% after the beat interval RR. Is detected. Therefore, in the pulse wave detection at the time of rest and relaxation, the zone Z can be almost detected by setting each to 10% of the predetermined time t, and can be almost completely detected by setting it to 20% of t. it can. In addition, if it exceeds 20%, the detection accuracy can be further improved. But,
If the ratio with respect to t is increased, power consumption is increased. Therefore, the ratio is preferably about 20% to 50%. Although not shown in these figures, the pulse wave fluctuation during exercise or tension is smaller than at rest / relaxation, so that the zone Z is set to 20% or less of t, for example, 10% to 15%. Even if it is set to the degree, the pulsation can be detected almost accurately.

【0023】尚、ゾーンZの長さ(Yの値)は、ステッ
プ11において検出された2つのピークの間隔に基づい
て、被験者が安静・リラックス時にあるか、緊張・運動
時にあるかを判断することによって、または、操作者側
からの入力によって決定するようにしてもよい。例え
ば、安静・リラックス時にはゾーンZの長さをtの20
%に設定し、緊張・運動時にはtの10%に設定可能と
してもよい。このように、被験者の状態に応じてゾーン
Zを増減することにより、一層消費電力を抑えながら、
確実に脈拍を検出する事が可能となる。また、駆動開始
に近い間はゾーンZの長さ(Yの値)を大きくとり、そ
の後の脈拍数や脈拍間隔に応じて、小さくしていっても
よい。これにより、測定開始後の間もない間の誤検出を
減少させるとともに、被験者の実際の脈波状態に合わせ
てゾーンZを設定し消費電力を抑えることが可能であ
る。所定閾値以上の2つのピークの後も、反射波f1に
基づく脈波波形が拍動検出部41に連続して入力されて
いる。そして、制御部は、拍動検出部41に新たな脈波
波形に基づいたピークを検出させ、このピークのタイミ
ングと、ゾーン設定処理(ステップ13)により設定さ
れたゾーンに基づいて、新たな脈波のピークが拍動によ
るものかどうかを決定させる拍動決定処理を行う(ステ
ップ15)。
The length of the zone Z (the value of Y) is determined based on the interval between the two peaks detected in step 11 to determine whether the subject is at rest / relaxation or at tension / exercise. Alternatively, it may be determined by an input from the operator side. For example, when resting or relaxing, set the length of zone Z to 20 of t.
%, And may be set to 10% of t during tension and exercise. As described above, by increasing or decreasing the zone Z according to the state of the subject, the power consumption can be further reduced.
Pulses can be reliably detected. Further, the length of the zone Z (the value of Y) may be increased during the period close to the start of driving, and may be decreased according to the pulse rate and the pulse interval thereafter. As a result, it is possible to reduce erroneous detection shortly after the start of the measurement and to set the zone Z in accordance with the actual pulse wave state of the subject, thereby suppressing power consumption. After the two peaks equal to or larger than the predetermined threshold, the pulse wave waveform based on the reflected wave f1 is continuously input to the pulsation detecting unit 41. Then, the control unit causes the pulsation detecting unit 41 to detect a peak based on the new pulse wave waveform, and based on the timing of this peak and the zone set by the zone setting process (step 13), a new pulse is detected. A pulsation determination process is performed to determine whether the peak of the wave is due to pulsation (step 15).

【0024】拍動特定処理においては、ゾーンZ内で検
出されたピークが1つのみである場合には、このピーク
が拍動であると決定する。ピークが複数あった場合に
は、それらのピークのうち、予想した拍動のタイミング
に最も近いタイミングで検出されたピークを、拍動によ
るものとする。そして、拍動によるピークが決定される
と、制御部は、拍動に対応するピークの発生のタイミン
グを、脈波波形に対応して記録されたタイミングから読
みとり、記憶部に記憶させる。尚、ゾーンZに複数のピ
ークが検出された場合には、そのピーク値の大きい方を
拍動として特定することもできる。そして、拍動に対応
するピークが特定された場合(ステップ17;Y)に
は、脈拍数演算部42で、拍動として特定されたピーク
のタイミングと、記憶部に格納される1つ前の拍動のピ
ークのタイミングとから脈拍数Nを算出させる。表示部
41には、供給された脈拍数Nを、脈拍波形と共に液晶
表示画面にディジタル表示させる。更に、供給されるパ
ルス信号に応じて緑色の点滅表示を行うことで脈拍の存
在を示す。この緑色の点滅を見ることで、ユーザは自分
の脈波を視覚的に認識することができる。なお、供給さ
れるパルス信号に応じてパルス音を出力することで脈拍
の存在を聴覚により認識できるようにしてもよい。
In the pulsation specifying process, when only one peak is detected in the zone Z, it is determined that this peak is a pulsation. If there are a plurality of peaks, the peak detected at the timing closest to the predicted pulsation timing among the peaks is determined to be the pulsation. When the peak due to the pulsation is determined, the control unit reads the generation timing of the peak corresponding to the pulsation from the timing recorded corresponding to the pulse wave waveform, and stores the read timing in the storage unit. When a plurality of peaks are detected in the zone Z, the one with the larger peak value can be specified as a beat. When the peak corresponding to the pulsation is specified (Step 17; Y), the pulse rate calculation unit 42 determines the timing of the peak specified as the pulsation and the immediately preceding peak stored in the storage unit. The pulse rate N is calculated from the peak timing of the pulsation. The display section 41 digitally displays the supplied pulse rate N together with the pulse waveform on a liquid crystal display screen. Further, the presence of a pulse is indicated by performing a green blinking display according to the supplied pulse signal. The user can visually recognize his or her pulse wave by seeing this green blinking. Note that a pulse sound may be output according to the supplied pulse signal so that the presence of a pulse can be recognized by hearing.

【0025】拍動決定処理(ステップ15)においてゾ
ーンZ内に所定値以上のピークが検出されなかった場合
(拍動のタイミングが取得されなかった場合)(ステッ
プ17;N)には、制御部は、タイムアウト処理を行う
(ステップ25)。このタイムアウト処理としては、変
動の割合Yの値を大きくしてゾーンZを広く設定したり
ゾーンZ内のピークを検出する際の所定値を大きく設定
する等、拍動に対応するピークが検出され易くなるよう
に設定を変更する処理と、表示部41にセンサの位置が
ずれている可能性がある旨の表示をしたりビープ音を発
生して、装着者に注意を促す処理、及び、予測された拍
動のタイミングに脈が検出されたと仮定して拍動のピー
クのタイミングをメモりに格納し脈拍数Nを算出、表示
させる処理が含まれる。
If no peak exceeding a predetermined value is detected in the zone Z in the pulsation determination process (step 15) (when the pulsation timing is not acquired) (step 17; N), the control unit Performs a timeout process (step 25). As the time-out process, a peak corresponding to a pulsation is detected, for example, by setting the value of the variation ratio Y to be large and setting the zone Z wide or setting a predetermined value for detecting a peak in the zone Z to be large. A process of changing the setting to make it easier, a process of displaying on the display unit 41 that there is a possibility that the position of the sensor may be shifted, a process of generating a beep to call attention to the wearer, and a process of predicting Assuming that a pulse is detected at the given beat timing, the peak timing of the beat is stored in a memory, and the pulse rate N is calculated and displayed.

【0026】ステップ15において拍動検出部41で拍
動によると特定されたピークがあった場合(ステップ1
7;Y)、及びタイムアウト処理の後(ステップ25
後)は、制御部は、終了命令の有無を調べ(ステップ3
1)、終了命令がない場合(ステップ31;N)には、
ステップ11に戻って、最も最新の拍動とその1つ前の
拍動に対応する2つのピークのタイミングから次の拍動
のタイミングを予測し、以降同様の処理を繰り返す。警
告処理後(ステップ21後)終了命令があった場合(ス
テップ23;Y)及びタイムアウト処理後(ステップ2
5後)終了命令が検出された場合(ステップ31;Y)
には、駆動回路12を停止し発信器11からの超音波発
信を停止したり、拍動検出部によるピークの検出処理の
中止等の、終了処理を行い、脈波検出処理を終了する。
If there is a peak identified by the pulsation detecting section 41 as a pulsation in step 15 (step 1)
7; Y) and after the timeout process (step 25)
Later), the control unit checks whether there is an end command (step 3).
1) If there is no end command (step 31; N),
Returning to step 11, the timing of the next beat is predicted from the timing of the most recent beat and the two peak timings corresponding to the preceding beat, and the same processing is repeated thereafter. When there is an end command after the warning process (after step 21) (step 23; Y) and after the timeout process (step 2)
5) When an end command is detected (step 31; Y)
Then, the drive circuit 12 is stopped to stop the transmission of the ultrasonic wave from the transmitter 11, or the end processing such as the stop of the peak detection processing by the pulsation detection unit is performed, and the pulse wave detection processing is ended.

【0027】このように、本実施形態では、所定の時間
範囲(ゾーンZ)内に含まれていないピークはノイズと
して取り扱われ、ゾーンZ内で発生したピークのみから
拍動が決定されるので、記憶部の容量や計算量が少なく
て済む。また、周波数解析を利用するわけではないの
で、発生が規則的でないノイズについても、ノイズとし
て認識する事ができる。更に、各拍動に対応するピーク
を検出するので、各拍動毎の脈拍数の変化や拍動のゆら
ぎを検出する事ができる。
As described above, in the present embodiment, peaks not included in the predetermined time range (zone Z) are treated as noise, and the pulsation is determined only from the peaks generated in zone Z. The capacity of the storage unit and the amount of calculation are small. Further, since frequency analysis is not used, noise that does not occur regularly can be recognized as noise. Further, since the peak corresponding to each beat is detected, it is possible to detect the change in the pulse rate and the fluctuation of the beat for each beat.

【0028】次に、本発明の脈波検出装置の第2の実施
形態について説明する。なお、第2の実施形態における
脈波検出装置の構成は、各部の機能や動作、出力信号が
一部異なることを除いて、第1実施形態の構成と同様で
あるので、機能等の異なる部分について説明し、同一部
分の説明は適宜省略する。
Next, a second embodiment of the pulse wave detecting device of the present invention will be described. The configuration of the pulse wave detection device according to the second embodiment is the same as the configuration of the first embodiment except that the functions, operations, and output signals of each unit are partially different. Will be described, and the description of the same portions will be omitted as appropriate.

【0029】本実施形態においては、ゾーンZが複数の
ゾーンに分割されていおり、検出された脈波波形のピー
クのタイミングが、どのゾーンにあるかに基づいて、拍
動に対応したピークかどうかが判断される。ゾーンZ
は、予想される拍動のタイミングよりも前の第Iゾーン
(第1のゾーン)と、ゾーン予想される拍動のタイミン
グを含み第1ゾーンに続く第IIゾーン(第2のゾー
ン)とを含んでいる。本実施形態では、ゾーンZはこれ
らの2つのゾーンのみでなっており、第Iゾーンで検出
されたピークについては、脈拍に対応するかどうかの決
定を保留しておき、第IIゾーンで検出されたピークに
ついては、直ちに拍動に対応したものと特定して拍動の
決定処理を終了し、次の拍動のタイミング予測及びゾー
ン設定を開始する。このように、検出されたピークのタ
イミングがこれらのゾーンのうちのいずれに含まれるか
によって、異なる処理を行い、ピークが拍動に対応する
確率が高い場合には、そのピーク信号を直ちに拍動に対
応したものと特定し、拍動決定処理を終了するようにな
っている。そのため、より少ない計算量や記憶容量で、
拍動を特定することが可能となっている。
In this embodiment, the zone Z is divided into a plurality of zones, and based on which zone the peak timing of the detected pulse waveform is a peak corresponding to the pulsation. Is determined. Zone Z
Sets a zone I (first zone) prior to the predicted beat timing and a zone II (second zone) following the first zone including the zone predicted beat timing. Contains. In the present embodiment, the zone Z includes only these two zones. With respect to the peak detected in the I-th zone, the determination as to whether or not the peak corresponds to the pulse is reserved, and the peak detected in the II-th zone is reserved. The determined peak is immediately identified as corresponding to the pulsation, the pulsation determination processing is terminated, and timing prediction and zone setting of the next pulsation are started. In this way, different processing is performed depending on which of the zones includes the timing of the detected peak, and when the probability that the peak corresponds to the pulsation is high, the peak signal is immediately pulsated. And the pulsation determination process is terminated. Therefore, with less calculation amount and storage capacity,
The pulsation can be specified.

【0030】本実施形態による脈波検出処理のメインの
流れは、図2に示す上述の第1実施形態と同様であり、
まず2つのピークのタイミングを取得し、これらから、
次の拍動のタイミングを予測する(図2のステップ1〜
ステップ11)。そして、次の拍動のタイミングを予測
した後は、ゾーン設定処理を行う。図7は、本実施形態
における次の拍動のタイミングの予測及びゾーンの設定
について表した説明図である。本実施形態によるゾーン
設定処理では、図7に示すように、上述の第1実施形態
同様のゾーンZと、第Iゾーン及び第IIゾーンが決定
される。第Iゾーンは、ゾーンZのうち、予測した拍動
P1のタイミングよりも時間が手前となる範囲に設定さ
れている。第IIゾーンは、ゾーンZのうち第Iゾーン
を除く範囲を亘るように設定されており、予測した拍動
P1のタイミングを含み、第Iゾーンの後の時間に設定
されている。
The main flow of the pulse wave detection processing according to this embodiment is the same as that of the above-described first embodiment shown in FIG.
First we get the timing of the two peaks, and from these,
Predict the timing of the next beat (Steps 1 to 2 in FIG. 2)
Step 11). After predicting the timing of the next beat, a zone setting process is performed. FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating the prediction of the timing of the next beat and the setting of the zone in the present embodiment. In the zone setting process according to the present embodiment, as shown in FIG. 7, a zone Z similar to the above-described first embodiment, and an I-th zone and a II-th zone are determined. The I-th zone is set in the zone Z, in which the time is closer to the timing of the predicted beat P1. The zone II is set so as to cover a range other than the zone I in the zone Z, includes the predicted timing of the beat P1, and is set to a time after the zone I.

【0031】ゾーンZの範囲は、第1実施形態と同様で
あり、予想される次の拍動のタイミングの前後Y%とな
るように設定され、ゾーンZの始点は、直前の拍動のピ
ークP0から、t×(100−Y)/100後であり、
終点は、P0から、t×(100+Y)/100後であ
る。そして、第Iゾーンは、ゾーンZと同じ時点を始点
としており、第Iゾーンの終点及び第IIゾーンの始点
はともに、直前の拍動のピークP0から、t×(100
−M)/100、但しY>M>0として設定する。第I
Iゾーンの終点は、ゾーンZの終点と同じ時点である。
なお、ゾーンZ及び第Iゾーンの始点、第Iゾーンの終
点及び第IIゾーンの始点、ゾーンZ及び第IIゾーン
の終点は、それぞれ、ピークPOからの、拍動間隔RR
0に値する割合(それぞれA%、B%、C%とする)を
予め決定しておいて、求めるようにすることができる。
尚、A=100−Y、B=100−M、C=100+Y
である。
The range of the zone Z is the same as that of the first embodiment, and is set so as to be Y% before and after the expected timing of the next beat. The starting point of the zone Z is set to the peak of the immediately preceding beat. From P0, after t × (100−Y) / 100,
The end point is t × (100 + Y) / 100 after P0. The start of the zone I is the same as that of the zone Z, and the end of the zone I and the start of the zone II are both t × (100
−M) / 100, where Y>M> 0. I
The end point of the I zone is the same time as the end point of the zone Z.
The start point of zone Z and zone I, the end point of zone I and the start point of zone II, and the end point of zone Z and zone II are the pulsation interval RR from peak PO, respectively.
It is possible to determine in advance the ratios (referred to as A%, B%, and C%) that are equal to 0, and obtain the ratios.
A = 100−Y, B = 100−M, C = 100 + Y
It is.

【0032】そして、ゾーン設定処理の後拍動検出処理
を行う。本実施形態による拍動検出処理では、脈波波形
のピークのうちゾーンZの範囲外のタイミングで発生し
たものは拍動ではなくノイズによるものとする。またゾ
ーンZの範囲内のタイミングで発生したピークについて
は、予想されているタイミングに近いものが拍動による
ものであるとして、検出されたタイミングが第Iゾーン
であるか第IIゾーンであるかに基づいて処理を行う。
Then, a beat detection process is performed after the zone setting process. In the pulsation detection process according to the present embodiment, it is assumed that the peak of the pulse wave waveform that occurs at a timing outside the range of the zone Z is caused by noise, not pulsation. Regarding a peak generated at a timing within the range of the zone Z, it is determined that the detected timing is the I-th zone or the II-th zone, assuming that the peak close to the expected timing is due to the pulsation. Perform processing based on

【0033】図8は、本実施形態の拍動検出部41によ
る拍動決定処理の流れを表したフローチャートである。
ゾーン設定処理が終了し拍動決定処理が開始されると、
図8に示すように、拍動検出部41は脈波波形のピーク
の検出の有無を監視している(ステップ151)。そし
て、ピークが検出されると(ステップ151;Y)、取
得したピークのタイミングが第Iゾーンかどうかを調べ
(ステップ153)、第Iゾーンに入っている場合(ス
テップ153;Y)には、第Iゾーンは予想した次の拍
動のタイミングよりも前に設定されており、後にもっと
予想したタイミングに近いピークが検出される可能性が
あるので、このピークが拍動かノイズかの決定を保留
し、検出タイミングのデータをメモりに格納する(ステ
ップ155)。このとき、既にメモりにピークのデータ
が格納されている場合には、第Iゾーンで検出されたピ
ークどうしでは、後に検出されたものが予想したタイミ
ングに近いため、格納されているデータを破棄し、新た
なピーク信号のデータを上書き格納する。したがって、
この検出ピーク信号のデータが格納されているエリアに
は、常に第Iゾーンのうち最も後で検出されたピークの
データが格納されていることになる。そして、ステップ
151に戻って再びピークの有無を監視する。
FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the pulsation determination process by the pulsation detecting section 41 of the present embodiment.
When the zone setting process ends and the beat determination process starts,
As shown in FIG. 8, the pulsation detecting unit 41 monitors whether a peak of the pulse waveform is detected (step 151). Then, when a peak is detected (Step 151; Y), it is checked whether or not the timing of the acquired peak is in the I-th zone (Step 153). The zone I is set before the timing of the next expected beat, and a peak closer to the expected timing may be detected later. Then, the data of the detection timing is stored in the memory (step 155). At this time, if the peak data is already stored in the memory, the stored data is discarded because the peak detected later in the I-th zone is closer to the expected timing. Then, the new peak signal data is overwritten and stored. Therefore,
In the area where the data of the detected peak signal is stored, the data of the latest detected peak in the I-th zone is always stored. Then, the process returns to step 151, and the presence or absence of a peak is monitored again.

【0034】ピークが検出され(ステップ151;
Y)、そのピークのタイミングが第IIゾーンに入って
いる場合(ステップ153;N)には、記憶部に、保留
され格納されているピークのタイミングのデータ(保留
データ)があるかどうかを調べ(ステップ157)、保
留データが無い場合には、このピークは、後に検出され
るピークよりも予想したタイミングに近い可能性が大き
いので、このピークを拍動によるものとして、拍動を特
定する(ステップ159)。保留データが格納されてい
る場合には、この保留データは第Iゾーンで検出された
ものである。そして、検出されたデータと保留データと
のそれぞれについて、予想した拍動のタイミングとのず
れを比較し、予想した拍動のタイミングに近いピークを
拍動として特定する(ステップ161)。
A peak is detected (step 151;
Y) If the timing of the peak falls within the zone II (step 153; N), it is checked whether or not the storage unit has data of the reserved and stored peak timing (reserved data). (Step 157) If there is no pending data, since the peak is more likely to be closer to the predicted timing than the peak detected later, the pulsation is specified by regarding this peak as the pulsation (step 157). Step 159). When the reserved data is stored, the reserved data is detected in the I-th zone. Then, for each of the detected data and the hold data, a difference between the predicted beat timing and the peak is compared, and a peak close to the predicted beat timing is specified as a beat (step 161).

【0035】ステップ151においてピークが検出され
ない場合(ステップ151;N)には、現在の時刻がゾ
ーン内かどうかを調べ(ステップ163)、ゾーンZを
過ぎてタイムアウトとなっている場合(ステップ16
3;Y)には、記憶部に保留データが格納されているか
どうかを調べる(ステップ165)。記憶部内にデータ
が格納されている場合には、この保留データは、第Iゾ
ーンのうち最も後で検出されたピークのデータである。
そしてこの保留データのピークを拍動に対応しているも
のと特定する。ピークが検出されずタイムアウトしてい
ない場合には、ステップ151にリターンしてピークの
検出の有無の監視を続行する。拍動に対応したピークが
決定された後(ステップ159後、ステップ161
後)、及びピークが検出されないままタイムアウトにな
った場合(ステップ165;N)には、拍動決定処理を
終了する。
If no peak is detected at step 151 (step 151; N), it is checked whether or not the current time is within the zone (step 163).
3; Y), it is checked whether or not the storage data is stored in the storage unit (step 165). When data is stored in the storage unit, the reserved data is the data of the peak detected most recently in the I-th zone.
Then, the peak of the reserved data is identified as corresponding to the beat. If the peak has not been detected and the timeout has not occurred, the process returns to step 151 to continue monitoring whether or not a peak has been detected. After the peak corresponding to the beat is determined (after step 159, step 161)
After that, and when the timeout occurs without detecting the peak (step 165; N), the pulsation determination processing is ended.

【0036】拍動決定処理の後は、第1実施形態と同様
に、図2のステップ17以降の処理を行う。即ち、拍動
決定処理(図8)において拍動に対応したピークが決定
されたかどうかにより必要に応じてタイムアウト処理を
行い、操作者の入力等による終了命令があるまで次の拍
動のタイミング予測(図2のステップ11)以降の処理
を繰り返す。終了命令があった場合はそのまま脈波検出
処理を終了する。
After the pulsation determination process, the processes after step 17 in FIG. 2 are performed as in the first embodiment. That is, a time-out process is performed as necessary depending on whether or not a peak corresponding to a beat is determined in the beat determination process (FIG. 8), and the timing of the next beat is predicted until there is a termination command by an operator's input or the like. (Step 11 in FIG. 2) and subsequent steps are repeated. If there is a termination instruction, the pulse wave detection processing is terminated.

【0037】この様に、本実施形態では、予測される拍
動の前後所定範囲のゾーンZを、予測される拍動のタイ
ミングより時間が手前の第Iゾーンと、予測される拍動
を含み第Iゾーンの後に続く第IIゾーンとに区分設定
し、第Iゾーンで検出された脈波波形のピークは、最も
新しいものについてのデータだけが記憶部に格納される
ので、記憶容量が少なくて済む。また、脈波波形が第I
ゾーンでは検出されず第IIゾーンで初めて検出された
場合には、直ちにそのピークが拍動によるものとして特
定されるので、記憶容量や計算量が少なくて済む。脈波
波形のピークが第Iゾーンで検出されそのデータが記憶
部に格納されている状態で第IIゾーンで脈波波形のピ
ークが検出された場合には、直ちに、記憶部にデータが
格納されているピークと第IIゾーンで検出されたピー
ク(第IIゾーンでの最初のピーク)とのみを比較して
拍動に対応するピークが決定されるので、記憶容量や計
算量が少なく且つ短時間で拍動に対応するピークが決定
される。またこの場合の2つのピークの比較は、予想さ
れる拍動のタイミングとの時間間隔の比較という単純な
計算によって行われるので、この点でも、記憶容量や計
算量が少なく且つ短時間で拍動に対応するピークが決定
される。このように、本実施形態では、ゾーンZの全範
囲を経過する前に拍動が決定されることがあり、演算量
や必要な記憶容量を少なく抑え短時間で拍動に対応する
ピークを検出することができる。
As described above, in the present embodiment, the zone Z in the predetermined range before and after the predicted beat is defined as including the I-th zone whose time is before the predicted beat timing and the predicted beat. The peak of the pulse wave waveform detected in the I-th zone is set to be divided into the II-th zone following the I-th zone, and since only the latest data is stored in the storage unit, the storage capacity is small. I'm done. In addition, the pulse waveform is
When the peak is detected for the first time in zone II without being detected in the zone, the peak is immediately identified as being due to the pulsation, so that the storage capacity and the amount of calculation are small. If the peak of the pulse waveform is detected in Zone II while the peak of the pulse waveform is detected in Zone I and the data is stored in the storage unit, the data is immediately stored in the storage unit. Since the peak corresponding to the pulsation is determined by comparing only the peak that is present and the peak detected in the zone II (the first peak in the zone II), the storage capacity and the amount of calculation are small and the time is short. Determines the peak corresponding to the beat. In this case, the comparison between the two peaks is performed by a simple calculation of comparing the time interval with the expected pulsation timing. Is determined. As described above, in the present embodiment, the pulsation may be determined before the entire range of the zone Z has elapsed. can do.

【0038】また、周波数解析を利用していないので、
発生が規則的でないノイズについても、ノイズとして認
識する事ができる。更に、各拍動に対応するピークを検
出するので、各拍動毎の脈拍数の変化や拍動のゆらぎを
検出する事ができる。
Also, since frequency analysis is not used,
Noise that does not occur regularly can be recognized as noise. Further, since the peak corresponding to each beat is detected, it is possible to detect the change in the pulse rate and the fluctuation of the beat for each beat.

【0039】続いて、本発明の第3の実施の形態につい
て説明する。なお、第3実施形態における脈波検出装置
の構成は、各部の機能や動作、出力信号が一部異なるこ
とを除いて、上述の第1の実施形態と同様であるので、
機能等の異なる部分について説明し、同一部分の説明は
省略する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The configuration of the pulse wave detection device according to the third embodiment is the same as that of the above-described first embodiment except that the functions, operations, and output signals of each unit are partially different.
Only different parts such as functions will be described, and description of the same parts will be omitted.

【0040】本実施形態においても、ゾーンZは複数の
ゾーンに分割されて設定され、検出された脈波波形のピ
ークのタイミングが、どのゾーンにあるかに基づいて、
拍動に対応したピークかどうかが判断される。ゾーンZ
は、予想される拍動のタイミングよりも前の第Iゾーン
(第1のゾーン)と、ゾーン予想される拍動のタイミン
グを含み第1ゾーンに続く第IIゾーン(第2のゾー
ン)とを含んでいる。本実施形態では、ゾーンZは、第
Iゾーン及び第IIゾーンと、第IIゾーンに続く第I
IIゾーンの3つのゾーンからなっている。そして、第
Iゾーンで検出されたピークについては、脈拍に対応す
るかどうかの決定を保留しておき、第IIゾーンで検出
されたピークについては、直ちに拍動に対応したものと
特定して拍動の決定処理を終了し、次の拍動のタイミン
グ予測及びゾーン設定を開始する。このように、検出さ
れたピークのタイミングがこれらのゾーンのうちのいず
れに含まれるかによって、異なる処理を行い、ピークが
拍動に対応する確率が高い場合には、そのピーク信号を
直ちに拍動に対応したものと特定し、拍動決定処理を終
了するようになっている。そのため、より少ない計算量
や記憶容量で、拍動を特定することが可能となってい
る。
Also in this embodiment, the zone Z is set by being divided into a plurality of zones, and based on which zone the peak timing of the detected pulse waveform is in,
It is determined whether the peak corresponds to the beat. Zone Z
Sets a zone I (first zone) prior to the predicted beat timing and a zone II (second zone) following the first zone including the zone predicted beat timing. Contains. In the present embodiment, the zone Z includes an I-th zone and a II-th zone, and an I-th zone following the II-th zone.
It consists of three zones, zone II. The determination of whether or not the peak detected in zone I corresponds to the pulse is reserved, and the peak detected in zone II is immediately identified as corresponding to the pulsation and the pulse is determined. The motion determination processing ends, and timing prediction and zone setting of the next beat are started. In this way, different processing is performed depending on which of the zones includes the timing of the detected peak, and when the probability that the peak corresponds to the pulsation is high, the peak signal is immediately pulsated. And the pulsation determination process is terminated. Therefore, it is possible to specify a pulsation with a smaller amount of calculation and a smaller storage capacity.

【0041】本実施形態による脈波検出処理のメインの
流れは、図2に示す上述の第1実施形態と同様であり、
まず2つのピークのタイミングを取得し、これらから、
次の拍動のタイミングを予測する(図2のステップ1〜
ステップ11)。そして、次の拍動のタイミングを予測
した後は、ゾーン設定処理を行う。図9は、拍動検出部
41における次の拍動のタイミングの予測及びゾーンの
設定について表した説明図である。本実施形態において
は、ゾーン設定処理では、図9に示すように、上述の実
施形態同様のゾーンZが決定され、また、第Iゾーン、
第IIゾーン、及び第IIIゾーンが決定される。第I
ゾーンは、ゾーンZのうち予測した拍動P1のタイミン
グよりも時間が手前となる範囲に設定されている。第I
Iゾーンは、ゾーンZのうち第Iゾーンの後の時間であ
り予測した拍動P1のタイミングを含むゾーンであり、
第IIIゾーンは、第IIゾーン以降の範囲を亘るよう
に設定されている。本実施形態においては、第IIゾー
ンは、予測した拍動P1のタイミングの前後それぞれに
拍動間隔RR0のD%(Y>D>0)に設定されてい
る。また、第Iゾーンの経過時間と第IIIゾーンの経
過時間は等しくなるように設定されている。
The main flow of the pulse wave detection processing according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
First we get the timing of the two peaks, and from these,
Predict the timing of the next beat (Steps 1 to 2 in FIG. 2)
Step 11). After predicting the timing of the next beat, a zone setting process is performed. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the prediction of the timing of the next beat and the setting of the zone in the beat detecting unit 41. In the present embodiment, in the zone setting process, as shown in FIG. 9, the same zone Z as in the above-described embodiment is determined.
A zone II and a zone III are determined. I
The zone is set in a zone of zone Z in which the time is closer to the predicted timing of beat P1. I
The I zone is a zone that is the time after the I zone in the zone Z and includes the timing of the predicted beat P1.
The third zone is set so as to cover the range from the second zone onward. In the present embodiment, the zone II is set at D% (Y>D> 0) of the beat interval RR0 before and after the predicted beat P1 timing. Further, the elapsed time of the zone I and the elapsed time of the zone III are set to be equal.

【0042】ゾーンZの範囲は、第1実施形態と同様で
あり、予想される次の拍動のタイミングの前後Y%とな
るように設定され、ゾーンZの始点は、直前の拍動のピ
ークP0から、t×(100−Y)/100後であり、
終点は、P0から、t×(100+Y)/100後であ
る。第Iゾーンは、ゾーンZの始点と同じ時点を始点と
しており、第Iゾーンの終点及び第IIゾーンの始点は
ともに、直前の拍動のピークP0から、t×(100−
D)/100、但しY>M>0として設定される。第I
Iゾーンの終点及び第IIIゾーンの始点は、直前の拍
動のピークP0から、t×(100+D)/100とし
て設定される。第IIIゾーンの終点は、ゾーンZの終
点と同じ時点である。なお、ゾーンZ及び第Iゾーンの
始点、第Iゾーンの終点及び第IIゾーンの始点、第I
Iゾーンの終点及び第IIIゾーンの始点、ゾーンZ及
び第IIIゾーンの終点は、それぞれ、ピークPOから
の、拍動間隔RR0に値する割合(それぞれA%、D
%、E%、C%とする)を予め決定しておいて、求める
ようにすることができる。尚、A=100−Y、D=1
00−D、E=100+D、C=100+Yである。
The range of the zone Z is the same as that of the first embodiment, and is set so as to be Y% before and after the expected timing of the next beat, and the starting point of the zone Z is set to the peak of the immediately preceding beat. From P0, after t × (100−Y) / 100,
The end point is t × (100 + Y) / 100 after P0. The I-th zone starts at the same time as the start point of the zone Z, and the end point of the I-th zone and the start point of the II-th zone are both txt (100−
D) / 100, where Y>M> 0. I
The end point of zone I and the start point of zone III are set as t × (100 + D) / 100 from the peak P0 of the immediately preceding beat. The end point of zone III is the same time as the end point of zone Z. In addition, the starting point of zone Z and zone I, the ending point of zone I, the starting point of zone II,
The end point of zone I and the start point of zone III, the end point of zone Z and the end point of zone III are the ratios (A%, D, respectively) corresponding to the beat interval RR0 from the peak PO.
%, E%, and C%) can be determined in advance and determined. A = 100−Y, D = 1
00-D, E = 100 + D, C = 100 + Y.

【0043】そして、ゾーン設定処理の後は、拍動検出
処理を行う。本実施形態による拍動検出処理では、脈波
波形のピークのうちゾーンZの範囲外のタイミングで発
生したものは拍動ではなくノイズによるものとする。ま
たゾーンZの範囲内のタイミングで発生したピークにつ
いては、予想されているタイミングに最も近いものが拍
動によるものであるとして、検出されたタイミングが第
Iゾーンから第IIIゾーンのうちいずれのゾーンであ
るかに基づいて処理を行う。
After the zone setting process, a beat detection process is performed. In the pulsation detection process according to the present embodiment, it is assumed that the peak of the pulse wave waveform that occurs at a timing outside the range of the zone Z is caused by noise, not pulsation. Regarding a peak generated at a timing within the range of the zone Z, it is assumed that the peak closest to the expected timing is due to the pulsation, and the detected timing is determined by any one of the zone I to the zone III. Is performed based on whether

【0044】図10は、本実施形態の拍動決定処理の流
れを表したフローチャートである。この図10に示すよ
うに、拍動決定処理においては、拍動検出部41は脈波
波形からピークを検出している(ステップ251)。そ
してピークを検出すると(ステップ251:Y)、取得
したピークのタイミングが第Iゾーンかどうかを調べる
(ステップ253)。第Iゾーンに入っている場合(ス
テップ253;Y)には、後に、予想したタイミングに
もっと近いピークが検出される可能性があるので、ピー
クについて拍動に対応したものかどうかの決定を保留
し、検出タイミングのデータをメモりに格納しておく
(ステップ255)。尚、このときすでに保留されたデ
ータがある場合には、すでにあるデータは第Iゾーンに
おいてより先に検出されたピークのものである。第Iゾ
ーンで検出されたピーク信号どうしでは、後に検出され
たものが予想したタイミングに近いため、格納されてい
るデータを破棄し、新たなピーク信号のデータを上書き
格納する。そして、ステップ251にリターンする。
FIG. 10 is a flowchart showing the flow of the pulsation determination process of the present embodiment. As shown in FIG. 10, in the pulsation determination process, the pulsation detection unit 41 detects a peak from the pulse waveform (step 251). Then, when a peak is detected (Step 251: Y), it is checked whether or not the timing of the acquired peak is the I-th zone (Step 253). When the vehicle is in zone I (step 253; Y), the determination of whether or not the peak corresponds to the pulsation is suspended because a peak closer to the predicted timing may be detected later. Then, the data of the detection timing is stored in a memory (step 255). If there is already reserved data at this time, the existing data is of the peak detected earlier in zone I. Among the peak signals detected in the I-th zone, since the later detected signal is close to the predicted timing, the stored data is discarded, and the data of the new peak signal is overwritten and stored. Then, the process returns to step 251.

【0045】ピークを検出し(ステップ251;Y)そ
のピークが第IIゾーンであった場合(ステップ25
3;Nかつ261;Y)には、第IIゾーンは他の第I
ゾーンや第IIIゾーンよりも予想される拍動のタイミ
ングに近いことから、記憶部に保留されたデータの有無
にかかわらず、また第IIIゾーンでのピークの検出結
果をまたずに、この第IIゾーンで検出されたピークを
拍動に対応するものとして決定し(ステップ263)、
拍動決定処理を終了する。
When a peak is detected (step 251; Y), the peak is in zone II (step 25).
3; N and 261; Y), zone II is the other zone I.
Because it is closer to the expected beat timing than the zone or the zone III, regardless of the presence or absence of the data held in the storage unit, and without losing the peak detection result in the zone III, this II The peak detected in the zone is determined as corresponding to the beat (step 263),
The pulsation determination processing ends.

【0046】第IIIゾーンにおいて脈波波形のピーク
が検出された場合には(ステップ251;Yかつ25
3;Nかつ261;N)、第IIゾーンで脈波波形のピ
ークが検出されていれば拍動決定終了されているはずな
ので、第IIゾーンでは脈波波形のピークは検出されな
かったことになる。そして、拍動検出部41は、記憶部
に保留データが格納されているかどうかを調べる(ステ
ップ265)。保留データが無い場合(ステップ26
5;N)には、第IIIゾーンにおいて初めてピークが
検出されたことになる。第IIIゾーンは、予想された
拍動のタイミングよりも後の範囲なので、第IIIゾー
ンで検出されたピークは、後に検出されるピークより
も、予想した拍動のタイミングに近いことになる。その
ため拍動検出部41は、このピークを拍動に対応したも
のとして決定し(ステップ269)、拍動決定処理を終
了する。第IIIゾーンにおいてピーク信号が検出さ
れ、記憶部に既に格納されたデータがある場合(ステッ
プ265;Y)には、格納されているデータは第Iゾー
ンのピークのうち、最も後即ち予測された拍動に近いタ
イミングのものである。そしてこの第Iゾーンのピーク
のタイミングと、新たに検出された第IIIゾーンのピ
ークのタイミングとのそれぞれについて、予想した拍動
のタイミングとのずれを比較する。そして、予想した拍
動のタイミングに近い方のピークを、拍動に対応したも
のと決定し(ステップ267)、拍動決定処理を終了す
る。これにより、第Iゾーンで検出されたピークのうち
予想した拍動のタイミングに一番近いピークと、第II
Iゾーンで検出されるピークとのうち、予想した拍動の
タイミングに近い方が、拍動によるピークであると特定
されることになる。
When a pulse waveform peak is detected in the third zone (step 251; Y and 25)
3; N and 261; N), if the peak of the pulse waveform has been detected in zone II, the pulsation determination must have been completed, so that the peak of the pulse waveform has not been detected in zone II. Become. Then, the beat detecting unit 41 checks whether or not the storage data is stored in the storage unit (step 265). If there is no pending data (step 26
5; N), a peak was detected for the first time in zone III. Since the zone III is in a range after the predicted beat timing, the peak detected in the zone III is closer to the predicted beat timing than the peak detected later. Therefore, the pulsation detection unit 41 determines this peak as corresponding to the pulsation (step 269), and ends the pulsation determination process. If a peak signal is detected in the zone III and there is data already stored in the storage unit (step 265; Y), the stored data is the last of the peaks in the zone I, that is, the peak is predicted. The timing is close to the beat. Then, for each of the peak timing of the zone I and the peak timing of the newly detected zone III, the difference between the predicted pulsation timing is compared. Then, the peak closer to the predicted pulsation timing is determined to correspond to the pulsation (step 267), and the pulsation determination processing ends. As a result, the peak closest to the predicted beat timing among the peaks detected in zone I,
Among the peaks detected in the I zone, the one closer to the predicted pulsation timing is specified as the pulsation peak.

【0047】ステップ251においてピークが検出され
ないまま(ステップ251;N)ゾーンZを経過しタイ
ムアウトとなった場合(ステップ257;Y)には、保
留データがあるかどうかを調べる。このとき保留されて
いるデータは、第Iゾーンにおいて検出されたピークで
あって最も後のピークのデータである。そして保留デー
タがある場合(ステップ258;Y)には、このピーク
を拍動に対応したものと決定してこのデータを記憶部の
所定エリアに格納し(ステップ259)、拍動決定処理
を終了する。ピークが検出されず(ステップ251;
N)タイムアウトになり(ステップ257;Y)保留デ
ータがない場合(ステップ258;N)は、拍動決定処
理が開始してからピークが検出されないままタイムアウ
トになった場合である。このときは、拍動を特定するこ
となくそのまま終了処理を行い拍動決定処理を終了す
る。
If it is determined in step 251 that a peak has not been detected (step 251; N) and the time has elapsed after passing zone Z (step 257; Y), it is checked whether or not there is any pending data. The data reserved at this time is the data of the peak detected in the zone I and the latest peak. If there is pending data (step 258; Y), this peak is determined to correspond to the pulsation, and this data is stored in a predetermined area of the storage unit (step 259), and the pulsation determination processing ends. I do. No peak is detected (step 251;
N) Time-out (step 257; Y), when there is no pending data (step 258; N), it means that the time-out has occurred without the peak being detected since the start of the beat determination process. At this time, the ending process is performed without specifying the pulsation, and the pulsation determining process ends.

【0048】拍動決定処理の後は、第1実施形態と同様
に、図2のステップ17以降の処理を行う。即ち、拍動
決定処理(図10)において拍動に対応したピークが決
定されたかどうかにより、必要に応じてタイムアウト処
理を行い、操作者の入力等による終了命令があるまで次
の拍動のタイミング予測(図2のステップ11)以降の
処理を繰り返す。終了命令があった場合はそのまま脈波
検出処理を終了する。
After the pulsation determination processing, the processing after step 17 in FIG. 2 is performed as in the first embodiment. That is, depending on whether or not the peak corresponding to the pulsation is determined in the pulsation determination process (FIG. 10), a time-out process is performed as necessary, and the timing of the next pulsation is issued until there is an end command by an input from the operator or the like. The processing after the prediction (step 11 in FIG. 2) is repeated. If there is a termination instruction, the pulse wave detection processing is terminated.

【0049】この様に、本実施形態では、予測される拍
動の前後所定範囲のゾーンZを、予測される拍動のタイ
ミングより時間が手前の第Iゾーン、予測される拍動を
含み第Iゾーンの後に続く第IIゾーン、第IIゾーン
に続く第IIIのゾーンに区分設定し、第Iゾーンで検
出された脈波波形のピークは、最も新しいものについて
のデータだけを記憶部に格納するので、記憶容量が少な
くて済む。また、脈波波形が第Iゾーンでは検出されず
第IIゾーンで初めて検出された場合には、直ちにその
ピークが拍動によるものとして特定されるので、記憶容
量や計算量が少なくて済む。脈波波形のピークが第Iゾ
ーンで検出されそのデータが記憶部に格納されている状
態で第IIIゾーンで脈波波形のピークが検出された場
合には、直ちに、記憶部にデータが格納されているピー
クと第IIIゾーンで検出されたピーク(第IIIゾー
ンでの最初のピーク)とのみを比較して拍動に対応する
ピークが決定されるので、記憶容量や計算量が少なく且
つ短時間で拍動に対応するピークが決定される。またこ
の場合の2つのピークの比較は、予想される拍動のタイ
ミングとの時間間隔の比較という単純な計算によって行
われるので、この点でも、記憶容量や計算量が少なく且
つ短時間で拍動に対応するピークが決定される。このよ
うに、本実施形態では、ゾーンZの全範囲を経過する前
に拍動が決定されることがあり、演算量や必要な記憶容
量を少なく抑え短時間で拍動に対応するピークを検出す
ることができる。
As described above, in the present embodiment, the zone Z in the predetermined range before and after the predicted beat is defined as the zone I including the predicted beat in the I-th zone whose time is before the predicted beat timing. The zone is divided into a zone II following the zone I and a zone III following the zone II, and the peak of the pulse wave waveform detected in the zone I stores only the data of the latest one in the storage unit. Therefore, the storage capacity is small. In addition, when the pulse wave waveform is not detected in the zone I and is detected in the zone II for the first time, the peak is immediately identified as being caused by the pulsation, so that the storage capacity and the amount of calculation are small. If the peak of the pulse waveform is detected in zone III while the peak of the pulse waveform is detected in zone I and the data is stored in the storage unit, the data is immediately stored in the storage unit. The peak corresponding to the pulsation is determined by comparing only the peak that is present and the peak detected in zone III (the first peak in zone III), so that the storage capacity and the amount of calculation are small and the time is short. Determines the peak corresponding to the beat. In this case, the comparison between the two peaks is performed by a simple calculation of comparing the time interval with the expected pulsation timing. Is determined. As described above, in the present embodiment, the pulsation may be determined before the entire range of the zone Z has passed, and the peak corresponding to the pulsation can be detected in a short time by reducing the amount of calculation and the necessary storage capacity. can do.

【0050】また、周波数解析を利用していないので、
発生が規則的でないノイズについても、ノイズとして認
識する事ができる。更に、各拍動に対応するピークを検
出するので、各拍動毎の脈拍数の変化や拍動のゆらぎを
検出する事ができる。
Also, since frequency analysis is not used,
Noise that does not occur regularly can be recognized as noise. Further, since the peak corresponding to each beat is detected, it is possible to detect the change in the pulse rate and the fluctuation of the beat for each beat.

【0051】以上本発明の好適な実施形態について説明
したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものでは
なく、本発明の範囲において他の実施形態を採用し、ま
た、変形することが可能である。例えば、上述の各実施
形態においては、脈波検出処理の開始後すぐは、脈波か
ら所定閾値以上のピークを2つ検出しこれを拍動による
ピークとして、次の拍動を予測しているが(ステップ5
〜ステップ11)、脈波から所定値以上のピークをより
多く所定数の分得て、その間の時間とピーク数から平均
のピーク間隔を得て、このピーク間隔から次の拍動を予
測するようにしてもよい。また、安静時を想定して開始
後すぐは拍動の間隔を所定の間隔1000msec(6
0拍/秒)や857msec(70拍/秒)であるとし
て、次の拍動を予測するようにしてもよい。更に、安静
時の間隔及び緊張時・運動時の間隔等の複数の値を記憶
させておき、操作者が選択した間隔から次の拍動を予測
するようにしてもよい。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to such embodiments, and other embodiments can be adopted and modified within the scope of the present invention. It is. For example, in each of the above-described embodiments, immediately after the start of the pulse wave detection process, two peaks equal to or more than a predetermined threshold are detected from the pulse wave, and these are used as peaks due to the pulse to predict the next pulse. (Step 5
Step 11), obtaining a predetermined number of peaks that are equal to or more than a predetermined value from the pulse wave, obtaining an average peak interval from the time and the number of peaks during the interval, and predicting the next beat from the peak interval. It may be. Immediately after the start, assuming a resting time, the beat interval is set to a predetermined interval of 1000 msec (6
(0 beats / sec) or 857 msec (70 beats / sec), the next beat may be predicted. Further, a plurality of values such as an interval at rest and an interval at tension / exercise may be stored, and the next pulsation may be predicted from the interval selected by the operator.

【0052】また、所定の時間間隔内における連続する
複数の拍動間の間隔の変化や連続する脈拍の脈拍数の変
化を取得し、これらの変化のいずれかから所定時間tを
決定し次の拍動を予測してもよい。例えば、図11に示
すように、連続する拍動間隔が脈拍数がほぼ7%減少し
ている場合には、次の拍動間隔も前回から更に7%減少
した値の前後の範囲RR(min)〜RR(max)で
あることを予想し、この拍動間隔に基づいて次の拍動間
隔RR0(=所定時間t)を予想する。このように、拍
動の間隔や脈拍数の変化を考慮に入れて次の脈拍を予想
することにより、運動の開始や終了、緊張等によって脈
拍間隔が変化している場合においても、高い精度で次の
脈拍を予想し、脈波波形から適切なピークを拍動による
ものとして特定することが可能となる。
Further, a change in the interval between a plurality of continuous beats within a predetermined time interval and a change in the pulse rate of the continuous pulse are obtained, and a predetermined time t is determined from any of these changes, and the next time t is determined. The pulsation may be predicted. For example, as shown in FIG. 11, when the pulse rate is reduced by approximately 7% in the continuous pulse interval, the next pulse interval is also in a range RR (min) before and after a value that is further reduced by 7% from the previous pulse interval. ) To RR (max), and the next beat interval RR0 (= predetermined time t) is predicted based on this beat interval. In this way, by predicting the next pulse taking into account the change in the pulse interval and the pulse rate, even when the pulse interval is changed due to the start and end of exercise, tension, etc., with high accuracy. The next pulse is predicted, and an appropriate peak can be specified as a pulse due to the pulse wave waveform.

【0053】上述の各実施形態においては、脈波検出処
理の開始直後を除いて、既に得られた拍動に対応するピ
ークのタイミング(拍動のタイミング)から、次の拍動
のタイミングを予測しており、既に得られた拍動のタイ
ミングは次の拍動よるピークを特定するために用いられ
ているが、これに加えて、例えば、予想される拍動の前
後所定間隔のみ超音波を発信するなど、他の用途のため
に共通して利用するようにしてもよい。上述の各実施形
態においては、超音波を発信してその反射波の周波数が
脈波により変動することを利用して脈波を検出している
が、脈波の検出方法はこれに限定されるものではなく、
例えば、超音波を発信して反射波の振幅が脈波により変
動することを利用して脈波を検出してもよい。また、ピ
エゾ型の圧電素子をセンサを用いて動脈内部の圧力変化
に伴う表皮の圧力変化(圧力による表皮の変位)から脈
波を検出するようにしてもよい。
In each of the above-described embodiments, the timing of the next beat is predicted from the peak timing (beat timing) corresponding to the already obtained beat except immediately after the start of the pulse wave detection process. Although the beat timing already obtained is used to identify the peak due to the next beat, in addition to this, for example, ultrasonic waves are emitted only at predetermined intervals before and after the expected beat. It may be used in common for other purposes such as transmission. In each of the above-described embodiments, the pulse wave is detected by utilizing the fact that the frequency of the reflected wave fluctuates due to the pulse wave by transmitting the ultrasonic wave, but the pulse wave detection method is not limited to this. Not a thing,
For example, a pulse wave may be detected by using the fact that an ultrasonic wave is transmitted and the amplitude of the reflected wave fluctuates due to the pulse wave. Alternatively, a piezo-type piezoelectric element may be used as a sensor to detect a pulse wave from a change in epidermal pressure (a displacement of the epidermis due to pressure) accompanying a change in pressure inside the artery.

【0054】本発明の脈波検出装置は、時計に組み込ん
で時計で使用されている発信周波数32KHzの発信器
を利用してとう骨動脈や尺骨動脈に超音波を発信するよ
うにすることができる。上述の各実施形態においては、
超音波は脈波検出中連続して出力されかつ連続して脈波
波形が検出されているが、脈波波形のピークが2つ以上
検出され次の拍動のタイミングが予測されるようになっ
てからは、ゾーンZの範囲内の時間だけ超音波を発信し
たり、ゾーンZの範囲内の時間にのみ脈波波形やピーク
を得るようにしてもよい。
The pulse wave detecting device of the present invention can be incorporated into a watch to transmit ultrasonic waves to the radial artery and the ulnar artery using a transmitter having a transmission frequency of 32 KHz used in the watch. In each of the above embodiments,
Ultrasound is continuously output during pulse wave detection, and a continuous pulse wave waveform is detected. However, two or more peaks of the pulse wave waveform are detected, and the timing of the next pulse is predicted. Thereafter, an ultrasonic wave may be transmitted only for a time within the zone Z, or a pulse waveform or peak may be obtained only for a time within the zone Z.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明の脈波検出装置によれば、次の脈
拍を予想し、予想される次の脈拍を含むその前後所定時
間内の脈波情報から、次の拍動を検出するので、次の拍
動を検出するための脈波情報の記憶容量や計算量が少な
くて済み、且つ、短時間で拍動を検出し、各拍動につい
ての情報を得ることができる。
According to the pulse wave detecting apparatus of the present invention, the next pulse is predicted, and the next pulse is detected from the pulse wave information within a predetermined time before and after the predicted pulse including the next pulse. In addition, the storage capacity and the amount of calculation of the pulse wave information for detecting the next pulsation can be reduced, and the pulsation can be detected in a short time to obtain information about each pulsation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態の脈波検出装置の構成図
である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a pulse wave detection device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の脈波検出装置による脈波検出処理の処理
の流れを表したフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a processing flow of a pulse wave detection process by the pulse wave detection device of FIG.

【図3】図1の脈波検出装置の各構成部分における出力
波形を表した説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an output waveform in each component of the pulse wave detection device of FIG. 1;

【図4】図1の脈波検出装置において、拍動検出部によ
り設定される次の拍動のタイミングの予測及びゾーンの
設定について表した説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing prediction of a timing of a next beat set by a beat detecting unit and setting of a zone in the pulse wave detecting device of FIG. 1;

【図5】安静・リラックス時においてパルス信号Pを検
出し、脈拍数N、その前のパルス信号Pとの間隔RR、
及び、脈動の間隔RRの変化の割合を算出した結果をあ
らわす表である。
FIG. 5 shows a pulse signal P detected at the time of rest / relaxation, a pulse rate N, an interval RR between the pulse signal P and the pulse rate N,
9 is a table showing the results of calculating the rate of change of the pulsation interval RR.

【図6】図5の表を、グラフにしたものであり、(a)
は、脈動の間隔RRの経時的変化を表し、(b)は、脈
拍数Nの経時的変化を表し、(c)は、脈動の間隔RR
の変化の割合を表したものである。
FIG. 6 is a graph of the table of FIG. 5;
Represents the temporal change of the pulsation interval RR, (b) represents the temporal change of the pulse rate N, and (c) represents the pulsation interval RR
It shows the rate of change.

【図7】本発明の第2実施形態の脈波検出装置におい
て、拍動検出部により設定される次の拍動のタイミング
の予測及びゾーンの設定について表した説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing prediction of a timing of a next beat set by a beat detecting unit and setting of a zone in the pulse wave detecting device according to the second embodiment of the present invention.

【図8】図7の実施形態による拍動決定処理の流れを表
したフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing the flow of a beat determination process according to the embodiment of FIG. 7;

【図9】本発明の第3実施形態の脈波検出装置におい
て、拍動検出部により設定される次の拍動のタイミング
の予測及びゾーンの設定について表した説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing prediction of the timing of the next beat set by a beat detector and setting of a zone in the pulse wave detector according to the third embodiment of the present invention.

【図10】図9の実施形態による拍動決定処理の流れを
表したフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing a flow of a beat determination process according to the embodiment of FIG. 9;

【図11】本発明の他の実施形態における所定時間tの
決定手法を表した説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a method of determining a predetermined time t in another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 発信部 11 発信器 12 駆動回路 21 受信器 30 検波部 31 高周波増幅回路 32 F/V変換回路 33 検波回路 40 脈波情報取得部 41 拍動検出部 42 脈拍数演算部 50 出力部 51 表示部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Transmitting part 11 Transmitter 12 Drive circuit 21 Receiver 30 Detection part 31 High frequency amplification circuit 32 F / V conversion circuit 33 Detection circuit 40 Pulse wave information acquisition part 41 Pulse detection part 42 Pulse rate calculation part 50 Output part 51 Display part

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 脈波を検出する脈波検出手段と、 脈波検出手段で検出された脈波に基づいて、拍動のタイ
ミングを予測する拍動予想手段と、 前記拍動予想手段で予想される拍動のタイミングの前後
の所定幅を決定する範囲決定手段と、 前記範囲決定手段で決定された前記所定幅において前記
脈波検出手段で検出される脈波から、拍動の候補を検出
する拍動候補抽出手段と、 前記拍動候補抽出手段で抽出された前記候補の中から脈
拍を特定する前記拍動特定手段とを備えることを特徴と
する脈波検出装置。
1. A pulse wave detecting means for detecting a pulse wave, a pulse estimating means for estimating a pulsation timing based on a pulse wave detected by the pulse wave detecting means, Range determining means for determining a predetermined width before and after the timing of the beat to be performed; and detecting a pulse candidate from the pulse wave detected by the pulse wave detecting means at the predetermined width determined by the range determining means. A pulse wave detecting apparatus, comprising: a pulsation candidate extracting unit that performs a pulsating process; and a pulsation specifying unit that specifies a pulse from the candidates extracted by the pulsating candidate extracting unit.
【請求項2】 前記拍動予想手段は、既に取得された拍
動の間隔または脈拍数に基づいて、次の拍動のタイミン
グを予想することを特徴とする請求項1に記載の脈波検
出装置。
2. The pulse wave detection device according to claim 1, wherein the pulse predicting unit predicts the timing of the next pulse based on a pulse interval or a pulse rate that has been acquired. apparatus.
【請求項3】 前記拍動特定手段は、前記拍動予想手段
で予想された前記タイミングと、前記拍動候補抽出手段
で抽出された前記拍動候補のタイミングとに基づいて、
脈拍を決定することを特徴とする請求項1または請求項
2に記載の脈波検出装置。
3. The pulsation identification unit, based on the timing predicted by the pulsation prediction unit and the timing of the pulsation candidate extracted by the pulsation candidate extraction unit,
The pulse wave detecting device according to claim 1 or 2, wherein the pulse is determined.
【請求項4】 前記範囲決定手段は、予想される拍動の
タイミングの前後の所定幅を、予想される拍動のタイミ
ングよりも前の第1のゾーンと、予想される拍動のタイ
ミングを含み前記第1のゾーンに続く第2のゾーンとを
含む複数のゾーンに分割して決定し、 前記拍動特定手段は、前記第2のゾーンで最初に検出さ
れた拍動候補を直ちに拍動であると特定することを特徴
とする請求項請求項3に記載の脈波検出装置。
4. The range determining means sets a predetermined width before and after the expected beat timing to a first zone before the expected beat timing and the expected beat timing. And a plurality of zones including a second zone following the first zone are determined. The pulsation identification unit immediately pulsates a pulsation candidate detected first in the second zone. The pulse wave detection device according to claim 3, wherein the pulse wave is specified as:
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