JP2013078543A - Autonomic nerve activity index calculation method and autonomic nerve activity index calculation device, and visual display system for mind-body balance using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To visually recognize mind-body balance based upon an autonomic nerve activity index by easily measuring the autonomic nerve activity index in daily life without using a large-scale electrocardiograph.SOLUTION: Data are acquired from a human recorder including a three-axis acceleration sensor and a heart beat sensor, abnormal values are removed from RR values obtained from the heart beat sensor, and RR-interval time-series data are generated through equal-interval sampling. An an autonomic nerve activity index is calculated by applying fast Fourier transformation, activity determinations on actions such as a standstill state, a walking state, and a fast walking state are made based upon acceleration information, and a calorie consumption is calculated based upon a preset movement coefficient and a basal metabolic coefficient to calculate an activity quantity. The mind-body balance is displayed while being classified into four types according to a combination of whether the action determination result is large or small and whether the activity quantity calculation result is large or small.

Description

本発明は、複合センサーを内蔵したヒューマンレコーダーと、それを用いて算出される交感神経活動指標・副交感神経活動指標を用いた「こころの健康」測定技術(心的負荷測定技術)に関する。   The present invention relates to a human recorder incorporating a composite sensor and a “mental health” measurement technique (mental stress measurement technique) using a sympathetic nerve activity index and a parasympathetic nerve activity index calculated using the human recorder.

自律神経検査では、心臓副交感神経機能の検査として心電計を用いたCVRR(心電図RR間隔変動係数)がよく知られている。CVRRでは15分程度の安静の後、安静時と1分間に6回程度の深呼吸時の心電図を比較する。100心拍程度解析し、RR間隔の平均値をM、標準偏差をSDとしCVRRはSD/M×100で定義する。神経変性疾患の場合、CVRRは減少する傾向にある。   In the autonomic nerve test, CVRR (electrocardiogram RR interval variation coefficient) using an electrocardiograph is well known as a test for cardiac parasympathetic nerve function. In CVRR, after resting for about 15 minutes, the electrocardiogram at rest and about 6 deep breaths per minute are compared. About 100 heartbeats are analyzed, the average value of the RR interval is M, the standard deviation is SD, and CVRR is defined as SD / M × 100. In the case of neurodegenerative diseases, CVRR tends to decrease.

このような被測定者の心電データに基づいたCVRRから交感神経活動指標を得る先行技術として、特開2011-120618号公報(特許文献1)がある。この文献では、
被測定者の心電テータを心電図モニタにより測定し、測定された心電テータに基ついて、心拍変動の高周波成分HF、低周波成分LFおよびCVRRを算出する。そして、算出されたこれらの値に基ついて、交感神経活動度指標(LF/HF)、副交感神経活動度指標(CVRR×LF/HF)を算出し、算出された交感神経活動度指標と副交換神経活動度指標との関係を表示装置に対して2次元表示するものだった。
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2011-120618 (Patent Document 1) is a prior art technique for obtaining a sympathetic nerve activity index from CVRR based on such electrocardiographic data of a measurement subject. In this document,
The electrocardiogram data of the measurement subject is measured by an electrocardiogram monitor, and the high frequency component HF, the low frequency component LF, and the CVRR of the heart rate variability are calculated based on the measured electrocardiogram data. Based on these calculated values, a sympathetic nerve activity index (LF / HF) and a parasympathetic nerve activity index (CVRR × LF / HF) are calculated, and the calculated sympathetic nerve activity index and sub-exchange are calculated. The relationship with the nerve activity index was displayed two-dimensionally on the display device.

特開2011-120618号公報JP 2011-120618 A

しかし、上記のような心電計を用いた心電データの取得は、被測定者を10分以上安静状態に保って測定することが原則適であり、かつ医療施設に設置された高価かつ大がかりな心電計を用いなければならないため、被測定者が家庭内で普通に日常生活を過ごしている状態での交感神経活動指標・副交感神経活動指標の算出は困難だった。   However, in the acquisition of electrocardiographic data using the electrocardiograph as described above, it is appropriate in principle to perform measurement while the subject is kept at rest for 10 minutes or more, and it is expensive and large-scale installed in medical facilities. Therefore, it was difficult to calculate the sympathetic nerve activity index and the parasympathetic nerve activity index in the state where the subject normally spends daily life at home.

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、第1に、日常生活においても交感神経活動指標・副交感神経活動指標(以下、「自律神経活動指標」と総称する)の取得が可能なヒューマンレコーダーの実現と、第2に、当該ヒューマンレコーダーから得られる自律神経活動指標に基づく「ココロとカラダのバランス」の視覚的な出力を実現することを技術的課題とする。   The present invention has been made in view of these points. First, acquisition of a sympathetic nerve activity index and a parasympathetic nerve activity index (hereinafter collectively referred to as “autonomic nerve activity index”) is also obtained in daily life. It is a technical problem to realize a human recorder that can be used, and secondly, to realize a visual output of “balance between heart and body” based on an autonomic nerve activity index obtained from the human recorder.

本発明は、前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
本発明の請求項1は、ココロとカラダのバランス表示方法に関し、心拍センサーと、3軸加速度センサーと、制御手段と、時計手段と、記憶手段とを内蔵し被測定者の人体表面に装着されるヒューマンレコーダーと、当該ヒューマンレコーダーから得られる各手段の値から各種情報を算出・表示する情報処理装置とで実行されるココロとカラダのバランス表示方法であって、前記制御手段によって、前記心拍センサーからRR間隔時系列データを取得し、前記3軸加速度センサーから被測定者の加速度情報を取得するステップと、前記心拍値と加速度情報とを一旦記憶手段に格納した後に、前記時計手段で同期されたRR
間隔時系列データと加速度情報とを、出力手段から出力させるステップと、前記情報処理装置において、前記心拍センサーから得られたRR値から異常値を除去し、等間隔にサンプリングしてRR間隔時系列データを形成し、高速フーリエ変換を適用して自律神経活動指標を算出するステップと、前記加速度情報に基づいて少なくとも静止状態、歩行状態、早歩き状態等の行動判定を行うステップと、前記行動判定結果からあらかじめ設定された運動係数と基礎代謝係数に基づいて消費カロリーを計算して活動量を算出するステップと、前記行動判定結果の大小と、前記活動量算出結果の大小との組み合わせからココロとカラダのバランスの4つのタイプに分類わけして表示するステップとからなるココロとカラダのバランス表示方法である。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
Claim 1 of the present invention relates to a balance display method for a heart and a body, and includes a heart rate sensor, a triaxial acceleration sensor, a control means, a clock means, and a storage means, and is mounted on the surface of the human body of the subject. A heart and body balance display method executed by a human recorder and an information processing apparatus that calculates and displays various information from values of each means obtained from the human recorder, wherein the heart rate sensor is controlled by the control means RR interval time series data is obtained from the three-axis acceleration sensor, and the heart rate value and acceleration information are temporarily stored in the storage means, and then synchronized with the clock means. RR
Interval time series data and acceleration information are output from the output means, and in the information processing apparatus, abnormal values are removed from the RR values obtained from the heart rate sensor, and the RR interval time series is sampled at equal intervals. Forming data, applying fast Fourier transform to calculate an autonomic nerve activity index, performing at least a stationary state, a walking state, a fast walking state, and the like based on the acceleration information, and the behavior determination From the combination of the step of calculating calorie consumption based on a preset motion coefficient and basal metabolism coefficient from the result and calculating the amount of activity, the magnitude of the action determination result, and the magnitude of the activity amount calculation result This is a balance display method for the body and the body, which consists of the steps of classifying and displaying the four types of body balance.

本発明の請求項2は、ココロとカラダのバランスの可視的表示システムに関するものであり、心拍センサーと、3軸加速度センサーと、制御手段と、時計手段と、記憶手段とを内蔵し被測定者の人体表面に装着されるヒューマンレコーダーと、当該ヒューマンレコーダーから得られる各手段の値から各種情報を算出・表示する情報処理装置とで実行されるココロとカラダのバランスの可視的表示システムであって、ヒューマンレコーダーにおいて、前記心拍センサーからRR間隔時系列データを取得し、前記3軸加速度センサーから被測定者の加速度情報を取得する制御手段と、前記心拍値と加速度情報とを一旦記憶手段に格納した後に、前記時計手段で同期されたRR間隔時系列データと加速度情報とを前記情報処理装置に出力する出力手段と、前記情報処理装置において、前記心拍センサーから得られたRR値から異常値を除去し、等間隔にサンプリングしてRR間隔時系列データを形成し、高速フーリエ変換を適用して自律神経活動指標を算出するとともに、前記加速度情報に基づいて少なくとも静止状態、歩行状態、早歩き状態等の行動判定を行い、前記行動判定結果からあらかじめ設定された運動係数と基礎代謝係数に基づいて消費カロリーを計算して活動量を算出する制御手段と、前記制御手段による計算結果から、行動判定結果の大小と、前記活動量算出結果の大小との組み合わせからココロとカラダのバランスの4つのタイプに分類わけして表示する表示手段とからなるココロとカラダのバランスの可視的表示システムである。   Claim 2 of the present invention relates to a visual display system for the balance between the heart and the body, and includes a heart rate sensor, a three-axis acceleration sensor, a control means, a clock means, and a storage means, and a person to be measured. A visual display system for balance between the body and the body executed by a human recorder mounted on the surface of the human body and an information processing device that calculates and displays various information from the values of each means obtained from the human recorder. In the human recorder, RR interval time series data is acquired from the heart rate sensor, the control means for acquiring acceleration information of the measurement subject from the triaxial acceleration sensor, and the heart rate value and acceleration information are temporarily stored in the storage means. After that, the RR interval time-series data synchronized with the clock means and the acceleration information are output to the information processing apparatus. In the information processing apparatus, the abnormal value is removed from the RR value obtained from the heart rate sensor, the RR interval time-series data is formed by sampling at an equal interval, and an autonomic nerve activity index is applied by applying a fast Fourier transform And calculating at least calorie consumption based on the preset motion coefficient and basal metabolism coefficient from the behavior determination result. Then, the control means for calculating the amount of activity and the calculation result by the control means are classified into four types of balance between the heart and the body from the combination of the magnitude of the action determination result and the magnitude of the activity amount calculation result. This is a visual display system for the balance between the body and the body, comprising display means for displaying the image.

本発明の請求項3は、睡眠判定方法に関するものであり、心拍センサーと、3軸加速度センサーと、制御手段と、時計手段と、記憶手段とを内蔵し被測定者の人体表面に装着されるヒューマンレコーダーと、当該ヒューマンレコーダーから得られる各手段の値から各種情報を算出・表示する情報処理装置とで実行される睡眠判定方法であって、前記制御手段によって、前記心拍センサーから一定時間のRR間隔時系列データを取得し、前記3軸加速度センサーから被測定者の加速度情報を取得し、前記RR間隔時系列データとを一旦記憶手段に格納した後に、前記時計手段で同期されたRR間隔時系列データと加速度情報とを、出力手段から出力させ、前記情報処理装置において、前記心拍センサーから得られたRR間隔時系列データと、前記加速度情報に基づく行動判定結果とから入眠、覚醒または睡眠リズムの睡眠状態を判定する睡眠状態判定方法である。   A third aspect of the present invention relates to a sleep determination method, which includes a heart rate sensor, a triaxial acceleration sensor, a control unit, a clock unit, and a storage unit, and is mounted on the surface of the human body of the measurement subject. A sleep determination method that is executed by a human recorder and an information processing device that calculates and displays various types of information from the values of each means obtained from the human recorder, wherein the control means causes an RR for a predetermined time from the heart rate sensor. Interval time series data is obtained, acceleration information of the measurement subject is obtained from the three-axis acceleration sensor, and the RR interval time series data is temporarily stored in the storage means, and then synchronized with the clock means. Series data and acceleration information are output from the output means, and in the information processing apparatus, RR interval time series data obtained from the heart rate sensor, Falling asleep and a behavior determining result based on the acceleration information is determined sleep state determining how the sleep of wake or sleep rhythm.

本発明の請求項4は、入眠判定に関するもので、前記姿勢情報から体位の変動が所定値以下で、そのときの心拍センサーからのRR間隔時系列データの心拍標準偏差が25〜75%以下となったときに入眠を判定する請求項3記載の睡眠状態判定方法である。   Claim 4 of the present invention relates to sleep determination, wherein the change in body posture is not more than a predetermined value from the posture information, and the heart rate standard deviation of the RR interval time series data from the heart rate sensor at that time is 25 to 75% or less. The sleep state determination method according to claim 3, wherein the sleep state is determined when it becomes.

本発明の請求項5は、覚醒判定に関するもので、前記姿勢情報から座位または立位となったことを検出する前45〜135分以内で、かつ、前記心拍センサーから得られたRR間隔時系列データの標準偏差が所定の平均値を越えており、該心拍標準偏差の前後の差(傾き)が0.1〜0.3以内である時間が前後2分(合計5分)以上連続しており、かつ、前後10分の間で姿勢情報から得られる姿勢の変化が2回以上あったときに覚醒を判定する請求項3記載の睡眠状態判定方法である。   Claim 5 of the present invention relates to wakefulness determination, which is within 45 to 135 minutes before detecting the sitting or standing position from the posture information, and the RR interval time series obtained from the heart rate sensor. The standard deviation of the data exceeds a predetermined average value, and the time when the difference (slope) before and after the heartbeat standard deviation is within 0.1 to 0.3 is continuously 2 minutes before and after (total 5 minutes) or more. The sleep state determination method according to claim 3, wherein wakefulness is determined when there are two or more changes in posture obtained from posture information between 10 minutes before and after.

本発明の請求項6は、睡眠周期リズム判定に関するもので、前記RR時系列データから高速フーリエ変換を適用して得られた自律神経活動指標を所定時間単位でスムージングして睡眠グラフを生成し、前記睡眠リズムグラフから複数のピークを探索して、当該ピーク間隔で睡眠周期リズムを検出する請求項3記載の睡眠状態判定方法である。   Claim 6 of the present invention relates to sleep cycle rhythm determination, and generates a sleep graph by smoothing an autonomic nervous activity index obtained by applying a fast Fourier transform from the RR time series data in a predetermined time unit, The sleep state determination method according to claim 3, wherein a plurality of peaks are searched from the sleep rhythm graph and a sleep cycle rhythm is detected at the peak interval.

本発明によれば、日常生活においても自律神経活動指標の取得が可能なヒューマンレコーダーを実現することができる。また、当該ヒューマンレコーダーから得られる自律神経活動指標に基づくココロとカラダのバランスを視覚的に把握することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a human recorder that can acquire an autonomic nerve activity index even in daily life. In addition, it is possible to visually grasp the balance between the heart and the body based on the autonomic nerve activity index obtained from the human recorder.

本発明の実施形態であるヒューマンレコーダーの内部構成図The internal block diagram of the human recorder which is embodiment of this invention 本発明の実施形態であるヒューマンレコーダーの外観図1 is an external view of a human recorder according to an embodiment of the present invention. 実施形態のヒューマンレコーダーの裏面図Back view of the human recorder of the embodiment 実施形態の情報処理装置の構成を示すブロック図1 is a block diagram showing the configuration of an information processing apparatus according to an embodiment 実施形態の異常値除去フィルタテーブルを示す説明図Explanatory drawing which shows the abnormal value removal filter table of embodiment 実施形態のRR間隔時系列データを示すグラフ図The graph which shows the RR interval time series data of embodiment 実施形態の交感神経活動指標(LF/HF)を示すグラフ図The graph which shows the sympathetic nerve activity parameter | index (LF / HF) of embodiment. 実施形態の行動判定を示す説明図Explanatory drawing which shows the action determination of embodiment 消費カロリー算出のための運動係数を示す表図Table showing coefficient of motion for calorie consumption calculation 実施形態の男女・年齢別の基礎代謝係数を示す表図Table showing the basal metabolism coefficient by gender and age of the embodiment 実施形態におけるココロとカラダのバランスを可視的にタイプ別に表示した状態を示す説明図Explanatory drawing which shows the state which displayed the balance of the heart and body in embodiment according to the type visually 実施形態における入眠判定(睡眠時の心拍標準偏差)を示すグラフ図The graph which shows the sleep onset judgment (heart rate standard deviation at the time of sleep) in embodiment 実施形態における覚醒判定(睡眠時の心拍標準偏差)を示すグラフ図The graph which shows arousal determination (heartbeat standard deviation at the time of sleep) in embodiment 実施形態における睡眠リズム判定を示すグラフ図The graph figure which shows the sleep rhythm determination in embodiment

本発明を図に基づいて説明する。
本実施形態のシステムは、ヒューマンレコーダーと、情報処理装置とで構成されている。
The present invention will be described with reference to the drawings.
The system according to the present embodiment includes a human recorder and an information processing apparatus.

図1は本実施形態に用いられるヒューマンレコーダーのブロック構成図であり、図4は情報処理装置のブロック構成図である。   FIG. 1 is a block diagram of a human recorder used in this embodiment, and FIG. 4 is a block diagram of an information processing apparatus.

ヒューマンレコーダー(HR)は、中央処理装置(CPU)およびメインメモリ(MM)を中心に、バス(BUS)で接続されたユーザメモリ(UMEM)を有しており、オペレーティングシステム(OS)とともに、アプリケーションプログラム(APL)とデータベース(DB)が格納されている。   The human recorder (HR) has a user memory (UMEM) connected by a bus (BUS) with a central processing unit (CPU) and a main memory (MM) as the center, and an application system together with an operating system (OS). A program (APL) and a database (DB) are stored.

バス(BUS)にはさらに、体表温度センサー、3軸加速度センサー、心拍センサーおよびインターフェース(I/O)を介して心拍検出パッド(PAD)が装着されている。   The bus (BUS) is further equipped with a heart rate detection pad (PAD) via a body surface temperature sensor, a triaxial acceleration sensor, a heart rate sensor, and an interface (I / O).

ヒューマンレコーダー(HR)は外部との通信インターフェースとしてUSBインターフェースおよび無線インターフェース(IF)を備えており、その筐体は図2に示すようにその上面に電源スイッチ(SW)を備えており、側面にUSBインターフェース、裏面(図3)に2カ所の電極(ELT)を備えている。前記2カ所の電極(ELT)にはそれぞれスナップ方式で心拍検出パッド(PAD)が着脱自在に装着されている。   The human recorder (HR) is provided with a USB interface and a wireless interface (IF) as an external communication interface, and its housing is provided with a power switch (SW) on its upper surface as shown in FIG. The USB interface has two electrodes (ELT) on the back (Fig. 3). A heart rate detection pad (PAD) is detachably attached to the two electrodes (ELT) by a snap method.

前記ヒューマンレコーダー(HR)に接続される情報処理装置(PC)は、汎用のパー
ソナルコンピュータであり、図4に示すように中央処理装置(CPU)およびバス(BUS)を中心に、大規模記憶装置(HD)、出力装置としてのディスプレイ(DISP)、入力装置としてのキーボード(KBD)、補助入力装置としてのマウス(MOU)、外部との通信インターフェースとしてのUSBインターフェース(USB I/O)、wifiまたはブルートゥース通信方式による無線インターフェース(IF)を備えている。大規模記憶装置(HD)には、オペレーティングシステム(OS)とともに、アプリケーションプログラム(APL)、データベース(DB)および各種テーブル(TBL)が設けられている。
The information processing device (PC) connected to the human recorder (HR) is a general-purpose personal computer, and as shown in FIG. 4, a large-scale storage device centered on a central processing unit (CPU) and a bus (BUS). (HD), display (DISP) as output device, keyboard (KBD) as input device, mouse (MOU) as auxiliary input device, USB interface (USB I / O) as external communication interface, wifi or It has a wireless interface (IF) based on Bluetooth communication. The large-scale storage device (HD) is provided with an operating system (OS), an application program (APL), a database (DB), and various tables (TBL).

前記ヒューマンレコーダー(HR)は被測定者の胸部に装着し、リアルタイムに心拍データ(RR間隔時系列データ)を取得する。この作業は具体的には、USBインターフェース(USB I/O)または無線インターフェース(IF)を介して心拍データを受信した情報処理装置は、当該心拍データを一端メモリ(MM)に格納し、前記アプリケーションプログラム(APL)にしたがって自律神経活動指標を算出する。この課程を以下に説明する。   The human recorder (HR) is worn on the chest of the measurement subject and acquires heart rate data (RR interval time series data) in real time. Specifically, the information processing apparatus that has received the heartbeat data via the USB interface (USB I / O) or the wireless interface (IF) stores the heartbeat data in a memory (MM), and An autonomic nerve activity index is calculated according to the program (APL). This process is explained below.

まず、ヒューマンレコーダー(HR)から取得されたRR間隔時系列データから異常値を除去する。この異常値の除去には、大規模記憶装置(HD)に格納された異常値除去フィルタテーブルを用いる。この異常値除去フィルタテーブルを示したものが図5である。   First, an abnormal value is removed from RR interval time series data acquired from a human recorder (HR). To remove this abnormal value, an abnormal value removal filter table stored in a large-scale storage device (HD) is used. FIG. 5 shows this abnormal value removal filter table.

ヒューマンレコーダー(HR)から得られたRR間隔時系列データから、8拍の平均心拍における瞬時心拍数(H.R)を算出する。そして、以下の式1を満たすH.Rの8拍分でmeanH.R(8)を算出する。

(式1) |60/t(n)60/t(n1)|≦15

meanH.R(8)を移動平均で算出する。したがって、1拍毎にmeanH.R(8)は変化することになる。このmeanH.R(8)の算出後、比較すべき次の心拍との差分を求め、|meanH.R(8)60/t|≧30のときその瞬時心拍数をエラー値として除去する。
From the RR interval time-series data obtained from the human recorder (HR), the instantaneous heart rate (HR) at the average beat of 8 beats is calculated. And H.H. For 8 beats of R, meanH. R (8) is calculated.

(Formula 1) | 60 / t (n) 60 / t (n1) | ≦ 15

meanH. R (8) is calculated as a moving average. Therefore, meanH. R (8) will change. This meanH. After calculating R (8), the difference from the next heartbeat to be compared is obtained, and | meanH. When R (8) 60 / t | ≧ 30, the instantaneous heart rate is removed as an error value.

このようにして異常値が除外されたRR間隔時系列データは、不等間隔にサンプリングされたデータであるため、高速フーリエ変換に適用することができない。そこで、当該データに線形補間(直線補間)および3次スプライン補間(曲線補間)を適用して等間隔に再サンプリングする。このサンプリング間隔が短ければ計算結果の精度は高くなるが、パフォーマンスが下がるという弱点がある。一方、サンプリング間隔を長くした場合には計算結果の精度は下がるがパフォーマンスは上がる。本実施形態では、データの範囲は60秒とし、サンプリング間隔は0.25秒とした。その結果、点データは60×1/0.25=240点となる。これを2のべき乗個にするため、RR間隔値が0のデータを16個補い、256点のデータを作成する(2^8=256240=16)。   Since the RR interval time-series data from which abnormal values are excluded in this way is data sampled at unequal intervals, it cannot be applied to the fast Fourier transform. Accordingly, linear interpolation (linear interpolation) and cubic spline interpolation (curve interpolation) are applied to the data to resample at equal intervals. If the sampling interval is short, the accuracy of the calculation result is high, but there is a weak point that the performance is lowered. On the other hand, when the sampling interval is increased, the accuracy of the calculation result is lowered but the performance is improved. In this embodiment, the data range is 60 seconds, and the sampling interval is 0.25 seconds. As a result, the point data is 60 × 1 / 0.25 = 240 points. In order to make this a power of 2, 16 pieces of data having an RR interval value of 0 are supplemented to create 256 points of data (2 ^ 8 = 256240 = 16).

図6は、このようにして得られたデータ範囲=60秒、サンプリング間隔=0.25行のRR間隔時系列データの例を示す。   FIG. 6 shows an example of RR interval time-series data obtained in this way with a data range = 60 seconds and a sampling interval = 0.25 rows.

この対象データに対して、ハニング窓あるいはマミング窓等の窓関数を適用して高速フーリエ変換(FFT)を適用する。この適用結果を示したものが図7である。   A fast Fourier transform (FFT) is applied to the target data by applying a window function such as a Hanning window or a mamming window. This application result is shown in FIG.

この変換結果から、低周波成分(LF)と、高周波成分(HF)と、交感神経活動指標(LF/HF)を算出する。低周波成分(LF)は、0.04〜0.15Hzのパワースペクトルの積分値であり、高周波成分(HF)は、0.15〜0.4Hzのパワースペク
トルの積分値である。
From this conversion result, a low frequency component (LF), a high frequency component (HF), and a sympathetic nerve activity index (LF / HF) are calculated. The low frequency component (LF) is an integral value of a power spectrum of 0.04 to 0.15 Hz, and the high frequency component (HF) is an integral value of a power spectrum of 0.15 to 0.4 Hz.

次に、情報処理装置は、ヒューマンレコーダー(HR)の3軸加速度センサーから得られたデータに基づいて行動判定を行う。   Next, the information processing apparatus performs behavior determination based on data obtained from a three-axis acceleration sensor of a human recorder (HR).

まず前記3軸加速度センサーから得られた3次元方向のそれぞれの加速度データ(3軸合成値)から、被測定者の活動量を計算する。この活動量は具体的には、第1ステップとして3軸加速度センサーの3軸の合成値から静止状態、歩行状態、早歩き状態、ランニング状態のいずれの状態かを判定する。   First, the amount of activity of the measurement subject is calculated from each acceleration data (three-axis composite value) in the three-dimensional direction obtained from the three-axis acceleration sensor. Specifically, as the first step, the amount of activity is determined as one of a stationary state, a walking state, a fast walking state, and a running state from the three-axis composite value of the three-axis acceleration sensor.

具体的には、3軸合成値が0〜0.9Gは静止状態、0.9〜1.2Gは静止状態、1.2〜1.5Gは歩行状態、1.5〜1.7Gは早歩き状態、1.7〜1.9Gはジョギング(ランニング)状態、1.9G以上はランニング状態と分類する。そして、3軸センサーの1分間のデータを用いて各レコードの3軸加速度の合成値がどの閾値内にあるかを振り分けて行動判定を行う。   Specifically, the triaxial composite value of 0 to 0.9G is stationary, 0.9 to 1.2G is stationary, 1.2 to 1.5G is walking, and 1.5 to 1.7G is early. The walking state 1.7 to 1.9G is classified as a jogging (running) state, and the 1.9G or higher is classified as a running state. Then, using one minute data of the three-axis sensor, the behavior determination is performed by assigning within which threshold the combined value of the three-axis acceleration of each record is.

次に、前記で得られた行動判定から、カロリー消費計算を行う。具体的には以下の式で算出可能である。

(式2)
消費カロリー=運動係数×基礎代謝係数×体重(kg)×時間(分)

運動の係数は、図9に示すようにそれぞれの行動に基づいて定められている(日本体育協会スポーツ科学委員会)。
Next, calorie consumption calculation is performed from the behavior determination obtained above. Specifically, it can be calculated by the following formula.

(Formula 2)
Calories burned = exercise coefficient x basal metabolism coefficient x body weight (kg) x time (min)

The coefficient of exercise is determined based on each action as shown in FIG. 9 (Japan Sports Association Sports Science Committee).

基礎代謝の係数は、図10に示すように年齢と性別によって定まっている。
したがって、たとえば被測定者が56歳で体重60kgの男性であり、1.6G程度の状態が60分継続した場合には、早歩き状態であることが判定されるので、そのときの消費カロリーは、早歩き(たとえば分速100m)の運動係数が0.1083、56歳男性の基礎代謝係数が0.0153、体重=60、時間60分であるので、以下のように算出される。

消費カロリー=0.1083×0.0153×60×60
=5.97Kcal

なお、図8〜図10で示した表はテーブル化されて情報処理装置の大規模記憶装置(HD)内に格納されている。また、被測定者の年齢、体重等の個人情報もテーブル化して大規模記憶装置(HD)内に登録されている。つまり、情報処理装置の中央処理装置(CPU)は、3軸センサーからのデータが入力されると各テーブルを参照して行動判定を行い、上記式2の計算プログラムに基づいて活動量(消費カロリー)を算出する。
The coefficient of basal metabolism is determined by age and sex as shown in FIG.
Therefore, for example, when the person to be measured is a 56-year-old male with a weight of 60 kg and a state of about 1.6 G continues for 60 minutes, it is determined that he is in a fast-walking state. Since the exercise coefficient of fast walking (for example, 100 m / min) is 0.1083, the basal metabolism coefficient of a 56-year-old man is 0.0153, weight = 60, time 60 minutes, it is calculated as follows.

Calories burned = 0.1083 x 0.0153 x 60 x 60
= 5.97Kcal

Note that the tables shown in FIGS. 8 to 10 are tabulated and stored in the large-scale storage device (HD) of the information processing apparatus. Personal information such as the age and weight of the person to be measured is also tabulated and registered in the large-scale storage device (HD). That is, the central processing unit (CPU) of the information processing apparatus performs behavior determination with reference to each table when data from the three-axis sensor is input, and the amount of activity (calorie consumption) based on the calculation program of Equation 2 above. ) Is calculated.

この情報処理装置の中央処理装置(CPU)は、前記3軸センサーからのデータで算出された消費カロリーが0.02Kcal以下の状態のときに静止していると判定される。本発明者の実験によれば、このときに算出された交感神経活動指標(LF/HF)は、病院等の医療施設で心電計を用いた10分間の安静状態での交感神経活動指標(LF/HF)とほぼ一致した。   The central processing unit (CPU) of this information processing device is determined to be stationary when the calorie consumption calculated from the data from the three-axis sensor is 0.02 Kcal or less. According to the inventor's experiment, the sympathetic nerve activity index (LF / HF) calculated at this time is a sympathetic nerve activity index (10 minutes resting state using an electrocardiograph in a medical facility such as a hospital) LF / HF).

本実施形態での最大の特徴は、このような静止状態(安静状態)のみならず日常生活において体を動かしている状態においても交感神経活動指標(LF/HF)の測定が可能で、かつこの値と活動量との関係からココロとカラダのバランスを視覚的に表示させること
ができる点にある。このような交感神経活動指標(LF/HF)と活動量との関係は1分毎のリアルタイムで表示してもよいし、交感神経活動指標(LF/HF)は1時間、数時間、1日または数日の平均値を適用してもよい。
The greatest feature of this embodiment is that it is possible to measure a sympathetic nerve activity index (LF / HF) not only in such a resting state (resting state) but also in a state where the body is moving in daily life. The balance between heart and body can be displayed visually from the relationship between the value and the amount of activity. The relationship between the sympathetic nerve activity index (LF / HF) and the amount of activity may be displayed in real time every minute, or the sympathetic nerve activity index (LF / HF) may be 1 hour, several hours, 1 day. Alternatively, an average value for several days may be applied.

上記説明で得られた交感神経活動指標(LF/HF)と活動量とから「ココロとカラダのバランス」を図11に示すような4つのタイプに分類分けすることができる。このような表示はそのまま情報処理装置のディスプレイ(DISP)から出力されるものである。   From the sympathetic nerve activity index (LF / HF) and the amount of activity obtained in the above description, the “balance between the heart and the body” can be classified into four types as shown in FIG. Such a display is output as it is from the display (DISP) of the information processing apparatus.

すなわち、タイプIは活動量が0.02以上、交感神経活動指標(LF/HF)が4以上の「興奮・エネルギッシュ」のタイプに属する。   That is, Type I belongs to the “excitement / energetic” type in which the activity amount is 0.02 or more and the sympathetic activity index (LF / HF) is 4 or more.

タイプIIは、活動量が0.02未満、交感神経活動指標(LF/HF)が4以上の「集中・神経質」のタイプに属する。   Type II belongs to the “concentrated / nervous” type having an activity amount of less than 0.02 and a sympathetic nerve activity index (LF / HF) of 4 or more.

タイプIIIは、活動量が0.02以上、交感神経活動指標(LF/HF)が4未満で「自然体・行動的」のタイプに属する。   Type III belongs to the “natural body / behavioral” type with an activity amount of 0.02 or more and a sympathetic activity index (LF / HF) of less than 4.

タイプIVは、活動量が0.02未満、交感神経活動指標(LF/HF)が4未満で「リラックス・充電」のタイプに属する。
このタイプ分けは、XY軸の中心軸から同軸上に1分毎に所定半径毎に外方に向かって決定されたタイプの円弧部分の象限が着色されて表示されるようになっている。
Type IV belongs to the type of “relaxation / charging” with an activity amount of less than 0.02 and a sympathetic nerve activity index (LF / HF) of less than 4.
In this type classification, the quadrants of the arc portions of the type determined outwardly at predetermined radii every minute on the same axis from the central axis of the XY axes are displayed in a colored manner.

このように、被測定者は自分自身の1分毎のタイプを知ることで、自分自身の「ココロとカラダのバランス」を視覚的に認識するとともに、自分自身を客観的に把握することができる。   In this way, the person being measured knows his / her type per minute, so that he / she can visually recognize his / her “balance between heart and body” and can objectively grasp himself / herself. .

なお、このタイプ分けでは、デスクワーク時の1分間あたりの活動量が0.02以下であったことから、この値を活動最小値(静止時・安静時)としたがこれに限定される必要はない。   In this type classification, since the amount of activity per minute at desk work was 0.02 or less, this value was set as the minimum activity value (at rest and at rest), but it should be limited to this. Absent.

被測定者として、30代の体重60kgの男性の24時間の通常生活におけるタイプ分けを説明する。ここでヒューマンレコーダー(HR)は24時間装着していたものとする。   As a person to be measured, type classification in a normal life of 24 hours for a male in his 30s who weighs 60 kg will be described. Here, it is assumed that the human recorder (HR) has been worn for 24 hours.

被測定者は仕事を12時間、睡眠を12時間とっていたものとする。そして交感神経活動指標(LF/HF)の1日の平均値は4.5であった。また、消費カロリーの大小のしきい値は暫定的に2000Kcalとした。   It is assumed that the measurement subject took 12 hours of work and 12 hours of sleep. The daily average value of the sympathetic nerve activity index (LF / HF) was 4.5. The threshold value for the calorie consumption was provisionally 2000 Kcal.

まず、3軸加速度センサーからのデータに基づいて行動判定を行う。ここで仕事中は、常に加速度は0.9〜1.2Gの範囲内だったので、「静止状態」と判定される。   First, action determination is performed based on data from the triaxial acceleration sensor. Here, during work, the acceleration was always within the range of 0.9 to 1.2 G, so it is determined as “still state”.

次に、行動判定毎の消費カロリーの合計は以下のように算出される。
行動の消費カロリー=0.0304(机上事務の場合の係数)×0.955(男性、30代の係数)×60(体重)×720(分)
+0.0170(睡眠の場合の係数)×0.955(男性、30代の係数)×60(体重)×720(分)=1955Kcal
以上の計算結果に基づき、交感神経活動指標(LF/HF)の平均が4以上、活動量(消費カロリー)が2000Kcal以下になるので、タイプIIに分類される。
Next, the total calorie consumption for each action determination is calculated as follows.
Calorie consumption = 0.0304 (coefficient for desk work) x 0.955 (male, coefficient for 30s) x 60 (weight) x 720 (minutes)
+0.0170 (coefficient for sleep) x 0.955 (male, coefficient for 30s) x 60 (weight) x 720 (minutes) = 1955 Kcal
Based on the above calculation results, the average of sympathetic nerve activity index (LF / HF) is 4 or more and the amount of activity (calorie consumption) is 2000 Kcal or less.

次に、本システムを用いた睡眠判定について説明する。
本実施形態で用いられるヒューマンレコーダー(HR)と情報処理装置(PC)とは前述のものと同じでよい。
Next, sleep determination using this system will be described.
The human recorder (HR) and the information processing apparatus (PC) used in this embodiment may be the same as those described above.

ヒューマンレコーダー(HR)の心拍センサーから得られたRR時系列データと3軸加速度センサーから得られた加速度情報とから、情報処理装置(CPU)のプログラムに基づいて中央処理装置(CPU)が睡眠状態を判定する。   Based on the RR time-series data obtained from the heart rate sensor of the human recorder (HR) and the acceleration information obtained from the triaxial acceleration sensor, the central processing unit (CPU) sleeps based on the program of the information processing device (CPU). Determine.

入眠判定は、図12に示すように、3軸加速度センサーからの情報に基づく行動判定(図8参照)で静止した状態(入床)と判定されたタイミングでの心拍(RR時系列データ)の標準偏差か半分(50%)になった時点を入眠と判定する。これで入眠判定ができなかった場合には、前記50%の基準を60%、70%・・・と10%単位でしきい値を上げていき、検出されるまでかかる判定を繰り返す。なお、このしきい値は50%を基準値としたが、20%〜80%の範囲で可変にしてもよい。   As shown in FIG. 12, the sleep detection is performed based on the heart rate (RR time-series data) at the timing when the action is determined based on information from the three-axis acceleration sensor (see FIG. 8) and is determined to be stationary (flooring). When the standard deviation becomes half (50%), it is determined that the patient falls asleep. If the sleep onset cannot be determined in this way, the threshold is raised in units of 10%, such as 60%, 70%..., Based on the 50% reference, and this determination is repeated until detection. The threshold value is set to 50% as a reference value, but may be varied in the range of 20% to 80%.

覚醒判定は、図13に示すように、3軸加速度センサーからの情報で被測定者がベッドから立ち上がったことを検出する。そして、(A)その立ち上がり状態の前90分以内の心拍(RR時系列データ)を取得して、(B)この標準偏差が平均値を越えており、かつ標準偏差の前後の差(傾き)が0.2以内の時間が前後2分(合計5分)以上連続しているグラフのヤマ部分を探す。このときの平均値は、「入床時間+立ち上がり時刻)/2」の時刻を中心に5割のデータを用いて計算する。このとき、計測開始時と最終時のぶれの大きなデータは採用しない。そして、(C)前後10分の間において3軸加速度センサーから得られた被測定者の姿勢が変化した状態が2回以上あったときに覚醒判定を行う。   In the awakening determination, as shown in FIG. 13, it is detected that the person to be measured has stood up from the bed based on information from the triaxial acceleration sensor. Then, (A) the heartbeat (RR time series data) within 90 minutes before the rising state is acquired, and (B) the standard deviation exceeds the average value, and the difference (slope) before and after the standard deviation Is searched for the portion of the graph in which the time within 0.2 is continuous for 2 minutes before and after (total 5 minutes) or more. The average value at this time is calculated using 50% of data centering on the time of “entry time + rise time) / 2”. At this time, data with large fluctuations at the start and end of measurement are not adopted. And (C) Arousal determination is performed when the posture of the measurement subject obtained from the triaxial acceleration sensor is changed twice or more in 10 minutes before and after.

上記覚醒を判定できる候補が0だった場合には、上記(A)〜(C)の条件を緩和して覚醒判定を繰り返す。具体的には、(C)の姿勢の変化状態の検出回数を1回以上とする。(C)の条件を除外する。(B)の標準偏差の傾き0.1〜0.3の範囲で0.1単位で増減させていく、(A)の検出時間範囲を90分から45〜135分に拡大する、等を行い再度覚醒判定を行うようにすればよい。   If the number of candidates that can determine arousal is 0, the arousal determination is repeated with the conditions (A) to (C) relaxed. Specifically, the number of detections of the posture change state in (C) is one or more. The condition (C) is excluded. (B) Increase or decrease by 0.1 unit within the standard deviation slope of 0.1 to 0.3, expand the detection time range of (A) from 90 minutes to 45 to 135 minutes, etc. What is necessary is just to perform arousal determination.

睡眠周期リズム判定は、図14に示すように、前記RR時系列データから高速フーリエ変換を適用して得られた交感神経活動指標(LF/HF)を所定時間単位でスムージングして睡眠グラフを生成し、前記睡眠リズムグラフから複数のピークを探索して、当該ピーク間隔で睡眠周期リズムを生成している。   In the sleep cycle rhythm determination, as shown in FIG. 14, a sleep graph is generated by smoothing a sympathetic nerve activity index (LF / HF) obtained by applying fast Fourier transform from the RR time series data in a predetermined time unit. Then, a plurality of peaks are searched from the sleep rhythm graph, and a sleep cycle rhythm is generated at the peak interval.

具体的には、1分単位で算出した交感神経活動指標(LF/HF)を5分平均でスムージングして、睡眠リズムグラフを作成する。ピークの検出は、睡眠リズムグラフの先頭からピークを探索して、最大ピークを採用する。そして前記で採用した最大ピークの前後50分のデータは除去する。次の最大ピークを探索する。ここでは前後30分のデータは除去する。最後尾までたどり着いたら睡眠リズムグラフの先頭に戻り、次のピークを探索する。そして採択したピークの前後30分のデータを除去する。このようにして検出するピークの個数は上限で6個までとする。   Specifically, the sympathetic nerve activity index (LF / HF) calculated in units of 1 minute is smoothed with an average of 5 minutes to create a sleep rhythm graph. The peak is detected by searching for the peak from the top of the sleep rhythm graph and adopting the maximum peak. Then, data of 50 minutes before and after the maximum peak adopted above is removed. Search for the next largest peak. Here, the data for 30 minutes before and after are removed. When you reach the end, return to the top of the sleep rhythm graph and search for the next peak. Then, 30-minute data before and after the adopted peak is removed. The maximum number of peaks detected in this way is six.

このように被測定者の睡眠リズムを測定してグラフで出力することによって、自身の睡眠リズムを視覚的に把握することが可能となる。   Thus, by measuring the sleep rhythm of the person being measured and outputting it as a graph, it is possible to visually grasp the sleep rhythm of the subject.

以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば実施形態では自律神経活動指標として、交感神経活動指標(LF/HF)に基づく数値を主に用いて説明したが、副交感神経活動指標(CVRR×LF/HF)による数値を用いて各種計算を行ってもよい。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to this. For example, in the embodiment, a numerical value based on the sympathetic nerve activity index (LF / HF) is mainly used as the autonomic nerve activity index, but various calculations are performed using the numerical value based on the parasympathetic nerve activity index (CVRR × LF / HF). You may go.

本発明は、日常生活で用いられる健康機器産業に利用できる。   The present invention can be used in the health equipment industry used in daily life.

HR ヒューマンレコーダー
PC パーソナルコンピュータ(情報処理装置)
CPU 中央処理装置
MM メインメモリ
PAD 心拍検出パッド
ELT 電極
BUS バス
UMEM ユーザーメモリ
OS オペレーティングシステム
APL アプリケーションプログラム
DB データベース
TBL テーブル
DISP ディスプレイ装置
KBD キーボード
HR Human Recorder PC Personal computer (Information processing device)
CPU Central processing unit MM Main memory PAD Heart rate detection pad ELT Electrode BUS Bus UMEM User memory OS Operating system APL Application program DB Database TBL Table DISP Display device KBD Keyboard

Claims (6)

心拍センサーと、3軸加速度センサーと、制御手段と、時計手段と、記憶手段とを内蔵し被測定者の人体表面に装着されるヒューマンレコーダーと、当該ヒューマンレコーダーから得られる各手段の値から各種情報を算出・表示する情報処理装置とで実行されるココロとカラダのバランス表示方法であって、
前記制御手段によって、前記心拍センサーからRR間隔時系列データを取得し、
前記3軸加速度センサーから被測定者の加速度情報を取得するステップと、
前記心拍値と加速度情報とを一旦記憶手段に格納した後に、前記時計手段で同期されたRR間隔時系列データと加速度情報とを、出力手段から出力させるステップと、
前記情報処理装置において、
前記心拍センサーから得られたRR値から異常値を除去し、等間隔にサンプリングしてRR間隔時系列データを形成し、高速フーリエ変換を適用して自律神経活動指標を算出するステップと、
前記加速度情報に基づいて少なくとも静止状態、歩行状態、早歩き状態等の行動判定を行うステップと、
前記行動判定結果からあらかじめ設定された運動係数と基礎代謝係数に基づいて消費カロリーを計算して活動量を算出するステップと、
前記行動判定結果の大小と、前記活動量算出結果の大小との組み合わせからココロとカラダのバランスの4つのタイプに分類わけして表示するステップとからなるココロとカラダのバランス表示方法。
A heart rate sensor, a three-axis acceleration sensor, a control means, a clock means, a storage means, a human recorder mounted on the surface of the subject's human body, and various values from the means obtained from the human recorder A heart and body balance display method executed by an information processing device that calculates and displays information,
RR interval time series data is acquired from the heart rate sensor by the control means,
Obtaining acceleration information of the person being measured from the three-axis acceleration sensor;
Outputting the RR interval time-series data and the acceleration information synchronized by the clock means from the output means after temporarily storing the heart rate value and acceleration information in the storage means;
In the information processing apparatus,
Removing abnormal values from the RR values obtained from the heart rate sensor, sampling at equal intervals to form RR interval time-series data, and applying fast Fourier transform to calculate an autonomic nerve activity index;
Performing at least a stationary state, a walking state, a fast walking state and the like based on the acceleration information; and
Calculating the amount of activity by calculating calorie consumption based on a preset exercise coefficient and basal metabolism coefficient from the behavior determination result; and
A heart / body balance display method comprising a step of classifying and displaying four types of balance between the heart and the body based on a combination of the magnitude of the action determination result and the magnitude of the activity amount calculation result.
心拍センサーと、3軸加速度センサーと、制御手段と、時計手段と、記憶手段とを内蔵し被測定者の人体表面に装着されるヒューマンレコーダーと、当該ヒューマンレコーダーから得られる各手段の値から各種情報を算出・表示する情報処理装置とで実行されるココロとカラダのバランスの可視的表示システムであって、
ヒューマンレコーダーにおいて、
前記心拍センサーからRR間隔時系列データを取得し、前記3軸加速度センサーから被測定者の加速度情報を取得する制御手段と、
前記心拍値と加速度情報とを一旦記憶手段に格納した後に、前記時計手段で同期されたRR間隔時系列データと加速度情報とを前記情報処理装置に出力する出力手段と、
前記情報処理装置において、
前記心拍センサーから得られたRR値から異常値を除去し、等間隔にサンプリングしてRR間隔時系列データを形成し、高速フーリエ変換を適用して自律神経活動指標を算出するとともに、前記加速度情報に基づいて少なくとも静止状態、歩行状態、早歩き状態等の行動判定を行い、前記行動判定結果からあらかじめ設定された運動係数と基礎代謝係数に基づいて消費カロリーを計算して活動量を算出する制御手段と、
前記制御手段による計算結果から、行動判定結果の大小と、前記活動量算出結果の大小との組み合わせからココロとカラダのバランスの4つのタイプに分類わけして表示する表示手段とからなるココロとカラダのバランスの可視的表示システム。
A heart rate sensor, a three-axis acceleration sensor, a control means, a clock means, a storage means, a human recorder mounted on the surface of the subject's human body, and various values from the means obtained from the human recorder A visual display system for balance between the body and the body executed by an information processing device that calculates and displays information,
In the human recorder,
Control means for acquiring RR interval time-series data from the heart rate sensor and acquiring acceleration information of the measurement subject from the three-axis acceleration sensor;
Output means for outputting RR interval time-series data and acceleration information synchronized by the clock means to the information processing apparatus after temporarily storing the heart rate value and acceleration information in the storage means;
In the information processing apparatus,
The abnormal value is removed from the RR value obtained from the heart rate sensor, the RR interval time series data is formed by sampling at an equal interval, the autonomic nerve activity index is calculated by applying fast Fourier transform, and the acceleration information Control that performs at least a behavioral determination such as a resting state, a walking state, a fast walking state, and the like, and calculates calorie consumption based on a preset motion coefficient and a basal metabolic coefficient from the behavior determination result to calculate an activity amount Means,
From the result of calculation by the control means, a display means for displaying by classifying and displaying the four types of balance between the heart and the body from the combination of the magnitude of the action determination result and the magnitude of the activity amount calculation result. Balance visual display system.
心拍センサーと、3軸加速度センサーと、制御手段と、時計手段と、記憶手段とを内蔵し被測定者の人体表面に装着されるヒューマンレコーダーと、当該ヒューマンレコーダーから得られる各手段の値から各種情報を算出・表示する情報処理装置とで実行される睡眠判定方法であって、
前記制御手段によって、前記心拍センサーから一定時間のRR間隔時系列データを取得し、
前記3軸加速度センサーから被測定者の加速度情報を取得し、
前記RR間隔時系列データと加速度情報とを一旦記憶手段に格納した後に、前記時計手段で同期されたRR間隔時系列データと加速度情報とを、出力手段から出力させ、
前記情報処理装置において、
前記心拍センサーから得られたRR間隔時系列データと、前記加速度情報に基づく行動判定結果とから入眠、覚醒または睡眠リズムの睡眠状態を判定する睡眠状態判定方法。
A heart rate sensor, a three-axis acceleration sensor, a control means, a clock means, a storage means, a human recorder mounted on the surface of the subject's human body, and various values from the means obtained from the human recorder A sleep determination method executed by an information processing device that calculates and displays information,
By the control means, RR interval time series data of a certain time is acquired from the heart rate sensor,
Obtain acceleration information of the person being measured from the 3-axis acceleration sensor,
After the RR interval time series data and acceleration information are temporarily stored in the storage means, the RR interval time series data and acceleration information synchronized by the clock means are output from the output means,
In the information processing apparatus,
A sleep state determination method for determining sleep state of sleep onset, awakening or sleep rhythm from RR interval time series data obtained from the heart rate sensor and an action determination result based on the acceleration information.
前記睡眠状態は入眠であり、
前記姿勢情報から体位の変動が所定値以下で、そのときの心拍センサーからのRR間隔時系列データの心拍標準偏差が25〜75%以下となったときに入眠を判定する請求項3記載の睡眠状態判定方法。
The sleep state is falling asleep,
4. Sleep according to claim 3, wherein a change in body posture is determined to be less than a predetermined value based on the posture information, and sleep onset is determined when a heart rate standard deviation of RR interval time series data from the heart rate sensor at that time is 25 to 75% or less. State determination method.
前記睡眠状態は覚醒であり、
前記姿勢情報から座位または立位となったことを検出する前45〜135分以内で、
かつ、前記心拍センサーから得られたRR間隔時系列データの標準偏差が所定の平均値を越えており、該脈拍標準偏差の前後の差(傾き)が0.1〜0.3以内である時間が前後2分(合計5分)以上連続しており、
かつ、前後10分の間で姿勢情報から得られる姿勢の変化が2回以上あったときに覚醒を判定する請求項3記載の睡眠状態判定方法。
The sleep state is arousal;
Within 45-135 minutes before detecting that the posture information is sitting or standing,
The standard deviation of the RR interval time series data obtained from the heart rate sensor exceeds a predetermined average value, and the difference (slope) before and after the pulse standard deviation is within 0.1 to 0.3. Is continuous for more than 2 minutes before and after (total 5 minutes),
And the sleep state determination method of Claim 3 which determines arousal when the change of the attitude | position obtained from attitude | position information between ten minutes before and after is 2 times or more.
前記睡眠状態は睡眠周期リズムであり、
前記RR時系列データから高速フーリエ変換を適用して得られた自律神経活動指標を所定時間単位でスムージングして睡眠グラフを生成し、
前記睡眠リズムグラフから複数のピークを探索して、当該ピーク間隔で睡眠周期リズムを検出する請求項3記載の睡眠状態判定方法。
The sleep state is a sleep cycle rhythm;
Smoothing an autonomic nervous activity index obtained by applying a fast Fourier transform from the RR time-series data in a predetermined time unit to generate a sleep graph;
The sleep state determination method according to claim 3, wherein a plurality of peaks are searched from the sleep rhythm graph and a sleep cycle rhythm is detected at the peak interval.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015084913A (en) * 2013-10-30 2015-05-07 ソフトバンクモバイル株式会社 Program and display controller
JP2017506398A (en) * 2011-12-02 2017-03-02 ルミラディーエックス ユーケー リミテッド Health monitor
JP2017099528A (en) * 2015-11-30 2017-06-08 株式会社人間と科学の研究所 Biological information management system
WO2017135116A1 (en) * 2016-02-04 2017-08-10 日本電信電話株式会社 Biological signal processing method and biological signal processing device
CN109077711A (en) * 2018-08-20 2018-12-25 深圳还是威健康科技有限公司 Dynamic Heart Rate data capture method, device, wearable device and readable storage medium storing program for executing
CN109635863A (en) * 2018-12-06 2019-04-16 邵凌霜 The method and apparatus that intelligent decision user rides
US10695004B2 (en) 2011-12-02 2020-06-30 LumiraDX UK, Ltd. Activity-dependent multi-mode physiological sensor
JP2021132758A (en) * 2020-02-25 2021-09-13 日本光電工業株式会社 Living body information processor, living body information processing method, program, and storage medium
JP2021159571A (en) * 2020-04-02 2021-10-11 株式会社ミラクルプランニング Sleep analysis method and device
JP7444310B1 (en) 2023-03-07 2024-03-06 いすゞ自動車株式会社 Decreased arousal detection device, method for detecting decreased arousal, and computer program

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005128976A (en) * 2003-09-30 2005-05-19 Toshiba Corp Equipment controller, equipment control system and equipment control method
JP3132458U (en) * 2007-03-30 2007-06-07 静岡県 Portable weak signal recording device
JP2008155012A (en) * 2006-11-30 2008-07-10 Tokyoto Igaku Kenkyu Kiko Mental condition measuring method, device, and program
JP2009148372A (en) * 2007-12-19 2009-07-09 Panasonic Electric Works Co Ltd Stress determining system and stress relieving system
JP2010086358A (en) * 2008-09-30 2010-04-15 Brother Ind Ltd Exercise promotion system and exercise amount acquiring device usable in exercise promotion system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005128976A (en) * 2003-09-30 2005-05-19 Toshiba Corp Equipment controller, equipment control system and equipment control method
JP2008155012A (en) * 2006-11-30 2008-07-10 Tokyoto Igaku Kenkyu Kiko Mental condition measuring method, device, and program
JP3132458U (en) * 2007-03-30 2007-06-07 静岡県 Portable weak signal recording device
JP2009148372A (en) * 2007-12-19 2009-07-09 Panasonic Electric Works Co Ltd Stress determining system and stress relieving system
JP2010086358A (en) * 2008-09-30 2010-04-15 Brother Ind Ltd Exercise promotion system and exercise amount acquiring device usable in exercise promotion system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN7016000956; 白水重憲,他2名: '幼稚園児の自律神経活動の24時間モニタリング' 全面発達の展開 第1巻第1号, 20110707, 32〜41, 日中現代教育学会 *

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11350880B2 (en) 2011-12-02 2022-06-07 Lumiradx Uk Ltd. Health-monitor patch
US10695004B2 (en) 2011-12-02 2020-06-30 LumiraDX UK, Ltd. Activity-dependent multi-mode physiological sensor
JP2017506398A (en) * 2011-12-02 2017-03-02 ルミラディーエックス ユーケー リミテッド Health monitor
JP2015084913A (en) * 2013-10-30 2015-05-07 ソフトバンクモバイル株式会社 Program and display controller
JP2017099528A (en) * 2015-11-30 2017-06-08 株式会社人間と科学の研究所 Biological information management system
US10918302B2 (en) 2016-02-04 2021-02-16 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Biological signal processing method and biological signal processing apparatus
WO2017135116A1 (en) * 2016-02-04 2017-08-10 日本電信電話株式会社 Biological signal processing method and biological signal processing device
CN108601546A (en) * 2016-02-04 2018-09-28 日本电信电话株式会社 Bio signal processing method and biological signal processor
JPWO2017135116A1 (en) * 2016-02-04 2018-08-16 日本電信電話株式会社 Biological signal processing method and biological signal processing apparatus
CN109077711A (en) * 2018-08-20 2018-12-25 深圳还是威健康科技有限公司 Dynamic Heart Rate data capture method, device, wearable device and readable storage medium storing program for executing
CN109635863A (en) * 2018-12-06 2019-04-16 邵凌霜 The method and apparatus that intelligent decision user rides
CN109635863B (en) * 2018-12-06 2023-08-25 邵凌霜 Method and device for intelligently judging riding of user
JP2021132758A (en) * 2020-02-25 2021-09-13 日本光電工業株式会社 Living body information processor, living body information processing method, program, and storage medium
JP2021159571A (en) * 2020-04-02 2021-10-11 株式会社ミラクルプランニング Sleep analysis method and device
JP7432233B2 (en) 2020-04-02 2024-02-16 株式会社人間と科学の研究所 Sleep analysis method and device
JP7444310B1 (en) 2023-03-07 2024-03-06 いすゞ自動車株式会社 Decreased arousal detection device, method for detecting decreased arousal, and computer program

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