JP2016202603A - Biological information processing system, program and control method for biological information processing system - Google Patents

Biological information processing system, program and control method for biological information processing system Download PDF

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イメイ 丁
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有亮 ▲高▼▲橋▼
有亮 ▲高▼▲橋▼
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biological information processing system having a small calculation load and performing highly accurate processing when pulse wave information is obtained on the basis of pulse wave sensor information, and a program, a control method of the biological information processing system and the like.SOLUTION: A biological information processing system includes: an information acquisition section 110 acquiring pulse wave sensor information from a pulse wave sensor 42; and a processing section 130 obtaining pulse wave information on the basis of the pulse wave sensor information. The processing section 130 obtains estimated pulse information, sets a parameter of an approximate expression approximating a wave form of a pulse wave identified from the pulse wave sensor information on the basis of the estimated pulse information obtained and obtains the pulse wave information on the basis of the approximate expression having the parameter set.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、生体情報処理システム、プログラム、生体情報処理システムの制御方法等に関する。   The present invention relates to a biological information processing system, a program, a control method for the biological information processing system, and the like.

心臓の機能を調べるためによく利用される心電図は、心臓の拍動に伴って発生する微細な電位変動を記録するグラフである。心電図のP、QRS、T波のうち、一番鋭いピークであるR波は、心室が急激に収縮して血液を心臓から送り出す時に発生する電気信号であり、このR波の発生時刻と、一つ前のR波の発生時刻の時間差が心拍間隔(RR間隔)となる。   An electrocardiogram that is often used for examining the function of the heart is a graph that records minute potential fluctuations that occur as the heart beats. Among the P, QRS, and T waves of the electrocardiogram, the R wave, which is the sharpest peak, is an electrical signal that is generated when the ventricle contracts rapidly and pumps blood out of the heart. The time difference between the previous R wave generation times is the heartbeat interval (RR interval).

心拍間隔は常に一定ではなく、周期性をもって変動している。この心拍間隔のゆらぎは自律神経の機能と大きくかかわり、医学・生理学分野では長年にわたって研究がされている。また生体医工学の分野において、心拍間隔を計測して、自律神経機能を常時モニタリングすることで、人のメンタル状態を把握したり、心疾患発生の危険性を予知したり、様々な応用が検討されている。   The heartbeat interval is not always constant and varies with periodicity. This fluctuation of the heartbeat interval is greatly related to the function of the autonomic nerve, and has been studied for many years in the medical and physiological fields. Also, in the field of biomedical engineering, by measuring the heart rate interval and constantly monitoring the autonomic nervous function, it is possible to grasp the mental state of a person, predict the risk of heart disease, and examine various applications. Has been.

また、心電図計測に比べて手軽に操作できる脈波センサーを用いて脈波を計測して、その脈波のピーク間隔を心電図のRR間隔に相当する情報(以下、脈波RR間隔と表記する)として、健康管理や医療診断に利用することも考えられている。   In addition, the pulse wave is measured using a pulse wave sensor that can be operated more easily than electrocardiogram measurement, and the peak interval of the pulse wave is information corresponding to the RR interval of the electrocardiogram (hereinafter referred to as pulse wave RR interval). It is also considered to be used for health management and medical diagnosis.

例えば特許文献1には、一定時間連続して計測した脈波を、複数のデジタル平滑化多項式フィルターに通し、それぞれの微分信号と、当該微分信号がピークになる時間を算出することで、脈波RR間隔を求める手法が知られている。   For example, in Patent Document 1, a pulse wave measured continuously for a certain time is passed through a plurality of digital smoothing polynomial filters, and each differential signal and a time when the differential signal peaks are calculated. A technique for obtaining the RR interval is known.

特開2012−95795号公報JP 2012-95795 A 特開2009−72417号公報JP 2009-72417 A 特開2014−212915号公報JP 2014-212915 A

特許文献1では、デジタル平滑化多項式フィルターのフレームサイズm(近似式の近似範囲であり、広義には近似式を決定する際のパラメーター)を10、12、14、16、18、20、...のように複数通り設定して、微分算出を行い、算出結果から適切なフレームサイズmを決定している。そのため、複数のフレームサイズを用いて、微分計算を繰り返し行う必要があるため、計算負荷が重く、効率が悪くなるという課題がある。   In Patent Literature 1, the frame size m of the digital smoothing polynomial filter (approximate range of the approximate expression, a parameter for determining the approximate expression in a broad sense) is 10, 12, 14, 16, 18, 20,. . . As described above, a plurality of settings are set, differential calculation is performed, and an appropriate frame size m is determined from the calculation result. Therefore, since it is necessary to repeatedly perform differential calculation using a plurality of frame sizes, there is a problem that the calculation load is heavy and the efficiency is deteriorated.

本発明の幾つかの態様によれば、脈波センサー情報に基づいて脈波情報を求める際に、計算負荷が軽く、精度の高い処理を行う生体情報処理システム、プログラム、生体情報処理システムの制御方法等を提供することができる。   According to some aspects of the present invention, when obtaining pulse wave information based on pulse wave sensor information, a biological information processing system, a program, and a biological information processing system that perform processing with high computational load and light accuracy A method or the like can be provided.

本発明の一態様は、脈波センサーからの脈波センサー情報を取得する情報取得部と、前記脈波センサー情報に基づいて脈波情報を求める処理部と、を含み、前記処理部は、推定脈拍情報を求め、求めた前記推定脈拍情報に基づいて、前記脈波センサー情報から特定される脈波の波形を近似する近似式のパラメーターを設定し、パラメーター設定された前記近似式に基づいて、前記脈波情報を求める生体情報処理システムに関係する。   One aspect of the present invention includes an information acquisition unit that acquires pulse wave sensor information from a pulse wave sensor, and a processing unit that obtains pulse wave information based on the pulse wave sensor information. Based on the obtained estimated pulse information, pulse information is determined, an approximate expression parameter that approximates the waveform of the pulse wave specified from the pulse wave sensor information is set, and the parameter is set based on the approximate expression. The present invention relates to a biological information processing system for obtaining the pulse wave information.

本発明の一態様では、推定脈拍情報を求め、当該推定脈拍情報に基づいて近似式のパラメーターを設定する。これにより、適切な近似が可能なパラメーターを設定できるため、脈波情報を精度よく求めることができ、且つ従来手法のように複数通りのパラメーターによる演算を行う場合に比べて、処理負荷を軽くすること等も可能になる。   In one aspect of the present invention, estimated pulse information is obtained, and parameters of an approximate expression are set based on the estimated pulse information. As a result, parameters that can be appropriately approximated can be set, so that pulse wave information can be obtained with high accuracy, and the processing load is reduced compared to the case where calculation is performed with multiple parameters as in the conventional method. It becomes possible.

また、本発明の一態様では、前記情報取得部は、体動センサーからの体動センサー情報を取得し、前記処理部は、前記体動センサー情報に基づいて、ユーザーの行動パターンを求め、前記行動パターンが変化したと判定された場合に、前記パラメーターの再設定処理を行ってもよい。   In one aspect of the present invention, the information acquisition unit acquires body motion sensor information from a body motion sensor, and the processing unit obtains a user's behavior pattern based on the body motion sensor information, and When it is determined that the behavior pattern has changed, the parameter resetting process may be performed.

これにより、行動パターンの変化判定に基づいて、適切なタイミング、条件によりパラメーターの再設定を行うこと等が可能になる。   This makes it possible to reset the parameters at appropriate timing and conditions based on the behavior pattern change determination.

また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記脈波センサー情報から特定される脈波と、前記推定脈拍情報に基づいて求められる前記近似式から特定される脈波の誤差を求め、前記誤差が所与の閾値よりも大きい場合に、求められた前記脈波情報を削除してもよい。   In one aspect of the present invention, the processing unit obtains an error between a pulse wave identified from the pulse wave sensor information and a pulse wave identified from the approximate expression obtained based on the estimated pulse information, When the error is larger than a given threshold, the obtained pulse wave information may be deleted.

これにより、元の波形と近似波形との比較判定に基づいて、不適切な脈波情報の出力を抑止すること等が可能になる。   Thereby, it becomes possible to suppress the output of inappropriate pulse wave information based on the comparison determination between the original waveform and the approximate waveform.

また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記誤差が前記所与の閾値よりも大きい場合に、前記パラメーターの再設定処理を行ってもよい。   In the aspect of the invention, the processing unit may perform the parameter resetting process when the error is larger than the given threshold.

これにより、元の波形と近似波形との比較判定に基づいて、パラメーターの再設定を行うこと等が可能になる。   This makes it possible to reset parameters based on the comparison determination between the original waveform and the approximate waveform.

また、本発明の一態様では、前記パラメーターは、前記脈波センサー情報に対する前記近似式の適用範囲を設定するパラメーターであってもよい。   In the aspect of the invention, the parameter may be a parameter that sets an application range of the approximate expression for the pulse wave sensor information.

これにより、近似式の適用範囲を適切に設定すること等が可能になる。   This makes it possible to appropriately set the application range of the approximate expression.

また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記脈波情報として、脈波RR間隔情報を求めてもよい。   In the aspect of the invention, the processing unit may obtain pulse wave RR interval information as the pulse wave information.

これにより、脈波RR間隔情報を精度よく求めることが可能になる。   Thereby, it becomes possible to obtain the pulse wave RR interval information with high accuracy.

また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記近似式で表される波形のピーク検出処理、又は前記近似式で表される波形の微分信号を用いた処理に基づいて、前記脈波RR間隔情報を求めてもよい。   In the aspect of the invention, the processing unit may be configured to detect the pulse wave based on a peak detection process of the waveform represented by the approximate expression or a process using a differential signal of the waveform represented by the approximate expression. RR interval information may be obtained.

これにより、ピーク検出、或いは微分信号を用いた処理により、脈波RR間隔情報を精度よく求めることが可能になる。   Thereby, it is possible to obtain the pulse wave RR interval information with high accuracy by processing using peak detection or differential signals.

また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記近似式に基づいて求められた前記脈波情報に基づいて、自律神経状態情報を推定してもよい。   In the aspect of the invention, the processing unit may estimate autonomic nerve state information based on the pulse wave information obtained based on the approximate expression.

これにより、求めた脈波情報を用いて自律神経状態情報を推定することが可能になる。   Thereby, it becomes possible to estimate the autonomic nerve state information using the obtained pulse wave information.

また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記推定脈拍情報に基づいて、前記パラメーターとして、フレームサイズmの値を設定し、設定された前記フレームサイズmに対応するフレーム内の前記脈波センサー情報を対象として、平滑化多項式フィルターを適用して前記近似式を求め、前記近似式に基づいて前記脈波情報を求めてもよい。   In one aspect of the present invention, the processing unit sets a value of a frame size m as the parameter based on the estimated pulse information, and the pulse in the frame corresponding to the set frame size m is set. For the wave sensor information, a smoothing polynomial filter may be applied to obtain the approximate expression, and the pulse wave information may be obtained based on the approximate expression.

これにより、フレームサイズmが設定された平滑化多項式フィルターを用いて脈波情報を求める処理を行うこと等が可能になる。   Thereby, it is possible to perform processing for obtaining pulse wave information using a smoothing polynomial filter in which the frame size m is set.

また、本発明の一態様では、前記フレームサイズmに対応するフレームとは、処理対象タイミングでの前記脈波センサー情報、及び前記処理対象タイミングの前後各mサンプル分の前記脈波センサー情報からなる2m+1サンプル分のフレームであり、前記処理部は、前記推定脈拍情報として、脈波RR間隔の推定値である推定脈波RR間隔を求め、前記フレームサイズmにより表される2m+1サンプル分のフレームとして、前記推定脈波RR間隔の長さを含む所与の数値範囲内の長さに対応するフレームを設定してもよい。   In one aspect of the present invention, the frame corresponding to the frame size m includes the pulse wave sensor information at the processing target timing and the pulse wave sensor information for m samples before and after the processing target timing. 2m + 1 sample frames, and the processing unit obtains an estimated pulse wave RR interval that is an estimated value of the pulse wave RR interval as the estimated pulse information, and as a frame of 2m + 1 samples represented by the frame size m. A frame corresponding to a length within a given numerical range including the length of the estimated pulse wave RR interval may be set.

これにより、推定脈波RR間隔の長さに対応させて、フレームサイズmを設定すること等が可能になる。   Accordingly, it is possible to set the frame size m in accordance with the length of the estimated pulse wave RR interval.

また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記平滑化多項式フィルター適用後の前記脈波センサー情報の微分信号を求め、前記微分信号に基づいて、前記脈波情報を求めてもよい。   In the aspect of the invention, the processing unit may obtain a differential signal of the pulse wave sensor information after applying the smoothing polynomial filter, and obtain the pulse wave information based on the differential signal.

これにより、平滑化多項式フィルター適用後、さらに微分信号を求める処理を行うことで、脈波情報を求めることが可能になる。   Thereby, after applying the smoothing polynomial filter, it is possible to obtain pulse wave information by performing a process for obtaining a differential signal.

また、本発明の一態様では、前記情報取得部は、体動センサーからの体動センサー情報を取得し、前記処理部は、前記体動センサー情報に基づいて、前記推定脈拍情報を求めてもよい。   In the aspect of the invention, the information acquisition unit may acquire body motion sensor information from a body motion sensor, and the processing unit may obtain the estimated pulse information based on the body motion sensor information. Good.

これにより、体動センサー情報から推定脈拍情報を求めることが可能になる。   This makes it possible to obtain estimated pulse information from body motion sensor information.

また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記体動センサー情報に基づいて、ユーザーの運動強度情報を求め、前記運動強度情報、最大脈拍情報及び安静時脈拍情報に基づいて、前記推定脈拍情報を求めてもよい。   In one embodiment of the present invention, the processing unit obtains exercise intensity information of a user based on the body motion sensor information, and the estimation is performed based on the exercise intensity information, maximum pulse information, and resting pulse information. You may ask for pulse information.

これにより、体動センサー情報から求められる運動強度情報に基づいて、推定脈拍情報を求めることが可能になる。   This makes it possible to obtain estimated pulse information based on exercise intensity information obtained from body motion sensor information.

また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記脈波センサー情報に対して周波数変換処理を行い、前記周波数変換処理の結果に基づいて、前記推定脈拍情報を求めてもよい。   In the aspect of the invention, the processing unit may perform a frequency conversion process on the pulse wave sensor information, and obtain the estimated pulse information based on a result of the frequency conversion process.

これにより、脈波センサー情報に対する周波数変換処理により、推定脈拍情報を求めることが可能になる。   Thereby, it is possible to obtain estimated pulse information by frequency conversion processing on pulse wave sensor information.

また、本発明の一態様では、前記処理部は、処理対象タイミングよりも前に求められた前記脈波情報に基づいて、前記推定脈拍情報を求めてもよい。   In the aspect of the invention, the processing unit may obtain the estimated pulse information based on the pulse wave information obtained before the processing target timing.

これにより、既に求められた脈波情報を用いて推定脈拍情報を求めることが可能になる。   Thereby, it becomes possible to obtain the estimated pulse information using the pulse wave information already obtained.

また、本発明の他の態様は、脈波センサーからの脈波センサー情報を取得する情報取得部と、前記脈波センサー情報に基づいて脈波情報を求める処理部として、コンピューターを機能させ、前記処理部は、推定脈拍情報を求め、求めた前記推定脈拍情報に基づいて、前記脈波センサー情報から特定される脈波の波形を近似する近似式のパラメーターを設定し、パラメーター設定された前記近似式に基づいて、前記脈波情報を求めるプログラムに関係する。   According to another aspect of the present invention, a computer functions as an information acquisition unit that acquires pulse wave sensor information from a pulse wave sensor, and a processing unit that obtains pulse wave information based on the pulse wave sensor information. The processing unit obtains estimated pulse information, sets parameters of an approximate expression that approximates a waveform of a pulse wave specified from the pulse wave sensor information based on the obtained estimated pulse information, and sets the approximate parameter set The present invention relates to a program for obtaining the pulse wave information based on an equation.

また、本発明の他の態様は、脈波センサーからの脈波センサー情報を取得し、推定脈拍情報を求め、求めた前記推定脈拍情報に基づいて、前記脈波センサー情報から特定される脈波の波形を近似する近似式のパラメーターを設定し、パラメーター設定された前記近似式に基づいて脈波情報を求める生体情報処理システムの制御方法に関係する。   In another aspect of the present invention, pulse wave sensor information from a pulse wave sensor is acquired, estimated pulse information is obtained, and a pulse wave identified from the pulse wave sensor information based on the obtained estimated pulse information. This relates to a control method of a biological information processing system that sets parameters of an approximate expression that approximates the waveform of and calculates pulse wave information based on the approximate expression that is parameter-set.

本実施形態に係る生体情報処理システムの構成例。The structural example of the biological information processing system which concerns on this embodiment. 図2(A)〜図2(C)は本実施形態に係る生体情報処理システムを含むシステムの構成例。2A to 2C are configuration examples of a system including the biological information processing system according to the present embodiment. 図3(A)、図3(B)は生体情報検出装置の外観図。3A and 3B are external views of the biological information detection apparatus. 生体情報検出装置の他の外観図。The other external view of a biological information detection apparatus. 図5(A)は適切なパラメーターを設定した場合のピーク検出例、図5(B)は心電RR間隔と脈波RR間隔の誤差の例。FIG. 5A shows an example of peak detection when an appropriate parameter is set, and FIG. 5B shows an example of an error between the electrocardiogram RR interval and the pulse wave RR interval. 図6(A)はRR間隔に対して小さすぎるパラメーターを設定した場合のピーク検出例、図6(B)は心電RR間隔と脈波RR間隔の誤差の例。6A shows an example of peak detection when a parameter that is too small for the RR interval is set, and FIG. 6B shows an example of an error between the electrocardiogram RR interval and the pulse wave RR interval. 図7(A)はRR間隔に対して大きすぎるパラメーターを設定した場合のピーク検出例、図7(B)は心電RR間隔と脈波RR間隔の誤差の例。FIG. 7A shows an example of peak detection when a parameter that is too large for the RR interval is set, and FIG. 7B shows an example of an error between the electrocardiogram RR interval and the pulse wave RR interval. 本実施形態の脈波情報を求める処理を説明するフローチャート。The flowchart explaining the process which calculates | requires the pulse wave information of this embodiment. 推定脈拍情報算出処理を説明するフローチャート。The flowchart explaining an estimated pulse information calculation process. 推定脈拍情報算出処理を説明する他のフローチャート。The other flowchart explaining an estimated pulse information calculation process. 脈波情報算出処理を説明するフローチャート。The flowchart explaining a pulse wave information calculation process. 脈波情報算出処理を説明する他のフローチャート。The other flowchart explaining a pulse wave information calculation process. 図13(A)は脈波RR間隔の時間変化を説明する図、図13(B)は脈波RR間隔からLF,HFを求める処理を説明する図。FIG. 13A is a diagram for explaining the time change of the pulse wave RR interval, and FIG. 13B is a diagram for explaining processing for obtaining LF and HF from the pulse wave RR interval.

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.本実施形態の手法
まず本実施形態の手法について説明する。上述したように、心電図から求められる心拍間隔(RR間隔)は有用な情報であることが知られており、例えばRR間隔のゆらぎ(時間的な変動)に基づいて、ユーザーの自律神経活動を推定する手法が知られている。しかし、心電図を測定するにはユーザーの所与の部位、例えば心臓を挟み込むような2つ以上の点に電極を装着する必要がある。ホルター心電図のような小型軽量な機器もあるが、現状での心電図の計測は、日常生活の中で気軽に行うようなものではない。
1. First, the method of this embodiment will be described. As described above, it is known that the heartbeat interval (RR interval) obtained from the electrocardiogram is useful information. For example, the user's autonomic nerve activity is estimated based on fluctuation (temporal fluctuation) of the RR interval. There is a known technique to do this. However, in order to measure an electrocardiogram, it is necessary to attach electrodes to two or more points that sandwich a heart at a given site of the user. There are small and lightweight devices such as Holter ECG, but the current ECG measurement is not easy to do in daily life.

それに対して、脈波センサーを用いて脈波を計測して、その脈波のピーク間隔を心電図のRR間隔に相当する情報(以下、脈波RR間隔と表記する)として、健康管理や医療診断に利用することも考えられている。脈波センサーは、例えば発光部と受光部を含む光電センサー等により実現でき、当該脈波センサーを含む装置も、図3(A)等を用いて後述するような腕時計型機器等のウェアラブル機器として実現できる。そのため、脈波RR間隔は、心電図を用いたRR間隔に比べて容易に計測が可能である。   On the other hand, the pulse wave is measured using a pulse wave sensor, and the peak interval of the pulse wave is used as information corresponding to the RR interval of the electrocardiogram (hereinafter referred to as pulse wave RR interval) for health management and medical diagnosis. It is also considered to use it. The pulse wave sensor can be realized by, for example, a photoelectric sensor including a light emitting unit and a light receiving unit, and the device including the pulse wave sensor is also a wearable device such as a wristwatch type device described later with reference to FIG. realizable. Therefore, the pulse wave RR interval can be measured more easily than the RR interval using an electrocardiogram.

RR間隔は心拍の間隔を表す情報である。また、脈波センサー情報(狭義にはそのうちのAC成分)は、脈拍に対応する情報であり、その波形の周期は脈拍間隔を表す情報である。何らかの疾患等がない限り、心拍と脈拍は対応するものであるため、脈波センサー情報の波形の1周期に対応する情報、具体的にはピーク間隔を求めれば、当該ピーク間隔はRR間隔に相当する脈波RR間隔を表すことになる。   The RR interval is information indicating the interval between heartbeats. The pulse wave sensor information (AC component in the narrow sense) is information corresponding to the pulse, and the period of the waveform is information indicating the pulse interval. As long as there is no disease, the heartbeat and the pulse correspond to each other. Therefore, if information corresponding to one cycle of the waveform of the pulse wave sensor information, specifically, the peak interval is obtained, the peak interval corresponds to the RR interval. This represents the pulse wave RR interval to be performed.

しかし、脈波センサー情報にはユーザーの体動に起因する体動ノイズ等、種々のノイズが含まれることが知られている。そのため、単純にピーク間隔を求めようとしても、誤差が大きくなる。例えば、脈波センサー情報の微分信号を求め、そのゼロ点をピークとして検出しようとした場合、微分(差分)を求める計算により相対誤差が大きくなってしまう。   However, it is known that the pulse wave sensor information includes various noises such as body motion noise caused by the user's body motion. For this reason, even if the peak interval is simply obtained, the error becomes large. For example, when a differential signal of pulse wave sensor information is obtained and an attempt is made to detect the zero point as a peak, the relative error increases due to the calculation for obtaining the differential (difference).

それに対して、脈波センサー情報を平滑化する手法が考えられる。具体的には所与の近似式により脈波センサー情報を近似し、近似後の情報を用いてピーク検出を行う。このようにすれば、誤差による値のばらつきが平滑化されるため、精度よくピーク検出ができ、求められる脈波RR間隔の精度もよくなると考えられる。   On the other hand, a method of smoothing the pulse wave sensor information can be considered. Specifically, the pulse wave sensor information is approximated by a given approximate expression, and peak detection is performed using the approximated information. In this way, the variation in value due to the error is smoothed, so that the peak can be detected with high accuracy and the accuracy of the required pulse wave RR interval is also improved.

近似式を決定するためには種々のパラメーターを設定する必要がある。例えば、p次の多項式を用いて、所与のフレームサイズmの範囲を対象として近似を行うといった設定をしなければ、近似式を求めることはできない。以下では、平滑化多項式フィルターを用いて近似を行い、当該平滑化多項式フィルターのパラメーター(制御パラメーター)として、近似多項式の次数pと近似範囲であるフレームサイズmを用いるものとする。ただし、近似を行う手法や、近似式のパラメーターはこれに限定されるものではない。   It is necessary to set various parameters in order to determine the approximate expression. For example, an approximate expression cannot be obtained unless a setting is made such that approximation is performed for a range of a given frame size m using a p-order polynomial. In the following, approximation is performed using a smoothing polynomial filter, and the order p of the approximate polynomial and the frame size m that is an approximation range are used as parameters (control parameters) of the smoothing polynomial filter. However, the method of approximation and the parameters of the approximation formula are not limited to this.

適切な近似を行うためには、近似対象の波形に応じた適切なパラメーターを設定しなくてはならない。例えばパラメーターが上述した次数pとフレームサイズmである場合、次数pが高いほど、またフレームサイズmが小さいほど、近似式は元の波形(脈波センサー情報の波形)に追随しやすくなる。なぜならpが大きければ近似式を複雑な波形とすることができるし、mが小さいほどフレームサイズmに対応するフレーム内に含まれる脈波センサー情報のサンプル数が少なくなり、当該フレーム内での元の波形がシンプルな波形となるためである。逆に、次数pが低いほど、またフレームサイズmが大きいほど、近似式は元の波形に追随しにくくなる。   In order to perform appropriate approximation, it is necessary to set appropriate parameters according to the waveform to be approximated. For example, when the parameters are the above-described order p and frame size m, the higher the order p and the smaller the frame size m, the easier the approximation formula follows the original waveform (the waveform of pulse wave sensor information). This is because if p is large, the approximate expression can be a complex waveform, and the smaller m is, the smaller the number of samples of pulse wave sensor information contained in the frame corresponding to the frame size m is, and This is because the waveform becomes a simple waveform. Conversely, as the order p is lower and the frame size m is larger, the approximate expression becomes less likely to follow the original waveform.

本実施形態における近似は、ノイズによる影響を抑止するためのものである。よって、pが極端に低い、或いはmが極端に大きいことで、近似式が元波形に全く追随できないことは問題となる。一方、近似式が元波形に追随しすぎることも問題である。なぜなら、図5(A)のA4〜A6に示したようなノイズに起因する変動にまで近似式が追随してしまう(図6(A)のB4〜B6のようなピークを検出してしまう)ため、ノイズを低減するという効果が期待できないためである。具体的には、脈波センサー情報の波形が、略正弦波にノイズによる変動が重畳された波形であると考えた場合に、近似式は略正弦波には追随し、且つノイズにより変動には追随しないようなパラメーター設定を行うことが好ましい。   The approximation in this embodiment is for suppressing the influence of noise. Therefore, there is a problem that the approximate expression cannot follow the original waveform at all because p is extremely low or m is extremely large. On the other hand, it is also a problem that the approximate expression follows the original waveform too much. This is because the approximate expression follows up to fluctuations caused by noise as shown in A4 to A6 in FIG. 5A (peaks such as B4 to B6 in FIG. 6A are detected). Therefore, the effect of reducing noise cannot be expected. Specifically, when the waveform of the pulse wave sensor information is considered to be a waveform in which fluctuation due to noise is superimposed on an approximately sine wave, the approximate expression follows the approximate sine wave, and fluctuation due to noise It is preferable to set parameters that do not follow.

例えば、p=3程度の値を用いた場合、近似式は極値を2つ有しうる3次多項式となるため、正弦波1波長分程度の波形の近似に適している。逆に、フレーム内に2波長、3波長といった波形が含まれていれば、元波形のうちの略正弦波の要素だけでも4つ或いは6つといった多数の極値を有することになり、次数が足らずに近似式と元波形の誤差が過剰に大きくなる。また、フレーム内に1/2波長、1/3波長といった波形しか含まれていなければ、近似式は略正弦波よりも細かい変動にまで追随してしまい、ノイズの影響を抑止できない。   For example, when a value of about p = 3 is used, the approximate expression is a cubic polynomial that can have two extreme values, and is therefore suitable for approximation of a waveform of about one sine wave. On the other hand, if a waveform such as two wavelengths or three wavelengths is included in the frame, only the element of the substantially sine wave in the original waveform has many extreme values such as four or six, and the order is Insufficiently, the error between the approximate expression and the original waveform becomes excessively large. Further, if only a waveform such as a half wavelength or a third wavelength is included in the frame, the approximate expression follows a fluctuation that is finer than that of a substantially sine wave, and the influence of noise cannot be suppressed.

以上に示したように、近似式のパラメーターは適切な設定が必要である。特許文献1の手法では、pを3程度の値に固定し、mを可変としている。しかし、適切なmの値を事前に設定するものではなく、10、12、14、16、18、20、...といったように種々の値のフレームサイズを用いて近似を行っている。特許文献1ではその上で脈波RR間隔まで求め、その値のばらつき具合から適切なmがどの値であったかを推定している。つまり、特許文献1では、ある程度の範囲のフレームサイズを総当たりで試行した上で、適切と判定されたフレームサイズから求められた脈波RR間隔を採用するという手順を経ることになり、計算負荷が非常に大きい。   As described above, the parameters of the approximate expression need to be set appropriately. In the method of Patent Document 1, p is fixed to a value of about 3, and m is variable. However, an appropriate value of m is not set in advance, 10, 12, 14, 16, 18, 20,. . . Thus, approximation is performed using various frame sizes. In Patent Document 1, the pulse wave RR interval is obtained on that basis, and the value of the appropriate m is estimated from the variation of the value. In other words, in Patent Document 1, a procedure is adopted in which the pulse wave RR interval obtained from the frame size determined to be appropriate is adopted after trying a frame size within a certain range with a brute force. Is very big.

そこで本出願人は、特許文献1のように種々のフレームサイズを用いて計算を行うのではなく、適切なフレームサイズmの値を推定する手法を提案する。具体的には、本実施形態に係る生体情報処理システム100は、図1に示したように、脈波センサー42からの脈波センサー情報を取得する情報取得部110と、脈波センサー情報に基づいて脈波情報を求める処理部130を含む。そして、処理部130は、推定脈拍情報を求め、求めた推定脈拍情報に基づいて、脈波センサー情報から特定される脈波の波形を近似する近似式のパラメーターを設定し、パラメーター設定された近似式に基づいて、脈波情報を求める。   Therefore, the present applicant proposes a method of estimating an appropriate value of the frame size m, instead of performing calculation using various frame sizes as in Patent Document 1. Specifically, as illustrated in FIG. 1, the biological information processing system 100 according to the present embodiment is based on the information acquisition unit 110 that acquires pulse wave sensor information from the pulse wave sensor 42 and the pulse wave sensor information. A processing unit 130 for obtaining pulse wave information. Then, the processing unit 130 obtains estimated pulse information, sets parameters of an approximate expression that approximates the waveform of the pulse wave specified from the pulse wave sensor information based on the obtained estimated pulse information, and sets the parameter-set approximation. Based on the equation, pulse wave information is obtained.

ここで、推定脈拍情報とは、何らかの手法により推定された脈拍情報であり、一例としては脈波RR間隔の推定値である。なお、ここでの脈拍情報とは、脈拍を表す情報であるため、脈波RR間隔には限定されず、脈の周波数を表す情報等、他の情報であってもよい。   Here, the estimated pulse information is pulse information estimated by some technique, and an example is an estimated value of the pulse wave RR interval. The pulse information here is information representing a pulse, and is not limited to the pulse wave RR interval, and may be other information such as information representing a pulse frequency.

脈波RR間隔は脈波の波形の1波長分の長さを表す時間である。つまり、脈波RR間隔が推定されれば、フレームサイズmに対応するフレームと、当該フレームに脈波センサー情報の波形が何波長分含まれるかといった関係を推定することができる。よって例えば、フレームサイズmに対応するフレームの長さを、上述したように脈波波形の略正弦波の1波長分の長さ、すなわち推定された脈波RR間隔(推定脈波RR間隔)の長さに対応する長さにする、といった設定が可能になる。   The pulse wave RR interval is a time representing the length of one wavelength of the pulse wave waveform. That is, if the pulse wave RR interval is estimated, it is possible to estimate the relationship between the frame corresponding to the frame size m and how many wavelengths of the pulse wave sensor information waveform are included in the frame. Therefore, for example, the length of the frame corresponding to the frame size m is set to the length of one wavelength of the substantially sine wave of the pulse wave waveform as described above, that is, the estimated pulse wave RR interval (estimated pulse wave RR interval). It is possible to set a length corresponding to the length.

このようにすれば、特許文献1のように総当たり的に種々のパラメーター(フレームサイズ)を試さなくとも、適切なパラメーターを設定することが可能になり、計算負荷を軽減可能である。なおこの際、推定脈拍情報を高い精度で求める必要はない。なぜならここでの推定脈拍情報は、あくまでパラメーターを設定するために用いるものであり、その後に、設定されたパラメーターを用いて高精度での脈波情報が求められるためである。   In this way, it is possible to set appropriate parameters without trying various parameters (frame sizes) as in the case of Patent Document 1, and the calculation load can be reduced. At this time, it is not necessary to obtain the estimated pulse information with high accuracy. This is because the estimated pulse information here is used only for setting parameters, and then pulse wave information with high accuracy is obtained using the set parameters.

例えば、下式(2)を用いて後述するように、近似範囲(フレームの長さ)は厳密に略正弦波1波長分である必要はなく、ある程度の変動があっても十分な近似が可能である。つまり、推定脈拍情報についても、パラメーターの設定が可能な程度の精度であれば十分である。   For example, as will be described later using the following equation (2), the approximation range (frame length) does not need to be exactly one wavelength of a sine wave, and can be sufficiently approximated even if there is some variation. It is. That is, it is sufficient that the estimated pulse information is accurate enough to set parameters.

具体的な推定脈拍情報の求め方については後述するが、例えば16秒程度の脈波センサー情報を対象としてFFT等の周波数変換処理を行って求めてもよい。この場合、周波数変換処理の特性上、比較的長い期間の脈波センサー情報から1つの脈拍情報を推定することになるため、脈波RR間隔のゆらぎのような情報は埋もれてしまう。そのため、FFTから求めた推定脈拍情報は、図13(B)等を用いて後述するような0.04Hz〜0.15Hzの低周波成分LF、0.15Hz〜0.4Hzの高周波成分HFを求める際には適しておらず、その意味で精度が低い。しかし、脈波RR間隔の概算値という意味では十分な精度を有しており、パラメーターの設定にFFTの結果を利用することが可能である。   A specific method for obtaining the estimated pulse information will be described later, but may be obtained by performing frequency conversion processing such as FFT on pulse wave sensor information of about 16 seconds, for example. In this case, one pulse information is estimated from the pulse wave sensor information for a relatively long period due to the characteristics of the frequency conversion process, so information such as fluctuations in the pulse wave RR interval is buried. Therefore, the estimated pulse information obtained from the FFT obtains a low frequency component LF of 0.04 Hz to 0.15 Hz and a high frequency component HF of 0.15 Hz to 0.4 Hz as will be described later with reference to FIG. In that case, it is not suitable and its accuracy is low. However, it has sufficient accuracy in terms of the approximate value of the pulse wave RR interval, and it is possible to use the FFT result for parameter setting.

以上の説明を別観点から捉えれば、本実施形態の手法は比較的高い精度で脈波情報を求めることを想定していると言える。低い精度の脈波情報で十分なのであれば、上述した推定脈拍情報をそのまま出力とすればよく、当該推定脈拍情報を用いて脈波情報を求め直す必要がそもそもないためである。比較的高い精度で脈波情報を求める利点は種々考えられるが、一例としては上述した脈波RR間隔のゆらぎから自律神経活動を推定できる点が挙げられる。自律神経活動の推定手法については、図13(A)、図13(B)を用いて後述する。   If the above explanation is taken from another viewpoint, it can be said that the method of the present embodiment assumes that pulse wave information is obtained with relatively high accuracy. This is because if the pulse wave information with low accuracy is sufficient, the estimated pulse information described above may be output as it is, and there is no need to recalculate the pulse wave information using the estimated pulse information. Various advantages of obtaining pulse wave information with relatively high accuracy are conceivable. One example is that autonomic nerve activity can be estimated from the fluctuation of the above-described pulse wave RR interval. The method for estimating the autonomic nerve activity will be described later with reference to FIGS. 13 (A) and 13 (B).

以下、本実施形態に係る生体情報処理システムの詳細な構成例を説明した後、脈波情報を求める処理の詳細を説明する。最後に、求めた脈波情報に基づいて、自律神経活動の状態を推定する手法について説明する。   Hereinafter, after describing a detailed configuration example of the biological information processing system according to the present embodiment, details of processing for obtaining pulse wave information will be described. Finally, a method for estimating the state of autonomic nerve activity based on the obtained pulse wave information will be described.

2.システム構成例
本実施形態に係る生体情報処理システム100は、図1を用いて上述したように、情報取得部110と、記憶部120と、処理部130を含む。ただし、生体情報処理システム100は、図1の構成に限定されず、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。
2. System Configuration Example The biological information processing system 100 according to the present embodiment includes the information acquisition unit 110, the storage unit 120, and the processing unit 130 as described above with reference to FIG. However, the biological information processing system 100 is not limited to the configuration shown in FIG. 1, and various modifications such as addition of other components are possible.

情報取得部110は、脈波センサー42からの脈波センサー情報を取得する。情報取得部110は、例えば他の機器からの情報を取得するインターフェースとして実現されてもよく、図2(A)等を用いて後述するように他の機器からネットワークNEを介して情報を取得するのであれば、通信機能を有する通信部(受信処理部)として実現される。なお、情報取得部110は、脈波センサー42と直接接続されるものであってもよいし、他の機器を介して接続されてもよい。生体情報処理システム100が図3(A)等の生体情報検出装置400として実現される場合には、脈波センサー42と情報取得部110は同一機器に実装され、直接接続されることが想定される。また、生体情報処理システム100が端末装置300として実現される場合には、情報取得部110は、生体情報検出装置400の通信部等を介して脈波センサー情報を取得することが想定される。また、生体情報処理システム100がサーバーシステム200として実現される場合には、情報取得部110は、生体情報検出装置400や端末装置300等を介して脈波センサー情報を取得することが想定される。   The information acquisition unit 110 acquires pulse wave sensor information from the pulse wave sensor 42. The information acquisition unit 110 may be realized as an interface for acquiring information from other devices, for example, and acquires information from other devices via the network NE as will be described later with reference to FIG. If it is, it is implement | achieved as a communication part (reception process part) which has a communication function. The information acquisition unit 110 may be directly connected to the pulse wave sensor 42 or may be connected via another device. When the biological information processing system 100 is realized as the biological information detection apparatus 400 shown in FIG. 3A or the like, the pulse wave sensor 42 and the information acquisition unit 110 are assumed to be mounted on the same device and directly connected. The Further, when the biological information processing system 100 is realized as the terminal device 300, the information acquisition unit 110 is assumed to acquire pulse wave sensor information via the communication unit or the like of the biological information detection device 400. When the biological information processing system 100 is realized as the server system 200, the information acquisition unit 110 is assumed to acquire pulse wave sensor information via the biological information detection device 400, the terminal device 300, or the like. .

記憶部120は、処理部130等のワーク領域となるもので、その機能はRAM等のメモリーやHDD(ハードディスクドライブ)などにより実現できる。記憶部120は、少なくとも情報取得部110が取得した脈波センサー情報を記憶する。また、記憶部120は、処理部130での処理結果(脈波情報や自律神経状態情報)等を記憶してもよい。   The storage unit 120 serves as a work area for the processing unit 130 and the like, and its function can be realized by a memory such as a RAM, an HDD (hard disk drive), or the like. The storage unit 120 stores at least the pulse wave sensor information acquired by the information acquisition unit 110. Further, the storage unit 120 may store a processing result (pulse wave information or autonomic nerve state information) in the processing unit 130.

処理部130は、脈波センサー情報に基づいて脈波情報を求める処理を行う。具体的には、推定脈拍情報を求めて近似式のパラメーターを設定し、パラメーター設定された近似式により脈波センサー情報を近似し、その結果に基づいて脈波情報を求めればよい。また、処理部130は、脈波情報に基づいて自律神経状態情報を求めてもよい。なお、処理部130は、求めた脈波情報等を表示する処理を行ってもよい。ここでの表示する処理とは、表示部において表示を行う際に必要な処理を表し、例えば表示画面情報や、表示制御用の情報等の生成、送信処理等を含む。当然、生体情報処理システム100が表示部を含む場合には、当該表示部で表示する処理を含んでもよい。処理部130での具体的な処理内容については後述する。   The processing unit 130 performs processing for obtaining pulse wave information based on the pulse wave sensor information. Specifically, the estimated pulse information is obtained, the parameters of the approximate expression are set, the pulse wave sensor information is approximated by the approximate expression set with the parameters, and the pulse wave information is obtained based on the result. Further, the processing unit 130 may obtain the autonomic nerve state information based on the pulse wave information. Note that the processing unit 130 may perform processing for displaying the obtained pulse wave information and the like. The process to be displayed here represents a process necessary for displaying on the display unit, and includes, for example, generation of display screen information, display control information, and transmission processing. Of course, in the case where the biological information processing system 100 includes a display unit, a process of displaying on the display unit may be included. Specific processing contents in the processing unit 130 will be described later.

図2(A)に、本実施形態に係る生体情報処理システム100を含むシステムの具体的な実現例を説明する。図2(A)のシステムは、サーバーシステム200と、端末装置300と、生体情報検出装置(生体情報測定装置)400とを含み、それらはネットワークNEを介して接続されている。ネットワークNEは、移動通信網、インターネット網等の公衆網、或いは固定電話網等を含むことができる。また、ネットワークNEはWAN(Wide Area Network)やLAN(Local Area Network)などにより実現することができ、有線・無線を問わない。   A specific implementation example of a system including the biological information processing system 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The system in FIG. 2A includes a server system 200, a terminal device 300, and a biological information detection device (biological information measurement device) 400, which are connected via a network NE. The network NE can include a public network such as a mobile communication network and an Internet network, or a fixed telephone network. The network NE can be realized by a WAN (Wide Area Network), a LAN (Local Area Network), or the like, regardless of wired or wireless.

本実施形態に係る生体情報処理システム100は、種々の形態により実現できるが、例えば図2(A)の端末装置300が生体情報処理システム100に対応し、生体情報検出装置400は、処理対象となるユーザーにより使用される装置であってもよい。この場合、サーバーシステム200は、例えば求められた脈波情報等の蓄積や、比較的負荷の高い処理を行う装置であってもよい。一例としては、サーバーシステム200は複数の生体情報処理システム100(端末装置300)と接続可能に構成され、複数の端末装置300からの大量のデータを取得、蓄積、分析する機器である。また、図2(B)に示したように、サーバーシステム200を省略した構成としてもよい。   The biological information processing system 100 according to the present embodiment can be realized in various forms. For example, the terminal device 300 in FIG. 2A corresponds to the biological information processing system 100, and the biological information detection device 400 is a processing target. It may be a device used by a user. In this case, the server system 200 may be, for example, an apparatus that performs accumulation of the obtained pulse wave information or the like and processing with a relatively high load. As an example, the server system 200 is configured to be connectable to a plurality of biological information processing systems 100 (terminal devices 300), and is a device that acquires, accumulates, and analyzes a large amount of data from the plurality of terminal devices 300. Further, as shown in FIG. 2B, the server system 200 may be omitted.

図3(A)〜図4に生体情報(狭義には脈波情報)を収集する生体情報検出装置400の外観図の一例を示す。本実施形態の生体情報検出装置400はバンド部10とケース部30とセンサー部40を有する。ケース部30はバンド部10に取り付けられる。センサー部40は、ケース部30に設けられる。   FIGS. 3A to 4 show examples of external views of a biological information detection apparatus 400 that collects biological information (pulse wave information in a narrow sense). The biological information detection apparatus 400 according to this embodiment includes a band unit 10, a case unit 30, and a sensor unit 40. The case part 30 is attached to the band part 10. The sensor unit 40 is provided in the case unit 30.

バンド部10はユーザーの手首に巻き付けて生体情報検出装置400を装着するためのものである。バンド部10はバンド穴12、バックル部14を有する。バックル部14はバンド挿入部15と突起部16を有する。ユーザーは、バンド部10の一端側を、バックル部14のバンド挿入部15に挿入し、バンド部10のバンド穴12にバックル部14の突起部16を挿入することで、生体情報検出装置400を手首に装着する。なお、バンド部10は、バックル部14の代わりに尾錠を有する構成としてもよい。   The band unit 10 is for wrapping around the wrist of the user and mounting the biological information detection device 400. The band part 10 has a band hole 12 and a buckle part 14. The buckle portion 14 has a band insertion portion 15 and a projection portion 16. The user inserts one end side of the band unit 10 into the band insertion unit 15 of the buckle unit 14, and inserts the protrusion 16 of the buckle unit 14 into the band hole 12 of the band unit 10, whereby the biological information detection device 400 is configured. Wear on your wrist. In addition, the band part 10 is good also as a structure which has a buckle instead of the buckle part 14. FIG.

ケース部30は、生体情報検出装置400の本体部に相当するものである。ケース部30の内部には、センサー部40や不図示の回路基板等の生体情報検出装置400の種々の構成部品が設けられる。即ち、ケース部30は、これらの構成部品を収納する筐体である。   The case part 30 corresponds to the main body part of the biological information detecting device 400. Various components of the biological information detection apparatus 400 such as the sensor unit 40 and a circuit board (not shown) are provided inside the case unit 30. That is, the case part 30 is a housing for housing these components.

ケース部30には発光窓部32が設けられている。発光窓部32は透光部材により形成されている。そしてケース部30には、フレキシブル基板に実装されたインターフェースとしての発光部が設けられており、この発光部からの光が、発光窓部32を介してケース部30の外部に出射される。   The case part 30 is provided with a light emitting window part 32. The light emitting window 32 is formed of a light transmissive member. The case portion 30 is provided with a light emitting portion as an interface mounted on a flexible substrate, and light from the light emitting portion is emitted to the outside of the case portion 30 through the light emitting window portion 32.

生体情報検出装置400は、図2(A)等に示すようにユーザーの手首に装着され、当該装着された状態で脈波情報(広義には生体情報)の計測が行われる。具体的には、センサー部40は発光部と受光部を有する光電センサーを含み、当該光電センサーを用いて脈波情報を計測する。なお、光電センサーを用いた脈波情報の計測については広く知られた手法であるため詳細な説明は省略する。また、生体情報検出装置400の装着部位は足首、指、上腕などでもよい。   The biological information detection apparatus 400 is worn on the user's wrist as shown in FIG. 2A and the like, and pulse wave information (biological information in a broad sense) is measured in the worn state. Specifically, the sensor unit 40 includes a photoelectric sensor having a light emitting unit and a light receiving unit, and measures pulse wave information using the photoelectric sensor. Note that measurement of pulse wave information using a photoelectric sensor is a well-known technique, and thus detailed description thereof is omitted. Further, the wearing part of the biological information detection apparatus 400 may be an ankle, a finger, an upper arm, or the like.

また、生体情報検出装置400は図3(A)〜図4のバンド型(腕時計型)のものに限定されず、胸に装着するバンド型装置、頸部等に貼り付ける装置、メガネ型(顔装着型)装置等、種々の装置を用いることが可能である。さらに、搭載されるセンサーも光電センサーに限定されず、超音波センサーや体動センサー(例えば加速度センサー)、GPS受信機などの位置センサー等、種々のセンサーを利用可能である。   The biological information detection device 400 is not limited to the band type (watch type) shown in FIGS. 3A to 4, but is a band type device worn on the chest, a device attached to the neck, etc., and a glasses type (face) Various devices such as a wearable device can be used. Furthermore, the sensor to be mounted is not limited to the photoelectric sensor, and various sensors such as an ultrasonic sensor, a body motion sensor (for example, an acceleration sensor), and a position sensor such as a GPS receiver can be used.

生体情報検出装置400により検出された脈波センサー情報は、ネットワークNEを介して端末装置300に送信され、端末装置300(生体情報処理システム100)の情報取得部110により取得される。或いは、生体情報検出装置400と、端末装置300とをUSB(Universal Serial Bus)やmicroUSB等を用いて有線接続してもよい。   The pulse wave sensor information detected by the biological information detection device 400 is transmitted to the terminal device 300 via the network NE and acquired by the information acquisition unit 110 of the terminal device 300 (biological information processing system 100). Alternatively, the biological information detection device 400 and the terminal device 300 may be connected by wire using a USB (Universal Serial Bus), a microUSB, or the like.

端末装置300は、図2(A)ではスマートフォンのような小型携帯端末を示したが、これに限定されずPC等の据え置き型の機器であってもよい。端末装置300は、狭義には表示部を含む。そして、処理部130で生成された脈波情報や自律神経状態情報は、端末装置300の表示部で表示されるものであってもよい。   Although the terminal device 300 is a small portable terminal such as a smartphone in FIG. 2A, the terminal device 300 is not limited to this and may be a stationary device such as a PC. The terminal device 300 includes a display unit in a narrow sense. Then, the pulse wave information and the autonomic nerve state information generated by the processing unit 130 may be displayed on the display unit of the terminal device 300.

また、図3(A)〜図4では、生体情報検出装置400として表示部を有さない装置の例を示したが、これには限定されず、生体情報検出装置400が表示部を有してもよい。一例としては、図3(A)〜図4と同様にユーザーの手首に装着される腕時計型の装置であって、時計の文字盤に相当する位置にLCDや有機ELディスプレイ等の表示部を配置した装置が考えられる。   3A to 4 illustrate an example of a device that does not have a display unit as the biological information detection device 400. However, the present invention is not limited to this, and the biological information detection device 400 has a display unit. May be. As an example, it is a wristwatch type device that is worn on the wrist of the user in the same manner as in FIGS. 3A to 4, and a display unit such as an LCD or an organic EL display is arranged at a position corresponding to the dial of the watch. The device which was made can be considered.

生体情報検出装置400が表示部を有する場合、処理部130で求められた脈波情報等は、生体情報検出装置400の表示部に表示されてもよい。ただし、生体情報検出装置400は図2(A)等に示したようにユーザーの手首等に装着される機器となるため、表示部の面積、解像度が端末装置300に比べて劣ることが想定される。そのため、処理部130では、端末装置300の表示部に表示する場合に比べて、表示する情報量を減らしたり、アイコン(スタンプ)等を用いて視覚的にわかりやすい形態で表示が行われるような処理を行うとよい。   When the biological information detection device 400 includes a display unit, the pulse wave information obtained by the processing unit 130 may be displayed on the display unit of the biological information detection device 400. However, since the biological information detection device 400 is a device that is worn on the user's wrist as shown in FIG. 2A and the like, it is assumed that the area and resolution of the display unit are inferior to those of the terminal device 300. The For this reason, the processing unit 130 reduces the amount of information to be displayed compared to the case where it is displayed on the display unit of the terminal device 300, or a process in which display is performed in a form that is visually easy to understand using an icon (stamp) or the like. It is good to do.

また、端末装置300と生体情報検出装置400の両方が表示部を有し、脈波情報等がその両方で表示されてもよい。また、端末装置300も1つに限定されず、例えば端末装置300としてスマートフォンとPCの両方を用いる変形実施も可能である。また、サーバーシステム200が表示部を有し、脈波情報等をサーバーシステム200の表示部に表示してもよい。   Moreover, both the terminal device 300 and the biological information detection device 400 may have a display unit, and pulse wave information or the like may be displayed on both. Moreover, the terminal device 300 is not limited to one, For example, the terminal device 300 can be modified using both a smartphone and a PC. Further, the server system 200 may include a display unit, and pulse wave information and the like may be displayed on the display unit of the server system 200.

また、以上では本実施形態に係る生体情報処理システム100が端末装置300により実現されるものとしたがこれには限定されない。例えば、本実施形態に係る生体情報処理システム100は端末装置300ではなく、サーバーシステム200により実現されてもよい。この場合の構成例が図2(A)或いは図2(B)である。サーバーシステム200は、PC等の端末装置300、特にスマートフォン等の携帯端末装置として実現される端末装置300に比べれば処理性能や記憶領域、バッテリー容量に余裕があることが多い。そのため、生体情報処理システム100をサーバーシステム200により実現することで、高速に(或いはより多くの脈波センサー情報を対象として)脈波情報を求める処理を行うこと等が可能になる。   In the above description, the biological information processing system 100 according to the present embodiment is realized by the terminal device 300, but is not limited thereto. For example, the biological information processing system 100 according to the present embodiment may be realized by the server system 200 instead of the terminal device 300. A configuration example in this case is FIG. 2 (A) or FIG. 2 (B). The server system 200 often has a margin in processing performance, storage area, and battery capacity as compared with the terminal device 300 such as a PC, particularly the terminal device 300 realized as a mobile terminal device such as a smartphone. Therefore, by realizing the biological information processing system 100 with the server system 200, it is possible to perform processing for obtaining pulse wave information at high speed (or for more pulse wave sensor information).

なお、ネットワークNEは、Bluetooth(登録商標)等の短距離無線通信(NFC)を含んでもよい。そのため、生体情報検出装置400と端末装置300が短距離無線通信により接続され、端末装置300がインターネット等によりサーバーシステム200に接続されるという実施形態も考えられる。つまり、生体情報検出装置400からの脈波センサー情報をサーバーシステム200である生体情報処理システム100で取得する場合に、端末装置300等の他の装置を介した通信を行ってもよい。具体的には、脈波センサー情報が生体情報検出装置400から短距距離無線通信で端末装置300に送信され、当該脈波センサー情報がインターネット等を介してサーバーシステム200に送信されるという形態が可能である。このような具体例を図示したものが図2(C)である。   The network NE may include short-range wireless communication (NFC) such as Bluetooth (registered trademark). Therefore, an embodiment in which the biological information detection device 400 and the terminal device 300 are connected by short-range wireless communication and the terminal device 300 is connected to the server system 200 by the Internet or the like is also conceivable. That is, when the pulse wave sensor information from the biological information detection device 400 is acquired by the biological information processing system 100 that is the server system 200, communication via another device such as the terminal device 300 may be performed. Specifically, the pulse wave sensor information is transmitted from the biological information detection device 400 to the terminal device 300 by short-range wireless communication, and the pulse wave sensor information is transmitted to the server system 200 via the Internet or the like. Is possible. FIG. 2C illustrates such a specific example.

また、サーバーシステム200は、1つのサーバー装置(処理装置)により構成されてもよいがこれに限定されず、複数のサーバー装置の集合として実現されてもよい。例えば、サーバーシステム200はデータベースサーバーや、アプリケーションサーバー等の集合であってもよい。その場合、各サーバー装置は相互に関連をもって動作可能であればよいため、物理的に近い位置に設けられる必要はなく、離れた位置に配置され、ネットワークNEにより接続される形態であってもよい。   The server system 200 may be configured by one server device (processing device), but is not limited thereto, and may be realized as a set of a plurality of server devices. For example, the server system 200 may be a set of database servers, application servers, and the like. In that case, since each server apparatus should just be able to operate | move in relation with each other, it is not necessary to be provided in the physically close position, The form arrange | positioned in the distant position and connected by network NE may be sufficient. .

また本実施形態に係る生体情報処理システム100を端末装置300、サーバーシステム200以外の機器により実現してもよい。例えば、端末性能の向上、或いは利用形態等を考慮した場合、生体情報検出装置400により本実施形態に係る生体情報処理システム100が実現される実施形態も否定されない。この場合、情報取得部110は同一装置内の脈波センサー42(例えば図4のセンサー部40)からの脈波センサー情報を取得することになる。生体情報検出装置400により生体情報処理システム100が実現される場合、当該生体情報処理システム100では、大量のユーザーを対象として脈波情報の算出をする必要性は低く、生体情報検出装置400を使用する1又は少数のユーザーを対象とすればよい。つまり、生体情報検出装置400の処理性能等でもユーザーの要求を満たす可能性は十分考えられる。   Further, the biological information processing system 100 according to the present embodiment may be realized by a device other than the terminal device 300 and the server system 200. For example, when improvement of terminal performance or usage pattern is taken into consideration, an embodiment in which the biological information processing system 100 according to the present embodiment is realized by the biological information detection device 400 is not denied. In this case, the information acquisition unit 110 acquires pulse wave sensor information from the pulse wave sensor 42 (for example, the sensor unit 40 in FIG. 4) in the same apparatus. When the biological information processing system 100 is realized by the biological information detection device 400, the biological information processing system 100 uses the biological information detection device 400 because it is less necessary to calculate pulse wave information for a large number of users. One or a small number of users may be targeted. In other words, the possibility of satisfying the user's request is also conceivable in the processing performance of the biological information detecting apparatus 400.

また、以上ではサーバーシステム200、端末装置300、生体情報検出装置400のいずれか1つの装置により生体情報処理システム100が実現されるものとしたがこれに限定されることもない。例えば、脈波センサー情報の取得、取得した脈波センサー情報に基づく脈波情報の演算が、複数の装置の分散処理により実現されてもよい。具体的には、サーバーシステム200、端末装置300、生体情報検出装置400のうちの少なくとも2つ以上の装置により生体情報処理システム100が実現されてもよい。或いは、他の装置において本実施形態に係る処理を行ってもよく、本実施形態に係る生体情報処理システム100は種々の装置(或いは装置の組み合わせ)により実現が可能である。   In the above description, the biological information processing system 100 is realized by any one of the server system 200, the terminal device 300, and the biological information detection device 400. However, the present invention is not limited to this. For example, acquisition of pulse wave sensor information and calculation of pulse wave information based on the acquired pulse wave sensor information may be realized by distributed processing of a plurality of devices. Specifically, the biological information processing system 100 may be realized by at least two of the server system 200, the terminal device 300, and the biological information detection device 400. Alternatively, the processing according to the present embodiment may be performed in another device, and the biological information processing system 100 according to the present embodiment can be realized by various devices (or combinations of devices).

また、本実施形態の手法は生体情報処理システム100に適用されるものには限定されない。例えば、本実施形態の手法は、脈波センサー42からの脈波センサー情報を取得する情報取得部110と、脈波センサー情報に基づいて脈波情報を求める処理部130として、コンピューターを機能させ、処理部130は、推定脈拍情報を求め、求めた推定脈拍情報に基づいて、脈波センサー情報から特定される脈波の波形を近似する近似式のパラメーターを設定し、パラメーター設定された近似式に基づいて、脈波情報を求めるプログラムに適用できる。   Further, the method of the present embodiment is not limited to that applied to the biological information processing system 100. For example, the method of the present embodiment causes the computer to function as an information acquisition unit 110 that acquires pulse wave sensor information from the pulse wave sensor 42 and a processing unit 130 that obtains pulse wave information based on the pulse wave sensor information. The processing unit 130 obtains estimated pulse information, sets parameters of an approximate expression that approximates the waveform of the pulse wave specified from the pulse wave sensor information based on the obtained estimated pulse information, and sets the approximate expression in which the parameters are set. Based on this, it can be applied to a program for obtaining pulse wave information.

このプログラムは、例えば、図2(A)の端末装置300に搭載され、端末装置300を用いて脈波情報を求める場合(端末装置300を生体情報処理システム100として動作させる場合)に利用可能である。本実施形態に係るプログラムは、一例としては、スマートフォンである端末装置300上で動作するアプリケーションであってもよい。また、このプログラムは、サーバーシステム200に搭載されサーバーシステム200を動作させるものであってもよいし、生体情報検出装置400に搭載され生体情報検出装置400を動作させるもの(狭義にはファームウェア)であってもよいし、複数の機器に対して搭載されるものであってもよい。   For example, this program is installed in the terminal device 300 of FIG. 2A and can be used when pulse wave information is obtained using the terminal device 300 (when the terminal device 300 is operated as the biological information processing system 100). is there. As an example, the program according to the present embodiment may be an application that operates on the terminal device 300 that is a smartphone. Further, this program may be one that is installed in the server system 200 and operates the server system 200, or one that is installed in the biological information detection device 400 and operates the biological information detection device 400 (firmware in a narrow sense). There may be one installed in a plurality of devices.

3.脈波情報算出処理
次に本実施形態に係る脈波情報を求める手法の詳細を説明する。具体的には、推定脈拍情報を求めて近似式のパラメーターを設定する処理、近似式に基づくピーク検出処理を説明することで、本実施形態の処理の基本的な流れを説明する。また、本実施形態に係る付随的な処理として、パラメーターの再設定処理、検出したピークの破棄判定処理について説明し、最後に図8〜図12のフローチャートを用いて本実施形態に係る処理の流れを説明する。
3. Pulse Wave Information Calculation Processing Details of a method for obtaining pulse wave information according to this embodiment will be described next. Specifically, the basic flow of the processing of the present embodiment will be described by explaining processing for obtaining estimated pulse information and setting parameters of an approximate expression, and peak detection processing based on the approximate expression. In addition, as ancillary processing according to the present embodiment, parameter resetting processing and detected peak discard determination processing will be described, and finally the flow of processing according to the present embodiment using the flowcharts of FIGS. 8 to 12. Will be explained.

3.1 推定脈拍情報の算出とパラメーター設定
まず推定脈拍情報を求める処理と、求めた推定脈拍情報に基づいて近似式のパラメーターを設定する処理の詳細を説明する。上述したように、推定脈拍情報とは、脈拍情報を推定した情報(推定値)である。ここでの脈拍情報とは、脈波RR間隔或いは脈の周波数、脈拍数等の脈拍に関連する情報である。
3.1 Calculation of Estimated Pulse Information and Parameter Setting First, details of processing for obtaining estimated pulse information and processing for setting parameters of an approximate expression based on the obtained estimated pulse information will be described. As described above, the estimated pulse information is information (estimated value) obtained by estimating the pulse information. The pulse information here is information related to the pulse, such as the pulse wave RR interval, the pulse frequency, and the pulse rate.

推定脈拍情報は、上述したように高い精度である必要はない。よって、推定脈拍情報は、脈拍情報を求める手法として既に知られている手法を広く適用することが可能である。   The estimated pulse information does not need to be highly accurate as described above. Therefore, for the estimated pulse information, it is possible to widely apply a technique already known as a technique for obtaining the pulse information.

例えば、情報取得部110は、体動センサーからの体動センサー情報を取得し、処理部130は、体動センサー情報に基づいて、推定脈拍情報を求めてもよい。ここで、体動センサーは例えば生体情報検出装置400に含まれるものであってもよく、具体的には加速度センサーやジャイロセンサー、地磁気センサー、気圧センサー等、種々のセンサーにより実現可能である。ここでは、加速度センサーを体動センサーとして用いる例を説明する。   For example, the information acquisition unit 110 may acquire body motion sensor information from a body motion sensor, and the processing unit 130 may obtain estimated pulse information based on the body motion sensor information. Here, the body motion sensor may be included in, for example, the biological information detection apparatus 400, and specifically, can be realized by various sensors such as an acceleration sensor, a gyro sensor, a geomagnetic sensor, and an atmospheric pressure sensor. Here, an example in which an acceleration sensor is used as a body motion sensor will be described.

具体的には、処理部130は、体動センサー情報に基づいて、ユーザーの運動強度情報を求め、運動強度情報、最大脈拍情報及び安静時脈拍情報に基づいて、推定脈拍情報を求めてもよい。   Specifically, the processing unit 130 may obtain the user's exercise intensity information based on the body motion sensor information, and may obtain the estimated pulse information based on the exercise intensity information, the maximum pulse information, and the resting pulse information. .

従来、酸素摂取量VO2と心拍数HRとは相関があることが知られている。例えば、最大VO2をVO2m、安静時VO2をVO2rとし、安静時脈拍情報(安静時心拍数)をHRr、最大脈拍情報(最大心拍数)をHRmとした場合に、下式(1)のような関係が知られている。ただし、下式(1)の左辺では分時酸素摂取量を用いている。
Conventionally, it is known that there is a correlation between the oxygen intake VO2 and the heart rate HR. For example, when the maximum VO2 is VO2m, the resting VO2 is VO2r, the resting pulse information (resting heart rate) is HRr, and the maximum pulse information (maximum heart rate) is HRm, the following equation (1) The relationship is known. However, the minute oxygen intake is used in the left side of the following formula (1).

また、運動強度は最大酸素摂取量VO2mに対する比率として求められることも知られているため、体動センサー情報から運動強度情報を求め、上式(1)等を適用することで、心拍数HRを推定することが可能である。なお、加速度信号から運動強度を求め、概算心拍数を求める手法については、特許文献2に開示されている手法等、種々の手法が知られており、本実施形態ではそれらを広く適用可能である。推定脈拍情報として推定心拍数が求められれば、そこから推定脈波RR間隔等への変換は容易である。   Also, since it is known that the exercise intensity is obtained as a ratio to the maximum oxygen intake VO2m, the exercise intensity information is obtained from the body motion sensor information, and the heart rate HR is calculated by applying the above equation (1) or the like. It is possible to estimate. Various methods such as the method disclosed in Patent Document 2 are known as a method for obtaining exercise intensity from an acceleration signal and obtaining an approximate heart rate, and these methods can be widely applied in the present embodiment. . If the estimated heart rate is obtained as the estimated pulse information, the conversion to the estimated pulse wave RR interval or the like is easy.

ただし、推定脈拍情報を求める手法はこれに限定されない。例えば、処理部130は、脈波センサー情報に対して周波数変換処理を行い、周波数変換処理の結果に基づいて、推定脈拍情報を求めてもよい。   However, the method for obtaining the estimated pulse information is not limited to this. For example, the processing unit 130 may perform frequency conversion processing on the pulse wave sensor information and obtain estimated pulse information based on the result of the frequency conversion processing.

脈波センサー情報に対して周波数変換処理を行った場合、理想的には脈拍の周波周に対応する周波数にのみピークが現れることになるため、当該ピークの周波数を脈拍の周波数として推定すればよく、当該周波数に対応する周期を推定脈波RR間隔とすればよい。ただし、上述してきたように脈波センサー情報には種々のノイズが重畳されるため、周波数変換後に複数のピークが検出されることもある。その場合には、既知のノイズ低減処理を行って推定脈拍情報を求めてもよい。具体的には、体動情報を取得し、当該体動情報を周波数変換することで体動情報の周波数スペクトルを求め、脈波センサー情報の周波数スペクトルと体動情報の周波数スペクトルとの差分を取る処理を行ってもよい。このようにすれば、脈波センサー情報から体動に起因するノイズを低減し、適切な推定脈拍情報を求めることが可能になる。なお、単純に差分を取るのではなく適応フィルターを用いる等、周波数変換処理を行う場合におけるノイズ低減処理は種々の手法が知られており、本実施形態ではそれらを広く適用可能である。   When frequency conversion processing is performed on pulse wave sensor information, a peak appears ideally only at the frequency corresponding to the frequency of the pulse, so it is only necessary to estimate the frequency of the peak as the pulse frequency. The period corresponding to the frequency may be the estimated pulse wave RR interval. However, since various noises are superimposed on the pulse wave sensor information as described above, a plurality of peaks may be detected after frequency conversion. In that case, the estimated pulse information may be obtained by performing a known noise reduction process. Specifically, body motion information is acquired, and the frequency spectrum of the body motion information is obtained by frequency-converting the body motion information, and the difference between the frequency spectrum of the pulse wave sensor information and the frequency spectrum of the body motion information is obtained. Processing may be performed. If it does in this way, it will become possible to reduce the noise resulting from a body motion from pulse wave sensor information, and to obtain suitable presumed pulse information. Note that various methods are known for noise reduction processing when performing frequency conversion processing, such as using an adaptive filter instead of simply taking a difference, and can be widely applied in the present embodiment.

また、後述するピークの破棄判定処理のように、不適切なパラメーター設定が行われたことを検出可能であることに鑑みれば、推定脈拍情報を求める際には精度ではなく処理負荷の軽減を重視した処理を行ってもよい。例えば、処理部130は、処理対象タイミングよりも前に求められた脈波情報に基づいて、推定脈拍情報を求めてもよい。   In addition, considering that it is possible to detect that inappropriate parameter settings have been made, such as peak discard determination processing described later, emphasis is placed on reducing processing load rather than accuracy when obtaining estimated pulse information. The processing may be performed. For example, the processing unit 130 may obtain the estimated pulse information based on the pulse wave information obtained before the processing target timing.

本実施形態に係る処理が開始された直後を除いたタイミングでは、既に本実施形態に係る手法(近似式に基づくピーク検出)によりいくつかの脈波情報が求められている。それらの脈波情報は比較的信頼性の高い値であると考えられるため、当該脈波情報から推定脈拍情報を求めてもよい。一例としては、処理対象タイミングよりも過去に求められたn個の脈波情報の平均値を推定脈拍情報としてもよい。具体的には、各脈波情報から推定脈波RR間隔を求め、その平均値を推定脈波RR間隔とする処理が考えられる。   At the timing except immediately after the start of the process according to the present embodiment, some pulse wave information has already been obtained by the method according to the present embodiment (peak detection based on the approximate expression). Since the pulse wave information is considered to be a relatively reliable value, the estimated pulse information may be obtained from the pulse wave information. As an example, an average value of n pieces of pulse wave information obtained in the past from the processing target timing may be used as estimated pulse information. Specifically, a process for obtaining the estimated pulse wave RR interval from each pulse wave information and setting the average value as the estimated pulse wave RR interval can be considered.

また、推定脈拍情報は1つの手法により求められるものには限定されず、複数の手法を組み合わせてもよい。例えば、あるタイミングでは周波数変換処理により推定脈拍情報を求め、他のタイミングでは過去の脈波情報の平均から推定脈拍情報を求めるといった実施形態が可能である。   The estimated pulse information is not limited to that obtained by one method, and a plurality of methods may be combined. For example, an embodiment in which the estimated pulse information is obtained by frequency conversion processing at a certain timing and the estimated pulse information is obtained from an average of past pulse wave information at other timings is possible.

推定脈拍情報が求められたら、処理部130では近似式のパラメーターを設定する。ここでのパラメーターは、脈波センサー情報に対する近似式の適用範囲を設定するパラメーターである。上述してきたように、ノイズが重畳しない理想的な状態であれば、脈拍数の変動やDC成分自体の変動等は生じるものの、脈波センサー情報は正弦波に近い波形となる。つまり、脈波センサー情報の近似においては、正弦波の近似ができる程度の次数を用いればよく、次数pは2或いは3といった値で十分である。逆に、次数pを大きくしてしまうと近似式を求める処理負荷が大きくなってしまう。これは、近似式が高次になるため決定すべき係数(p次〜0次のp+1個)が増えるという理由もある。   When the estimated pulse information is obtained, the processing unit 130 sets parameters of an approximate expression. The parameter here is a parameter for setting an application range of the approximate expression for the pulse wave sensor information. As described above, in an ideal state in which noise is not superimposed, the pulse wave sensor information has a waveform close to a sine wave, although the fluctuation of the pulse rate and the fluctuation of the DC component itself occur. That is, in the approximation of the pulse wave sensor information, an order that can approximate the sine wave may be used, and a value such as 2 or 3 is sufficient for the order p. On the contrary, if the order p is increased, the processing load for obtaining the approximate expression increases. This is also because the approximation formula becomes higher order and the coefficient to be determined (p + 1 to pth order 0 + 1) increases.

いずれにせよ、本実施形態のように脈波センサー情報の近似を行うのであれば、次数pを可変に設定する必要性はさほど高くない。よって、近似式のパラメーターとして次数pを設定することは妨げられないが、より重要度の高いパラメーターは近似式の適用範囲である。   In any case, if the pulse wave sensor information is approximated as in the present embodiment, the necessity to set the order p variably is not so high. Therefore, although setting the order p as a parameter of the approximate expression is not hindered, the parameter having a higher importance is the application range of the approximate expression.

より具体的には、処理部130は、推定脈拍情報に基づいて、パラメーターとして、フレームサイズmの値を設定し、設定されたフレームサイズmに対応するフレーム内の脈波センサー情報を対象として、平滑化多項式フィルターを適用して近似式を求め、求めた近似式に基づいて脈波情報を求める。   More specifically, the processing unit 130 sets the value of the frame size m as a parameter based on the estimated pulse information, and targets the pulse wave sensor information in the frame corresponding to the set frame size m, An approximate expression is obtained by applying a smoothing polynomial filter, and pulse wave information is obtained based on the obtained approximate expression.

ここで平滑化多項式フィルターとは、例えばSavitzky-Golay平滑化フィルター(Savitzky-Golay smoothing filter, SG filter)であってもよい。Savitzky-Golay平滑化フィルターでは、当該フィルターの制御パラメーターとしてフレームサイズmと次数pの組(p,m)が用いられる。本実施形態では、推定脈拍情報に基づいて、上記フレームサイズmを設定すればよい。Savitzky-Golay平滑化フィルターを用いる手法(Savitzky-Golay法、Savitzky-Golayアルゴリズム)については、広く知られた手法であるため詳細な説明は省略する。また、本実施形態ではSavitzky-Golay平滑化フィルターを用いずに、一般的な最小自乗法等を用いてもよく、近似式を求める手法は種々の変形実施が可能である。   Here, the smoothing polynomial filter may be, for example, a Savitzky-Golay smoothing filter (SG filter). In the Savitzky-Golay smoothing filter, a set (p, m) of the frame size m and the order p is used as a control parameter of the filter. In the present embodiment, the frame size m may be set based on the estimated pulse information. Since the technique using the Savitzky-Golay smoothing filter (Savitzky-Golay method, Savitzky-Golay algorithm) is a widely known technique, a detailed description thereof will be omitted. In this embodiment, a general least square method or the like may be used without using the Savitzky-Golay smoothing filter, and various modifications can be made to the method for obtaining the approximate expression.

ここで、フレームサイズmに対応するフレームとは、処理対象タイミングでの脈波センサー情報、及び処理対象タイミングの前後各mサンプル分の脈波センサー情報からなる2m+1サンプル分のフレームであってもよい。その場合、処理部130は、推定脈拍情報として、脈波RR間隔の推定値である推定脈波RR間隔を求め、フレームサイズmにより表される2m+1サンプル分のフレームとして、推定脈波RR間隔の長さを含む所与の数値範囲内の長さに対応するフレームを設定する。   Here, the frame corresponding to the frame size m may be a frame of 2m + 1 samples including pulse wave sensor information at the processing target timing and pulse wave sensor information of m samples before and after the processing target timing. . In that case, the processing unit 130 obtains an estimated pulse wave RR interval that is an estimated value of the pulse wave RR interval as the estimated pulse information, and sets the estimated pulse wave RR interval as a frame of 2m + 1 samples represented by the frame size m. Set the frame corresponding to the length within the given numerical range including the length.

上述したように、本実施形態ではp=3(或いはp=2)を想定しているため、脈波の波形の1周期分の信号を近似式の適用範囲とすることが望ましい。よって、フレームサイズmの場合に、近似式の適用範囲が2m+1サンプル分であるとすれば、2m+1サンプル分の長さと、推定脈波RR間隔の長さとが対応するようにすればよい。一例としては、下式(2)を満たすようにフレームサイズmを設定すればよい。ただし、下式(2)のRRIは推定脈波RR間隔(msec)、Fsは脈波センサー情報を取得するサンプリングレートを表す。
As described above, since p = 3 (or p = 2) is assumed in the present embodiment, it is desirable that the signal for one cycle of the waveform of the pulse wave be an application range of the approximate expression. Therefore, in the case of the frame size m, if the applicable range of the approximate expression is 2m + 1 samples, the length corresponding to 2m + 1 samples may correspond to the length of the estimated pulse wave RR interval. As an example, the frame size m may be set so as to satisfy the following expression (2). In the following equation (2), RRI represents an estimated pulse wave RR interval (msec), and Fs represents a sampling rate for acquiring pulse wave sensor information.

上式(2)において、(RRI×FS)/1000が推定脈波RR間隔の長さの時間に含まれるサンプル数を表す。つまり、上式(2)を用いた場合、近似式の適用範囲が、推定脈波RR間隔の2/3倍以上、5/4倍以下となるようにフレームサイズmを設定していることになる。ただし、フレームサイズmの設定は上式(2)に限定されるものではなく、下式(3)を用いてもよい。なお、下式(3)における係数α、βは、0<α<1<βを満たす値である。
In the above equation (2), (RRI × FS) / 1000 represents the number of samples included in the time of the length of the estimated pulse wave RR interval. That is, when the above equation (2) is used, the frame size m is set so that the application range of the approximate equation is 2/3 times or more and 5/4 times or less the estimated pulse wave RR interval. Become. However, the setting of the frame size m is not limited to the above equation (2), and the following equation (3) may be used. The coefficients α and β in the following expression (3) are values that satisfy 0 <α <1 <β.

なお、パラメーターmを設定した場合に、近似式の適用範囲(フレームの長さ)が2m+1サンプル分の範囲となるのは、Savitzky-Golay平滑化フィルターにおける一般的な手法である。これは、パラメーターmの定義によるものであるため、適用範囲に含まれる全サンプル数を近似式のパラメーターMと定義すれば、Mは下式(4)を満たすように設定すればよい。また、ここではデジタルフィルター処理(FIR平滑化フィルター処理)を想定しているため、サンプル数を単位として判定を行っているが、サンプリングレートFsがわかっていれば時間とサンプル数との変換は容易である。よって、近似式の適用範囲を設定するパラメーターとして、時間を表すパラメーターを用いる等の変形実施が可能である。
Note that, when the parameter m is set, the application range (frame length) of the approximate expression is a range of 2m + 1 samples, which is a general technique in the Savitzky-Golay smoothing filter. Since this is based on the definition of the parameter m, if the total number of samples included in the application range is defined as the parameter M of the approximate expression, M may be set so as to satisfy the following expression (4). In addition, since digital filter processing (FIR smoothing filter processing) is assumed here, determination is performed in units of samples. However, if the sampling rate Fs is known, conversion between time and number of samples is easy. It is. Therefore, it is possible to perform modifications such as using a parameter representing time as a parameter for setting the application range of the approximate expression.

具体的な数値例を図5(A)〜図7(B)を用いて説明する。なお、以下の例ではサンプリングレートFsは100Hzである。図5(A)のA1は取得された脈波センサー情報を表し、A2の縦の線が心電図から求められたR波の検出タイミングを表す。なお、図5(A)の横軸が時間(サンプリングタイミング)を表し、縦軸が信号値を表す。A2の心電図のR波検出タイミングの精度は高いと考えられるため、脈波センサー情報に基づいて、A2に対応するタイミングでピーク検出がされていれば、適切な処理を行えていると考えることができる。また、図5(A)からわかるように、脈波センサー情報はA4〜A6等の偽ピークを有しており、これらをピークとして検出しないことも必要となる。   Specific numerical examples will be described with reference to FIGS. 5 (A) to 7 (B). In the following example, the sampling rate Fs is 100 Hz. A1 in FIG. 5A represents the acquired pulse wave sensor information, and the vertical line of A2 represents the detection timing of the R wave obtained from the electrocardiogram. In FIG. 5A, the horizontal axis represents time (sampling timing), and the vertical axis represents a signal value. Since the accuracy of the R wave detection timing of the electrocardiogram of A2 is considered to be high, it may be considered that appropriate processing can be performed if peak detection is performed at the timing corresponding to A2 based on the pulse wave sensor information. it can. Further, as can be seen from FIG. 5A, the pulse wave sensor information has false peaks such as A4 to A6, and it is necessary not to detect these as peaks.

図5(A)の例では、心電図の結果から図に示した範囲での平均脈拍数が82(bpm)であることがわかっている。これをRR間隔に直すとRRI=60×1000/82=731.7(msec)となる。このRRIを上式(2)に代入すれば、フレームサイズmは24≦m≦45となる。以下、この範囲内のmを用いた場合に適切なピーク検出ができ、範囲外のmを用いた場合に適切なピーク検出ができないことを具体例を用いて説明する。   In the example of FIG. 5A, it is known from the result of the electrocardiogram that the average pulse rate in the range shown in the figure is 82 (bpm). When this is converted to the RR interval, RRI = 60 × 1000/82 = 731.7 (msec). If this RRI is substituted into the above equation (2), the frame size m becomes 24 ≦ m ≦ 45. Hereinafter, it will be described using a specific example that appropriate peak detection can be performed when m within this range is used, and proper peak detection cannot be performed when m outside the range is used.

図5(A)はm=25とした例である。この場合、後述するピーク検出処理により求められたピーク(上ピーク)をA3に示す。図5(A)からわかるように、心電図から求められたR波のタイミングA2と、平滑化多項式フィルターを適用して脈波センサー情報から求めた上ピークA3とがよく合致している。また、A4〜A6等をピークとして誤検出するようなこともない。結果として、図5(B)に示したように、求められる脈波RR間隔も心電図から求められるRR間隔に近い値となり、図5(A)、図5(B)の例ではその絶対誤差の平均は30msec程度に抑えることができる。つまり、上式(2)から求められる範囲内のフレームサイズmを用いた場合、適切な処理が可能である。   FIG. 5A shows an example in which m = 25. In this case, the peak (upper peak) obtained by the peak detection process described later is indicated by A3. As can be seen from FIG. 5A, the R wave timing A2 obtained from the electrocardiogram and the upper peak A3 obtained from the pulse wave sensor information by applying a smoothing polynomial filter are in good agreement. Moreover, there is no case where A4 to A6 etc. are erroneously detected as peaks. As a result, as shown in FIG. 5 (B), the obtained pulse wave RR interval is also close to the RR interval obtained from the electrocardiogram, and in the examples of FIGS. 5 (A) and 5 (B), its absolute error is The average can be suppressed to about 30 msec. That is, when the frame size m within the range obtained from the above equation (2) is used, appropriate processing is possible.

一方、図6(A)はm=15を設定した例である。図5(A)と同様に、B1が脈波センサー情報、B2がR波の検出タイミング、B3が脈波センサー情報に基づくピーク検出タイミングである。図6(A)からわかるように、R波の検出タイミングをピークとして検出することは可能であるが、ノイズに起因する偽ピークまで検出してしまっている(B4〜B6)。これは上述したように、近似式がノイズに起因する信号変化に追随してしまったことに起因する。つまり、不適切な点までピークとして検出してしまっているため、図6(B)に示したように求められる脈波RR間隔と心電図から求められるRR間隔との乖離が大きく、適切な処理とはいえない。   On the other hand, FIG. 6A shows an example in which m = 15 is set. As in FIG. 5A, B1 is pulse wave sensor information, B2 is R wave detection timing, and B3 is peak detection timing based on pulse wave sensor information. As can be seen from FIG. 6 (A), it is possible to detect the detection timing of the R wave as a peak, but a false peak caused by noise has been detected (B4 to B6). As described above, this is caused by the fact that the approximate expression follows the signal change caused by noise. That is, since an inappropriate point has been detected as a peak, the difference between the pulse wave RR interval obtained as shown in FIG. 6B and the RR interval obtained from the electrocardiogram is large. I can't say that.

また、図7(A)はm=50を設定した例である。図5(A)と同様に、C1が脈波センサー情報、C2がR波の検出タイミング、C3が脈波センサー情報に基づくピーク検出タイミングである。図7(A)からわかるように、ノイズに起因する偽ピークを検出することはないが、R波の検出タイミングをピークとして検出できていない箇所がある(C4)。これは上述したように、近似式の適用範囲が脈波の1周期より広くて、1つ以上の脈波ピークが含まれたため、近似誤差が大きくなったことに起因する。結果として、図7(B)に示したように求められる脈波RR間隔と心電図から求められるRR間隔との乖離が大きく、適切な処理とはいえない。   FIG. 7A shows an example in which m = 50 is set. Similarly to FIG. 5A, C1 is pulse wave sensor information, C2 is R wave detection timing, and C3 is peak detection timing based on pulse wave sensor information. As can be seen from FIG. 7A, a false peak due to noise is not detected, but there is a location where the detection timing of the R wave cannot be detected as a peak (C4). As described above, this is due to the fact that the approximation error is large because the application range of the approximate expression is wider than one period of the pulse wave and one or more pulse wave peaks are included. As a result, the difference between the pulse wave RR interval obtained as shown in FIG. 7B and the RR interval obtained from the electrocardiogram is large, which is not an appropriate process.

以上のように、上式(2)等によりフレームサイズmを設定することで、適切な処理を行うことが可能である。   As described above, it is possible to perform appropriate processing by setting the frame size m using the above equation (2) or the like.

3.2 ピーク検出処理
上述した処理により、推定脈拍情報に基づいて適切なフレームサイズmを設定し、近似式を求めることが可能になる。近似式が求められたら、当該近似式に基づいて脈波情報を求めればよい。ここでの脈波情報は種々の形態が考えられる。単純には、ノイズが低減された脈波の波形そのものであってもよいし、当該波形に基づいて求められる心拍数(bpm)や、脈信号の周波数(Hz)等の他の情報であってもよい。
3.2 Peak Detection Processing With the processing described above, it is possible to set an appropriate frame size m based on the estimated pulse information and obtain an approximate expression. If an approximate expression is obtained, pulse wave information may be obtained based on the approximate expression. Various types of pulse wave information can be considered here. Simply, it may be a pulse wave waveform itself with reduced noise, or other information such as a heart rate (bpm) or a pulse signal frequency (Hz) obtained based on the waveform. Also good.

例えば、処理部130は、脈波情報として、脈波RR間隔情報を求めてもよい。脈波RR間隔を求めることで、後述するように自律神経状態情報等を求めることが可能になる。脈波RR間隔は、脈波波形の周期に相当する情報であり、周期を求める手法は種々考えられる。なお、本実施形態における脈波RR間隔情報とは、脈波RR間隔そのものには限定されず、脈波RR間隔から求められる他の情報であってもよい。例えば、脈波RR間隔情報は、脈波RR間隔の分布情報等であってもよい。脈波RR間隔の分布情報とは、例えば脈波RR間隔の時系列的な変動を表す情報であってもよいし、所定期間内での脈波RR間隔の値のばらつきを表す情報であってもよい。   For example, the processing unit 130 may obtain pulse wave RR interval information as the pulse wave information. By obtaining the pulse wave RR interval, it becomes possible to obtain autonomic nerve state information and the like as will be described later. The pulse wave RR interval is information corresponding to the period of the pulse wave waveform, and various methods for obtaining the period are conceivable. The pulse wave RR interval information in the present embodiment is not limited to the pulse wave RR interval itself, and may be other information obtained from the pulse wave RR interval. For example, the pulse wave RR interval information may be distribution information of the pulse wave RR interval. The distribution information of the pulse wave RR interval may be, for example, information representing time-series fluctuation of the pulse wave RR interval, or information representing variation in the value of the pulse wave RR interval within a predetermined period. Also good.

処理部130は、近似式で表される波形のピーク検出処理、又は近似式で表される波形の微分信号を用いた処理に基づいて、脈波RR間隔を求めてもよい。具体的には、近似式で表される波形のピーク検出処理を行えば、ピーク間隔は周期を表す時間となるため、ピーク間隔を脈波RR間隔とすることができる。ただし、ノイズの全く重畳しない正弦波であれば問題ないが、複雑な形状の波形ではピークの探索が容易でない場合があり、一般的なピーク検出は微分信号を用いて行われる。本実施形態では近似式を求めることでノイズの影響を抑止しているが、その場合でも微分信号を用いることでピーク位置での値の変化が明確となるため、より精度の高いピーク検出が可能となる。なお、本実施形態に係る脈波情報は、広義には近似式で表される波形のピークを含むものである。   The processing unit 130 may obtain the pulse wave RR interval based on a peak detection process of the waveform represented by the approximate expression or a process using a differential signal of the waveform represented by the approximate expression. Specifically, if the peak detection processing of the waveform represented by the approximate expression is performed, the peak interval becomes a time representing the period, and thus the peak interval can be set as the pulse wave RR interval. However, there is no problem as long as the sine wave does not superimpose noise at all, but in the case of a complex waveform, the search for the peak may not be easy, and general peak detection is performed using a differential signal. In this embodiment, the influence of noise is suppressed by obtaining an approximate expression, but even in that case, the change in the value at the peak position becomes clear by using the differential signal, so that more accurate peak detection is possible. It becomes. Note that the pulse wave information according to the present embodiment includes a waveform peak represented by an approximate expression in a broad sense.

つまり、処理部130は、平滑化多項式フィルター適用後の脈波センサー情報(近似式)の微分信号を求め、微分信号に基づいて、脈波情報を求めてもよい。一例としては、所与の処理対象タイミングを中心とする、2m+1サンプル分の脈波センサー情報を適用範囲として近似式を求めた場合に、当該近似式を微分することで、上記所与の処理対象タイミングでの微分信号値を求めればよい。この場合、1つの近似式から1つの微分信号値が求められるため、各サンプリングタイミングにおいて微分信号値を求めれば、当該微分信号値の集合として上記微分信号が取得されることになる。   That is, the processing unit 130 may obtain a differential signal of the pulse wave sensor information (approximate expression) after applying the smoothing polynomial filter, and may obtain the pulse wave information based on the differential signal. As an example, when an approximate expression is obtained with the pulse wave sensor information for 2m + 1 samples centered on a given processing target timing as an application range, the above-mentioned given processing target is obtained by differentiating the approximate expression. What is necessary is just to obtain | require the differential signal value in a timing. In this case, since one differential signal value is obtained from one approximate expression, if the differential signal value is obtained at each sampling timing, the differential signal is acquired as a set of the differential signal values.

微分信号に基づいてピーク検出を行う場合、微分信号の値が0となる点(ゼロクロスポイント)を検出すればよい。微分信号が正から負へ変化するゼロクロスポイントは、元の信号における上ピークに対応し、微分信号が負から正へ変化するゼロクロスポイントは、元の信号における下ピークに対応する。よって例えば、図5(A)等に示すように上ピークの検出を行うのであれば、微分信号が正から負へ変化するゼロクロスポイントを探索すればよい。   When performing peak detection based on the differential signal, a point where the value of the differential signal is 0 (zero cross point) may be detected. The zero cross point at which the differential signal changes from positive to negative corresponds to the upper peak in the original signal, and the zero cross point at which the differential signal changes from negative to positive corresponds to the lower peak in the original signal. Therefore, for example, if the upper peak is detected as shown in FIG. 5A, a zero cross point where the differential signal changes from positive to negative may be searched.

或いは、近似式で表される波形の周期が求められればよいため、近似式のゼロクロスポイントの間隔を脈波RR間隔としてもよい。その場合、近似式のゼロクロスポイントを直接探索してもよいし、微分信号のピーク検出を行ってもよい。   Alternatively, since it is only necessary to obtain the period of the waveform represented by the approximate expression, the interval between the zero cross points in the approximate expression may be set as the pulse wave RR interval. In that case, the zero cross point of the approximate expression may be searched directly, or the peak of the differential signal may be detected.

以上をまとめると、近似式で表される波形のピーク或いはゼロクロスポイントを探索する処理、又は、近似式で表される波形の微分波形のゼロクロスポイント或いはピークを探索処理により、脈波RR間隔を求めることができる。   In summary, the pulse wave RR interval is obtained by searching for the peak or zero cross point of the waveform represented by the approximate expression, or by searching for the zero cross point or peak of the differential waveform of the waveform represented by the approximate expression. be able to.

また、以上では微分信号として1次微分信号を想定したがこれに限定されず、2次微分、3次微分等を用いる変形実施も可能である。その場合、上ピークを求めるのであれば3次微分のゼロクロスポイントであって、2次微分が負の極小値となるといった条件により判定を行えばよい。   In the above description, a primary differential signal is assumed as the differential signal. However, the present invention is not limited to this, and modifications using secondary differentiation, tertiary differentiation, and the like are possible. In this case, if the upper peak is to be obtained, the determination may be made under the condition that it is a zero cross point of the third derivative and the second derivative becomes a negative minimum value.

3.3 パラメーターの再設定
上述してきたように、本実施形態では推定脈拍情報に基づいて適切なパラメーター(狭義にはフレームサイズm)を設定する。そのため特許文献1に開示された手法に比べて、計算負荷を軽減することが可能と考えられる。しかし、上述したように適切なフレームサイズmは処理対象タイミングでのRR間隔に応じた値となるところ、人のRR間隔は状態に応じて大きく変動することが知られている。例えば、RR間隔は300msec〜1500msec程度の範囲で変動することが知られている。
3.3 Parameter Reset As described above, in the present embodiment, an appropriate parameter (frame size m in a narrow sense) is set based on the estimated pulse information. Therefore, it is considered that the calculation load can be reduced as compared with the method disclosed in Patent Document 1. However, as described above, the appropriate frame size m is a value corresponding to the RR interval at the processing target timing, and it is known that the human RR interval varies greatly depending on the state. For example, it is known that the RR interval varies in the range of about 300 msec to 1500 msec.

つまり、複数通りのフレームサイズmを用いて総当たり的に処理を行う特許文献1のような手法をとらないものとすれば、RR間隔の変動に合わせてフレームサイズmを変更するという処理が必要になる。仮に、全処理対象タイミングで(近似式を求める全てのタイミングで)推定脈拍情報を求め、フレームサイズmを求め直せば、上記RR間隔の変動にも対応できる。しかし、処理負荷の軽減を考慮すれば、そのような処理は好ましくない。つまり、所定の条件、タイミングでフレームサイズmを変更していくことが好ましいが、フレームサイズを変更するタイミングや条件についての開示は、従来手法にみられるものでなかった。   In other words, if the technique as in Patent Document 1 in which omnidirectional processing is performed using a plurality of frame sizes m is not used, processing for changing the frame size m in accordance with the change in the RR interval is necessary. become. If the estimated pulse information is obtained at all processing target timings (at all timings for obtaining the approximate expression) and the frame size m is obtained again, it is possible to cope with the fluctuation of the RR interval. However, such processing is not preferable in consideration of reduction in processing load. That is, it is preferable to change the frame size m at a predetermined condition and timing, but disclosure of the timing and condition for changing the frame size has not been found in the conventional method.

よって本実施形態では、適切な条件、タイミングで近似式のパラメーター(フレームサイズm)を変更する手法を提案する。具体的には、情報取得部110は、体動センサーからの体動センサー情報を取得し、処理部130は、体動センサー情報に基づいて、ユーザーの行動パターンを求め、行動パターンが変化したと判定された場合に、パラメーターの再設定処理を行ってもよい。   Therefore, the present embodiment proposes a method of changing the approximate expression parameter (frame size m) under appropriate conditions and timing. Specifically, the information acquisition unit 110 acquires body motion sensor information from the body motion sensor, and the processing unit 130 obtains the user's behavior pattern based on the body motion sensor information, and the behavior pattern has changed. If it is determined, parameter resetting processing may be performed.

ユーザーの行動パターンがわかれば、心拍数(脈拍数)の大小がある程度推測できるため、RR間隔の値もある程度推定できる。例えば睡眠状態ではRR間隔は非常に大きい値となるのに対して、激しい運動をしている場合にはRR間隔は非常に小さい値となる。さらにいえば、覚醒しているが動きが非常に少ない安静状態、日常生活における動作を行っている生活動作状態、ゆったりとしたウォーキング等の比較的軽い運動をしている状態等まで考慮すれば、例えばRR間隔は激しい運動<軽い運動<日常動作<安静状態<睡眠状態となることが想定される。いずれにせよ、ユーザーの行動パターンを分析し、その結果が変化していれば、RR間隔も変化していると考えることが可能である。   If the user's behavior pattern is known, the heart rate (pulse rate) can be estimated to some extent, so the value of the RR interval can also be estimated to some extent. For example, the RR interval becomes a very large value in the sleep state, whereas the RR interval becomes a very small value when exercising vigorously. Furthermore, if you consider a resting state that is awakening but very little movement, a state of life movement that performs activities in daily life, a state of relatively light exercise such as relaxing walking, etc., For example, the RR interval is assumed to be intense exercise <light exercise <daily motion <rest state <sleep state. In any case, if the user's behavior pattern is analyzed and the result changes, it can be considered that the RR interval also changes.

よって、行動パターンが変化したと判定された場合には、それまでのフレームサイズmでは対応できない可能性がある以上、パラメーターの再設定処理を行うとよい。逆に考えれば、行動パターンが変化していないのであれば、それまでのフレームサイズmを継続して利用可能であると考えられる。つまり、行動パターンが変化したか否かを条件とすることで、適切な条件、タイミングでパラメーターを再設定(変更)することができる。具体的には、不適切なパラメーターをそのまま使い続けることを抑止できるため、処理精度を確保できるとともに、再設定処理を不必要に行うことを抑止できるため、処理負荷の増大も抑止可能である。   Therefore, when it is determined that the behavior pattern has changed, the parameter resetting process may be performed because there is a possibility that the behavior cannot be handled by the frame size m until then. Conversely, if the behavior pattern has not changed, it is considered that the previous frame size m can be used continuously. That is, by setting whether or not the behavior pattern has changed, it is possible to reset (change) the parameters with appropriate conditions and timing. Specifically, since it is possible to prevent the use of an inappropriate parameter as it is, it is possible to ensure the processing accuracy and to prevent the resetting process from being performed unnecessarily, and thus it is possible to suppress an increase in processing load.

体動センサー情報に基づく行動パターンの分析手法については、既に知られている手法を広く適用することが可能である。例えば、特許文献3に開示されているように、加速度センサー情報に基づいて行動パターンを分析してもよい。特許文献3では、2軸以上の(広義には3軸の)加速度センサーにおいて、いずれかの軸を主要軸として決定し、主要軸での情報に基づいて安静、生活動作、ランニング、ウォーキング、筋力トレーニング、自転車、体操、その他の運動といった行動パターンを分析している。   As a behavior pattern analysis method based on body motion sensor information, it is possible to widely apply a known method. For example, as disclosed in Patent Document 3, an action pattern may be analyzed based on acceleration sensor information. In Patent Document 3, in an acceleration sensor having two or more axes (three axes in a broad sense), one of the axes is determined as a main axis, and rest, life movement, running, walking, muscle strength are determined based on information on the main axis. Analyzes behavior patterns such as training, cycling, gymnastics and other exercises.

なお、ここでの行動パターンとはRR間隔の程度を推定可能な情報である。つまり特許文献3のように運動状態を細かく分析してもよいがこれに限定されず、簡略化した行動パターン分析を行ってもよい。例えば、第1の行動パターンに分類される運動と、第2の行動パターンに分類される運動とで運動強度が同程度であることがわかっていれば、第1,第2の行動パターンのいずれでもRR間隔は同程度であると推定される。その場合、第1,第2の行動パターンを2つに分けるのではなく、1つにまとめて処理を行ってもよい。   The action pattern here is information that can estimate the degree of the RR interval. In other words, the motion state may be analyzed finely as in Patent Document 3, but the present invention is not limited to this, and a simplified behavior pattern analysis may be performed. For example, if it is known that the exercise intensity classified into the exercise classified into the first behavior pattern and the exercise classified into the second behavior pattern are about the same, any of the first and second behavior patterns However, the RR interval is estimated to be similar. In that case, instead of dividing the first and second behavior patterns into two, the processing may be performed in one.

3.4 検出されたピークの削除(破棄)判定
また、近似式に基づいて求められたピーク(或いはピークやゼロクロスポイントから求められた脈波RR間隔等の脈波情報)を、そのまま採用する実施形態には限定されず、採用するか破棄するかの判定処理を行ってもよい。
3.4 Deletion (Destroy) Detection of Detected Peak In addition, the peak obtained based on the approximate expression (or pulse wave information such as the pulse wave RR interval obtained from the peak or zero cross point) is adopted as it is. It is not limited to a form, You may perform the determination process of employ | adopting or discarding.

具体的には、処理部130は、脈波センサー情報から特定される脈波(元波形)と、推定脈拍情報に基づいて求められる近似式から特定される脈波(近似式により表される波形)の誤差を求め、当該誤差が所与の閾値よりも大きい場合に、求められた脈波情報(狭義にはピーク)を削除する。   Specifically, the processing unit 130 determines the pulse wave (original waveform) specified from the pulse wave sensor information and the pulse wave specified from the approximate expression obtained based on the estimated pulse information (the waveform represented by the approximate expression). ), And when the error is larger than a given threshold, the obtained pulse wave information (peak in a narrow sense) is deleted.

図7(A)、図7(B)を用いて上述したように、フレームサイズmが過剰に大きい場合には検出されるピーク位置の精度が低く、求められる脈波RR間隔も誤差が大きくなる。これは、近似式の適用範囲が脈波の1周期より広くて、1つ以上の脈波ピークが含まれた波形をp次の多項式で無理に近似したために生じる誤差である。このような場合、求められる近似式から特定される脈波は、元の脈波センサー情報の波形との誤差が大きい。つまり、この誤差が過剰に大きい場合には、設定したパラメーターが不適切である、狭義には設定したフレームサイズmが過剰に大きいと推定できる。   As described above with reference to FIGS. 7A and 7B, when the frame size m is excessively large, the accuracy of the detected peak position is low, and the required pulse wave RR interval also has a large error. . This is an error that occurs because the application range of the approximate expression is wider than one period of the pulse wave, and a waveform including one or more pulse wave peaks is forcibly approximated by a p-order polynomial. In such a case, the pulse wave specified from the obtained approximate expression has a large error from the waveform of the original pulse wave sensor information. That is, when this error is excessively large, it can be estimated that the set parameter is inappropriate, or in a narrow sense, the set frame size m is excessively large.

その場合、求められたピークの信頼性が低いため、当該ピークをそのまま採用すると、上述したように当該ピークから求められる脈波情報の信頼性も低くなってしまう。よってこの場合には、求められたピークをその後の処理に利用せずに削除(破棄)するとよい。このようにすれば、精度の低い情報を出力することを抑止可能である。なお、2つの波形の誤差は、各サンプリングタイミングでの値の差分の自乗和(或いはその平方根)等を用いればよい。また、信頼性の低いピークはその後の処理に利用されなければ問題は生じないと考えられるため、データ自体を完全に削除せず、記憶領域上に保持していてもよい。ただし、信頼性の低いデータを誤って処理に利用してしまう可能性があることや、記憶領域の有効活用を考慮すれば、上記の信頼性の低いピークについては削除することが望ましいと言える。   In that case, since the reliability of the obtained peak is low, if the peak is adopted as it is, the reliability of the pulse wave information obtained from the peak is also lowered as described above. Therefore, in this case, the obtained peak may be deleted (discarded) without being used for the subsequent processing. In this way, it is possible to suppress outputting information with low accuracy. As the error between the two waveforms, the square sum (or the square root) of the difference between the values at each sampling timing may be used. In addition, since the peak with low reliability is considered not to cause a problem unless it is used for the subsequent processing, the data itself may not be completely deleted and may be held in the storage area. However, it can be said that it is desirable to delete the above-mentioned low-reliability peak in consideration of the possibility that data with low reliability may be erroneously used for processing, or considering the effective use of the storage area.

なお、図6(A)、図6(B)を用いて上述したように、フレームサイズmが過剰に小さい場合には、元波形と近似式との差が小さくなりすぎることにより偽ピークを検出してしまう。つまりここでの誤差が大きいか否かの判定は、基本的にはフレームサイズmがRR間隔に対して大きすぎることを検出するものであり、フレームサイズmがRR間隔に対して小さすぎることを検出することは想定していない。   As described above with reference to FIGS. 6A and 6B, when the frame size m is excessively small, a false peak is detected because the difference between the original waveform and the approximate expression becomes too small. Resulting in. That is, the determination of whether or not the error is large is basically to detect that the frame size m is too large with respect to the RR interval, and that the frame size m is too small with respect to the RR interval. It is not assumed to be detected.

また、検出したピークを単純に破棄し、当該処理対象タイミングでの処理を終了(次の処理対象タイミングの処理に移行)してもよいが、本実施形態の処理はこれに限定されない。例えば、処理部130は、誤差が所与の閾値よりも大きい場合に、パラメーターの再設定処理を行ってもよい。そして、再設定されたパラメーターにより再度ピークを求めることで、処理対象タイミングでのピークや脈波情報を精度よく求めることが可能になる。   Further, the detected peak may be simply discarded, and the processing at the processing target timing may be terminated (shift to the processing at the next processing target timing), but the processing of the present embodiment is not limited to this. For example, the processing unit 130 may perform the parameter resetting process when the error is larger than a given threshold value. And it becomes possible to obtain | require the peak and pulse wave information in a process target timing accurately by calculating | requiring a peak again by the reset parameter.

なお、上述したように誤差が大きい場合にはフレームサイズmがRR間隔に対して大きすぎると考えられる。よってここでの再設定処理は、上述した推定脈拍情報を再度求める必要はなく、既に求められているフレームサイズmを小さくする処理であってもよい。   As described above, when the error is large, it is considered that the frame size m is too large with respect to the RR interval. Therefore, the resetting process here does not need to obtain the above-described estimated pulse information again, and may be a process of reducing the already obtained frame size m.

また、推定脈拍情報を求める処理として同じ処理を再度行っても、求められる推定脈拍情報は同じであり、上式(2)から得られるフレームサイズmの範囲も同じとなる。仮に推定脈拍情報自体が大きく誤っていた場合、上式(2)から得られる範囲内でmを切り替えてもやはり適切な値とならない可能性がある。   Moreover, even if the same process is performed again as the process for obtaining the estimated pulse information, the obtained estimated pulse information is the same, and the range of the frame size m obtained from the above equation (2) is also the same. If the estimated pulse information itself is largely incorrect, there is a possibility that an appropriate value will not be obtained even if m is switched within the range obtained from the above equation (2).

よって、推定脈拍情報を求め直すことでパラメーターを再設定する場合には、前回の手法とは異なる手法により推定脈拍情報を求めてもよい。一例としては、体動センサー情報に基づいて求めた推定脈拍情報からパラメーター設定をしたら誤差が所与の閾値よりも大きくなった場合、再設定処理では脈波センサー情報の周波数変換処理を行って推定脈拍情報を求め、パラメーターを設定するといった処理を行ってもよい。   Therefore, when the parameter is reset by recalculating the estimated pulse information, the estimated pulse information may be obtained by a method different from the previous method. As an example, if a parameter is set from estimated pulse information obtained based on body motion sensor information and the error is larger than a given threshold, the reset processing performs estimation by performing frequency conversion processing of the pulse wave sensor information Processing such as obtaining pulse information and setting parameters may be performed.

3.5 フローチャート
図8〜図12を用いて本実施形態の処理の流れを説明する。図8が本実施形態に係る脈波情報(狭義には脈波RR間隔)を求める処理を説明するフローチャートである。この処理が開始されると、まず情報取得部110が脈波センサー情報を取得する(S101)。そして、何らかの手法により推定脈拍情報を求める(S102)。
3.5 Flowchart The processing flow of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a flowchart for explaining processing for obtaining pulse wave information (pulse wave RR interval in a narrow sense) according to the present embodiment. When this process is started, the information acquisition unit 110 first acquires pulse wave sensor information (S101). Then, the estimated pulse information is obtained by some method (S102).

S102の推定脈拍情報を求める処理を説明するフローチャートの一例が図9である。図9は体動センサー(加速度センサー)の体動センサー情報から運動強度を求め、当該運動強度から推定脈拍情報を求める手法に対応する。具体的には、まず体動センサー情報として加速度情報を取得し(S201)、加速度情報に基づいて体動量を算出する(S202)。体動量とは例えば加速度の絶対値和、自乗和等の値である。そして、求められた体動量に基づいて運動強度を求める(S203)。体動量と運動強度の値には相関があることが知られており、例えば特許文献2等に開示された手法を用いればよい。   FIG. 9 shows an example of a flowchart for explaining the processing for obtaining the estimated pulse information in S102. FIG. 9 corresponds to a method of obtaining exercise intensity from body motion sensor information of a body motion sensor (acceleration sensor) and obtaining estimated pulse information from the exercise intensity. Specifically, first, acceleration information is acquired as body motion sensor information (S201), and a body motion amount is calculated based on the acceleration information (S202). The amount of body movement is a value such as the sum of absolute values of acceleration, the sum of squares, and the like. Then, the exercise intensity is obtained based on the obtained amount of body movement (S203). It is known that there is a correlation between the amount of body movement and the value of exercise intensity. For example, the method disclosed in Patent Document 2 may be used.

さらに、運動強度と最大心拍数(HRm)、安静時心拍数(HRr)を用いて心拍数HRを推定する(S204)。S204は例えば上式(1)を用いればよく、この点も特許文献2等に詳細な記載がみられる。ここでは、推定脈拍情報としてRR間隔の推定値を用いることを想定しているため、S204で求められた心拍数(推定心拍数)をRR間隔に換算して推定脈拍情報とする(S205)。   Further, the heart rate HR is estimated using the exercise intensity, the maximum heart rate (HRm), and the resting heart rate (HRr) (S204). For example, the above equation (1) may be used for S204, and this point is also described in detail in Patent Document 2. Here, since it is assumed that the estimated value of the RR interval is used as the estimated pulse information, the heart rate (estimated heart rate) obtained in S204 is converted into the RR interval to be estimated pulse information (S205).

また、上述したように推定脈拍情報は他の手法により求めてもよい。推定脈拍情報を求める処理を説明するフローチャートの他の例が図10である。図10は所定期間の脈拍情報に対して周波数変換処理を行って推定脈拍情報を求める手法に対応する。具体的には、まず所定期間の脈波センサー情報を取得する(S301)。S301の処理は、例えば処理対象タイミング以前に取得され、記憶部120等に記憶されている脈波センサー情報を読み出す処理であってもよい。ここでの所定期間とは例えば上述したように16秒である。そして、S301で取得した所定期間の脈波センサー情報に対して周波数変換処理(狭義にはFFT)を行って当該所定期間での平均脈拍数を推定する。具体的には、周波数変換後の情報のピーク検出を行い、当該ピークに対応する周波数を脈の周波数とする処理等を行えばよい。さらに、S302で求められた平均脈拍数をRR間隔に換算して、推定脈拍情報とする(S303)。   Further, as described above, the estimated pulse information may be obtained by other methods. FIG. 10 shows another example of the flowchart for explaining the process for obtaining the estimated pulse information. FIG. 10 corresponds to a technique for obtaining estimated pulse information by performing frequency conversion processing on pulse information for a predetermined period. Specifically, first, pulse wave sensor information for a predetermined period is acquired (S301). The process of S301 may be a process of reading out the pulse wave sensor information acquired before the processing target timing and stored in the storage unit 120 or the like, for example. The predetermined period here is, for example, 16 seconds as described above. Then, frequency conversion processing (FFT in a narrow sense) is performed on the pulse wave sensor information obtained in S301 for the predetermined period, and the average pulse rate in the predetermined period is estimated. Specifically, the peak of information after frequency conversion may be detected, and the processing corresponding to the frequency corresponding to the peak may be performed. Further, the average pulse rate obtained in S302 is converted into an RR interval to obtain estimated pulse information (S303).

図9、図10等の処理により、図8のS102に示した推定脈拍情報を求める処理が実行される。図8に戻って説明を行う。S102の処理後には、求めた推定脈拍情報を用いて近似式のパラメーター(平滑化多項式フィルターのパラメーター)を設定する(S103)。具体的には、上式(2)等を用いて推定脈拍情報をRR間隔の変動範囲に換算し、当該範囲内の値をパラメーターとして設定すればよい。   The process for obtaining the estimated pulse information shown in S102 of FIG. 8 is executed by the processes of FIGS. Returning to FIG. After the process of S102, parameters of the approximate expression (parameters of the smoothing polynomial filter) are set using the obtained estimated pulse information (S103). Specifically, the estimated pulse information may be converted into the RR interval fluctuation range using the above equation (2) and the like, and a value within the range may be set as a parameter.

次に、設定されたパラメーターを用いて脈波情報、ここでは脈波RR間隔を算出する(S104)。S104の具体的な処理を説明するフローチャートが図11である。図11に示したように、まずS103でパラメーター設定された平滑化多項式フィルターを用いて、脈波センサー情報の微分信号を求め、当該微分信号を用いてピーク検出を行う(S401)。そして、ピーク間隔に対応する時間を脈波RR間隔として求める(S402)。   Next, pulse wave information, here, the pulse wave RR interval is calculated using the set parameters (S104). FIG. 11 is a flowchart for explaining specific processing of S104. As shown in FIG. 11, first, a differential signal of pulse wave sensor information is obtained using the smoothing polynomial filter whose parameters are set in S103, and peak detection is performed using the differential signal (S401). Then, the time corresponding to the peak interval is obtained as the pulse wave RR interval (S402).

S104の処理後、再度脈波センサー情報を取得する(S105)。なお、S105は次タイミング以降での処理に利用することを想定した脈波センサー情報の取得であり、S101と同様の処理を行えばよい。   After the process of S104, the pulse wave sensor information is acquired again (S105). Note that S105 is acquisition of pulse wave sensor information that is assumed to be used for processing after the next timing, and the same processing as S101 may be performed.

そして、加速度センサーからの情報に基づいて行動パターンの検出を行う(S106)。具体的な検出処理については、上述したように特許文献3等の手法を用いればよい。検出された行動パターンが、以前の(直前の)行動パターンから変化しているか否かの判定を行う(S107)。S107でNoの場合、すなわち行動パターンが変化していない場合には、RR間隔の変動が小さいことが想定されるため、S103の処理で求められた近似式のパラメーターを継続して利用してもよい。よって、パラメーターの再設定等はせずに、S104に戻って脈波RR間隔の算出処理を実行する。   Then, a behavior pattern is detected based on information from the acceleration sensor (S106). As for the specific detection process, as described above, the technique disclosed in Patent Document 3 may be used. It is determined whether or not the detected behavior pattern has changed from the previous (immediately previous) behavior pattern (S107). In the case of No in S107, that is, when the behavior pattern has not changed, it is assumed that the fluctuation of the RR interval is small, so even if the approximate expression parameter obtained in the process of S103 is continuously used. Good. Therefore, without resetting the parameters, the process returns to S104 and the calculation process of the pulse wave RR interval is executed.

一方、S107でYesの場合、すなわち行動パターンが変化している場合には、RR間隔の変動が大きいことが想定されるため、S103の処理で求められた近似式のパラメーターの継続利用はできない。よって、S102まで戻って、推定脈拍情報の算出(S102)、パラメーターの再設定(S103)を行ってから、脈波RR間隔の算出処理を実行する(S104)。   On the other hand, in the case of Yes in S107, that is, when the behavior pattern is changed, it is assumed that the RR interval varies greatly, and therefore the parameters of the approximate expression obtained in the process of S103 cannot be continuously used. Therefore, after returning to S102, calculation of the estimated pulse information (S102) and parameter reset (S103) are performed, and then the calculation process of the pulse wave RR interval is executed (S104).

また、本実施形態では上述したように、微分信号に基づいて求められたピークを破棄するか否かの判定を行ってもよい。当該処理を説明するフローチャートが図12である。図12は図8のS104に相当する処理であり、S104の処理として、図11ではなく図12を行ってもよい。   In the present embodiment, as described above, it may be determined whether or not to discard the peak obtained based on the differential signal. FIG. 12 is a flowchart for explaining the process. FIG. 12 shows a process corresponding to S104 of FIG. 8, and FIG. 12 may be performed instead of FIG. 11 as the process of S104.

この処理が開始されると、まずS401と同様にS103でパラメーター設定された平滑化多項式フィルターを用いて、脈波センサー情報の微分信号を求め、当該微分信号を用いてピーク検出を行う(S501)。その後、脈波センサー情報の元波形と、S501で求めた近似式の波形との誤差を求める(S502)。そして、求めた誤差が所与の閾値より大きいか否かを判定する(S503)。   When this processing is started, first, a differential signal of pulse wave sensor information is obtained using the smoothing polynomial filter set in S103 as in S401, and peak detection is performed using the differential signal (S501). . Thereafter, an error between the original waveform of the pulse wave sensor information and the waveform of the approximate expression obtained in S501 is obtained (S502). Then, it is determined whether or not the obtained error is larger than a given threshold value (S503).

S503でYesの場合には、S103で設定したパラメーターが適切でなかった(具体的にはRR間隔に対して大きすぎた)と判定し、S501で検出されたピークを採用せずに破棄する(S504)。一方、S503でNoの場合には、S501で検出されたピークを採用し、当該ピークを用いてRR間隔を算出する(S505)。   In the case of Yes in S503, it is determined that the parameter set in S103 is not appropriate (specifically, too large with respect to the RR interval), and the peak detected in S501 is not adopted and discarded ( S504). On the other hand, in the case of No in S503, the peak detected in S501 is adopted, and the RR interval is calculated using the peak (S505).

4.自律神経活動の判定
上述したように、本実施形態の処理部130は、近似式を用いて求められた脈波情報に基づいて、自律神経状態情報を推定してもよい。ここでの脈波情報とは狭義には脈波RR間隔である。
4). Determination of Autonomic Nerve Activity As described above, the processing unit 130 of the present embodiment may estimate the autonomic nerve state information based on the pulse wave information obtained using the approximate expression. The pulse wave information here is a pulse wave RR interval in a narrow sense.

自律神経には交感神経・副交感神経があり、日内・季節それぞれ活動状態に変動がある。一般的に日中の活動時には交感神経が優位になり、夜間の活動時では副交感神経が優位になる。季節では秋から冬に向かい交感神経が優位になり、春から夏に向かい副交感神経が優位になる。   Autonomic nerves include sympathetic nerves and parasympathetic nerves, and there are fluctuations in the activity state in each day and season. In general, sympathetic nerves dominate during daytime activities, and parasympathetic nerves dominate during nighttime activities. In the season, the sympathetic nerve is dominant from autumn to winter, and the parasympathetic nerve is dominant from spring to summer.

脈波情報から自律神経活動状態を判定するには、まず脈波RR間隔(脈拍間隔)をある程度の期間にわたって計測することで、図13(A)に示したような脈波RR間隔の時系列的なデータを取得する。脈波RR間隔は常時一定となるものではなく変動(ゆらぎ)が生じる。そして、当該変動は交感神経の活動と副交感神経の活動により生じることが知られており、且つ交感神経の活動による変動度合いと、副交感神経の活動による変動度合いが異なることも知られている。   In order to determine the autonomic nervous activity state from the pulse wave information, first, the pulse wave RR interval (pulse interval) is measured over a certain period of time, so that the time series of the pulse wave RR interval as shown in FIG. Specific data. The pulse wave RR interval is not always constant and varies (fluctuates). It is known that the fluctuation is caused by the activity of the sympathetic nerve and the activity of the parasympathetic nerve, and it is also known that the degree of fluctuation due to the activity of the sympathetic nerve is different from the degree of fluctuation due to the activity of the parasympathetic nerve.

そこで、脈波RR間隔の時系列的なデータを周波数変換する。周波数変換後のデータの一例を図13(B)に示す。図13(B)からわかるように、周波数変換後のデータからは、比較的低い周波数のピークLFと、比較的高い周波数のピークHFが取得される。   Therefore, frequency conversion is performed on time-series data of the pulse wave RR interval. An example of data after frequency conversion is shown in FIG. As can be seen from FIG. 13B, a relatively low frequency peak LF and a relatively high frequency peak HF are obtained from the data after frequency conversion.

LFは脈波RR間隔のゆっくりとした変化を表すものであり、主として交感神経および副交感神経の両方の活動を反映したものとなる。それに対して、HFは脈波RR間隔の素早い変化を表すものであり、主として副交感神経の活動を反映したものとなる。   LF represents a slow change in the pulse wave RR interval, and mainly reflects both sympathetic and parasympathetic activities. On the other hand, HF represents a quick change of the pulse wave RR interval, and mainly reflects the activity of the parasympathetic nerve.

このような特性を考慮すれば、LFとHFの比(例えばそれぞれのピークでの信号強度の比)を求めることで、脈波情報の計測期間において交感神経が優位であるか副交感神経が優位であるかを判定することが可能である。   If such characteristics are taken into account, the ratio of LF to HF (for example, the ratio of the signal intensity at each peak) is obtained, so that the sympathetic nerve is dominant or the parasympathetic nerve is dominant in the measurement period of the pulse wave information. It is possible to determine whether there is.

このように自律神経の状態を推定することができるが、推定された自律神経状態の情報の利用シーンも種々考えられる。一例としては、LF,HFから睡眠状態を判定してもよく、具体的にはLF/HFの値を用いればよい。LF/HFは交感神経が優位なほど大きく、副交感神経が優位なほど小さい値となる。よって第1の閾値Th1を設定し、LF/HF>Th1であれば交感神経が優位であるため覚醒状態と判定し、LF/HF≦Th1であれば副交感神経が優位であるため睡眠状態と判定する、といった手法が考えられる。   Although the state of the autonomic nerve can be estimated in this way, various usage scenes of information on the estimated autonomic nerve state are conceivable. As an example, the sleep state may be determined from LF and HF, and specifically, the value of LF / HF may be used. LF / HF is larger as the sympathetic nerve is dominant, and becomes smaller as the parasympathetic nerve is dominant. Therefore, the first threshold value Th1 is set, and if LF / HF> Th1, the sympathetic nerve is dominant and thus determined to be awake, and if LF / HF ≦ Th1, the parasympathetic nerve is dominant and determined to be the sleeping state. The method of doing is conceivable.

また、睡眠状態についても第2の閾値Th2(<Th1)を設定し、TH1≧LF/HF>Th2であれば睡眠状態の中では比較的交感神経が優位であるため睡眠が浅い状態(レム睡眠状態)と判定し、LF/HF≦Th2であれば副交感神経が優位であるため睡眠が深い状態(ノンレム睡眠状態)と判定すればよい。また、ノンレム睡眠状態の中での段階の判定を行うのであれば、ノンレム睡眠状態においてさらなる閾値を設けて判定を行えばよい。   In addition, the second threshold Th2 (<Th1) is set for the sleep state, and if TH1 ≧ LF / HF> Th2, the sympathetic nerve is relatively dominant in the sleep state, so that the sleep is shallow (REM sleep) State), and if LF / HF ≦ Th2, the parasympathetic nerve is dominant and the sleep state may be determined to be deep (non-REM sleep state). Moreover, if the determination of the stage in a non-REM sleep state is performed, the determination may be performed by providing a further threshold value in the non-REM sleep state.

或いは、心房細胞等の疾患では、当該疾患が交感神経に起因するものか、副交感神経(自律神経系としての迷走神経)に起因するものかに応じて、当該疾患への対応が異なる場合がある。その場合、当該疾患がいずれの神経に起因するものであるかを特定することは、治療において非常に有用と言える。つまり、ユーザーの自律神経の活動状態に関する情報を取得することで、交感神経依存型心房細動と迷走神経依存型心房細動の分類を容易にするといったことも可能であると考えられる。   Alternatively, in a disease such as an atrial cell, the response to the disease may differ depending on whether the disease is caused by a sympathetic nerve or a parasympathetic nerve (vagus nerve as an autonomic nervous system). . In that case, it can be said that it is very useful in treatment to identify which nerve the disease is caused by. That is, it is considered possible to facilitate classification of sympathetic nerve-dependent atrial fibrillation and vagus nerve-dependent atrial fibrillation by acquiring information on the activity state of the user's autonomic nerve.

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。また生体情報処理システム等の構成、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 biological information processing system and the like are not limited to those described in the present embodiment, and various modifications can be made.

10 バンド部、12 バンド穴、14 バックル部、15 バンド挿入部、
16 突起部、30 ケース部、32 発光窓部、40 センサー部、
42 脈波センサー、100 生体情報処理システム、110 情報取得部、
120 記憶部、130 処理部、200 サーバーシステム、300 端末装置、
400 生体情報検出装置、NE ネットワーク
10 band part, 12 band hole, 14 buckle part, 15 band insertion part,
16 Projection part, 30 Case part, 32 Light emission window part, 40 Sensor part,
42 pulse wave sensor, 100 biological information processing system, 110 information acquisition unit,
120 storage units, 130 processing units, 200 server systems, 300 terminal devices,
400 Biological information detection device, NE network

Claims (17)

脈波センサーからの脈波センサー情報を取得する情報取得部と、
前記脈波センサー情報に基づいて脈波情報を求める処理部と、
を含み、
前記処理部は、
推定脈拍情報を求め、求めた前記推定脈拍情報に基づいて、前記脈波センサー情報から特定される脈波の波形を近似する近似式のパラメーターを設定し、パラメーター設定された前記近似式に基づいて、前記脈波情報を求めることを特徴とする生体情報処理システム。
An information acquisition unit for acquiring pulse wave sensor information from the pulse wave sensor;
A processing unit for obtaining pulse wave information based on the pulse wave sensor information;
Including
The processor is
Estimated pulse information is obtained, and based on the obtained estimated pulse information, an approximate expression parameter that approximates the waveform of the pulse wave specified from the pulse wave sensor information is set, and the parameter is set based on the approximate expression. A biological information processing system for obtaining the pulse wave information.
請求項1において、
前記情報取得部は、
体動センサーからの体動センサー情報を取得し、
前記処理部は、
前記体動センサー情報に基づいて、ユーザーの行動パターンを求め、前記行動パターンが変化したと判定された場合に、前記パラメーターの再設定処理を行うことを特徴とする生体情報処理システム。
In claim 1,
The information acquisition unit
Get body motion sensor information from the body motion sensor,
The processor is
A biological information processing system, wherein a user's behavior pattern is obtained based on the body motion sensor information, and the parameter resetting process is performed when it is determined that the behavior pattern has changed.
請求項1又は2において、
前記処理部は、
前記脈波センサー情報から特定される脈波と、前記推定脈拍情報に基づいて求められる前記近似式から特定される脈波の誤差を求め、前記誤差が所与の閾値よりも大きい場合に、求められた前記脈波情報を削除することを特徴とする生体情報処理システム。
In claim 1 or 2,
The processor is
An error of a pulse wave specified from the pulse wave sensor information and an error of the pulse wave specified from the approximate expression obtained based on the estimated pulse information is obtained, and obtained when the error is larger than a given threshold value. A biological information processing system, wherein the received pulse wave information is deleted.
請求項3において、
前記処理部は、
前記誤差が前記所与の閾値よりも大きい場合に、前記パラメーターの再設定処理を行うことを特徴とする生体情報処理システム。
In claim 3,
The processor is
The biological information processing system, wherein the parameter resetting process is performed when the error is larger than the given threshold.
請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記パラメーターは、前記脈波センサー情報に対する前記近似式の適用範囲を設定するパラメーターであることを特徴とする生体情報処理システム。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
The biological information processing system, wherein the parameter is a parameter for setting an application range of the approximate expression for the pulse wave sensor information.
請求項1乃至5のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記脈波情報として、脈波RR間隔情報を求めることを特徴とする生体情報処理システム。
In any one of Claims 1 thru | or 5,
The processor is
A biological information processing system characterized by obtaining pulse wave RR interval information as the pulse wave information.
請求項6において、
前記処理部は、
前記近似式で表される波形のピーク検出処理、又は前記近似式で表される波形の微分信号を用いた処理に基づいて、前記脈波RR間隔情報を求めることを特徴とする生体情報処理システム。
In claim 6,
The processor is
A biological information processing system for obtaining the pulse wave RR interval information based on a peak detection process of a waveform represented by the approximate expression or a process using a differential signal of a waveform represented by the approximate expression .
請求項1乃至7のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記近似式に基づいて求められた前記脈波情報に基づいて、自律神経状態情報を推定することを特徴とする生体情報処理システム。
In any one of Claims 1 thru | or 7,
The processor is
A biological information processing system that estimates autonomic nerve state information based on the pulse wave information obtained based on the approximate expression.
請求項1乃至8のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記推定脈拍情報に基づいて、前記パラメーターとして、フレームサイズmの値を設定し、設定された前記フレームサイズmに対応するフレーム内の前記脈波センサー情報を対象として、平滑化多項式フィルターを適用して前記近似式を求め、前記近似式に基づいて前記脈波情報を求めることを特徴とする生体情報処理システム。
In any one of Claims 1 thru | or 8.
The processor is
Based on the estimated pulse information, a value of the frame size m is set as the parameter, and a smoothing polynomial filter is applied to the pulse wave sensor information in the frame corresponding to the set frame size m. The biological information processing system is characterized in that the approximate expression is obtained and the pulse wave information is obtained based on the approximate expression.
請求項9において、
前記フレームサイズmに対応するフレームとは、処理対象タイミングでの前記脈波センサー情報、及び前記処理対象タイミングの前後各mサンプル分の前記脈波センサー情報からなる2m+1サンプル分のフレームであり、
前記処理部は、
前記推定脈拍情報として、脈波RR間隔の推定値である推定脈波RR間隔を求め、前記フレームサイズmにより表される2m+1サンプル分のフレームとして、前記推定脈波RR間隔の長さを含む所与の数値範囲内の長さに対応するフレームを設定することを特徴とする生体情報処理システム。
In claim 9,
The frame corresponding to the frame size m is a frame for 2m + 1 samples consisting of the pulse wave sensor information at the processing target timing and the pulse wave sensor information for each m samples before and after the processing target timing,
The processor is
As the estimated pulse information, an estimated pulse wave RR interval that is an estimated value of the pulse wave RR interval is obtained, and the length of the estimated pulse wave RR interval is included as a frame of 2m + 1 samples represented by the frame size m. A biological information processing system characterized by setting a frame corresponding to a length within a given numerical range.
請求項9又は10において、
前記処理部は、
前記平滑化多項式フィルター適用後の前記脈波センサー情報の微分信号を求め、前記微分信号に基づいて、前記脈波情報を求めることを特徴とする生体情報処理システム。
In claim 9 or 10,
The processor is
A biological information processing system, wherein a differential signal of the pulse wave sensor information after application of the smoothing polynomial filter is obtained, and the pulse wave information is obtained based on the differential signal.
請求項1乃至11のいずれかにおいて、
前記情報取得部は、
体動センサーからの体動センサー情報を取得し、
前記処理部は、
前記体動センサー情報に基づいて、前記推定脈拍情報を求めることを特徴とする生体情報処理システム。
In any one of Claims 1 thru | or 11,
The information acquisition unit
Get body motion sensor information from the body motion sensor,
The processor is
The biological information processing system, wherein the estimated pulse information is obtained based on the body motion sensor information.
請求項12において、
前記処理部は、
前記体動センサー情報に基づいて、ユーザーの運動強度情報を求め、前記運動強度情報、最大脈拍情報及び安静時脈拍情報に基づいて、前記推定脈拍情報を求めることを特徴とする生体情報処理システム。
In claim 12,
The processor is
A biological information processing system that obtains exercise intensity information of a user based on the body motion sensor information and obtains the estimated pulse information based on the exercise intensity information, maximum pulse information, and resting pulse information.
請求項1乃至11のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記脈波センサー情報に対して周波数変換処理を行い、前記周波数変換処理の結果に基づいて、前記推定脈拍情報を求めることを特徴とする生体情報処理システム。
In any one of Claims 1 thru | or 11,
The processor is
A biological information processing system, wherein a frequency conversion process is performed on the pulse wave sensor information, and the estimated pulse information is obtained based on a result of the frequency conversion process.
請求項1乃至11のいずれかにおいて、
前記処理部は、
処理対象タイミングよりも前に求められた前記脈波情報に基づいて、前記推定脈拍情報を求めることを特徴とする生体情報処理システム。
In any one of Claims 1 thru | or 11,
The processor is
A biological information processing system characterized in that the estimated pulse information is obtained based on the pulse wave information obtained before the processing target timing.
脈波センサーからの脈波センサー情報を取得する情報取得部と、
前記脈波センサー情報に基づいて脈波情報を求める処理部として、
コンピューターを機能させ、
前記処理部は、
推定脈拍情報を求め、求めた前記推定脈拍情報に基づいて、前記脈波センサー情報から特定される脈波の波形を近似する近似式のパラメーターを設定し、パラメーター設定された前記近似式に基づいて、前記脈波情報を求めることを特徴とするプログラム。
An information acquisition unit for acquiring pulse wave sensor information from the pulse wave sensor;
As a processing unit for obtaining pulse wave information based on the pulse wave sensor information,
Make the computer work,
The processor is
Estimated pulse information is obtained, and based on the obtained estimated pulse information, an approximate expression parameter that approximates the waveform of the pulse wave specified from the pulse wave sensor information is set, and the parameter is set based on the approximate expression. A program for obtaining the pulse wave information.
脈波センサーからの脈波センサー情報を取得し、
推定脈拍情報を求め、
求めた前記推定脈拍情報に基づいて、前記脈波センサー情報から特定される脈波の波形を近似する近似式のパラメーターを設定し、
パラメーター設定された前記近似式に基づいて脈波情報を求める、
ことを特徴とする生体情報処理システムの制御方法。
Obtain pulse wave sensor information from the pulse wave sensor,
Find estimated pulse information,
Based on the obtained estimated pulse information, set an approximate expression parameter that approximates the waveform of the pulse wave specified from the pulse wave sensor information,
Find pulse wave information based on the parameterized approximate expression.
A control method for a biological information processing system.
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