JP2013202077A - Pulse meter and program - Google Patents
Pulse meter and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013202077A JP2013202077A JP2012070905A JP2012070905A JP2013202077A JP 2013202077 A JP2013202077 A JP 2013202077A JP 2012070905 A JP2012070905 A JP 2012070905A JP 2012070905 A JP2012070905 A JP 2012070905A JP 2013202077 A JP2013202077 A JP 2013202077A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulse wave
- information
- blood circulation
- signal
- circulation state
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、脈拍計及びプログラム等に関する。 The present invention relates to a pulse meter, a program, and the like.
従来、脈拍計等の電子機器が広く用いられている。脈拍計とは、人体の心拍に由来する拍動を検出するための装置であって、例えば、腕、手のひら、手指などに装着される脈波センサーからの信号に基づいて、心拍に由来する信号を検出する装置である。 Conventionally, electronic devices such as a pulse meter have been widely used. A pulse meter is a device for detecting a pulsation derived from the heartbeat of a human body, for example, a signal derived from a heartbeat based on a signal from a pulse wave sensor attached to an arm, palm, finger, etc. Is a device for detecting
脈波センサーとしては例えば光電センサーが用いられる。この場合には、生体に対して照射された光の反射光又は透過光を当該光電センサーで検出する手法等が考えられる。血管内の血流量に応じて、照射された光の生体での吸収量、反射量が異なるため、光電センサーで検出したセンサー情報(脈波センサー信号)は血流量等に対応した信号となり、当該信号を解析することで拍動に関する情報を取得することができる。 For example, a photoelectric sensor is used as the pulse wave sensor. In this case, a method of detecting reflected light or transmitted light of the light irradiated on the living body with the photoelectric sensor can be considered. Depending on the blood flow in the blood vessel, the amount of light absorbed and reflected by the living body differs, so the sensor information (pulse wave sensor signal) detected by the photoelectric sensor is a signal corresponding to the blood flow, etc. By analyzing the signal, it is possible to obtain information on the beat.
しかし、温度が低下する、或いは血流量の測定部位(もしくはそれより心臓に近い部位)が圧迫される等の要因により、血流量は低下する。その場合、取得したい信号値が低下してしまうため、相対的にノイズの比率が高まることになりSN状態が悪化する。よって、その信号から演算される拍動情報の信頼性も低下してしまうため、当該拍動情報をそのまま報知するとユーザーの判断を誤らせてしまう可能性がある。 However, the blood flow rate decreases due to factors such as a decrease in temperature or a pressure on the blood flow measurement site (or a site closer to the heart). In that case, since the signal value to be acquired is decreased, the ratio of noise is relatively increased, and the SN state is deteriorated. Therefore, since the reliability of the pulsation information calculated from the signal also decreases, there is a possibility that the user's judgment may be mistaken if the pulsation information is notified as it is.
特許文献1では、脈信号のSN状態を算出する手法が開示されている。一般的に、血行状態が悪くなればSN状態も悪くなるという傾向は強いものと考えられるため、SN状態が悪いことに基づいて、血行状態が悪いと判定することは可能であり、その場合の種々の対応も可能となる。 Patent Document 1 discloses a method for calculating the SN state of a pulse signal. In general, if the blood circulation state deteriorates, the tendency that the SN state also deteriorates is considered to be strong. Therefore, it is possible to determine that the blood circulation state is bad based on the bad SN state. Various correspondences are also possible.
しかし、特許文献1では脈信号に対して周波数解析(具体的にはFFT後の基線スペクトルに基づく判定)を行って、SN状態の判定を行っているため、計算量が増大してしまい、処理負荷や消費電力の点で問題が残る。 However, in Patent Document 1, frequency analysis (specifically, determination based on the baseline spectrum after FFT) is performed on the pulse signal to determine the SN state. Problems remain in terms of load and power consumption.
本発明の幾つかの態様によれば、脈波センサーを用いた被検体の血行状態の判定を、少ない計算量や消費電力で行う脈拍計及びプログラム等を提供することができる。 According to some aspects of the present invention, it is possible to provide a pulse meter, a program, and the like that perform determination of a blood circulation state of a subject using a pulse wave sensor with a small amount of calculation and power consumption.
本発明の一態様は、脈波センサー信号を出力する脈波センサーを有する脈波検出部と、前記脈波検出部からの信号に対して処理を行う処理部と、前記処理部での処理結果を報知する報知部と、を含み、前記処理部は、DC成分カット前の前記脈波センサー信号の変化傾向情報に基づいて、被検体の血行状態を判定し、前記報知部は、前記処理部での前記血行状態の判定結果情報を報知する脈拍計に関係する。 One aspect of the present invention is a pulse wave detection unit having a pulse wave sensor that outputs a pulse wave sensor signal, a processing unit that processes a signal from the pulse wave detection unit, and a processing result in the processing unit A notification unit that notifies the blood flow state of the subject based on the change tendency information of the pulse wave sensor signal before the DC component cut, and the notification unit includes the processing unit This relates to a pulsometer for informing the blood circulation state determination result information.
本発明の一態様では、DC成分カット前の脈波センサー信号の変化傾向情報に基づいて被検体の血行状態を判定し、判定結果を報知部で報知する。よって、FFT等の周波数解析を行う場合に比べて少ない計算量や消費電力により血行状態を判定することができる。また、判定結果を報知するため、血行状態が悪い場合に、情報(例えば脈波センサー信号に基づいて取得された拍動情報等)の信頼性に疑問が残ること等をユーザーに報知することが可能になり、ユーザーによる不適切な判断等を抑止できる。 In one aspect of the present invention, the blood circulation state of the subject is determined based on the change tendency information of the pulse wave sensor signal before the DC component cut, and the determination result is notified by the notification unit. Therefore, it is possible to determine the blood circulation state with less calculation amount and power consumption than when performing frequency analysis such as FFT. Further, in order to notify the determination result, when the blood circulation state is bad, it is possible to notify the user that there is doubt about the reliability of information (for example, pulsation information acquired based on the pulse wave sensor signal). It becomes possible, and inappropriate judgment by the user can be suppressed.
また、本発明の一態様では、前記処理部は、所与の期間における前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号の移動平均又は積算値を指標値として算出し、算出した前記指標値に基づいて前記変化傾向情報を取得してもよい。 In one aspect of the present invention, the processing unit calculates a moving average or an integrated value of the pulse wave sensor signal before the DC component cut in a given period as an index value, and based on the calculated index value The change tendency information may be acquired.
これにより、移動平均又は積算値を、変化傾向情報取得用の指標値として用いること等が可能になる。 Thereby, it becomes possible to use a moving average or an integrated value as an index value for obtaining change trend information.
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記被検体の体動に基づく体動ノイズの周期、前記被検体の呼吸の周期、及び前記被検体の拍動周期の少なくとも1つに基づき設定された前記所与の期間における、前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号の前記移動平均又は前記積算値を、前記指標値として算出してもよい。 In one aspect of the present invention, the processing unit is based on at least one of a period of body motion noise based on body movement of the subject, a period of breathing of the subject, and a pulsation period of the subject. The moving average or the integrated value of the pulse wave sensor signal before the DC component cut during the set given period may be calculated as the index value.
これにより、体動、呼吸及び脈による影響を抑止して、適切な指標値算出及び変化傾向情報の取得等が可能になる。 As a result, it is possible to suppress the influence of body movement, respiration, and pulse, and to calculate appropriate index values and acquire change trend information.
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記呼吸の前記周期よりも長い期間として設定された前記所与の期間における、前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号の前記移動平均又は前記積算値を、前記指標値として算出してもよい。 In the aspect of the invention, the processing unit may be configured to calculate the moving average or the pulse wave sensor signal before the DC component cut in the given period set as a period longer than the cycle of the respiration. The integrated value may be calculated as the index value.
これにより、呼吸による影響を抑止して、適切な指標値算出及び変化傾向情報の取得等が可能になる。 As a result, it is possible to suppress the influence of respiration and to calculate appropriate index values and acquire change tendency information.
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号に対して、ローパスフィルターを用いたフィルター処理が行われた信号を指標値として取得し、取得した前記指標値に基づいて前記変化傾向情報を取得してもよい。 Moreover, in one aspect of the present invention, the processing unit acquires and acquires, as an index value, a signal obtained by performing filter processing using a low-pass filter on the pulse wave sensor signal before the DC component cut. The change tendency information may be acquired based on the index value.
これにより、ローパスフィルター処理後のDC成分カット前の脈波センサー信号を、変化傾向情報取得用の指標値として用いること等が可能になる。 As a result, the pulse wave sensor signal before the DC component cut after the low-pass filter process can be used as an index value for acquiring change tendency information.
また、本発明の一態様では、前記ローパスフィルターは、前記被検体の体動に基づく体動ノイズの周波数、前記被検体の呼吸の周波数、及び前記被検体の拍動の周波数の少なくとも1つに基づき設定された周波数がカットオフ周波数として設定された前記フィルター処理を行ってもよい。 In one aspect of the present invention, the low-pass filter has at least one of a frequency of body motion noise based on body motion of the subject, a frequency of breathing of the subject, and a frequency of pulsation of the subject. The filter processing in which the frequency set based on the frequency is set as the cut-off frequency may be performed.
これにより、体動、呼吸及び脈による影響を抑止して、適切な指標値算出及び変化傾向情報の取得等が可能になる。 As a result, it is possible to suppress the influence of body movement, respiration, and pulse, and to calculate appropriate index values and acquire change trend information.
また、本発明の一態様では、前記ローパスフィルターは、前記呼吸の周波数よりも低い周波数が前記カットオフ周波数として設定された前記フィルター処理を行ってもよい。 In the aspect of the invention, the low-pass filter may perform the filtering process in which a frequency lower than the respiration frequency is set as the cutoff frequency.
これにより、呼吸による影響を抑止して、適切な指標値算出及び変化傾向情報の取得等が可能になる。 As a result, it is possible to suppress the influence of respiration and to calculate appropriate index values and acquire change tendency information.
また、本発明の一態様では、前記処理部は、第1のタイミングでの前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号の信号値と、前記第1のタイミングとは異なる第2のタイミングでの前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号の信号値の差分情報を指標値として算出し、前記指標値に基づいて前記変化傾向情報を取得してもよい。 In one aspect of the present invention, the processing unit is configured to output a signal value of the pulse wave sensor signal before the DC component cut at a first timing and a second timing different from the first timing. Difference information of the signal value of the pulse wave sensor signal before the DC component cut may be calculated as an index value, and the change tendency information may be acquired based on the index value.
これにより、異なるタイミングでのDC成分カット前の脈波センサー信号の差分情報を、変化傾向情報取得用の指標値として用いること等が可能になる。 Thereby, the difference information of the pulse wave sensor signal before the DC component cut at different timings can be used as an index value for obtaining change tendency information.
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記指標値が所与の回数連続して減少した場合に、前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号が減少傾向にあるという情報を前記変化傾向情報として取得し、取得した前記変化傾向情報に基づいて前記血行状態が悪いと判定してもよい。 In the aspect of the invention, the processing unit may receive information indicating that the pulse wave sensor signal before the DC component cut tends to decrease when the index value continuously decreases a given number of times. You may acquire as change tendency information and determine with the said blood circulation state being bad based on the acquired said change tendency information.
これにより、指標値の増減等に基づいて変化傾向情報を取得すること等が可能になる。 This makes it possible to acquire change trend information based on the increase or decrease of the index value.
また、本発明の一態様では、前記脈波検出部は、前記脈波センサーからの出力である電流値を電圧値に変換する電流・電圧変換回路を含み、前記処理部は、前記電流・電圧変換回路の出力信号に基づいて、前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号を取得してもよい。 In the aspect of the invention, the pulse wave detection unit includes a current / voltage conversion circuit that converts a current value, which is an output from the pulse wave sensor, into a voltage value, and the processing unit includes the current / voltage The pulse wave sensor signal before the DC component cut may be acquired based on the output signal of the conversion circuit.
これにより、脈波センサーの出力に対して、電流・電圧変換を行って信号を取得すること等が可能になる。 This makes it possible to obtain a signal by performing current / voltage conversion on the output of the pulse wave sensor.
また、本発明の一態様では、前記電流・電圧変換回路は、第1の電源ノードと、前記出力信号が出力される出力ノードの間に設けられる抵抗素子と、前記出力ノードと第2の電源ノードの間に設けられるバイポーラ型のトランジスターと、前記第1の電源ノードと前記トランジスターのベースの間に設けられるフォトダイオードと、を含んでもよい。 In the aspect of the invention, the current / voltage conversion circuit may include a first power supply node, a resistance element provided between the output nodes from which the output signal is output, the output node, and the second power supply. A bipolar transistor provided between the nodes and a photodiode provided between the first power supply node and the base of the transistor may be included.
これにより、電流・電圧変換回路を具体的な構成により実現すること等が可能になる。 This makes it possible to realize a current / voltage conversion circuit with a specific configuration.
また、本発明の一態様では、温度情報を取得する温度センサーを含み、前記処理部は、前記電流・電圧変換回路の前記出力信号に対応する信号に対して、前記温度センサーからの前記温度情報に基づいて、温度変化に応じた前記出力信号の変動をキャンセルする温度補償処理を行って、前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号を取得してもよい。 In one aspect of the present invention, a temperature sensor that acquires temperature information is included, and the processing unit outputs the temperature information from the temperature sensor with respect to a signal corresponding to the output signal of the current / voltage conversion circuit. The pulse wave sensor signal before the DC component cut may be acquired by performing a temperature compensation process for canceling the fluctuation of the output signal according to the temperature change.
これにより、電流・電圧変換回路の温度特性の温度情報に基づいた補償処理を行うこと等が可能になる。 This makes it possible to perform compensation processing based on the temperature information of the temperature characteristics of the current / voltage conversion circuit.
また、本発明の一態様では、温度情報を取得する温度センサーを含み、前記処理部は、前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号の前記変化傾向情報に基づいて、前記被検体の前記血行状態を判定するとともに、前記血行状態の前記判定結果情報の取得タイミングに対応したタイミングでの前記温度情報を取得し、前記報知部は、前記血行状態の前記判定結果情報及び前記温度情報を報知してもよい。 Moreover, in one aspect of the present invention, it includes a temperature sensor that acquires temperature information, and the processing unit performs the blood circulation of the subject based on the change tendency information of the pulse wave sensor signal before the DC component cut. Determining the state, acquiring the temperature information at a timing corresponding to the acquisition timing of the determination result information of the blood circulation state, and the notification unit notifies the determination result information of the blood circulation state and the temperature information May be.
これにより、血行状態の判定にあわせて温度情報を取得すること等が可能になる。 Thereby, temperature information can be acquired in accordance with the determination of the blood circulation state.
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号の前記変化傾向情報に基づいて、前記被検体の前記血行状態が悪いと判定された場合に、前記温度センサーを動作イネーブル状態にする処理を行ってもよい。 In one aspect of the present invention, when the processing unit determines that the blood circulation state of the subject is poor based on the change tendency information of the pulse wave sensor signal before the DC component cut, You may perform the process which makes the said temperature sensor an operation enable state.
これにより、血行状態の判定結果情報に基づいて温度センサーの動作状態を決定すること等が可能になる。 This makes it possible to determine the operating state of the temperature sensor based on the blood circulation state determination result information.
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記DC成分カット後の前記脈波センサー信号である脈波検出信号に基づいて、拍動情報を演算し、前記報知部は、前記拍動情報を報知してもよい。 In the aspect of the invention, the processing unit calculates pulsation information based on a pulse wave detection signal that is the pulse wave sensor signal after the DC component cut, and the notification unit Information may be notified.
これにより、脈波検出信号に基づいて拍動情報を演算し、報知部で報知すること等が可能になる。 As a result, it is possible to calculate pulsation information based on the pulse wave detection signal and notify the information by the notification unit.
本発明の他の態様は、脈波センサー信号を出力する脈波センサーを有する脈波検出部と、前記脈波検出部からの信号に対して処理を行う処理部と、前記処理部での処理結果を報知する報知部として、コンピューターを機能させ、前記処理部は、DC成分カット前の前記脈波センサー信号の変化傾向情報に基づいて、被検体の血行状態を判定し、前記報知部は、前記処理部での前記血行状態の判定結果情報を報知するプログラムに関係する。 Another aspect of the present invention includes a pulse wave detection unit having a pulse wave sensor that outputs a pulse wave sensor signal, a processing unit that performs processing on a signal from the pulse wave detection unit, and processing in the processing unit The computer functions as an informing unit for informing the result, and the processing unit determines the blood circulation state of the subject based on the change tendency information of the pulse wave sensor signal before the DC component cut, and the informing unit The present invention relates to a program for informing the blood circulation state determination result information in the processing unit.
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。 Hereinafter, this embodiment will be described. In addition, this embodiment demonstrated below does not unduly limit the content of this invention described in the claim. In addition, all the configurations described in the present embodiment are not necessarily essential configuration requirements of the present invention.
1.脈拍計の構成例
まず、図1を用いて本実施形態の脈拍計(広義には電子機器)の基本的な構成例を説明する。なお、図1は脈拍計の一例を示すものであり、本実施形態の脈拍計に含まれる構成が簡略化或いは省略されている場合もあるし、本実施形態の脈拍計では必須の構成でないものが含まれている場合もある。
1. Configuration Example of Pulse Meter First, a basic configuration example of a pulse meter (electronic device in a broad sense) of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows an example of a pulsometer. The configuration included in the pulsometer of the present embodiment may be simplified or omitted, or may not be an essential component in the pulsometer of the present embodiment. May be included.
図1に示すように、本実施形態の脈拍計は、脈波検出部10と、体動検出部20と、処理部100と、表示部70とを含む。ただし、脈拍計は図1の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略・変更したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
As shown in FIG. 1, the pulse meter of the present embodiment includes a pulse
脈波検出部10は、脈波センサーのセンサー情報(脈波センサー信号)に基づいて信号を出力する。脈波検出部10は、例えば脈波センサー11と、フィルター処理部15と、A/D変換部16を含むことができる。ただし、脈波検出部10は図1の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素(例えば信号を増幅する増幅部等)を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
The pulse
脈波センサー11は、脈波信号を検出するためのセンサーであり、例えば光電センサー等が考えられる。なお、脈波センサー11として光電センサーを用いる場合には、太陽光等の外光の信号成分をカットするように構成されているセンサーを用いてもよい。これは例えば、フォトダイオードを複数設け、それらの信号を用いてフィードバック処理等で差分情報を求める構成等により実現できる。
The
なお、脈波センサー11は光電センサーに限定されず、超音波を用いたセンサーであってもよい。この場合、脈波センサー11は2つの圧電素子を有し、一方の圧電素子を励振させて生体内に超音波を送信するとともに、当該超音波が生体の血流によって反射されたものを他方の圧電素子により受信する。送信した超音波と受信した超音波には、血流のドップラー効果によって周波数変化が生じるため、この場合にも血流量に対応する信号を取得することができ、拍動情報の推定が可能である。また、脈波センサー11として他のセンサーを用いてもよい。
The
フィルター処理部15は、脈波センサー11からのセンサー情報に対してハイパスフィルター処理を行う。なお、ハイパスフィルターのカットオフ周波数は典型的な脈拍数から求められてもよい。例えば、通常の人の脈拍数は、毎分30回を下回るケースは非常に少ない。つまり、心拍に由来する信号の周波数は0.5Hz以下になることはまれであるから、この範囲の周波数帯の情報をカットしたとしても、取得したい信号に対する悪影響は小さいはずである。よって、カットオフ周波数としては0.5Hz程度を設定してもよい。また、状況によっては1Hz等の異なるカットオフ周波数を設定してもよい。さらに言えば、人の脈拍数には典型的な上限値を想定することも可能であるから、フィルター処理部15ではハイパスフィルター処理ではなくバンドパスフィルター処理を行ってもよい。高周波側のカットオフ周波数もある程度自由に設定可能であるが、例えば4Hz等の値を用いればよい。
The
A/D変換部16では、A/D変換処理を行い、デジタル信号を出力する。なお、上述のフィルター処理部15での処理は、A/D変換処理の前に行われるアナログフィルター処理であってもよいし、A/D変換処理の後に行われるデジタルフィルター処理であってもよい。
The A /
体動検出部20は、種々のセンサーのセンサー情報に基づいて体動に応じた信号(体動検出信号)を出力する。体動検出部20は、例えば加速度センサー21と、圧力センサー22と、A/D変換部26を含むことができる。ただし、体動検出部20はその他のセンサー(例えばジャイロセンサー)や、信号を増幅する増幅部等を含んでもよい。また、複数種類のセンサーを設ける必要はなく、1種類のセンサーを含む構成であってもよい。
The body
処理部100は、信号処理部110と、拍動情報演算部120を含む。ただし、処理部100は図1の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。信号処理部110は、脈波検出部からの出力信号や、体動検出部からの出力信号に対して信号処理を行う。
The
信号処理部110は、脈波信号処理部111と、体動信号処理部113と、体動ノイズ低減部115を含むことができる。
The
脈波信号処理部111は、脈波検出部10からの信号に対して、何らかの信号処理を行う。なお、図1のD1で示した脈波検出部10からの出力としては、脈波センサー信号に基づく種々の信号が考えられる。例えば、後述する拍動情報の演算はDC成分カット後の脈波センサー信号(脈波検出信号)に基づいて行われることが多いため、D1にはハイパスフィルター処理後の脈波センサー信号が含まれることが想定される。ただし、フィルター処理が行われていない信号が出力されてもよいし、場合によってはローパスフィルター処理後の脈波センサー信号が出力されてもよい。D1に複数の信号(例えばハイパスフィルター処理前の脈波センサー信号と、処理後の脈波センサー信号の両方)が含まれる場合には、脈波信号処理部111での処理は、D1に含まれる信号の全部に対して行われてもよいし、一部に対して行われてもよい。処理内容も種々考えられ、例えば脈波検出信号に対するイコライザー処理であってもよいし、他の処理であってもよい。
The pulse wave
体動信号処理部113は、体動検出部20からの体動検出信号に対して、種々の信号処理を行う。D1と同様に、D2で示した体動検出部20からの出力としても種々の信号が考えられる。例えば、図1の例では加速度センサー21と、圧力センサー22を含んでいるため、D2の体動検出信号は加速度信号と圧力信号とを含むことになる。また、体動検出用センサーは、ジャイロセンサー等、他のセンサーを用いることも可能であるから、D2にはセンサーの種類に対応する種類の出力信号が含まれることになる。体動信号処理部113での処理は、D2に含まれる信号の全部に対して行われてもよいし、一部に対して行われてもよい。例えば、D2に含まれる信号の比較処理を行って、体動ノイズ低減部115でのノイズ低減処理で用いられる信号を決定する処理を行ってもよい。
The body motion
なお、脈波信号処理部111での処理において、脈波検出部からの信号にあわせて体動検出信号も用いるものとしてもよい。同様に、体動信号処理部113での処理において、体動検出信号にあわせて脈波検出部10からの信号も用いるものとしてもよい。また、脈波検出部10からの出力信号に対して、脈波信号処理部111において所与の処理が行われた後の信号を、体動信号処理部113での処理に用いてもよいし、その逆であってもよい。
In the processing in the pulse wave
体動ノイズ低減部115は、体動検出信号を用いて、脈波検出信号から体動に起因したノイズ(体動ノイズ)を低減する処理を行う。適応フィルターを用いたノイズ低減処理の具体例を図2に示す。脈波センサー11から取得された脈波センサー信号には、心拍に起因する成分の他に、体動に起因する成分も含まれている。それは、拍動情報の演算に用いられる脈波検出信号(DC成分カット後の脈波センサー信号)でも同様である。このうち拍動情報の演算に有用であるのは心拍に起因する成分であって、体動に起因する成分は演算の妨げとなる。よって、体動センサーを用いて体動に起因する信号(体動検出信号)を取得し、脈波検出信号から体動検出信号と相関のある信号成分(推定体動ノイズ成分と呼ぶ)を除去することで、脈波検出信号に含まれる体動ノイズを低減する。ただし、脈波検出信号中の体動ノイズと、体動センサーからの体動検出信号は、ともに同一の体動に起因する信号であったとしてもその信号レベルまで同一であるとは限らない。よって、体動検出信号に対して適応的にフィルター係数が決定されるフィルター処理を行うことで、推定体動ノイズ成分を算出し、脈波検出信号と推定体動ノイズ成分の差分をとるものとする。
The body motion
以上の処理を周波数スペクトルで説明したものが図3(A)〜図3(C)である。図3(A)等は、上部に信号の時間変化波形を示し、下部にその周波数スペクトルを示したものである。図3(A)は体動ノイズ低減前の脈波検出信号を表したものであり、A1及びA2に示したように、スペクトルにおいて値の大きい周波数が2つ現れている。このうち一方が心拍に起因するものであり、他方が体動に起因するものである。なお、A1よりも高い周波数にも値が大きいものがあるが、A1,A2の整数倍に相当する高周波成分であるため、ここでは考慮しない。以下、図3(B)、図3(C)においても高周波成分が見られるが、同様にここでは考慮しないものとする。 FIGS. 3A to 3C illustrate the above processing in terms of a frequency spectrum. FIG. 3A and the like show the time-varying waveform of the signal at the top and the frequency spectrum at the bottom. FIG. 3A shows a pulse wave detection signal before body motion noise reduction, and as shown in A1 and A2, two frequencies having large values appear in the spectrum. One of these is caused by heartbeat, and the other is caused by body movement. Note that although there are some frequencies that are higher than A1, they are not considered here because they are high frequency components corresponding to integer multiples of A1 and A2. Hereinafter, high-frequency components are also seen in FIGS. 3B and 3C, but are not considered here as well.
それに対して、図3(B)は体動検出信号を表したものであり、体動検出信号の要因となった体動が1種類であれば、B1に示したように値が大きい周波数が1つ現れる。ここで、B1の周波数は図3(A)のA2に対応している。このような場合に、図2に示したような手法で脈波検出信号と推定体動ノイズ成分との差分をとることで、図3(C)の信号が得られる。図から明らかなように、心拍及び体動に起因する2つのピークA1,A2を持つ脈波検出信号から、体動に起因するピークB1を持つ推定体動ノイズ成分を引くことで、脈波検出信号中の体動成分(A2に対応)が除かれ、結果として心拍に起因するピークC1(周波数はA1に対応)が残ることになる。 On the other hand, FIG. 3B shows a body motion detection signal. If there is only one type of body motion that has caused the body motion detection signal, a frequency having a large value as shown in B1 is obtained. One appears. Here, the frequency of B1 corresponds to A2 in FIG. In such a case, the signal shown in FIG. 3C is obtained by taking the difference between the pulse wave detection signal and the estimated body motion noise component by the method shown in FIG. As apparent from the figure, pulse wave detection is performed by subtracting an estimated body motion noise component having a peak B1 due to body motion from a pulse wave detection signal having two peaks A1 and A2 due to heartbeat and body motion. The body motion component (corresponding to A2) in the signal is removed, and as a result, the peak C1 (frequency corresponds to A1) due to the heartbeat remains.
なお、脈波検出信号に含まれる体動ノイズと、体動検出信号とが対応していること、及び体動検出信号にノイズ低減処理に悪影響を及ぼす信号成分が含まれていないこと等が保証される状況では、体動ノイズ低減部115において周波数解析を行う必要はないため、図3(A)、図3(B)の下部に示された周波数スペクトルは考慮せずともよい。ただし、体動検出信号の取得に用いられるセンサーの種類等によっては、上記の条件が満たされないケースも起こりえる。その場合には、例えば体動信号処理部113において、上記条件を満たすように体動検出信号を加工してもよいし、上記条件を見たさない体動検出信号を体動ノイズ低減部115等への出力から除外してもよい。なお、上記条件を満たすか否かの判定を行う手法としては種々考えられるが、例えば周波数解析により得られる、図3(A)、図3(B)の下部に示したような周波数スペクトルを利用してもよい。
It is guaranteed that the body motion noise included in the pulse wave detection signal corresponds to the body motion detection signal, and that the body motion detection signal does not contain a signal component that adversely affects the noise reduction processing. In such a situation, since it is not necessary to perform frequency analysis in the body motion
拍動情報演算部120は、入力信号に基づいて拍動情報を演算する。拍動情報とは例えば脈拍数の値でもよい。例えば、拍動情報演算部120は、体動ノイズ低減部115でのノイズ低減処理後の脈波検出信号に対してFFT等の周波数解析を行ってスペクトルを求め、求めたスペクトルにおいて代表的な周波数を心拍の周波数とする処理を行ってもよい。その場合、求めた周波数を60倍した値が一般的に用いられる脈拍数(心拍数)となる。
The pulsation
なお、拍動情報は脈拍数には限定されず、例えば脈拍数を表す情報(心拍の周波数や周期等)であってもよい。また、拍動の状態を表す情報であってもよく、例えば血流量そのもの(或いはその変動)を表す値を拍動情報としてもよい。ただし、血流量と脈波センサー信号の信号値との関係にはユーザーごとに個人差があるため、血流量等を拍動情報とする場合には当該個人差に対応するための補正処理を行うことが望ましい。 Note that the pulsation information is not limited to the pulse rate, and may be, for example, information indicating the pulse rate (heartbeat frequency, cycle, etc.). Moreover, the information which represents the state of pulsation may be sufficient, for example, the value showing blood flow itself (or its fluctuation | variation) is good also as pulsation information. However, since the relationship between the blood flow rate and the signal value of the pulse wave sensor signal has individual differences for each user, when the blood flow rate or the like is used as pulsation information, correction processing is performed to deal with the individual differences. It is desirable.
また、入力された脈波検出信号の時間変化波形上で、所与の値(上ピーク、下ピーク、或いは所与の閾値以上の値等)が現れるタイミングを検出し、そのタイミングの間隔に相当する時間から、心拍の周期を求めて拍動情報を演算してもよい。或いは、脈波検出信号の波形を矩形波に変形し、当該矩形波の立ち上がり等を用いることでも拍動情報を演算できる。この場合、周波数解析を行わなくてもよいため、計算量や消費電力の面で優位である。ただし、この手法では周波数軸への変換はせずに信号値をそのまま用いているため、ある程度波形が整っている必要があることから、ノイズが多い状況等では周波数解析を行うことが望ましい。 Also, it detects the timing at which a given value (upper peak, lower peak, or a value above a given threshold) appears on the time-varying waveform of the input pulse wave detection signal, and corresponds to the timing interval. The pulsation information may be calculated by obtaining the heartbeat period from the time to be performed. Alternatively, the pulsation information can be calculated by transforming the waveform of the pulse wave detection signal into a rectangular wave and using the rising edge of the rectangular wave. In this case, it is not necessary to perform frequency analysis, which is advantageous in terms of calculation amount and power consumption. However, in this method, since the signal value is used as it is without being converted to the frequency axis, it is necessary to prepare the waveform to some extent. Therefore, it is desirable to perform frequency analysis in a noisy situation or the like.
表示部70(広義には出力部)は、演算した拍動情報等の提示に用いられる各種の表示画面を表示するためのものであり、例えば液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどにより実現できる。 The display unit 70 (output unit in a broad sense) is for displaying various display screens used for presenting the calculated pulsation information, and can be realized by, for example, a liquid crystal display or an organic EL display.
上述した脈拍計の具体例を図4(A)、図4(B)に示す。図4(A)は、腕時計型の脈拍計の例である。脈波センサー11および表示部70を含むベース部400は、保持機構300(例えばバンド等)によって、被検体(ユーザー)の左手首200に装着されている。図4(B)は、指装着型の例である。被検体の指先に挿入するためのリング状のガイド302の底部に、脈波センサー11が設けられている。ただし、図4(B)の場合には表示部70を設ける空間的余裕がないため、表示部70(及び必要に応じては処理部100に相当する部分)は脈波センサー11に接続された有線ケーブルの他端側等に設けられることが想定される。
Specific examples of the above-described pulse meter are shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B). FIG. 4A shows an example of a wristwatch-type pulse meter. The
後述する本実施形態の手法はいずれのタイプの脈波計にも適用可能であるが、腕時計型の脈拍計(図4(A)の例)に適用するのが、より好ましい。ただし、図4(A)の例では、脈波センサー11が、手首外側(腕時計の裏蓋面と接触する部位)など、脈波センサー信号を取得しにくい部位に装着される。このため、脈波センサー11から出力される脈波センサー信号の振幅が総じて小さくなる傾向にある。よって、後述する本実施形態のように、何らかの手法により拍動情報の精度に関する処理を行うことが望ましい。
The method of the present embodiment to be described later can be applied to any type of pulse wave meter, but is more preferably applied to a wristwatch type pulse meter (example in FIG. 4A). However, in the example of FIG. 4A, the
2.本実施形態の手法
上述したように、光電センサーや超音波センサー等を脈波センサー11として用いることで、生体の血流量に対応した情報を取得する手法が知られている。これらの手法では、何らかの要因により血流量が少なくなった場合には、血流量に対応する信号値が低下することで、信号全体に占めるノイズの割合が相対的に増加することになる。その場合、血流に起因する信号と、ノイズ信号との切り分け等が困難になるため、脈波センサー11の信号に基づいた情報(例えば拍動情報)の信頼性が低くなり、当該情報をユーザーに提示した場合に問題が生じかねない。
2. As described above, a method for acquiring information corresponding to the blood flow of a living body by using a photoelectric sensor, an ultrasonic sensor, or the like as the
一般的に、血流量の低下とSN状態の悪化には対応関係があるものと考えられるため、何らかの手法によりSN状態を判定し、SN状態が悪いと判定された場合に種々の処理を行うことで上述の問題に対処してもよい。例えば、SN状態が悪い場合には、拍動情報等の提示(狭義には表示)とともに、SN状態が悪いため提示した情報が必ずしも正確ではないことをあわせて提示することでも、ユーザーに誤った判断をさせることを抑止できる。 In general, since it is considered that there is a correspondence between the decrease in blood flow and the deterioration of the SN state, the SN state is determined by some method, and various processes are performed when the SN state is determined to be bad. The above problem may be addressed. For example, when the SN state is bad, it is erroneous to the user by presenting information indicating that the presented information is not necessarily accurate because the SN state is bad as well as presenting pulsation information (displayed in a narrow sense) It can suppress making judgment.
しかし、従来SN状態の判定には、FFT等の周波数解析が広く用いられてきた。具体的にはFFTにより周波数軸への変換を行い、基線スペクトルの比等を用いることでSN状態を判定することができる。しかし、一般的に周波数解析は計算量が多く、処理負荷や消費電力が問題となる。 However, frequency analysis such as FFT has been widely used in the conventional SN state determination. Specifically, the SN state can be determined by performing conversion to the frequency axis by FFT and using the baseline spectrum ratio or the like. However, in general, frequency analysis requires a large amount of calculation, and processing load and power consumption become problems.
そこで本出願人は、FFT等の周波数解析を行わずに、被検体の血行状態の判定を行って、適切にユーザーに報知する手法を提案する。具体的には、DC成分カット前の脈波センサー信号(以下、血行状態判定用信号とも表記する)の変化傾向情報を用いて血行状態を判定する。変化傾向情報の詳細については後述する。このようにすることで、周波数解析を行う場合に比べて、少ない計算量、消費電力で血行状態を判定することが可能になる。 Therefore, the present applicant proposes a method of determining the blood circulation state of the subject and appropriately notifying the user without performing frequency analysis such as FFT. Specifically, the blood circulation state is determined using change tendency information of the pulse wave sensor signal (hereinafter also referred to as a blood circulation state determination signal) before the DC component cut. Details of the change tendency information will be described later. By doing in this way, it becomes possible to determine the blood circulation state with a small amount of calculation and power consumption compared with the case of performing frequency analysis.
また、血行状態の悪化要因として温度の低下を問題とするのであれば、温度センサーを用いて温度計測を行い、計測された温度が低下した場合に何らかの処理を行うことも考えられる。しかし、常時温度計測を行おうとすれば消費電力が増大してしまうという問題がある。 In addition, if temperature decrease is a problem as a cause of deterioration of the blood circulation state, temperature measurement may be performed using a temperature sensor, and some processing may be performed when the measured temperature decreases. However, there is a problem that power consumption increases if temperature is constantly measured.
その点、本実施形態の手法により血行状態を判定できるのであれば、血行状態が悪いと判定された場合に温度計測を行うようにすることで、温度センサーによる消費電力の増大を低減することが可能になる。本実施形態においては、温度が低下したとしても血行状態が悪化していなければ特に問題としていない以上、まず血行状態の判定を行って、血行状態が悪い場合にのみ温度計測を行っても十分だからである。ただし、その他の処理において温度センサーからの出力が用いられるのであれば、温度センサーを高頻度で(狭義には常時)動作イネーブル状態にするものであってもよい。 In that respect, if the blood circulation state can be determined by the method of the present embodiment, an increase in power consumption by the temperature sensor can be reduced by performing temperature measurement when it is determined that the blood circulation state is bad. It becomes possible. In this embodiment, even if the temperature is lowered, there is no particular problem if the blood circulation state is not deteriorated, so it is sufficient to first determine the blood circulation state and perform temperature measurement only when the blood circulation state is bad. It is. However, as long as the output from the temperature sensor is used in other processing, the temperature sensor may be frequently enabled (always in a narrow sense).
温度センサーが用いられる場合には、血行状態の変動要因が温度であるか否かの推定も可能となる。例えば、血行状態が悪く且つ温度が低い場合には、温度が低下したことにより血行状態が悪化したと推定することができる。そのため、血行状態が悪化した旨だけではなく、その悪化要因をユーザーに報知することが可能になる。温度計測を行わない場合には、血行状態の悪化を報知する場合にも、その悪化要因は特定できないため、そのことを報知されたユーザーにより可能な対処は限られてくる。具体的には、ユーザーに可能なのは対応する拍動情報をユーザーによる判断に用いない(或いは判断における重要度を下げる)等の対処であり、血行状態そのものを改善する手法は血行状態の悪化要因がわからない以上決定しようがない。その点、血行状態の悪化が温度の低下によるものであると特定されていれば、ユーザーはその旨を報知された際に、信頼性の低い情報を用いないという報知時点での対処にとどまらず、暖かい服装にする等の将来的に取得される情報の信頼性向上のための対処を行うことが可能になる。 When a temperature sensor is used, it is possible to estimate whether or not the blood flow fluctuation factor is temperature. For example, when the blood circulation state is bad and the temperature is low, it can be estimated that the blood circulation state has deteriorated due to the temperature drop. Therefore, it is possible to notify the user not only that the blood circulation state has deteriorated but also the deterioration factor. In the case where temperature measurement is not performed, even when the deterioration of the blood circulation state is notified, since the cause of the deterioration cannot be specified, the actions that can be taken by the user who has been notified of the deterioration are limited. Specifically, what the user can do is to not use the corresponding pulsation information for judgment by the user (or reduce the importance in the judgment), etc. The technique for improving the blood circulation state itself is a factor that deteriorates the blood circulation state I can't decide unless I know. On the other hand, if it is specified that the deterioration of the blood circulation state is due to a decrease in temperature, when the user is informed of this, the user is not limited to the countermeasure at the time of notification that the unreliable information is not used. It is possible to take measures to improve the reliability of information acquired in the future, such as wearing warm clothes.
以下、脈拍計のシステム構成例について説明した後、血行状態判定用信号(DC成分カット前の脈波センサー信号)を用いた血行状態の判定処理について述べる。その後、報知制御部での制御について説明して、最後にフローチャートを用いて本実施形態の処理の詳細について説明する。 Hereinafter, after describing a system configuration example of a pulse meter, a blood circulation state determination process using a blood circulation state determination signal (pulse wave sensor signal before DC component cut) will be described. Thereafter, the control in the notification control unit will be described, and finally the details of the processing of the present embodiment will be described using a flowchart.
3.システム構成例
図5に本実施形態の脈拍計のシステム構成例を示す。脈拍計は、脈波検出部10と、体動検出部20と、温度センサー30と、処理部100と、報知部72を含む。ただし脈拍計は、図5の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。例えば、本実施形態では体動ノイズの低減は必須ではなく、体動検出部20や、処理部100の体動ノイズ低減部115等を省略してもよい。
3. System Configuration Example FIG. 5 shows a system configuration example of the pulse meter according to the present embodiment. The pulse meter includes a pulse
脈波検出部10は、脈波センサー11と、電流・電圧変換回路12と、フィルター処理部15と、A/D変換部16−1,16−2を含む。ただし脈波検出部10は、図5の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
The pulse
脈波センサー11は、図1を用いて上述したように光電センサー等を用いる。光電センサーとは具体的にはフォトダイオード等であり、その出力は電流値となるため、電流・電圧変換回路12により電圧値に変換する。フィルター処理部15は、本実施形態ではハイパスフィルター処理を行うハイパスフィルターにより実現される。本実施形態では、脈波検出部10はA/D変換部16−1と、A/D変換部16−2を含み、それぞれ入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。
The
図5に示したように、脈波センサー11は、電流・電圧変換回路12に接続される。電流・電圧変換回路12は、フィルター処理部15とA/D変換部16−2に接続される。フィルター処理部15はA/D変換部16−1に接続される。A/D変換部16−1は体動ノイズ低減部115に接続され、A/D変換部16−2は後述する血行状態判定部117に接続される。つまり、A/D変換部16−1から体動ノイズ低減部115に出力されるのはDC成分カット後の脈波センサー信号(脈波検出信号、脈波センサー信号のAC成分)であり、A/D変換部16−2から血行状態判定部117に出力されるのはDC成分カット前の脈波センサー信号(血行状態判定用信号)である。なお、血行状態判定部117への出力信号は、脈波センサー信号のDC成分が含まれていればよいため、A/D変換部16−2の前にローパスフィルター処理を行うフィルター処理部が入る構成となってもよい。その他、脈波検出部10に含まれる各部の接続については種々の変形実施が可能である。
As shown in FIG. 5, the
体動検出部20は、加速度センサー21と、A/D変換部26を含む。加速度センサー21はA/D変換部26に接続され、A/D変換部26は体動ノイズ低減部115に接続されている。なお、体動検出部20は体動を検出するセンサーを有すればよく、加速度センサー21を他のセンサーに変更してもよいし、複数のセンサーを有していてもよい。
The body
温度センサー30は、温度情報を取得し報知制御部130に出力する。また、温度情報に基づいて電流・電圧変換回路12の温度特性を補償する処理を行う場合には、当該処理を行う温度補償処理部(図5には不図示)に対して温度情報を出力してもよい。この場合、温度補償処理の対象は脈波検出部10からの信号となるため、A/D変換部16−1と体動ノイズ低減部115の間に第1の温度補償処理部が設けられ、A/D変換部16−2と血行状態判定部117の間に第2の温度補償処理部が設けられてもよい。また、温度補償処理部は2つに分けられる必要はなく、1つにまとめられてもよい。
The
処理部100は、信号処理部110と、拍動情報演算部120と、報知制御部130を含み、信号処理部110は、体動ノイズ低減部115と、血行状態判定部117を含む。ただし、処理部100や信号処理部110は、図5の構成に限定されず、これらの一部の構成要素(例えば体動ノイズ低減部115)を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
The
血行状態判定部117は、図1における脈波信号処理部111に含まれるものとしてもよい。血行状態判定部117は、A/D変換部16−2から出力された血行状態判定用信号に基づいて血行状態の判定処理を行う。具体的な手法については後述する。血行状態の判定結果は報知制御部130及び必要に応じて温度センサー30に出力される。
The blood circulation state determination unit 117 may be included in the pulse wave
体動ノイズ低減部115は、A/D変換部16−1からの脈波検出信号に対して、体動検出部20からの体動検出信号に基づいて体動ノイズの低減処理を行う。体動ノイズ低減部115の処理内容については図2等を用いて上述したものと同様であるため、詳細な説明は省略する。また、拍動情報演算部120での処理も上述した通りである。
The body motion
報知制御部130は、報知部72での報知のための制御を行う。例えば、拍動情報演算部120からの拍動情報は常時報知(狭義には表示)対象とする制御を行ってもよい。そして、血行状態判定部117から、血行状態が悪いという判定結果を受け取った場合には、対応するタイミングの拍動情報とともに、その旨を報知する制御を行う。また、温度センサー30からの温度情報を取得する場合には、血行状態が悪く且つ温度が低いことを条件に、対応するタイミングの拍動情報とともに、低温により血行が悪化している旨を報知する制御を行ってもよい。
The
報知部72は、報知制御部130での制御内容に従って、種々の情報をユーザーに報知する。図1においては表示部70に限定していたが、図5での報知部72での報知手法は表示に限定されない。表示部70を用いた表示であってもよいし、LED等のランプを点灯、点滅させるものであってもよい。また、音声やその他の音による報知であってもよい。その他、報知部72はユーザーが認識することのできる種々の報知手法を用いることが可能である。
The
4.変化傾向情報に基づく血行状態判定
次に血行状態判定用信号(DC成分カット前の脈波センサー信号)を用いた血行状態の判定処理について説明する。なお、上述したように血行状態判定部117で用いる血行状態判定用信号は、DC成分がカットされていなければよいため、脈波センサー信号からAC成分(高周波成分)を除去した信号であってもよい。
4). Blood Circulation State Determination Based on Change Trend Information Next, blood circulation state determination processing using a blood circulation state determination signal (pulse wave sensor signal before DC component cut) will be described. As described above, the blood circulation state determination signal used in the blood circulation state determination unit 117 may be a signal obtained by removing the AC component (high frequency component) from the pulse wave sensor signal because the DC component does not have to be cut. Good.
血行状態がよい場合、血流量が増えることになるため、照射光の吸収量が多くなる。よって、脈波センサー11に入射する反射光(或いは透過光)は弱くなり、脈波センサー11としてフォトダイオードを用いた場合には、当該フォトダイオードの出力電流の値が小さくなる。逆に、血行状態が悪ければ、血流量が減ることで照射光の吸収量は少なくなり、反射光(或いは透過光)が強くなるため、フォトダイオードの出力電流の値は大きくなる。本実施形態の血行状態判定用信号には、血行状態に応じたこのような差異が反映されることになるため、血行状態判定用信号に基づいた血行状態の判定が可能である。
When the blood circulation state is good, the blood flow volume increases, so the amount of irradiation light absorbed increases. Therefore, the reflected light (or transmitted light) incident on the
一例として、フォトダイオードの出力電流に対して、図8に示した電流・電圧変換回路を用いた変換処理を行って、変換後の電圧の信号(或いはそれに基づいた信号)を血行状態判定用信号とする場合を考える。この場合、フォトダイオードの出力電流をiPDとすると、変換後の電圧は後述する式(2)により表されるため、iPDが大きいほど電圧値は小さく、iPDが小さいほど電圧値は大きくなる。つまり、血行状態がよいと血行状態判定用信号の値は大きくなり、血行状態が悪いと血行状態判定用信号の値は小さくなるから、これらの違いから血行状態を判定すればよい。 As an example, a conversion process using the current / voltage conversion circuit shown in FIG. 8 is performed on the output current of the photodiode, and the converted voltage signal (or a signal based thereon) is used as a blood circulation state determination signal. Consider the case. In this case, when the output current of the photodiode and i PD, since the voltage after conversion is represented by the formula (2) described later, the voltage value as the i PD is large is small, the voltage value as the i PD is small is large Become. That is, if the blood circulation state is good, the value of the blood circulation state determination signal increases, and if the blood circulation state is bad, the value of the blood circulation state determination signal decreases. Therefore, the blood circulation state may be determined from these differences.
ただし、血行状態判定用信号は、血行状態(狭義には血流量)に対応した信号ではあるものの、その信号レベルには個人差等が生じる。例えば、肌が比較的黒い人は、肌が白い人に比べて肌部分での光の吸収がよい。よって、実際の血流量が同じであったとしても、肌の黒い人は白い人に比べて、照射光の肌部分での吸収がよく反射光(或いは透過光)が弱くなり、結果として脈波センサー信号(ここでの脈波センサー11は光電センサーを考えている)の信号レベルは大きくなる。よって、血行状態判定用信号の値そのものではなく、その変化傾向情報に基づいて血行状態の判定処理を行う。
However, although the blood circulation state determination signal is a signal corresponding to the blood circulation state (blood flow rate in a narrow sense), individual differences or the like occur in the signal level. For example, a person with relatively dark skin has better light absorption in the skin than a person with white skin. Therefore, even if the actual blood flow is the same, a person with dark skin has better absorption of the irradiated light in the skin than a white person, and the reflected light (or transmitted light) becomes weaker, resulting in a pulse wave. The signal level of the sensor signal (here, the
なお、変化傾向情報とは、減少傾向にあるか増加傾向にあるか、或いはそのどちらでもないかという情報を表すものである。血行状態判定用信号から変化傾向情報を取得する手法は種々考えられるが、ここでは血行状態判定用信号に基づいて指標値を取得し、指標値の増減に基づいて変化傾向情報を取得する。 The change trend information represents information indicating whether the trend is decreasing, increasing, or neither. Various methods for acquiring the change tendency information from the blood circulation state determination signal are conceivable. Here, the index value is acquired based on the blood circulation state determination signal, and the change tendency information is acquired based on the increase or decrease of the index value.
以下、変化傾向情報を取得するための指標値の具体例を3つ説明する。以下の指標値はいずれか1つを用いれば十分ではあるが、複数の指標値を併用することを妨げるものではない。 Hereinafter, three specific examples of index values for acquiring change trend information will be described. Although it is sufficient to use any one of the following index values, this does not prevent the use of a plurality of index values.
第1の指標値としては、血行状態判定用信号の移動平均又は積算値を用いる。具体的には所与の指標値算出期間を設定し、設定した指標値算出期間での血行状態判定用信号の信号値について、移動平均又は積算値を算出すればよい。移動平均は単純移動平均であってもよいし、加重移動平均であってもよい。また、積算値を用いる場合にも、単純に全ての値を加算するものに限定されず、各血行状態判定用信号の信号値に対して重み係数を乗じた上で加算するものであってもよい。 As the first index value, a moving average or integrated value of the blood circulation state determination signal is used. Specifically, a given index value calculation period is set, and a moving average or an integrated value may be calculated for the signal value of the blood circulation state determination signal in the set index value calculation period. The moving average may be a simple moving average or a weighted moving average. Also, when using the integrated value, it is not limited to simply adding all the values, but may be added after multiplying the signal value of each blood circulation state determination signal by a weighting factor. Good.
血行状態判定用信号の時間変動波形と、指標値として移動平均を用いた場合の具体例を図6,図7に示す。図6では、短いスパンで上下動は生じているが、指標値である移動平均は一貫して減少しており、血行状態判定用信号は減少傾向にあるとわかる。一方、図7でも同様に、移動平均は一貫して増加しているため血行状態判定用信号は増加傾向にあるとわかる。血行状態判定用信号が減少傾向にあれば血行状態が悪いと判定し、増加傾向にあれば血行状態はよいと判定する。指標値から変化傾向を求める手法は種々考えられるが、例えば一定回数(例えば5回等)連続して指標値が減少(増加)した場合に、変化傾向は減少傾向(増加傾向)にあると判定すればよい。この点は、他の指標値を用いた場合も同様である。 A specific example in the case of using the time variation waveform of the blood circulation state determination signal and the moving average as the index value is shown in FIGS. In FIG. 6, vertical movement occurs in a short span, but the moving average that is the index value is consistently decreasing, and it can be seen that the blood circulation state determination signal tends to decrease. On the other hand, similarly in FIG. 7, since the moving average is consistently increasing, it can be understood that the blood circulation state determination signal tends to increase. If the blood circulation state determination signal is in a decreasing tendency, it is determined that the blood circulation state is bad, and if it is in an increasing tendency, it is determined that the blood circulation state is good. There are various methods for obtaining the change trend from the index value. For example, when the index value decreases (increases) continuously for a certain number of times (for example, 5 times), it is determined that the change trend is decreasing (increase trend). do it. This is the same when other index values are used.
ここで問題となるのは、指標値算出期間の長さの設定である。図6に示したように、脈波センサー信号からAC成分を除去していなければ、脈の周期に相当する周期で血行状態判定用信号の値も変動する。また、呼吸や、その他体動によっても血行状態判定用信号は変動する可能性があり、この場合の周期は一般的に脈よりも長い周期となる。つまり、図6を見れば減少傾向にあることは容易に理解されるが、短いスパン(例えば脈、或いは呼吸や体動の一周期よりも短い期間)での血行状態判定用信号の信号値は局所的に大きな値をとる可能性がある。その場合、図6のような血行状態判定用信号が取得されたとしても、指標値が連続では減少していないという可能性もあり、減少傾向にあると判定できないケースが生じうる。 The problem here is the setting of the length of the index value calculation period. As shown in FIG. 6, if the AC component is not removed from the pulse wave sensor signal, the value of the blood circulation state determination signal also fluctuates at a period corresponding to the period of the pulse. In addition, the blood circulation state determination signal may fluctuate due to breathing or other body movements, and the period in this case is generally longer than the pulse. In other words, it can be easily understood from FIG. 6 that the tendency is decreasing, but the signal value of the blood circulation state determination signal in a short span (for example, a pulse or a period shorter than one cycle of breathing or body movement) is There is a possibility of taking a large value locally. In that case, even if the blood circulation state determination signal as shown in FIG. 6 is acquired, there is a possibility that the index value is not continuously decreased, and there may be a case where it cannot be determined that the index value is decreasing.
よって、上述の指標値算出期間の長さは、脈や呼吸、体動に起因する変動による影響を抑止できるだけの期間を設定するとよい。具体的には、脈による変動による影響を抑止するのであれば、脈の一周期に相当する期間を設定すればよい。この期間でも、脈に起因して血行状態判定用信号は局所的に大きい値と小さい値をとるが、移動平均又は積算値の算出処理においてそれらがある程度打ち消しあうため、算出される指標値への影響は抑止できる。また、この期間は一周期の長さに限定されず、それよりも長い期間であってもよく、その場合一周期の整数倍には限定されない。指標値算出期間が、一周期の整数倍の期間と、一周期よりも短い期間からなる場合、一周期よりも短い期間では脈による変動の打ち消し効果が低い可能性はあるが、当該期間が指標値算出期間全体に占める割合は小さい(少なくとも50%には満たない)ため、算出される指標値への影響は限定されるためである。 Therefore, the length of the above-described index value calculation period may be set to a period that can suppress the influence of fluctuations caused by pulse, respiration, and body movement. Specifically, a period corresponding to one cycle of the pulse may be set if the influence of fluctuation due to the pulse is suppressed. Even during this period, the blood circulation state determination signal locally takes a large value and a small value due to the pulse, but they cancel each other to some extent in the calculation process of the moving average or integrated value. The impact can be suppressed. Further, this period is not limited to the length of one cycle, and may be a longer period, in which case it is not limited to an integral multiple of one cycle. When the index value calculation period consists of a period that is an integral multiple of one cycle and a period that is shorter than one cycle, there is a possibility that the effect of canceling fluctuations caused by pulses may be low in a period that is shorter than one cycle. This is because the ratio to the calculated index value is limited because the ratio of the entire value calculation period is small (at least less than 50%).
呼吸による変動、或いはその他体動による変動の影響を抑止する場合も同様であり、抑止対象となる変動の一周期よりも長い期間を、指標値算出期間として設定すればよい。以上のことから、指標値算出期間の長さには抑止対象となる変動の種類に応じた数だけの条件が課されることになるが、全ての条件を満たすには、全条件中最長となる期間を指標値算出期間として設定すればよい。例えば、図6に示したように脈と呼吸の影響を抑止する必要があり、且つ呼吸の周期が脈の周期よりも長い場合には、呼吸の一周期よりも長い期間を指標値算出期間として設定することになる。 The same applies to the case where the influence of fluctuation due to breathing or other fluctuation due to body movement is suppressed, and a period longer than one cycle of the fluctuation to be suppressed may be set as the index value calculation period. From the above, the length of the index value calculation period is subject to the number of conditions according to the type of variation to be suppressed. May be set as the index value calculation period. For example, as shown in FIG. 6, when it is necessary to suppress the influence of the pulse and respiration, and the respiration cycle is longer than the respiration cycle, a period longer than one respiration cycle is set as the index value calculation period. Will be set.
脈や呼吸であれば、被検体の生物的な特性からその周期の取り得る範囲はある程度決まっているものであるから、その最大値、或いは最大値に対して十分大きな値を設定し、設定した値に対応する指標値算出期間を設定すればよい。また、体動に起因する変動を考慮する場合には、体動の種類によりその周期は大きく異なり、またユーザーの運動の種類は多様なものである。しかし、体動に起因する変動周期もある程度典型的な範囲はわかるため、それに基づいて指標値算出期間を設定できる。例えば、指標値算出期間の長さとしては10秒程度を設定しておけばよい。 If it is a pulse or respiration, the range that the cycle can take is determined to some extent from the biological characteristics of the subject, so the maximum value or a sufficiently large value for the maximum value is set and set. An index value calculation period corresponding to the value may be set. In addition, when considering fluctuations caused by body motion, the cycle varies greatly depending on the type of body motion, and the types of exercise of the user are various. However, since the fluctuation period caused by body movement is also known to some extent in a typical range, the index value calculation period can be set based on the typical range. For example, the index value calculation period may be set to about 10 seconds.
つまり、血行状態判定用信号が脈、呼吸及び体動のどの影響を受けるかが不明であったとしても、常に10秒程度の指標値算出期間を設定することで多くのケースに対応できることになる。ただし、指標値算出期間の長さを動的に変更してもよい。例えば、体動検出部20において体動検出信号を取得する実施例であれば、体動検出信号から体動ノイズの周期を検出し、検出した周期に基づいて指標値算出期間の長さを設定してもよい。
That is, even if it is unknown whether the blood circulation state determination signal is affected by the pulse, respiration, or body movement, it is possible to deal with many cases by always setting an index value calculation period of about 10 seconds. . However, the length of the index value calculation period may be changed dynamically. For example, in the embodiment in which the body
また、以上では指標値算出期間を長くすることの利点を説明したが、過剰に長くしてしまうと指標値算出のための計算量が増大したり、実際の血行状態判定用信号が増加(減少)傾向から減少(増加)傾向に転じても、変化傾向情報(及び指標値)への反映にタイムラグが生じたりすることが懸念される。よって、これらの影響を考慮して指標値算出期間の長さに上限を設けてもよい。 In addition, the advantage of extending the index value calculation period has been described above. However, if the index value calculation period is excessively long, the calculation amount for calculating the index value increases or the actual blood circulation state determination signal increases (decreases). ) There is a concern that a time lag may occur in the reflection of the change trend information (and the index value) even if the trend changes from a tendency to a decrease (increase). Therefore, an upper limit may be set for the length of the index value calculation period in consideration of these effects.
次に第2の指標値について説明する。第2の指標値としては、血行状態判定用信号に対してローパスフィルター処理を施した結果の信号を用いる。ここでローパスフィルターを用いるのは、第1の手法と同様に、脈や呼吸、体動等による変動の影響を抑止するためである。ここで、血行状態判定への影響を抑止すべき変動とは、変化傾向情報として検出したい変動に比べて高い周波数のものである。つまり、ローパスフィルター処理に用いられるローパスフィルターのカットオフ周波数は、抑止対象となる変動の周波数に対応する周波数となる。第1の手法において10秒程度の周期を考慮すれば多くのケースに対応できることは述べた。よって、第2の手法では10秒程度の周期に対応する周波数である0.1Hz程度をローパスフィルターのカットオフ周波数とすればよい。また、第1の手法において指標値算出期間の設定基準は種々考えられるとしたのと同様に、ローパスフィルターのカットオフ周波数も種々の設定が可能であり、その場合には抑止対象となる変動のうち最も低い周波数を基準に設定すればよい。 Next, the second index value will be described. As the second index value, a signal obtained by subjecting the blood circulation state determination signal to low-pass filter processing is used. The reason why the low-pass filter is used here is to suppress the influence of fluctuation due to the pulse, respiration, body movement, etc., as in the first method. Here, the fluctuation to suppress the influence on the blood circulation state determination is a frequency having a higher frequency than the fluctuation to be detected as the change tendency information. That is, the cut-off frequency of the low-pass filter used for the low-pass filter process is a frequency corresponding to the frequency of fluctuation to be suppressed. It has been described that in the first method, many cases can be dealt with if a period of about 10 seconds is taken into consideration. Therefore, in the second method, about 0.1 Hz, which is a frequency corresponding to a period of about 10 seconds, may be set as the cutoff frequency of the low-pass filter. In addition, in the same way as the setting method of the index value calculation period can be considered in the first method, various settings can be made for the cutoff frequency of the low-pass filter. The lowest frequency may be set as a reference.
なお、ローパスフィルター処理後の血行状態判定用信号は、血行状態判定用信号と同程度の頻度で(例えば16Hz等)で取得されることになるが、その全てを用いる必要はなく、一部をピックアップして指標値としてもよい。 The blood circulation state determination signal after the low-pass filter processing is acquired with the same frequency (for example, 16 Hz) as the blood circulation state determination signal. It is good also as an index value by picking up.
次に第3の指標値について説明する。第3の指標値としては、第1のタイミングでの血行状態判定用信号の信号値と、第1のタイミングとは異なる第2のタイミングでの血行状態判定用信号の信号値の差分値を用いる。以下、差分値は第1のタイミングに対応する指標値であるものとして説明する。この場合、リアルタイム性の高い処理であれば第1のタイミングでの信号値取得後、できるだけ早く指標値を算出すべきことに鑑みれば、第2のタイミングとは第1のタイミングよりも時間的に前のタイミングである。狭義には、第2のタイミングとは脈波センサー信号の取得開始タイミングであってもよい。ただし、データを蓄積しておき、後で処理を行うのであれば、第2のタイミングが第1のタイミングよりも時間的に後であってもよい。 Next, the third index value will be described. As the third index value, a difference value between the signal value of the blood circulation state determination signal at the first timing and the signal value of the blood circulation state determination signal at the second timing different from the first timing is used. . In the following description, it is assumed that the difference value is an index value corresponding to the first timing. In this case, the second timing is more temporally than the first timing in view of the fact that the index value should be calculated as soon as possible after obtaining the signal value at the first timing if the processing is highly real-time. It is the previous timing. In a narrow sense, the second timing may be an acquisition start timing of the pulse wave sensor signal. However, the second timing may be later in time than the first timing as long as data is accumulated and processing is performed later.
第3の指標値を用いる場合には、2つの信号値の差分値を求めれば足りるため、第1,第2の指標値を用いる場合に比べて処理が容易である。 When the third index value is used, it is sufficient to obtain the difference value between the two signal values, so that the processing is easier than when the first and second index values are used.
5.報知制御部での制御
次に報知制御部130での制御について説明する。報知制御部130は、拍動情報演算部120からの拍動情報を取得するとともに、血行状態判定部117から拍動情報に対応するタイミングでの血行状態の判定結果情報を取得する。
5. Control by Notification Control Unit Next, control by the
報知制御の手法は種々考えられるが、例えば、血行状態がよいと判定された場合には、拍動情報(例えば脈拍数)を報知する制御を行い、血行状態が悪いと判定された場合には、拍動情報とともに血行状態が悪い旨を報知する制御を行えばよい。脈拍数の報知は表示部による表示が考えられる。また、血行状態が悪い旨の報知は、文章やアイコン等を表示するものであってもよいし、LED等の点灯、点滅であってもよいし、警告音を発する等の手法であってもよい。 Various notification control methods are conceivable. For example, when it is determined that the blood circulation state is good, control for notifying the pulsation information (for example, pulse rate) is performed, and when it is determined that the blood circulation state is bad. The control for notifying that the blood circulation state is bad together with the pulsation information may be performed. The notification of the pulse rate can be displayed by a display unit. Further, the notification that the blood circulation state is bad may be one that displays a sentence, an icon, or the like, may be lighting or blinking of an LED or the like, or may be a technique such as emitting a warning sound. Good.
なお、血行状態がよいと判定された場合に、拍動情報と併せて血行状態がよい旨を報知する制御を行ってもよい。 In addition, when it determines with a blood circulation state being good, you may perform control which alert | reports that a blood circulation state is good together with pulsation information.
また、温度センサー30から温度情報が取得されている場合には、低温であるか否かに応じて報知制御を異なるものにしてもよい。これは低温且つ血行状態が悪い場合とは、血行状態の悪化要因が低温であると推測でき、その情報はユーザーにとって有意だからである。
Further, when temperature information is acquired from the
血行状態が悪い場合に温度センサー30が動作イネーブル状態になる実施例における具体例を考える。血行状態がよいと判定された場合は、上述の例と同様で、拍動情報のみを報知する制御を行ってもよいし、拍動情報とともに血行状態がよい旨を報知する制御を行ってもよい。
Consider a specific example in the embodiment in which the
血行状態が悪い場合には温度センサー30を動作イネーブル状態にして、温度センサー30から温度情報を取得する。温度情報に基づいて低温と判定された場合には、拍動情報とともに血行状態が悪く、且つ低温である旨を報知する制御を行う。なお、血行状態が悪い旨と低温である旨は、別個の文章或いはアイコン等により報知されてもよいし、低温に起因して血行状態が悪いことを示す1つの文章或いはアイコン等(警告音等含む)により報知されてもよい。また、低温ではないと判定された場合には、上述の例と同様に拍動情報とともに血行状態が悪い旨を報知する制御を行う。なお、低温ではない場合には、血行状態が悪い旨に併せて、低温ではない旨を報知してもよい。その場合、血行状態は悪いが温度に起因するものではないという1つの情報にまとめて報知してもよい。
When the blood circulation state is bad, the
6.処理の詳細
本実施形態の処理の詳細をフローチャートに従って説明する。以下では、血行状態判定用信号の変化傾向情報の取得に用いる指標値は特に限定せず、上述のいずれの指標値を用いてもよい。
6). Details of Processing Details of processing according to this embodiment will be described with reference to a flowchart. In the following, the index value used for acquiring the change tendency information of the blood circulation state determination signal is not particularly limited, and any of the above-described index values may be used.
図9に本実施形態の処理を説明するフローチャートを示す。この処理が開始されると、まずDC成分カット前の脈波センサー信号(血行状態判定用信号)と、DC成分カット後の脈波センサー信号(脈波検出信号)を取得する(S101,S102)。そして、血行状態判定用信号の変化傾向情報ΔDCを取得する(S103)。S103では具体的には、上述の第1〜第3の指標値のいずれかを算出し、算出した指標値が連続して減少しているか否か等を判定する処理となる。 FIG. 9 shows a flowchart for explaining the processing of this embodiment. When this processing is started, first, a pulse wave sensor signal (blood circulation state determination signal) before the DC component cut and a pulse wave sensor signal (pulse wave detection signal) after the DC component cut are acquired (S101, S102). . Then, change tendency information ΔDC of the blood circulation state determination signal is acquired (S103). Specifically, in S103, any one of the first to third index values described above is calculated, and it is determined whether or not the calculated index value is continuously decreasing.
ΔDCが減少傾向にあるか否かの判定を行い(S104)、減少傾向にある場合には血行状態が悪いと判定し(S105)、その旨を表す血流フラグをONにする(S106)。一方、S104で減少傾向にはないと判定された場合には、血行状態がよいと判定し(S107)、血流フラグをOFFにする(S108)。 It is determined whether or not ΔDC is decreasing (S104). If it is decreasing, it is determined that the blood circulation state is bad (S105), and a blood flow flag indicating that is turned ON (S106). On the other hand, if it is determined in S104 that there is no tendency to decrease, it is determined that the blood circulation state is good (S107), and the blood flow flag is turned OFF (S108).
S106又はS108の処理の後、S102で取得した脈波検出信号に基づいて拍動情報(ここでは脈拍数)を算出し(S109)、脈拍数及び対応するタイミングでの血流フラグを保存する(S110)。そして、血流フラグがONかOFFかの判定を行い(S111)、ONの場合には血流が悪いということであるから、その旨を報知する(S112)とともに、脈拍数を表示する(S113)。一方、S111で血流フラグがOFFであれば、S112を行わずにS113に移行し脈拍数を表示すればよい。 After the processing of S106 or S108, pulsation information (here, the pulse rate) is calculated based on the pulse wave detection signal acquired in S102 (S109), and the pulse rate and the blood flow flag at the corresponding timing are stored ( S110). Then, it is determined whether or not the blood flow flag is ON or OFF (S111). If it is ON, the blood flow is bad, so that the fact is notified (S112) and the pulse rate is displayed (S113). ). On the other hand, if the blood flow flag is OFF in S111, the process proceeds to S113 without performing S112, and the pulse rate may be displayed.
また、上述したように温度センサー30からの温度情報を併用して報知制御を行ってもよい。図10にこの場合の処理を説明するフローチャートを示す。この処理におけるS201〜S213(S212除く)は図9のS101〜S113(S112除く)と同様であるため詳細な説明は省略する場合がある。
Further, as described above, the notification control may be performed using the temperature information from the
S204でΔDCが減少傾向にあると判定された場合には、血行状態が悪いと判定し(S205)、血流フラグをONにする(S206)とともに、温度センサー30からの温度情報を取得する(S214)。そして、取得した温度情報に基づいて、低温であるか否かの判定(具体的には温度の値と閾値との比較処理)を行い(S215)、低温である場合には低温フラグをONにして(S216)、低温でない場合には低温フラグをOFFにする(S217)。
If it is determined in S204 that ΔDC is decreasing, it is determined that the blood circulation state is poor (S205), the blood flow flag is turned on (S206), and temperature information from the
一方、S204で減少傾向にないと判定された場合には、血行状態がよいと判定し(S207)、血流フラグをOFFにする(S208)。この場合、温度情報はそもそも取得されないため、低温であると判定されることはなく、S217に移行し低温フラグをOFFにする。以上の処理により、血流フラグと低温フラグの組み合わせとして、(ON,ON)、(ON,OFF)、(OFF,OFF)の3通りの結果が得られる。 On the other hand, if it is determined in S204 that there is no tendency to decrease, it is determined that the blood circulation state is good (S207), and the blood flow flag is turned OFF (S208). In this case, since the temperature information is not acquired in the first place, it is not determined that the temperature is low, and the process proceeds to S217 to turn off the low temperature flag. With the above processing, three combinations of (ON, ON), (ON, OFF), and (OFF, OFF) are obtained as combinations of the blood flow flag and the low temperature flag.
その後、脈拍数を算出し(S209)、算出した脈拍数とともに対応するタイミングの血流フラグと低温フラグを保存する(S210)。その後フラグに応じて報知制御を行う。具体的には、まず血流フラグがONであるかの判定を行い(S211)、OFFである場合には図9と同様にS213に移行し、その他の報知をせずに脈拍数を表示する。S211で血流フラグがONの場合には、低温フラグがONか否かの判定を行い(S218)、ONである場合には、低温により血行状態が悪い旨を報知し(S219)、OFFである場合には、血行状態が悪い旨を報知する(S220)。なお、S220では上述したように、血行状態が悪い旨だけではなく、それが低温によるものではないことをあわせて報知してもよい。S219或いはS220の処理後はS213に移行するため、報知する血行状態等に対応する脈拍数が表示されることになる。 Thereafter, the pulse rate is calculated (S209), and the blood flow flag and the low temperature flag at the corresponding timing are stored together with the calculated pulse rate (S210). Then, notification control is performed according to the flag. Specifically, first, it is determined whether the blood flow flag is ON (S211). If it is OFF, the process proceeds to S213 as in FIG. 9, and the pulse rate is displayed without any other notification. . If the blood flow flag is ON in S211, it is determined whether or not the low temperature flag is ON (S218). If it is ON, it is notified that the blood circulation state is bad due to the low temperature (S219). If there is, the fact that the blood circulation state is bad is notified (S220). In S220, as described above, not only that the blood circulation state is bad, but also that it is not due to low temperature may be notified. Since the process proceeds to S213 after the process of S219 or S220, the pulse rate corresponding to the blood circulation state to be notified is displayed.
以上の本実施形態では、脈拍計は図5に示したように、脈波センサー信号を出力する脈波センサー11を有する脈波検出部10と、脈波検出部10からの信号に対して処理を行う処理部100と、処理部100での処理結果を報知する報知部72を含む。そして、処理部100は、DC成分カット前の脈波センサー信号の変化傾向情報に基づいて、被検体の血行状態を判定する。報知部72は、処理部100での血行状態の判定結果情報を報知する。
In the above embodiment, as shown in FIG. 5, the pulse meter processes the pulse
ここで、脈波センサー信号とは脈波センサー11の出力に対応し、脈波センサー11がフォトダイオード等の光電センサーであれば入射した光量に対応する電流値である。また、変化傾向情報とは上述したように、血行状態判定用信号が増加傾向にあるか減少傾向にあるか、或いはそのどちらでもないかを表す情報である。
Here, the pulse wave sensor signal corresponds to the output of the
これにより、DC成分カット前の脈波センサー信号に基づいて被検体の血行状態を判定するとともに、その判定結果情報(例えば血行がよい、悪いを表す情報)をユーザーに対して報知することが可能になる。血行状態が悪い場合には、信号全体に占めるノイズの割合が相対的に増加することから、脈波センサー信号に基づいて取得される信号(例えば脈拍数等の拍動情報)の信頼性が低下するが、そのことをユーザーに報知して注意を促すこと等ができる。この際、DC成分カット前の脈波センサー信号に基づいて判定を行い、脈波センサー信号(或いはDC成分をカットして得られる脈波検出信号)に対するFFT等の周波数解析処理を行わないため、周波数解析等を行う場合に比べて計算量や消費電力の低減が可能になる。 Thereby, it is possible to determine the blood circulation state of the subject based on the pulse wave sensor signal before the DC component cut, and to notify the user of the determination result information (for example, information indicating good or bad blood circulation). become. When the blood circulation state is poor, the ratio of noise to the entire signal increases relatively, so the reliability of the signal (eg, pulse information such as the pulse rate) acquired based on the pulse wave sensor signal decreases. However, it is possible to notify the user of this and call attention. At this time, the determination is made based on the pulse wave sensor signal before the DC component cut, and the frequency analysis processing such as FFT is not performed on the pulse wave sensor signal (or the pulse wave detection signal obtained by cutting the DC component). The amount of calculation and power consumption can be reduced compared to the case of performing frequency analysis or the like.
また、処理部100は、所与の期間におけるDC成分カット前の脈波センサー信号の移動平均又は積算値を指標値として算出し、算出した指標値に基づいて変化傾向情報を取得してもよい。
In addition, the
これにより、変化傾向情報取得用の指標値として、移動平均又は積算値を用いることが可能になる。図6、図7から明らかなように、血行状態判定用信号が長いスパンでは減少傾向(増加傾向)にあるとしても、短いスパンでは種々の要因により値は増減を繰り返す。よって、血行状態判定用信号の信号値をそのまま用いても、種々の変動要因の影響を受けて正確な変化傾向情報の取得は困難である。その点、移動平均や積算値であれば、その算出対象となる期間を適切に設定することで、短いスパンでの変動による影響を抑止できるため、正確な変化傾向情報を取得することが可能である。なお、積算値を用いる場合には、移動平均のように除算が必要とならないため計算量が少なくてすむ。一方、移動平均を用いる場合には、算出対象となる所与の期間、或いは当該期間内でのサンプル数が変化したとしても除算による正規化が可能なため、前記所与の期間等を柔軟に設定(例えば動的に変更)すること等ができる。 Thereby, it is possible to use a moving average or an integrated value as an index value for obtaining change trend information. As is apparent from FIGS. 6 and 7, even if the blood circulation state determination signal has a decreasing tendency (increasing tendency) in the long span, the value repeatedly increases and decreases due to various factors in the short span. Therefore, even if the signal value of the blood circulation state determination signal is used as it is, it is difficult to obtain accurate change tendency information due to the influence of various fluctuation factors. On the other hand, if it is a moving average or integrated value, it is possible to suppress the effects of fluctuations in a short span by appropriately setting the period to be calculated, so accurate change trend information can be acquired. is there. When using the integrated value, the calculation amount is small because no division is required unlike the moving average. On the other hand, when using a moving average, normalization by division is possible even if the given period to be calculated or the number of samples in the period changes, so the given period etc. can be flexibly set. It can be set (for example, dynamically changed).
また、処理部100は、被検体の体動に基づく体動ノイズの周期、被検体の呼吸の周期、及び被検体の拍動周期の少なくとも1つに基づいて設定された所与の期間において、DC成分カット前の脈波センサー信号の移動平均又は積算値を、指標値として算出してもよい。例えば、呼吸の周期よりも長い期間として設定された所与の期間において、DC成分カット前の脈波センサー信号の移動平均又は積算値を指標値として算出してもよい。
In addition, the
これにより、体動ノイズ、呼吸及び脈の少なくとも1つの周期に基づいて設定された期間を、移動平均又は積算値の算出対象となる期間とすることが可能になる。図6に示したように、本実施形態で変化傾向情報としてとらえたい値の変化は長いスパンでのものであるが、種々の変動要因により血行状態判定用信号はそれよりも短いスパンにおいて増減するため問題となる。しかし、短いスパンでの信号値の変動はその変動周期を単位としてみれば、当該変動要因がなかった場合における信号値を基準とした場合に、信号値が増加するタイミングと減少するタイミングの両方を含むことが想定される。よって、一周期に渡って移動平均や積算値を算出することで周期内での値の増減は平滑化できる。つまり、変動要因として考えられる、体動、呼吸及び脈の少なくとも1つの周期を基準として前記所与の期間を設定することで、短いスパンでの変動による指標値(及び変化傾向情報)への影響を抑止することが可能になる。具体的にはその周期が一番長いと思われる呼吸の周期よりも長い期間において、移動平均又は積算値を算出すればよい。 As a result, a period set based on at least one cycle of body motion noise, respiration, and pulse can be set as a period for which a moving average or integrated value is to be calculated. As shown in FIG. 6, the change in the value that is desired to be captured as the change tendency information in this embodiment is in a long span, but the blood circulation state determination signal increases or decreases in a shorter span due to various fluctuation factors. Therefore, it becomes a problem. However, if the fluctuation period of a signal value in a short span is taken as a unit of the fluctuation period, both the timing when the signal value increases and the timing when the signal value increases when the signal value when there is no fluctuation factor is used as a reference. It is assumed to include. Therefore, by calculating the moving average or integrated value over one period, the increase or decrease of the value within the period can be smoothed. In other words, by setting the given period based on at least one cycle of body movement, breathing, and pulse, which can be considered as a fluctuation factor, the influence on the index value (and change trend information) due to fluctuation in a short span Can be suppressed. Specifically, the moving average or the integrated value may be calculated in a period longer than the breathing cycle that seems to have the longest cycle.
なお、血行状態判定用信号の変動要因は上述のものに限定されない。よって、それぞれ第1〜第N(Nは1以上の整数)の変動周期を持つ第1〜第Nの変動要因により、前記血行状態判定用信号の値が変動する場合に、前記処理部100は、前記第1〜前記第Nの変動周期のうち最も長い周期以上の期間として設定された前記所与の期間において、前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号の前記移動平均又は前記積算値を、前記指標値として算出してもよい。
Note that the fluctuation factors of the blood circulation state determination signal are not limited to those described above. Therefore, when the value of the blood circulation state determination signal fluctuates due to first to Nth fluctuation factors having first to Nth fluctuation cycles (N is an integer equal to or greater than 1), the
また、処理部100は、DC成分カット前の脈波センサー信号に対して、ローパスフィルターを用いたフィルター処理が行われた信号を指標値として取得し、取得した指標値に基づいて変化傾向情報を取得してもよい。
Further, the
これにより、ローパスフィルター処理後の血行状態判定用信号を指標値として用いて、変化傾向情報を取得することが可能になる。この場合にも、短いスパンでの値の増減が問題となる点は変わりないが、それらは変化傾向情報として取得したい値の変化に比べて高い周波数を持つことになる。よって、適切なカットオフ周波数を持つローパスフィルターを用いることで短いスパンでの変動による影響を抑止できるため、正確な変化傾向情報を取得することが可能である。なお、ローパスフィルター処理を行うタイミング(或いは当該処理を行うフィルター処理部の接続位置)は複数考えられる。例えば、図5の脈波検出部10の電流・電圧変換回路とA/D変換部16−2の間にローパスフィルター処理(アナログフィルター処理)を行うフィルター処理部15−2が設けられてもよい。或いは、処理部100の信号処理部110(例えばA/D変換部16−2と血行状態判定部117の間、或いは血行状態判定部117の内部等)にローパスフィルター処理(デジタルフィルター処理)を行うフィルター処理部が設けられてもよい。
Thereby, it becomes possible to acquire change tendency information using the blood circulation state determination signal after the low-pass filter processing as an index value. In this case as well, there is no change in the increase / decrease of the value in a short span, but they have a higher frequency than the change of the value to be acquired as the change trend information. Therefore, by using a low-pass filter having an appropriate cut-off frequency, it is possible to suppress the influence due to fluctuations in a short span, so that accurate change trend information can be acquired. Note that a plurality of timings for performing the low-pass filter processing (or connection positions of filter processing units for performing the processing) are conceivable. For example, a filter processing unit 15-2 that performs low-pass filter processing (analog filter processing) may be provided between the current / voltage conversion circuit of the pulse
また、ローパスフィルターは、被検体の体動に基づく体動ノイズの周波数、被検体の呼吸の周波数、及び被検体の拍動の周波数の少なくとも1つに基づいて設定された周波数をカットオフ周波数としてもよい。例えば、呼吸の周波数よりも低い周波数をカットオフ周波数としてもよい。 The low-pass filter uses a frequency set based on at least one of a frequency of body motion noise based on body motion of the subject, a frequency of breathing of the subject, and a frequency of pulsation of the subject as a cutoff frequency. Also good. For example, a frequency lower than the breathing frequency may be set as the cutoff frequency.
ここで、ローパスフィルターのカットオフ周波数とは、通過域に含まれる周波数の信号のフィルター出力値に対して、当該カットオフ周波数を超える周波数の信号のフィルター出力値がある程度小さくなる周波数を指す。信号値の減少の程度は種々考えられるが、例えば、通過域のフィルター出力値に対する信号値の比が1/2となる周波数をカットオフ周波数とする。 Here, the cut-off frequency of the low-pass filter refers to a frequency at which the filter output value of a signal having a frequency exceeding the cut-off frequency becomes somewhat smaller than the filter output value of a signal having a frequency included in the passband. The degree of decrease of the signal value can be variously considered. For example, a frequency at which the ratio of the signal value to the filter output value in the pass band is ½ is set as the cutoff frequency.
これにより、ローパスフィルターを用いる場合であっても、種々の変動要因による指標値(及び変化傾向情報)への影響を抑止することが可能になる。変動要因の変動周波数がカットオフ周波数を超えることになるため、それらの短いスパンでの変動に対応する信号は十分減衰することになる。具体的な変動要因は上述したとおりであり、体動、呼吸及び脈等を考えればよい。そして、それらの中では呼吸が最も低い周波数となることが多いと考えられるため、呼吸の周波数よりも低い周波数をカットオフ周波数としてもよい。 Thereby, even when a low-pass filter is used, it is possible to suppress the influence on the index value (and change tendency information) due to various fluctuation factors. Since the fluctuation frequency of the fluctuation factor exceeds the cutoff frequency, signals corresponding to fluctuations in those short spans are sufficiently attenuated. Specific fluctuation factors are as described above, and body movement, respiration, pulse, and the like may be considered. And since it is considered that the frequency of respiration is often the lowest among them, a frequency lower than the frequency of respiration may be set as the cut-off frequency.
なお、この場合にも血行状態判定用信号の変動要因は上述のものに限定されない。よって、それぞれ第1〜第N(Nは1以上の整数)の変動周波数を持つ第1〜第Nの変動要因により、前記血行状態判定用信号の値が変動する場合に、前記ローパスフィルターは、前記第1〜前記第Nの変動周波数のうち最も低い周波数以下の周波数を前記カットオフ周波数としてもよい。 In this case as well, the fluctuation factors of the blood circulation state determination signal are not limited to those described above. Therefore, when the value of the blood circulation state determination signal fluctuates due to first to Nth fluctuation factors having first to Nth fluctuation frequencies (N is an integer equal to or greater than 1), the low-pass filter A frequency equal to or lower than the lowest frequency among the first to Nth fluctuation frequencies may be set as the cutoff frequency.
また、処理部100は、第1のタイミングでのDC成分カット前の脈波センサー信号の信号値と、第1のタイミングとは異なる第2のタイミングでのDC成分カット前の脈波センサー信号の信号値の差分情報を指標値として算出し、指標値に基づいて変化傾向情報を取得してもよい。
The
これにより、血行状態判定用信号の異なる2つのタイミングでの信号値の差分情報(例えば差分値)を指標値として用いて、変化傾向情報を取得することが可能になる。ここで、第1のタイミングとは狭義には最新の血行状態判定用信号の取得タイミングであり、第2のタイミングとは血行状態判定用信号の取得開始タイミングであるが、これに限定されるものではない。この手法では2値の差分値を求めればよいため、移動平均や積算値の算出処理、ローパスフィルター処理等に比べて、指標値算出処理での計算量等を削減することが可能になる。 Thereby, it becomes possible to acquire change tendency information using difference information (for example, difference values) of signal values at two different timings of the blood circulation state determination signal as an index value. Here, the first timing is the acquisition timing of the latest blood circulation state determination signal in a narrow sense, and the second timing is the acquisition start timing of the blood circulation state determination signal, but is not limited thereto. is not. In this method, since a binary difference value may be obtained, it is possible to reduce the amount of calculation in the index value calculation process as compared with a moving average, integrated value calculation process, low pass filter process, and the like.
また、処理部100は、指標値が所与の回数連続して減少した場合に、DC成分カット前の脈波センサー信号が減少傾向にあるという情報を変化傾向情報として取得し、取得した変化傾向情報に基づいて血行状態が悪いと判定してもよい。
Further, the
これにより、指標値に基づいて変化傾向情報を取得することが可能になる。ここでは例えば、あるタイミングでの指標値が1つ前のタイミングでの指標値よりも小さいというケースが所与の回数(5回等)連続した場合に、変化傾向情報として減少傾向にあるという情報を取得する。ただし、指標値から変化傾向情報を取得する手法はこれに限定されない。例えば、隣り合う指標値同士で増加したか減少したかをx回判定し、そのうちのy回が減少でz回(z=x−y)が増加であったとしても、yがzに対して十分大きいと考えられる場合には、減少傾向にあると判定するものであってもよい。また、複数の指標値間での増加減少判定も、隣り合う指標値間で行うものに限定されるものではない。その他、指標値から変化傾向情報を取得する手法は種々の変形実施が可能である。 Thereby, it becomes possible to acquire change tendency information based on the index value. Here, for example, information that the index value at a certain timing is smaller than the index value at the previous timing is continuously decreasing for a given number of times (such as 5 times). To get. However, the method of acquiring the change trend information from the index value is not limited to this. For example, it is determined x times whether the adjacent index values have increased or decreased, and even if y is decreased and z times (z = xy) is increased, y is greater than z When it is considered to be sufficiently large, it may be determined that the trend is decreasing. Further, the increase / decrease determination between a plurality of index values is not limited to that performed between adjacent index values. In addition, the method of acquiring change tendency information from the index value can be variously modified.
また、脈波検出部10は、脈波センサー11からの出力である電流値を電圧値に変換する電流・電圧変換回路12を含んでもよい。そして処理部100は、電流・電圧変換回路12の出力信号に基づいて、DC成分カット前の脈波センサー信号を取得する。具体的には、電流・電圧変換回路12は、第1の電源ノードと、出力信号が出力される出力ノードの間に設けられる抵抗素子(R)と、出力ノードと第2の電源ノードの間に設けられるバイポーラ型のトランジスターと、第1の電源ノードとトランジスターのベースの間に設けられるフォトダイオードを含んでもよい。
Further, the pulse
これにより、脈波センサー11(例えば光電センサーであり狭義にはフォトダイオード)の出力である電流値を電圧値に変換することが可能になる。ここで、電流・電圧変換回路12とは、例えば図8に示した回路である。この場合、第1の電源ノードとは電源電圧を供給するノードであり、第2の電源ノードとはアースに対応するノードである。ただし、第1、第2の電源ノードは図8のものには限定されない。
This makes it possible to convert a current value, which is an output of the pulse wave sensor 11 (for example, a photoelectric sensor and in a narrow sense, a photodiode) into a voltage value. Here, the current /
また、脈拍計は図5に示したように、温度情報を取得する温度センサー30を含んでもよい。そして、処理部100は、電流・電圧変換回路12の出力信号に対応する信号に対して、温度センサーからの温度情報に基づいて、温度変化に応じた出力信号の変動をキャンセルする温度補償処理を行ってもよい。そして、温度補償処理後の信号をDC成分カット前の前記脈波センサー信号として取得する。
Further, the pulse meter may include a
これにより、電流・電圧変換回路12の温度特性を補償することが可能になる。例えば図8の回路を考えると、出力信号である電圧値VDCは下式(1)、及びそれを変形した下式(2)を満たす。
As a result, the temperature characteristics of the current /
VDC=VC−icR ・・・・・(1)
VDC=VC−iPDhfeR ・・・・・(2)
ここで被検体の生物的な特性を考えると、高温の場合に血行がよく、低温では血行が悪くなる。血行がよい場合には、生体での照射光の吸収がよくなり、反射光(或いは透過光)が少なくなるためiPDが減少し、上式(2)よりVDCの値は大きくなる。逆に血行が悪い場合にはVDCの値は小さくなる。つまり、高温であればVDCが大きく、低温であればVDCが小さい傾向にある。
V DC = V C -i c R ····· (1)
V DC = V C -i PD h fe R ····· (2)
Here, considering the biological characteristics of the subject, blood circulation is good at high temperatures, and blood circulation is poor at low temperatures. When the blood circulation is good, absorption of irradiation light in the living body is improved, and reflected light (or transmitted light) is reduced, i PD is reduced, and the value of VDC is increased from the above equation (2). Conversely, when blood circulation is poor, the value of VDC decreases. That, V DC is large if a high temperature, tends if low V DC is small.
しかし、図8の電流・電圧変換回路12の回路的な特性を考えると、トランジスターのhfeは低温では小さく、高温で大きくなる傾向にあるため、結果として低温ではVDCが大きくなり、高温ではVDCが小さくなる。つまり回路は、生体の特性とは逆の温度特性を持ってしまい、本来血行状態判定用信号を用いて検出したい生体の温度特性を打ち消す恐れがある。よって、ここでは回路の温度特性を補償する処理を行うことで血行状態判定用信号に生体の特性が現れやすくして、血行状態の正確な判定を目指すものとする。具体的には、トランジスターの温度特性(特にhfeの温度特性)は事前にわかっているため、温度センサー30からの温度情報に基づいて、処理部100において信号値に対する補正処理を行えばよい。
However, given the circuit characteristics of the current-
ただし、温度補償処理は処理部100で行われるものに限定されず、例えば図8の抵抗R等にトランジスターとは逆の温度特性を持たせることで、回路的に温度補償を行うものであってもよい。
However, the temperature compensation processing is not limited to that performed by the
なお、図8の電流・電圧変換回路を用いた場合には、上述したようにiPDが大きいほどVDCが小さくなり、iPDが小さいほどVDCが大きくなる。しかし、電流・電圧変換回路の構成によっては、iPDが大きいほどVDCが大きくなり、iPDが小さいほどVDCが小さくなるという特性を持たせることも可能である。その場合には、血行状態がよいとVDC(及び血行状態判定用信号の値)が小さくなり、血行状態が悪いとVDCが大きくなる。つまり、電流・電圧変換回路等の構成次第では、血行状態の良し悪しと、血行状態判定用信号の値の大小の関係が、上述してきたものと逆転する可能性もある。よって、血行状態判定部117では、電流・電圧変換回路等の構成に応じて判定条件等を変更する必要がある。 In the case of using a current-voltage conversion circuit of FIG. 8, as V DC i PD is large, as described above becomes small, V DC increases as i PD is small. However, depending on the configuration of the current-voltage conversion circuit, i PD larger the V DC increases, it is possible to more V DC is i PD is small to have a characteristic that decreases. In that case, if the blood circulation state is good, V DC (and the value of the blood circulation state determination signal) decreases, and if the blood circulation state is bad, V DC increases. That is, depending on the configuration of the current / voltage conversion circuit or the like, the relationship between the quality of the blood circulation state and the magnitude of the value of the blood circulation state determination signal may be reversed from that described above. Therefore, in the blood circulation state determination unit 117, it is necessary to change the determination conditions and the like according to the configuration of the current / voltage conversion circuit and the like.
また、脈拍計は図5に示したように、温度情報を取得する温度センサー30を含んでもよい。そして、処理部100は、DC成分カット前の脈波センサー信号の変化傾向情報に基づいて、被検体の血行状態を判定するとともに、血行状態の判定結果情報の取得タイミングに対応したタイミングでの温度情報を取得してもよい。報知部72は、血行状態の判定結果情報及び温度情報を報知する。
Further, the pulse meter may include a
これにより、血行状態を判定するとともに、その判定結果情報の取得タイミングに対応するタイミング(狭義には同一のタイミング)での温度情報を取得し、その両方を報知することが可能になる。よって、血行状態と温度情報をあわせて表示できるため、血行状態が悪い場合に、その要因が温度の低下であるのか、それ以外のものであるのかといったような、血行状態の悪化要因等に踏み込んだ報知が可能になる。なお、温度情報は必ずしも報知される必要はなく、例えば血行状態がよい場合にはその旨を報知し、温度情報を報知しなくてもよい。 As a result, it is possible to determine the blood circulation state, acquire temperature information at a timing corresponding to the acquisition timing of the determination result information (same timing in a narrow sense), and notify both of them. Therefore, since the blood circulation state and temperature information can be displayed together, if the blood circulation state is poor, the blood flow state deterioration factor, such as whether the cause is a decrease in temperature or something else, is entered. Announcement becomes possible. Note that the temperature information does not necessarily need to be notified. For example, when the blood circulation state is good, the fact is notified and the temperature information may not be notified.
また、処理部100は、DC成分カット前の脈波センサー信号の変化傾向情報に基づいて、被検体の血行状態が悪いと判定された場合に、温度センサー30を動作イネーブル状態にする処理を行ってもよい。
In addition, the
これにより、温度センサー30を必要に応じて動作イネーブル状態にすることができるため、温度センサー30による消費電力を低減することが可能になる。ここでの温度センサー30は(上述の電流・電圧変換回路12の温度補償等を考慮しなければ)血行状態の悪化要因の推定に用いることを想定しているため、血行状態がよいのであれば無理に温度情報を取得しなくてもよい。よって、その場合には温度センサー30を動作イネーブル状態にしないものとする。
As a result, the
また、処理部100は、DC成分カット後の脈波センサー信号である脈波検出信号に基づいて、拍動情報を演算する。そして報知部72は、拍動情報を報知してもよい。
Further, the
これにより、拍動情報の報知にあわせて、上述してきた血行状態の判定結果情報や、場合によっては温度情報等を報知することが可能になる。脈拍数等の拍動情報は被検体の状態を把握するために非常に有用であり、そのため実態とかけ離れた情報が出力された場合に大きな問題となる。本実施形態で上述してきた血行状態の判定は、拍動情報の信頼性が低いおそれがあることを検出することになるため、血行状態が悪い場合にその旨を報知することでユーザーに警告を発すること等が可能になる。 Accordingly, it is possible to notify the blood circulation state determination result information described above, or, in some cases, temperature information, in accordance with the notification of the pulsation information. The pulsation information such as the pulse rate is very useful for grasping the state of the subject. Therefore, it becomes a big problem when information far from the actual situation is output. Since the determination of the blood circulation state described above in the present embodiment is to detect that the reliability of the pulsation information may be low, a warning is given to the user by informing that when the blood circulation state is bad. It becomes possible to emit.
なお、本実施形態の脈拍計等は、その処理の一部または大部分をプログラムにより実現してもよい。この場合には、CPU等のプロセッサーがプログラムを実行することで、本実施形態の脈拍計等が実現される。具体的には、情報記憶媒体に記憶されたプログラムが読み出され、読み出されたプログラムをCPU等のプロセッサーが実行する。ここで、情報記憶媒体(コンピューターにより読み取り可能な媒体)は、プログラムやデータなどを格納するものであり、その機能は、光ディスク(DVD、CD等)、HDD(ハードディスクドライブ)、或いはメモリー(カード型メモリー、ROM等)などにより実現できる。そして、CPU等のプロセッサーは、情報記憶媒体に格納されるプログラム(データ)に基づいて本実施形態の種々の処理を行う。即ち、情報記憶媒体には、本実施形態の各部としてコンピューター(操作部、処理部、記憶部、出力部を備える装置)を機能させるためのプログラム(各部の処理をコンピューターに実行させるためのプログラム)が記憶される。 Note that the pulse meter or the like of the present embodiment may realize part or most of the processing by a program. In this case, the pulse meter or the like of the present embodiment is realized by a processor such as a CPU executing a program. Specifically, a program stored in the information storage medium is read, and a processor such as a CPU executes the read program. Here, the information storage medium (computer-readable medium) stores programs, data, and the like, and functions as an optical disk (DVD, CD, etc.), HDD (hard disk drive), or memory (card type). It can be realized by memory, ROM, etc. A processor such as a CPU performs various processes according to the present embodiment based on a program (data) stored in the information storage medium. That is, in the information storage medium, a program for causing a computer (an apparatus including an operation unit, a processing unit, a storage unit, and an output unit) to function as each unit of the present embodiment (a program for causing the computer to execute processing of each unit) Is memorized.
なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また脈拍計等の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。 Although the present embodiment has been described in detail as described above, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention. For example, a term described at least once together with a different term having a broader meaning or the same meaning in the specification or the drawings can be replaced with the different term in any part of the specification or the drawings. Further, the configuration and operation of the pulse meter and the like are not limited to those described in this embodiment, and various modifications can be made.
10 脈波検出部、11 脈波センサー、12 電流・電圧変換回路、
15 フィルター処理部、16 A/D変換部、20 体動検出部、
21 加速度センサー、22 圧力センサー、26 A/D変換部、
30 温度センサー、70 表示部、72 報知部、100 処理部、
110 信号処理部、111 脈波信号処理部、113 体動信号処理部、
115 体動ノイズ低減部、117 血行状態判定部、
120 拍動情報演算部、130 報知制御部、200 左手首、300 保持機構、
302 ガイド、400 ベース部
10 pulse wave detection unit, 11 pulse wave sensor, 12 current / voltage conversion circuit,
15 filter processing unit, 16 A / D conversion unit, 20 body motion detection unit,
21 acceleration sensor, 22 pressure sensor, 26 A / D converter,
30 temperature sensor, 70 display unit, 72 notification unit, 100 processing unit,
110 signal processing unit, 111 pulse wave signal processing unit, 113 body motion signal processing unit,
115 body movement noise reduction unit, 117 blood circulation state determination unit,
120 pulsation information calculation unit, 130 notification control unit, 200 left wrist, 300 holding mechanism,
302 guide, 400 base
Claims (16)
前記脈波検出部からの信号に対して処理を行う処理部と、
前記処理部での処理結果を報知する報知部と、
を含み、
前記処理部は、
DC成分カット前の前記脈波センサー信号の変化傾向情報に基づいて、被検体の血行状態を判定し、
前記報知部は、
前記処理部での前記血行状態の判定結果情報を報知することを特徴とする脈拍計。 A pulse wave detector having a pulse wave sensor for outputting a pulse wave sensor signal;
A processing unit that performs processing on a signal from the pulse wave detection unit;
An informing unit for informing a processing result in the processing unit;
Including
The processor is
Based on the change tendency information of the pulse wave sensor signal before the DC component cut, determine the blood circulation state of the subject,
The notification unit
The pulsometer characterized by notifying the blood circulation state determination result information in the processing unit.
前記処理部は、
所与の期間における前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号の移動平均又は積算値を指標値として算出し、算出した前記指標値に基づいて前記変化傾向情報を取得することを特徴とする脈拍計。 In claim 1,
The processor is
Calculating a moving average or integrated value of the pulse wave sensor signal before the DC component cut in a given period as an index value, and acquiring the change tendency information based on the calculated index value Total.
前記処理部は、
前記被検体の体動に基づく体動ノイズの周期、前記被検体の呼吸の周期、及び前記被検体の拍動周期の少なくとも1つに基づき設定された前記所与の期間における、前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号の前記移動平均又は前記積算値を、前記指標値として算出することを特徴とする脈拍計。 In claim 2,
The processor is
The DC component cut in the given period set based on at least one of a period of body motion noise based on body movement of the subject, a period of breathing of the subject, and a pulsation period of the subject The pulse meter, wherein the moving average or the integrated value of the previous pulse wave sensor signal is calculated as the index value.
前記処理部は、
前記呼吸の前記周期よりも長い期間として設定された前記所与の期間における、前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号の前記移動平均又は前記積算値を、前記指標値として算出することを特徴とする脈拍計。 In claim 3,
The processor is
The moving average or the integrated value of the pulse wave sensor signal before the DC component cut in the given period set as a period longer than the cycle of the breath is calculated as the index value. And a pulse meter.
前記処理部は、
前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号に対して、ローパスフィルターを用いたフィルター処理が行われた信号を指標値として取得し、取得した前記指標値に基づいて前記変化傾向情報を取得することを特徴とする脈拍計。 In claim 1,
The processor is
A signal obtained by performing a filtering process using a low-pass filter on the pulse wave sensor signal before the DC component cut is acquired as an index value, and the change tendency information is acquired based on the acquired index value. A pulse meter characterized by
前記ローパスフィルターは、
前記被検体の体動に基づく体動ノイズの周波数、前記被検体の呼吸の周波数、及び前記被検体の拍動の周波数の少なくとも1つに基づき設定された周波数がカットオフ周波数として設定された前記フィルター処理を行うことを特徴とする脈拍計。 In claim 5,
The low pass filter is
The frequency set based on at least one of the frequency of body motion noise based on the body motion of the subject, the frequency of breathing of the subject, and the frequency of pulsation of the subject is set as a cutoff frequency A pulse meter characterized by performing filtering.
前記ローパスフィルターは、
前記呼吸の前記周波数よりも低い周波数が前記カットオフ周波数として設定された前記フィルター処理を行うことを特徴とする脈拍計。 In claim 6,
The low pass filter is
The pulsometer characterized by performing the filtering process in which a frequency lower than the frequency of the breathing is set as the cutoff frequency.
前記処理部は、
第1のタイミングでの前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号の信号値と、前記第1のタイミングとは異なる第2のタイミングでの前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号の信号値の差分情報を指標値として算出し、前記指標値に基づいて前記変化傾向情報を取得することを特徴とする脈拍計。 In claim 1,
The processor is
The signal value of the pulse wave sensor signal before the DC component cut at the first timing and the signal value of the pulse wave sensor signal before the DC component cut at the second timing different from the first timing The difference information is calculated as an index value, and the change tendency information is acquired based on the index value.
前記処理部は、
前記指標値が所与の回数連続して減少した場合に、前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号が減少傾向にあるという情報を前記変化傾向情報として取得し、取得した前記変化傾向情報に基づいて前記血行状態が悪いと判定することを特徴とする脈拍計。 In any of claims 2 to 8,
The processor is
When the index value decreases continuously a given number of times, information indicating that the pulse wave sensor signal before the DC component cut is in a decreasing tendency is acquired as the change tendency information, and the acquired change tendency information is A pulse meter characterized by determining that the blood circulation state is poor based on the pulse rate.
前記脈波検出部は、
前記脈波センサーからの出力である電流値を電圧値に変換する電流・電圧変換回路を含み、
前記処理部は、
前記電流・電圧変換回路の出力信号に基づいて、前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号を取得することを特徴とする脈拍計。 In any one of Claims 1 thru | or 9,
The pulse wave detector
A current / voltage conversion circuit that converts a current value, which is an output from the pulse wave sensor, into a voltage value;
The processor is
A pulse meter, wherein the pulse wave sensor signal before the DC component cut is acquired based on an output signal of the current / voltage conversion circuit.
前記電流・電圧変換回路は、
第1の電源ノードと、前記出力信号が出力される出力ノードの間に設けられる抵抗素子と、
前記出力ノードと第2の電源ノードの間に設けられるバイポーラ型のトランジスターと、
前記第1の電源ノードと前記トランジスターのベースの間に設けられるフォトダイオードと、
を含むことを特徴とする脈拍計。 In claim 10,
The current / voltage conversion circuit is:
A resistance element provided between a first power supply node and an output node from which the output signal is output;
A bipolar transistor provided between the output node and a second power supply node;
A photodiode provided between the first power supply node and a base of the transistor;
A pulse meter characterized by including.
温度情報を取得する温度センサーを含み、
前記処理部は、
前記電流・電圧変換回路の前記出力信号に対応する信号に対して、前記温度センサーからの前記温度情報に基づいて、温度変化に応じた前記出力信号の変動をキャンセルする温度補償処理を行って、前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号を取得することを特徴とする脈拍計。 In claim 10 or 11,
Including a temperature sensor to get temperature information,
The processor is
For the signal corresponding to the output signal of the current / voltage conversion circuit, based on the temperature information from the temperature sensor, performing a temperature compensation process to cancel the fluctuation of the output signal according to a temperature change, A pulse meter that acquires the pulse wave sensor signal before the DC component cut.
温度情報を取得する温度センサーを含み、
前記処理部は、
前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号の前記変化傾向情報に基づいて、前記被検体の前記血行状態を判定するとともに、前記血行状態の前記判定結果情報の取得タイミングに対応したタイミングでの前記温度情報を取得し、
前記報知部は、
前記血行状態の前記判定結果情報及び前記温度情報を報知することを特徴とする脈拍計。 In any one of Claims 1 thru | or 11,
Including a temperature sensor to get temperature information,
The processor is
The blood circulation state of the subject is determined based on the change tendency information of the pulse wave sensor signal before the DC component cut, and the timing at a timing corresponding to the acquisition timing of the determination result information of the blood circulation state Get temperature information,
The notification unit
The pulsometer characterized by notifying the determination result information and the temperature information of the blood circulation state.
前記処理部は、
前記DC成分カット前の前記脈波センサー信号の前記変化傾向情報に基づいて、前記被検体の前記血行状態が悪いと判定された場合に、前記温度センサーを動作イネーブル状態にする処理を行うことを特徴とする脈拍計。 In claim 13,
The processor is
When the blood circulation state of the subject is determined to be poor based on the change tendency information of the pulse wave sensor signal before the DC component cut, a process of setting the temperature sensor to an operation enabled state is performed. Characteristic pulse meter.
前記処理部は、
前記DC成分カット後の前記脈波センサー信号である脈波検出信号に基づいて、拍動情報を演算し、
前記報知部は、
前記拍動情報を報知することを特徴とする脈拍計。 In any one of Claims 1 thru | or 14.
The processor is
Based on the pulse wave detection signal that is the pulse wave sensor signal after the DC component cut, pulsation information is calculated,
The notification unit
The pulsometer characterized by notifying the pulsation information.
前記脈波検出部からの信号に対して処理を行う処理部と、
前記処理部での処理結果を報知する報知部として、
コンピューターを機能させ、
前記処理部は、
DC成分カット前の前記脈波センサー信号の変化傾向情報に基づいて、被検体の血行状態を判定し、
前記報知部は、
前記処理部での前記血行状態の判定結果情報を報知することを特徴とするプログラム。 A pulse wave detector having a pulse wave sensor for outputting a pulse wave sensor signal;
A processing unit that performs processing on a signal from the pulse wave detection unit;
As an informing unit for informing a processing result in the processing unit,
Make the computer work,
The processor is
Based on the change tendency information of the pulse wave sensor signal before the DC component cut, determine the blood circulation state of the subject,
The notification unit
A program for notifying determination result information of the blood circulation state in the processing unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012070905A JP2013202077A (en) | 2012-03-27 | 2012-03-27 | Pulse meter and program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012070905A JP2013202077A (en) | 2012-03-27 | 2012-03-27 | Pulse meter and program |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013202077A true JP2013202077A (en) | 2013-10-07 |
Family
ID=49521842
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012070905A Pending JP2013202077A (en) | 2012-03-27 | 2012-03-27 | Pulse meter and program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013202077A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016052463A (en) * | 2014-09-04 | 2016-04-14 | シャープ株式会社 | Biological information measuring device and biological information measuring method |
WO2016194490A1 (en) * | 2015-06-02 | 2016-12-08 | ソニー株式会社 | Noise reduction processing circuit and method, and biological information processing device and method |
JP2018083018A (en) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社 | Analysis apparatus, notification system, analysis method, notification method, and computer program |
-
2012
- 2012-03-27 JP JP2012070905A patent/JP2013202077A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016052463A (en) * | 2014-09-04 | 2016-04-14 | シャープ株式会社 | Biological information measuring device and biological information measuring method |
WO2016194490A1 (en) * | 2015-06-02 | 2016-12-08 | ソニー株式会社 | Noise reduction processing circuit and method, and biological information processing device and method |
US10849562B2 (en) | 2015-06-02 | 2020-12-01 | Sony Corporation | Noise reduction processing circuit and method, and biological information processing device and method |
JP2018083018A (en) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社 | Analysis apparatus, notification system, analysis method, notification method, and computer program |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9510759B2 (en) | Pulse wave propagation time measurement device | |
JP3760920B2 (en) | Sensor | |
JP5682369B2 (en) | Beat detector | |
WO2013145728A1 (en) | Pulse detector, electronic device, and program | |
JP6126220B2 (en) | Biological state estimation device | |
WO2013132844A1 (en) | Pulse monitor and program | |
WO2015004914A1 (en) | Biometric information detection device | |
US20160262690A1 (en) | Method for managing sleep quality and apparatus utilizing the same | |
US20150190096A1 (en) | Method and system to identify motion artifacts and improve reliability of measurements and alarms in photoplethysmographic measurements | |
JP5854007B2 (en) | Biological information detection device | |
WO2007037100A1 (en) | Heart rate meter and heart beat detecting method | |
JP2016016203A (en) | Biological information detection device | |
JP5562805B2 (en) | Pulse rate measuring method and blood oxygen saturation measuring method | |
US20140257124A1 (en) | Atrial fibrillation analyzer and program | |
JP6107924B2 (en) | Biological information detection device | |
JP2012183139A (en) | Measuring device | |
JP2013202077A (en) | Pulse meter and program | |
JP5998516B2 (en) | Pulsation detection device, electronic device and program | |
JP4731031B2 (en) | Sleep analysis device, program, and recording medium | |
JP2017192629A (en) | Measurement device, measurement method, and electronic apparatus | |
JP5327194B2 (en) | Biological condition detection device | |
JP6436186B2 (en) | Biological information detection device | |
JP6152728B2 (en) | Biological information detection device | |
JP2002017694A (en) | Pulse rate sensor | |
JP2010213809A (en) | Biological signal analyzer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20150107 |