JP2019097735A - Signal processing device, pulse analyzing device, signal processing method and program - Google Patents

Signal processing device, pulse analyzing device, signal processing method and program Download PDF

Info

Publication number
JP2019097735A
JP2019097735A JP2017230038A JP2017230038A JP2019097735A JP 2019097735 A JP2019097735 A JP 2019097735A JP 2017230038 A JP2017230038 A JP 2017230038A JP 2017230038 A JP2017230038 A JP 2017230038A JP 2019097735 A JP2019097735 A JP 2019097735A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detection signal
intensity
envelope
unit
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017230038A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
哲雄 眞野
Tetsuo Mano
哲雄 眞野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2017230038A priority Critical patent/JP2019097735A/en
Publication of JP2019097735A publication Critical patent/JP2019097735A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To generate a signal in which influence from body motion is reduced.SOLUTION: A signal processing device includes a signal processing unit for the more emphasizing a part the smaller the part with intensity of an envelope curve of a detection signal that indicates a temporal change of intensity of light that has passed through an organism.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、信号を処理する技術に関する。   The present invention relates to techniques for processing signals.

生体を通過した光の強度に応じた信号を処理する技術が従来から提案されている。例えば特許文献1には、生体を通過した光の強度に応じた電気信号から、被験者の血中酸素飽和度の算定に利用される包絡線データを生成する技術が開示されている。被験者の体動に起因する誤差を低減した血中酸素飽和度を算定するために、包絡線データが利用される。   Techniques for processing a signal according to the intensity of light passing through a living body have been conventionally proposed. For example, Patent Document 1 discloses a technique for generating envelope data used to calculate the blood oxygen saturation level of a subject from an electrical signal corresponding to the intensity of light passing through a living body. Envelope data is used to calculate blood oxygen saturation with a reduced error caused by the subject's body movement.

特開2012−24320号公報JP 2012-24320 A

しかし、特許文献1の技術では、体動に起因する誤差を充分に低減して血中酸素飽和度を高精度に算定することが必ずしもできない。以上の事情を考慮して、本発明の好適な態様は、体動の影響を低減した信号を生成することを目的とする。   However, with the technique of Patent Document 1, it is not always possible to calculate blood oxygen saturation with high accuracy by sufficiently reducing an error caused by body movement. In consideration of the above circumstances, a preferred embodiment of the present invention aims to generate a signal in which the influence of body movement is reduced.

以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様に係る信号処理装置は、生体を通過した光の強度の時間変化を表す検出信号のうち、当該検出信号の包絡線の強度が小さい部分ほど強調する。検出信号のうち体動が発生した部分における包絡線の強度は、体動がない部分の強度と比較して高くなる。以上の態様では、生体を通過した光の強度の時間変化を表す検出信号のうち、当該検出信号の包絡線の強度が小さい部分ほど強調されるから、体動の影響を低減した信号を生成することができる。   In order to solve the above problems, a signal processing device according to a preferred aspect of the present invention is a portion of a detection signal representing a temporal change in the intensity of light passing through a living body, where the intensity of the envelope of the detection signal is small. Emphasize. The strength of the envelope in the portion where body movement occurs in the detection signal is higher than the strength in the portion where there is no body movement. In the above aspect, of the detection signal representing the temporal change in the intensity of light having passed through the living body, the smaller the intensity of the envelope of the detection signal is emphasized, the signal with reduced influence of body movement is generated. be able to.

本発明の好適な態様において、信号処理部は、前記検出信号の前記包絡線を生成する包絡線生成部と、前記包絡線の強度をγ乗(γ>1)して抑制係数A(A>1)で乗算することで補正値を算定する演算処理部と、前記検出信号の強度を前記補正値で除算する除算部とを含む。以上の態様では、包絡線の強度をγ乗して抑制係数Aで乗算することで算定された補正値により、検出信号の強度が除算されるから、体動の影響を低減した信号を生成することができる。   In a preferred aspect of the present invention, the signal processing unit includes an envelope generation unit that generates the envelope of the detection signal, and a suppression coefficient A (A>) by multiplying the strength of the envelope by γ (γ> 1). It includes an arithmetic processing unit that calculates a correction value by multiplying by 1), and a division unit that divides the intensity of the detection signal by the correction value. In the above aspect, since the strength of the detection signal is divided by the correction value calculated by multiplying the strength of the envelope by the power of γ and multiplying by the suppression coefficient A, a signal in which the influence of body movement is reduced is generated. be able to.

本発明の好適な態様において、前記包絡線生成部は、前記検出信号の移動最大値の時系列を前記包絡線として生成する。以上の態様では、検出信号の移動最大値の時系列が包絡線として生成されるから、例えばヒルベルト変換により包絡線を生成する構成と比較して、信号処理装置の処理負荷が軽減される。   In a preferred aspect of the present invention, the envelope generation unit generates a time series of movement maximum values of the detection signal as the envelope. In the above aspect, since the time series of the movement maximum value of the detection signal is generated as the envelope, the processing load of the signal processing device is reduced as compared with the configuration in which the envelope is generated by Hilbert transform, for example.

本発明の好適な態様において、前記包絡線生成部は、前記検出信号を全波整流する全波整流回路と、前記全波整流後の信号を平滑化する平滑回路とを含む。以上の態様では、検出信号を全波整流して当該全波整流後の信号を平滑化することで、包絡線が特定されるから、例えばヒルベルト変換により包絡線を生成する構成と比較して、信号処理装置の処理負荷が軽減される。   In a preferred aspect of the present invention, the envelope generation unit includes a full wave rectification circuit for full wave rectification of the detection signal, and a smoothing circuit for smoothing the signal after the full wave rectification. In the above aspect, the envelope is identified by performing full-wave rectification on the detection signal and smoothing the full-wave rectified signal, so, for example, in comparison with a configuration that generates an envelope by Hilbert transform, The processing load of the signal processing device is reduced.

本発明の好適な態様に係る脈拍解析装置は、生体を通過した光の強度の時間変化を表す検出信号のうち、当該検出信号の包絡線の強度が小さい部分ほど強調する信号処理部と、
前記信号処理部による処理後の信号を周波数スペクトルに変換する変換部と、前記周波数スペクトルのうち強度が最大となるピークの周波数から前記生体の脈拍数を特定する脈拍特定部とを具備する。検出信号のうち体動が発生した部分における絡線の強度は、体動がない部分の強度と比較して高くなる。以上の態様では、生体を通過した光の強度の時間変化を表す検出信号のうち、当該検出信号の包絡線の強度が小さい部分ほど強調されるから、体動の影響を低減した信号を生成することができる。また、信号処理部による処理後の信号から生体の脈拍数が特定されるから、体動が発生した場合でも高精度に生体の脈拍数を特定することができる。
A pulse analysis device according to a preferred aspect of the present invention is a signal processing unit that emphasizes a portion of a detection signal representing a temporal change in the intensity of light having passed through a living body, the smaller the intensity of the envelope of the detection signal.
The signal processing unit includes a conversion unit that converts a signal processed by the signal processing unit into a frequency spectrum, and a pulse identification unit that identifies the pulse rate of the living body from the frequency of a peak at which the intensity is maximum among the frequency spectrum. The strength of the winding wire at the portion where body movement occurs in the detection signal is higher than the strength at the portion without body movement. In the above aspect, of the detection signal representing the temporal change in the intensity of light having passed through the living body, the smaller the intensity of the envelope of the detection signal is emphasized, the signal with reduced influence of body movement is generated. be able to. In addition, since the pulse rate of the living body is identified from the signal processed by the signal processing unit, the pulse rate of the living body can be identified with high accuracy even when body movement occurs.

本発明の好適な態様に係る信号処理方法は、生体を通過した光の強度の時間変化を表す検出信号のうち、当該検出信号の包絡線の強度が小さい部分ほど強調する。   A signal processing method according to a preferred aspect of the present invention emphasizes a portion of a detection signal representing a temporal change in intensity of light having passed through a living body, in a portion where the intensity of the envelope of the detection signal is small.

本発明の好適な態様に係るプログラムは、生体を通過した光の強度の時間変化を表す検出信号のうち、当該検出信号の包絡線の強度が小さい部分ほど強調する信号処理部としてコンピューターを機能させる。   A program according to a preferred aspect of the present invention causes a computer to function as a signal processing unit that emphasizes the smaller the intensity of the envelope of the detection signal in the detection signal representing the temporal change in the intensity of light passing through the living body. .

本発明の第1実施形態に係る脈拍解析装置の側面図である。It is a side view of a pulse analysis device concerning a 1st embodiment of the present invention. 脈拍解析装置の機能に着目した構成図である。It is the block diagram which paid its attention to the function of a pulse analysis device. 信号処理部の構成図である。It is a block diagram of a signal processing part. 前処理部が生成した検出信号を示すグラフである。It is a graph which shows the detection signal which the pre-processing part generated. 包絡線生成部が生成した包絡線を示すグラフである。It is a graph which shows the envelope which the envelope production | generation part produced | generated. 演算処理部が生成した補正包絡線を示すグラフである。It is a graph which shows the correction | amendment envelope which the arithmetic processing part produced | generated. 信号処理部が生成した検出信号を示すグラフである。It is a graph which shows the detection signal which the signal processing part generated. 変換部が生成した周波数スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the frequency spectrum which the conversion part generated. 制御装置が実行する処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process which a control apparatus performs. 体動の影響が含まれる検出信号を示すグラフである。It is a graph which shows the detection signal in which the influence of body movement is included. 図10の検出信号から生成された周波数スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the frequency spectrum produced | generated from the detection signal of FIG. 補正処理により生成された検出信号を示すグラフである。It is a graph which shows the detection signal generated by amendment processing. 図12の検出信号から生成された周波数スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the frequency spectrum produced | generated from the detection signal of FIG. 係数γおよび抑制係数Aの双方を1に設定した場合に生成される検出信号を示すグラフである。15 is a graph showing a detection signal generated when both the coefficient γ and the suppression coefficient A are set to 1. FIG. 係数γを1に設定した場合に生成される検出信号を示すグラフである。It is a graph which shows the detection signal produced | generated when coefficient (gamma) is set to one. 抑制係数Aを1に設定した場合に生成される検出信号を示すグラフである。It is a graph which shows the detection signal produced | generated when the suppression coefficient A is set to one. 図14から図16の検出信号から生成される周波数スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the frequency spectrum produced | generated from the detection signal of FIGS. 14-16. 第2実施形態に係る信号処理部の構成図である。It is a block diagram of the signal processing part which concerns on 2nd Embodiment. 包絡線生成部の回路図である。It is a circuit diagram of an envelope generation part. 第3実施形態に係る脈拍解析装置の使用例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the usage example of the pulse-analysis apparatus based on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る脈拍解析装置の他の使用例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other usage example of the pulse-analysis apparatus based on 3rd Embodiment. 変形例における脈拍解析装置の構成図である。It is a block diagram of the pulse-analysis apparatus in a modification. 変形例における脈拍解析装置の構成図である。It is a block diagram of the pulse-analysis apparatus in a modification. 変形例における脈拍解析装置の構成図である。It is a block diagram of the pulse-analysis apparatus in a modification.

<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る脈拍解析装置100の側面図である。脈拍解析装置100は、被験者の脈拍数(1分間における拍動の回数)を非侵襲的に測定する測定機器である。被験者の身体のうち特定の部位(以下「測定部位」という)Hに脈拍解析装置100が装着される。例えば手首や上腕が測定部位Hとして例示される。
First Embodiment
FIG. 1 is a side view of a pulse analysis device 100 according to a first embodiment of the present invention. The pulse analysis device 100 is a measurement device that non-invasively measures the pulse rate (the number of beats per minute) of a subject. The pulse analysis device 100 is attached to a specific region (hereinafter referred to as “measurement region”) H of the subject's body. For example, the wrist and the upper arm are illustrated as the measurement site H.

脈拍解析装置100は、測定部位Hに装着される。第1実施形態の脈拍解析装置100は、図1に例示される通り、筐体部12とベルト14とを具備する腕時計型の携帯機器である。脈拍解析装置100は、測定部位Hにベルト14を巻回することで被験者の身体に装着される。   The pulse analysis device 100 is attached to the measurement site H. The pulse analysis device 100 according to the first embodiment is, as illustrated in FIG. 1, a wristwatch-type portable device including a housing 12 and a belt 14. The pulse analysis device 100 is attached to the subject's body by winding the belt 14 around the measurement site H.

図2は、脈拍解析装置100の電気的な構成図である。脈拍解析装置100は、検出装置30と制御装置22と表示装置23とを具備する。制御装置22は、筐体部12の内部に設置される。表示装置23(例えば液晶表示パネル)は、図1に例示される通り、例えば筐体部12における測定部位Hとは反対側の表面に設置される。表示装置23は、測定結果を含む各種の画像を制御装置22による制御のもとで表示する。   FIG. 2 is an electrical block diagram of the pulse analysis device 100. As shown in FIG. The pulse analysis device 100 includes a detection device 30, a control device 22, and a display device 23. The control device 22 is installed inside the housing 12. The display device 23 (for example, a liquid crystal display panel) is installed, for example, on the surface of the housing 12 opposite to the measurement site H, as illustrated in FIG. The display device 23 displays various images including the measurement result under the control of the control device 22.

検出装置30は、測定部位Hの状態に応じた検出信号Zaを生成する光学センサーモジュールである。図2に例示される通り、第1実施形態の検出装置30は、発光部31と受光部32と駆動回路33とA/D変換器34とを具備する。発光部31および受光部32は、例えば筐体部12において測定部位Hに対向する位置に設置される。なお、駆動回路33およびA/D変換器34の一方または双方を検出装置30とは別体の外部回路として設置してもよい。   The detection device 30 is an optical sensor module that generates a detection signal Za according to the state of the measurement site H. As illustrated in FIG. 2, the detection device 30 according to the first embodiment includes a light emitting unit 31, a light receiving unit 32, a drive circuit 33, and an A / D converter 34. The light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 are installed, for example, at a position facing the measurement site H in the housing unit 12. Note that one or both of the drive circuit 33 and the A / D converter 34 may be installed as an external circuit separate from the detection device 30.

発光部31は、測定部位Hに光を照射する光源である。第1実施形態の発光部31は、例えばインコヒーレントな光を出射するLED(Light Emitting Diode)等の発光素子が発光部31として好適に利用される。駆動回路33は、発光部31を発光させる。なお、相異なる波長の光を出射する複数の発光部31を利用してもよい。   The light emitting unit 31 is a light source for irradiating the measurement site H with light. In the light emitting unit 31 of the first embodiment, for example, a light emitting element such as a light emitting diode (LED) that emits incoherent light is suitably used as the light emitting unit 31. The drive circuit 33 causes the light emitting unit 31 to emit light. In addition, you may utilize the several light emission part 31 which radiate | emits the light of a mutually different wavelength.

発光部31から測定部位Hに入射した光は、測定部位Hの内部を通過しながら拡散反射を繰返したうえで生体の外部に出射する。具体的には、測定部位Hの内部に存在する動脈(例えば、上腕動脈、橈骨動脈または尺骨動脈)等の血管と血管内の血液とを通過した光が測定部位Hから出射する。   The light incident on the measurement site H from the light emitting unit 31 passes through the inside of the measurement site H, repeats diffuse reflection, and exits the living body. Specifically, light passing through a blood vessel such as an artery (for example, the brachial artery, radial artery or ulnar artery) present inside the measurement site H and the blood in the blood vessel are emitted from the measurement site H.

受光部32は、測定部位Hから到来する光を受光する。第1実施形態の受光部32は、測定部位Hから到達する光の強度の時間変化を表す検出信号(つまり生体を通過した光の強度の時間変化を表す検出信号)Za’を生成する。例えば、受光部32は、受光強度に応じた電荷を発生するフォトダイオード(PD:Photo Diode)等の受光素子を含む。検出信号Za’は、測定部位Hからの受光強度に応じたアナログの電圧信号である。測定部位Hの内部の血管は、拍動と同等の周期で反復的に拡張および収縮するから、測定部位Hからの受光レベルに応じて受光部32が生成する検出信号Za’は、測定部位Hの血管の血流量の変動に対応した周期的な変動成分を含む脈波信号である。すなわち、検出信号Za’には、拍動を表す成分が含まれている。検出信号Za’の時間長は、想定される拍動の周期の2倍以上(例えば16秒)が好適である。以上の説明から理解される通り、第1実施形態の検出装置30は、発光部31と受光部32とが測定部位Hに対して片側に位置する反射型の光学センサーである。ただし、発光部31と受光部32とが測定部位Hを挟んで反対側に位置する透過型の光学センサーを検出装置30として利用してもよい。   The light receiving unit 32 receives light coming from the measurement site H. The light receiving unit 32 according to the first embodiment generates a detection signal representing a temporal change in the intensity of light arriving from the measurement site H (that is, a detection signal representing a temporal change in the intensity of light passing through the living body) Za ′. For example, the light receiving unit 32 includes a light receiving element such as a photodiode (PD: Photo Diode) that generates a charge according to the light receiving intensity. The detection signal Za 'is an analog voltage signal according to the light reception intensity from the measurement site H. The blood vessels inside the measurement site H repeatedly expand and contract in a cycle equivalent to the pulsation, so that the detection signal Za ′ generated by the light receiver 32 according to the light reception level from the measurement site H is the measurement site H The pulse wave signal includes a periodic fluctuation component corresponding to the fluctuation of the blood flow volume of the blood vessel. That is, the detection signal Za 'includes a component representing a beat. The time length of the detection signal Za 'is preferably twice or more (for example, 16 seconds) of the expected beat cycle. As understood from the above description, the detection device 30 according to the first embodiment is a reflective optical sensor in which the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 are positioned on one side of the measurement site H. However, a transmission type optical sensor in which the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 are located on the opposite side of the measurement site H may be used as the detection device 30.

A/D変換器34は、受光部32が生成したアナログの検出信号Za’からデジタルの検出信号Zaを生成する。検出信号Zaは、受光部32による受光の強度に応じたデジタル信号である。第1実施形態のA/D変換器34の分解能が12bit(4096段階)である場合を便宜的に想定する。なお、A/D変換器34の分解能は任意である。A/D変換器34が生成した検出信号Zaは、制御装置22に供給される。   The A / D converter 34 generates a digital detection signal Za from the analog detection signal Za 'generated by the light receiving unit 32. The detection signal Za is a digital signal corresponding to the intensity of light received by the light receiving unit 32. A case where the resolution of the A / D converter 34 of the first embodiment is 12 bits (4096 steps) is assumed for convenience. The resolution of the A / D converter 34 is arbitrary. The detection signal Za generated by the A / D converter 34 is supplied to the controller 22.

制御装置22は、CPU(Central Processing Unit)またはFPGA(Field-Programmable Gate Array)等の演算処理装置であり、脈拍解析装置100の全体を制御する。なお、制御装置22の機能を複数の集積回路に分散した構成、または、制御装置22の一部または全部の機能を専用の電子回路で実現した構成も採用され得る。第1実施形態の制御装置22は、記憶装置(図示略)に記憶されたプログラムを実行することで、検出装置30が生成した検出信号Zaから脈拍数を特定するための複数の機能(信号処理部221,変換部223,脈拍特定部225)を実現する。なお、制御装置22の一部の機能を専用の電子回路で実現してもよい。   The control device 22 is an arithmetic processing device such as a central processing unit (CPU) or a field-programmable gate array (FPGA), and controls the entire pulse analysis device 100. A configuration in which the functions of the control device 22 are distributed to a plurality of integrated circuits, or a configuration in which a part or all of the functions of the control device 22 are realized by dedicated electronic circuits may be employed. The control device 22 according to the first embodiment executes a program stored in a storage device (not shown) to perform a plurality of functions (signal processing for specifying a pulse rate from the detection signal Za generated by the detection device 30) The unit 221, the conversion unit 223, and the pulse identification unit 225) are realized. A part of the functions of the control device 22 may be realized by a dedicated electronic circuit.

図3は、信号処理部221の構成図である。信号処理部221は、A/D変換器34が生成した検出信号Zaから、脈拍数の特定に利用される時間領域の検出信号Zeを生成する。第1実施形態の信号処理部221は、前処理部81と包絡線生成部83と演算処理部85と除算部87とを具備する。   FIG. 3 is a block diagram of the signal processing unit 221. As shown in FIG. The signal processing unit 221 generates, from the detection signal Za generated by the A / D converter 34, a detection signal Ze in a time domain used to specify the pulse rate. The signal processing unit 221 of the first embodiment includes a preprocessing unit 81, an envelope generation unit 83, an arithmetic processing unit 85, and a dividing unit 87.

前処理部81は、A/D変換器34が生成した検出信号Zaから、拍動を表す成分を含む時間領域の検出信号Zbを生成する。図4は、検出信号Zbを示すグラフである。具体的には、前処理部81は、検出信号Zaのうち拍動を表す成分(例えば周波数帯域0.4Hz〜4Hz(24bpm〜240bpm)の成分)を抽出し、当該抽出した成分の強度が最小値を−1として最大値を1とする範囲になるように規格化することで、検出信号Zbを生成する。拍動を表す成分の抽出には、例えば特定の周波数帯域の成分を通過させる帯域通過フィルターが利用される。図4に例示される通り、検出信号Zbには、拍動に対応した周期的な変動成分の他に、被験者の突発的な体動に起因した成分も含まれ得る。検出信号Zbのうち体動が発生した部分(時間軸上の区間)Iの強度xは、他の部分の強度xよりも大きいという傾向が見られる。図4から把握される通り、検出信号Zbのうちの部分Iの強度xは、他の部分の強度xよりも大きいから、部分Iにおいて体動が発生したと推定される。なお、検出信号Zaから生成された検出信号Zbは、検出信号Zaと同様に、生体(測定部位H)を通過した光の強度を表す信号である。   The preprocessing unit 81 generates, from the detection signal Za generated by the A / D converter 34, a detection signal Zb in a time domain including a component representing a beat. FIG. 4 is a graph showing the detection signal Zb. Specifically, the preprocessing unit 81 extracts a component (for example, a component of a frequency band of 0.4 Hz to 4 Hz (24 bpm to 240 bpm)) representing a beat in the detection signal Za, and the intensity of the extracted component is minimum. The detection signal Zb is generated by normalizing the value to −1 and setting the maximum value to 1. For example, a band pass filter that passes a component of a specific frequency band is used to extract a component representing a beat. As illustrated in FIG. 4, the detection signal Zb may include, in addition to the periodic fluctuation component corresponding to the pulsation, a component resulting from the sudden body movement of the subject. There is a tendency that the intensity x of a portion (a section on the time axis) I where movement occurs in the detection signal Zb is larger than the intensity x of other portions. As understood from FIG. 4, the intensity x of the portion I of the detection signal Zb is larger than the intensities x of the other portions, so it is estimated that the body movement has occurred in the portion I. The detection signal Zb generated from the detection signal Za is a signal representing the intensity of light having passed through the living body (measurement site H), as with the detection signal Za.

図3の包絡線生成部83は、前処理部81が生成した検出信号Zbの包絡線Zcを生成する。図5は、包絡線生成部83が生成した包絡線を示すグラフである。第1実施形態の包絡線生成部83は、検出信号Zbの移動最大値の時系列を包絡線Zcとして生成する。具体的には、包絡線生成部83は、時間軸上で所定の時間ずつ移動させた複数の解析期間の各々について検出信号Zbの強度の最大値(すなわち移動最大値)を特定し、複数の最大値の時系列を包絡線として特定する。解析期間の時間長は、例えば想定され得る拍動の最大周期(約2.5秒)以下である。なお、脈拍解析装置100により測定した直近の脈拍数に応じた周期以下に解析期間の時間長を設定してもよい。包絡線Zcの強度X(つまり検出信号Zbの移動最大値)は、最大値を1とする範囲で変動する。   The envelope generation unit 83 in FIG. 3 generates an envelope Zc of the detection signal Zb generated by the preprocessing unit 81. FIG. 5 is a graph showing the envelope generated by the envelope generation unit 83. The envelope generation unit 83 of the first embodiment generates a time series of the movement maximum value of the detection signal Zb as an envelope Zc. Specifically, the envelope generation unit 83 specifies the maximum value (that is, the movement maximum value) of the strength of the detection signal Zb for each of a plurality of analysis periods moved by a predetermined time on the time axis. Identify the time series of maximum values as an envelope. The time length of the analysis period is, for example, equal to or less than the maximum cycle of pulsation (approximately 2.5 seconds) which can be assumed. Note that the time length of the analysis period may be set to a period equal to or less than the cycle corresponding to the latest pulse rate measured by the pulse analysis device 100. The intensity X of the envelope Zc (that is, the movement maximum value of the detection signal Zb) fluctuates in a range where the maximum value is 1.

図3の演算処理部85は、包絡線生成部83が生成した包絡線Zcの強度から補正値Vを算定する。補正値Vは、検出信号Zbを補正するための変数である。図6は、補正値Vの時間変化(以下「補正包絡線」という)Zdを示すグラフである。包絡線Zcの各強度Xについて補正値Vを算定することで、補正包絡線Zdが生成される。補正値Vは、以下の数式(1)の演算により算定される。すなわち、包絡線Zcの強度Xをγ乗(γ>1)して抑制係数A(A>1)で乗算することで補正値Vが算定される。強度Xをγ乗(Xγ)することで、強度Xをガンマ補正している。図6には、係数γを1.1441に設定し、抑制係数Aを3に設定した場合の補正値Vが示されている。係数γと抑制係数Aとの関係については後述する。数式(1)から理解される通り、包絡線Zcの強度Xが大きいほど補正値Vは大きくなる。つまり、補正包絡線Zdは、包絡線Zcの強度Xが大きい部分ほど強調された信号である。したがって、検出信号Zbのうち体動が発生した部分Iの包絡線Zcの強度Xは、体動がない部分の包絡線Zcの強度Xと比較して高くなる。

Figure 2019097735
The arithmetic processing unit 85 of FIG. 3 calculates the correction value V from the intensity of the envelope Zc generated by the envelope generation unit 83. The correction value V is a variable for correcting the detection signal Zb. FIG. 6 is a graph showing the time change of the correction value V (hereinafter referred to as “correction envelope”) Zd. A correction envelope Zd is generated by calculating the correction value V for each magnitude X of the envelope Zc. The correction value V is calculated by the following equation (1). That is, the correction value V is calculated by multiplying the strength X of the envelope Zc by γ (γ> 1) and multiplying by the suppression coefficient A (A> 1). The intensity X is subjected to gamma correction by raising the intensity X to the power of γ (X γ ). FIG. 6 shows the correction value V when the coefficient γ is set to 1.1441 and the suppression coefficient A is set to 3. The relationship between the coefficient γ and the suppression coefficient A will be described later. As understood from the equation (1), the correction value V becomes larger as the strength X of the envelope Zc becomes larger. That is, the correction envelope Zd is a signal in which the larger the strength X of the envelope Zc is, the more emphasized it is. Therefore, the intensity X of the envelope Zc of the portion I of the detection signal Zb where body movement has occurred is higher than the intensity X of the envelope Zc of the portion without body movement.
Figure 2019097735

図3の除算部87は、前処理部81が生成した検出信号Zbを補正値Vにより補正する。具体的には、除算部87は、検出信号Zbの強度xを補正値Vにより補正することで出力値x’を算定する。出力値x’は、以下の数式(2)の演算により算定される。具体的には、出力値x’は、検出信号Zbの強度xを補正値Vにより除算することで算定される。検出信号Zbのうち時間軸上の任意の時点における強度xを、包絡線Zcのうち当該時点における強度Xから算定された補正値Vにより除算することで、当該時点における出力値x’が算定される。時間軸上の相異なる複数の時点の各々について以上の演算を実行することで、図7の検出信号Zeが生成される。つまり、検出信号Zeは、出力値x’の時間変化を表す信号である。

Figure 2019097735
The divider 87 in FIG. 3 corrects the detection signal Zb generated by the pre-processor 81 using the correction value V. Specifically, the dividing unit 87 calculates the output value x ′ by correcting the intensity x of the detection signal Zb with the correction value V. The output value x 'is calculated by the following equation (2). Specifically, the output value x ′ is calculated by dividing the intensity x of the detection signal Zb by the correction value V. The output value x 'at the time is calculated by dividing the intensity x at an arbitrary time on the time axis of the detection signal Zb by the correction value V calculated from the intensity X at the time of the envelope Zc. Ru. The detection signal Ze of FIG. 7 is generated by performing the above-described operation for each of a plurality of different time points on the time axis. That is, the detection signal Ze is a signal representing a time change of the output value x ′.
Figure 2019097735

抑制係数Aと係数γとの関係について以下に詳述する。前述の通り、A/D変換器34の分解能は12bit(4096段階)であり、検出信号Zbは最小値−1と最大値+1との間で変化するから、包絡線Zcの強度Xは、最小値−1から最大値+1までの範囲を区分した4096段階の何れかの数値に設定される。強度Xが0になり得ると仮定すると、数式(1)の補正値Vが0となり、数式(2)がゼロ除算となる。ゼロ除算を回避する観点から、第1実施形態では、強度X(つまり検出信号Zbの強度x)の絶対値の最小値を1/2048に設定する。検出信号Zbの強度Xの絶対値と包絡線Zcの強度Xの絶対値とが最小値となる場合(すなわち、補正後の出力値x’が最大値となる場合)を想定すると、数式(2)は以下の数式(2a)に変形される。

Figure 2019097735
The relationship between the suppression coefficient A and the coefficient γ will be described in detail below. As described above, since the resolution of the A / D converter 34 is 12 bits (4096 steps) and the detection signal Zb changes between the minimum value -1 and the maximum value +1, the intensity X of the envelope Zc is the minimum It is set to any numerical value of 4096 steps dividing the range from the value -1 to the maximum value +1. Assuming that the intensity X can be 0, the correction value V of equation (1) is 0 and equation (2) is division by zero. From the viewpoint of avoiding division by zero, in the first embodiment, the minimum value of the absolute value of the intensity X (that is, the intensity x of the detection signal Zb) is set to 1/2048. Assuming that the absolute value of the intensity X of the detection signal Zb and the absolute value of the intensity X of the envelope Zc become the minimum values (that is, the corrected output value x ′ becomes the maximum value), ) Is transformed into the following equation (2a).
Figure 2019097735

数式(2a)は、出力値x'の最大値である。この最大値が1となるように数式(2a)を変形すると、以下の数式(3)が導出される。

Figure 2019097735

さらに、A/D変換器34が出力する数値の最大値をDmaxと表記すると、抑制係数Aと係数γとの関係を規定する以下の数式(4)が導出される。なお、数式(4)における対数の底は任意である。
Figure 2019097735
Equation (2a) is the maximum value of the output value x ′. When the equation (2a) is modified such that the maximum value becomes 1, the following equation (3) is derived.
Figure 2019097735

Furthermore, if the maximum value of the numerical values output by the A / D converter 34 is expressed as Dmax, the following equation (4) defining the relationship between the suppression coefficient A and the coefficient γ is derived. In addition, the base of the logarithm in Formula (4) is arbitrary.
Figure 2019097735

抑制係数Aを3に設定した場合、数式(4)の演算により、係数γは1.1441になる。以上に説明した通り、係数γと抑制係数Aとが数式(4)により規定されるから、包絡線Zcの強度Xが充分に小さい数値である場合でも、出力値x’が過大な数値に発散することを防止できる。第1実施形態の出力値x’は、最小値を−1として最大値を1とする範囲で変動する。   When the suppression coefficient A is set to 3, the coefficient γ becomes 1.1441 by the calculation of the equation (4). As described above, since the coefficient γ and the suppression coefficient A are defined by the equation (4), the output value x ′ diverges to an excessive numerical value even when the intensity X of the envelope Zc is a sufficiently small numerical value. Can be prevented. The output value x ′ of the first embodiment fluctuates in a range where the minimum value is −1 and the maximum value is 1.

前述の通り、検出信号Zbの包絡線Zcの強度Xが大きいほど補正値Vが大きくなる。したがって、出力値x’の時間変化を表す検出信号Zeは、検出信号Zbのうち、包絡線Zcの強度Xが大きい部分ほど抑圧された(つまり抑圧の度合が大きい)信号である。言い換えれば、検出信号Zbのうち、包絡線Zcの強度Xが小さい部分ほど強調された信号が検出信号Zeである。図7から把握される通り、検出信号Zeにおける部分Iの強度は、図4の検出信号Zbにおける部分Iの強度と比較して低減されている。具体的には、検出信号Zeにおける部分Iの強度が他の部分の強度よりも抑圧される。つまり、検出信号Zeは、検出信号Zbと比較して体動の影響が低減される。   As described above, the correction value V increases as the intensity X of the envelope Zc of the detection signal Zb increases. Therefore, the detection signal Ze representing the temporal change of the output value x 'is a signal which is suppressed (that is, the degree of suppression is larger) as the portion where the intensity X of the envelope Zc is larger in the detection signal Zb. In other words, of the detection signal Zb, a signal that is emphasized as the strength X of the envelope Zc decreases is the detection signal Ze. As understood from FIG. 7, the intensity of the portion I in the detection signal Ze is reduced as compared to the intensity of the portion I in the detection signal Zb of FIG. 4. Specifically, the intensity of the portion I in the detection signal Ze is suppressed more than the intensities of the other portions. That is, the detection signal Ze is reduced in the influence of the body movement as compared with the detection signal Zb.

以上の説明から理解される通り、第1実施形態では、検出信号Zbのうち当該検出信号Zbの包絡線Zcの強度が小さい部分ほど強調される(包絡線Zcの強度Xが大きい部分ほど抑圧される)から、体動の影響を低減した検出信号Zeを生成することができる。信号処理部221(具体的には包絡線生成部83、演算処理部85および除算部87)は、生体を通過した光の強度の時間変化を表す検出信号Zbのうち、当該検出信号Zbの包絡線Zcの強度が小さい部分ほど強調する要素として機能する。   As understood from the above description, in the first embodiment, the smaller the strength of the envelope Zc of the detection signal Zb is emphasized in the detection signal Zb (the larger the strength X of the envelope Zc is, the more suppressed) ), It is possible to generate a detection signal Ze in which the influence of body movement is reduced. The signal processing unit 221 (specifically, the envelope generating unit 83, the arithmetic processing unit 85, and the dividing unit 87) is an envelope of the detection signal Zb among the detection signals Zb representing a temporal change in the intensity of light passing through the living body. The smaller the strength of the line Zc, the more it functions as an emphasizing element.

図2の変換部223は、信号処理部221が生成した検出信号Zeを周波数スペクトルFに変換する。図8は、変換部223が生成した周波数スペクトルFを示すグラフである。周波数スペクトルFの生成には、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)等の公知の周波数解析が任意に採用され得る。脈拍特定部225は、周波数スペクトルFから被験者の脈拍数を特定する。具体的には、脈拍特定部225は、周波数スペクトルFのうち強度が最大となるピークの周波数から生体の脈拍数を特定する。例えば図8の例では、60bpm(beats per minute)が脈拍数として特定される。   The converter 223 in FIG. 2 converts the detection signal Ze generated by the signal processor 221 into a frequency spectrum F. FIG. 8 is a graph showing the frequency spectrum F generated by the converting unit 223. For generation of the frequency spectrum F, known frequency analysis such as fast Fourier transform (FFT) may be arbitrarily adopted. The pulse identification unit 225 identifies the pulse rate of the subject from the frequency spectrum F. Specifically, the pulse identification unit 225 identifies the pulse rate of the living body from the frequency of the peak at which the intensity is maximum in the frequency spectrum F. For example, in the example of FIG. 8, 60 bpm (beats per minute) is identified as the pulse rate.

図9は、制御装置22が実行する処理(以下「脈拍解析処理」という)のフローチャートである。例えば利用者からの指示を契機として、図9の脈拍解析処理が実行される。脈拍解析処理が実行されると、前処理部81は、検出信号Zaから検出信号Zbを生成する(Sa1)。包絡線生成部83は、検出信号Zbの包絡線Zcを生成する(Sa2)。演算処理部85は、包絡線Zcの強度Xから補正値Vを算定する(Sa3)。補正値Vは、前述の数式(1)の演算により算定される。除算部87は、前処理部81が生成した検出信号Zbを補正値Vにより補正する(Sa4)。具体的には、検出信号Zbの各強度xと補正値Vとから出力値x’を算定することで、検出信号Zeを生成する。出力値x’は、前述の数式(2)の演算により算定される。変換部223は、検出信号Zeを周波数スペクトルFに変換する(Sa5)。脈拍特定部225は、周波数スペクトルFから脈拍数を特定する(Sa6)。脈拍解析処理は、検出装置30が生成する検出信号Za毎に実行される。ステップSa2からステップSa4は、検出信号Zbのうち、当該検出信号Zbの包絡線Zcの強度が小さい部分ほど強調する処理(以下「強度補正処理」という)である。なお、脈拍解析装置100のうち強度補正処理を行う部分は、信号処理装置として機能する。   FIG. 9 is a flowchart of processing (hereinafter referred to as “pulse analysis processing”) executed by the control device 22. For example, the pulse analysis process of FIG. 9 is executed in response to an instruction from the user. When the pulse analysis process is executed, the preprocessing unit 81 generates a detection signal Zb from the detection signal Za (Sa1). The envelope generation unit 83 generates an envelope Zc of the detection signal Zb (Sa2). The arithmetic processing unit 85 calculates the correction value V from the intensity X of the envelope Zc (Sa3). The correction value V is calculated by the calculation of the above equation (1). The dividing unit 87 corrects the detection signal Zb generated by the preprocessing unit 81 with the correction value V (Sa4). Specifically, the detection signal Ze is generated by calculating the output value x 'from each intensity x of the detection signal Zb and the correction value V. The output value x 'is calculated by the operation of the above equation (2). The converter 223 converts the detection signal Ze into a frequency spectrum F (Sa5). The pulse identification unit 225 identifies a pulse rate from the frequency spectrum F (Sa6). The pulse analysis process is performed for each detection signal Za generated by the detection device 30. Steps Sa2 to Sa4 are processes (hereinafter referred to as "intensity correction process") of emphasizing a portion of the detection signal Zb where the intensity of the envelope Zc of the detection signal Zb is smaller. The portion of the pulse analysis device 100 that performs intensity correction processing functions as a signal processing device.

以下、強度補正処理(信号処理方法)による効果を説明する。ここで、例えば強度補正処理を実行しない構成(以下「対比例」という)を想定する。対比例では、体動の影響が含まれる検出信号Zbの周波数スペクトルFから脈拍数が特定される。   The effects of the intensity correction process (signal processing method) will be described below. Here, for example, a configuration in which the intensity correction process is not performed (hereinafter, referred to as a “contrast example”) is assumed. In the comparison example, the pulse rate is identified from the frequency spectrum F of the detection signal Zb including the influence of body movement.

図10は、適正な脈拍数に相当する60bpmで変動する周期波形のうち部分Iに体動の影響を付加した検出信号Zbを示すグラフである。検出信号Zbのうち部分Iの強度は、他の部分の強度よりも大きい。図11は、対比例により生成された周波数スペクトルFを示すグラフである。対比例では、検出信号Zbの変換により周波数スペクトルFが生成される。図11から把握される通り、脈拍数を表すピークP2の強度よりも体動を表すピークP1の強度が大きい。したがって、ピークP1の周波数(30bpm)が脈拍数として特定され得る。つまり、対比例では、脈拍数を正確に特定することができない。   FIG. 10 is a graph showing a detection signal Zb obtained by adding the influence of body movement to a portion I of a periodic waveform that fluctuates at 60 bpm, which corresponds to an appropriate pulse rate. The intensity of the portion I of the detection signal Zb is larger than the intensities of the other portions. FIG. 11 is a graph showing the frequency spectrum F generated by the comparative example. In the comparison example, the frequency spectrum F is generated by converting the detection signal Zb. As understood from FIG. 11, the intensity of the peak P1 representing body movement is larger than the intensity of the peak P2 representing the pulse rate. Thus, the frequency of peak P1 (30 bpm) may be identified as the pulse rate. That is, in the comparison example, the pulse rate can not be accurately identified.

図12は、前述の強度補正処理により、図10の検出信号Zbから生成された検出信号Zeを示すグラフである。図12から把握される通り、検出信号Zeにおける部分Iの強度は、他の部分と比較して抑圧されている(つまり体動の影響が低減されている)。図13は、検出信号Zeから生成された周波数スペクトルFを示すグラフである。図13から把握される通り、体動を表すピークP1よりも脈拍数を表すピークP2の強度が大きい。したがって、ピークP2の周波数(60bpm)が脈拍数として高精度に特定される。   FIG. 12 is a graph showing a detection signal Ze generated from the detection signal Zb of FIG. 10 by the above-described intensity correction processing. As understood from FIG. 12, the intensity of the portion I in the detection signal Ze is suppressed as compared to the other portions (that is, the influence of the body movement is reduced). FIG. 13 is a graph showing a frequency spectrum F generated from the detection signal Ze. As understood from FIG. 13, the intensity of the peak P2 representing the pulse rate is larger than the peak P1 representing the body movement. Therefore, the frequency (60 bpm) of the peak P2 is identified with high accuracy as the pulse rate.

以上の説明から理解される通り、第1実施形態では、検出信号Zbのうち、当該検出信号Zbの包絡線Zcの強度Xが小さい部分ほど強調されるから、体動の影響を低減した検出信号Zeを生成することができる。第1実施形態では特に、検出信号Zeから脈拍数が特定されるから、対比例(検出信号Zbから脈拍数を特定する構成)と比較して、高精度に生体の脈拍数を特定することができる。また、体動を検出するためのセンサー(例えば加速度センサー)等を利用して検出信号から体動の影響を低減する構成と比較して、体動を検出するためのセンサーが不要なので、脈拍解析装置100の小型化が可能である。   As understood from the above description, in the first embodiment, the smaller the intensity X of the envelope Zc of the detection signal Zb in the detection signal Zb is emphasized, the detection signal in which the influence of body movement is reduced Ze can be generated. In the first embodiment, in particular, since the pulse rate is identified from the detection signal Ze, the pulse rate of the living body can be identified with high accuracy as compared with the comparative example (configuration for identifying the pulse rate from the detection signal Zb). it can. Also, as compared with a configuration in which the influence of body movement is reduced from the detection signal using a sensor (for example, an acceleration sensor) or the like for detecting body movement, a sensor for detecting body movement is not necessary. The device 100 can be miniaturized.

図14から図16は、数式(2)の係数γおよび抑制係数Aの双方または何れか一方を1に設定した場合について生成される検出信号Zeを示すグラフである。図14から図16の検出信号Zeは、図10の検出信号Zbから生成された。図14には、係数γおよび抑制係数Aの双方を1に設定した場合(x’=x/X)が例示され、図15には、係数γを1に設定し、抑制係数Aを10に設定した場合(x’=x/(A×X))が例示され、図16には、係数γを1.3020、抑制係数Aを1に設定した場合(x’=x/Xγ)が例示されている。図16においては、係数γだけを1より大きい値に設定したことで、0秒以上4秒以下の範囲において、検出信号Zeにクリップが発生し、検出信号Zeの一部(具体的にはx’が1より大きい部分および−1より小さい部分)が欠落している。また、図14から図16の何れの場合についても、検出信号Zeにおける部分Iが他の部分よりも抑圧されていない。つまり、検出信号Zeに含まれる体動の影響が低減されない。したがって、図14から図16の検出信号Zeから生成される周波数スペクトルFは、図17に例示される通り、拍動を表すピークP2の強度よりも体動を表すピークP1の強度が大きい。つまり、体動を表すピークP1の周波数が脈拍数として特定される。以上の説明から理解される通り、数式(2)の係数γおよび抑制係数Aの双方を1より大きい値に設定することで、体動の影響を低減した(つまり部分Iを他の部分よりも抑圧した)検出信号Zeを生成することができる。 FIGS. 14 to 16 are graphs showing the detection signal Ze generated in the case where one or both of the coefficient γ and the suppression coefficient A of the equation (2) are set to 1. The detection signal Ze of FIGS. 14 to 16 is generated from the detection signal Zb of FIG. FIG. 14 exemplifies the case where both the coefficient γ and the suppression coefficient A are set to 1 (x ′ = x / X), and the coefficient γ is set to 1 and the suppression coefficient A is set to 10 in FIG. When set (x '= x / (A x X)) is illustrated, and when the coefficient γ is set to 1.3020 and the suppression coefficient A is set to 1 in Fig. 16 (x' = x / X γ ) It is illustrated. In FIG. 16, by setting only the coefficient γ to a value larger than 1, a clip occurs in the detection signal Ze in a range of 0 seconds to 4 seconds, and a part of the detection signal Ze (specifically, x Where 'is greater than 1 and less than -1) is missing. Further, in any case of FIGS. 14 to 16, the portion I in the detection signal Ze is not suppressed more than the other portions. That is, the influence of the body movement included in the detection signal Ze is not reduced. Therefore, as illustrated in FIG. 17, the frequency spectrum F generated from the detection signal Ze in FIGS. 14 to 16 has a larger intensity of the peak P1 representing body movement than the intensity of the peak P2 representing pulsation. That is, the frequency of the peak P1 representing body movement is identified as the pulse rate. As understood from the above description, by setting both the coefficient γ and the suppression coefficient A of the equation (2) to a value larger than 1, the influence of the body movement is reduced (that is, the part I is more than other parts The (suppressed) detection signal Ze can be generated.

実際の脈拍解析装置(以下「実製品」という)が前述の強度補正処理を行っているか否かの判断は、実製品において検出信号から脈拍数を算定する処理部に、拍動により変動する周期波形に体動の影響を付加した検出信号(例えば図10の検出信号Zb)を入力して、脈拍数を表すピークの周波数が脈拍数として表示された場合は、強度補正処理を採用している可能性が高い。他方、体動を表すピークの周波数が脈拍数として表示された場合は、強度補正処理を採用していないと言える。   The determination as to whether or not the actual pulse analysis device (hereinafter referred to as “the actual product”) is performing the above-described intensity correction process is a cycle that fluctuates due to pulsation in the processing unit that calculates the pulse rate from the detection signal in the actual product. When a detection signal (for example, the detection signal Zb in FIG. 10) obtained by adding the influence of body movement to a waveform is input and the peak frequency representing the pulse rate is displayed as a pulse rate, the intensity correction process is adopted. Probability is high. On the other hand, when the frequency of the peak representing body movement is displayed as the pulse rate, it can be said that the intensity correction process is not employed.

<第2実施形態>
本発明の第2実施形態を説明する。なお、以下に例示する各形態において作用または機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
Second Embodiment
A second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the element which an operation | movement or a function is the same as 1st Embodiment in each form illustrated below, the code | symbol used by description of 1st Embodiment is diverted and detailed description of each is abbreviate | omitted suitably.

第1実施形態では、信号処理部221の機能を制御装置22により実現したが、信号処理部221の機能の一部を電気回路により実現してもよい。第2実施形態では、信号処理部221のうち前処理部81と包絡線生成部83とを電気回路により実現し、信号処理部221のうち演算処理部85および除算部87が制御装置22により実現される。   In the first embodiment, the function of the signal processing unit 221 is realized by the control device 22, but a part of the function of the signal processing unit 221 may be realized by an electric circuit. In the second embodiment, the preprocessing unit 81 and the envelope generation unit 83 of the signal processing unit 221 are realized by an electric circuit, and the arithmetic processing unit 85 and the dividing unit 87 of the signal processing unit 221 are realized by the control device 22. Be done.

図18は、第2実施形態に係る信号処理部221の構成図である。第2実施形態の信号処理部221は、前処理部81とA/D変換器82と包絡線生成部83とA/D変換器84と演算処理部85と除算部87とを具備する。なお、第2実施形態の検出装置30では、図2のA/D変換器34は省略される。   FIG. 18 is a block diagram of the signal processing unit 221 according to the second embodiment. The signal processing unit 221 of the second embodiment includes a preprocessing unit 81, an A / D converter 82, an envelope generation unit 83, an A / D converter 84, an arithmetic processing unit 85, and a dividing unit 87. In the detection device 30 of the second embodiment, the A / D converter 34 of FIG. 2 is omitted.

図18の前処理部81は、検出装置30の受光部32が生成したアナログの検出信号Za’から、拍動を表す成分を含む時間領域の検出信号Zb’を生成する。第2実施形態の前処理部81は、検出信号Za’のうち拍動を表す成分を抽出し、当該抽出した成分の強度が所定の電圧範囲内になるように規格化することで、検出信号Zb’を生成する。検出信号Zb’は、拍動を表す成分を含むアナログの電圧信号である。なお、前処理部81の具体的な回路構成は任意である。前処理部81が生成した検出信号Zb’は、A/D変換器82と包絡線生成部83とに供給される。第2実施形態では、検出信号Zb’に対して強度補正処理が実行される。   The preprocessing unit 81 in FIG. 18 generates a detection signal Zb ′ in a time domain including a component representing a beat from the analog detection signal Za ′ generated by the light receiving unit 32 of the detection device 30. The pre-processing unit 81 of the second embodiment extracts a component representing a beat in the detection signal Za ′, and normalizes the intensity of the extracted component so that it falls within a predetermined voltage range, thereby detecting the detection signal. Generate Zb '. The detection signal Zb 'is an analog voltage signal including a component representing a beat. The specific circuit configuration of the preprocessing unit 81 is arbitrary. The detection signal Zb ′ generated by the pre-processing unit 81 is supplied to the A / D converter 82 and the envelope generation unit 83. In the second embodiment, the intensity correction process is performed on the detection signal Zb '.

第2実施形態の包絡線生成部83は、前処理部81が生成した検出信号Zb’の包絡線Zc’を生成する。図19は、包絡線生成部83の回路図である。包絡線生成部83は、全波整流回路91と平滑回路93とで構成される。全波整流回路91は、検出信号Zb’を全波整流する。具体的には、全波整流回路91の第1端子T1と第2端子T2との間に検出信号Zb’に応じた電圧が入力される。全波整流された検出信号Zb’は、容量素子で実現される平滑回路93により平滑化される。平滑回路93の第1端子T3と第2端子T4との間の電圧が包絡線Zc’として出力される。包絡線生成部83により生成された包絡線Zc’は、A/D変換器84に供給される。   The envelope generation unit 83 of the second embodiment generates an envelope Zc 'of the detection signal Zb' generated by the preprocessing unit 81. FIG. 19 is a circuit diagram of the envelope generation unit 83. As shown in FIG. The envelope generation unit 83 includes a full wave rectification circuit 91 and a smoothing circuit 93. The full wave rectification circuit 91 performs full wave rectification on the detection signal Zb '. Specifically, a voltage corresponding to the detection signal Zb 'is input between the first terminal T1 and the second terminal T2 of the full wave rectification circuit 91. The full-wave rectified detection signal Zb 'is smoothed by a smoothing circuit 93 implemented by a capacitive element. The voltage between the first terminal T3 and the second terminal T4 of the smoothing circuit 93 is output as an envelope Zc '. The envelope Zc ′ generated by the envelope generation unit 83 is supplied to the A / D converter 84.

図18のA/D変換器82は、前処理部81が生成したアナログの検出信号Zb’からデジタルの検出信号Zbを生成する。検出信号Zbは、検出信号Zb’の強度に応じた(つまり生体を通過した光の強度の時間変化を表す)デジタル信号である。A/D変換器82が生成した検出信号Zbは、除算部87に供給される。A/D変換器84は、包絡線生成部83が生成したアナログの包絡線Zc’からデジタルの包絡線Zcを生成する。A/D変換器84が生成した包絡線Zcは、演算処理部85に供給される。A/D変換器82およびA/D変換器84の分解能は、例えば12bit(4096段階)である。   The A / D converter 82 of FIG. 18 generates a digital detection signal Zb from the analog detection signal Zb ′ generated by the preprocessing unit 81. The detection signal Zb is a digital signal corresponding to the intensity of the detection signal Zb '(that is, representing a temporal change in the intensity of light passing through the living body). The detection signal Zb generated by the A / D converter 82 is supplied to the divider 87. The A / D converter 84 generates a digital envelope Zc from the analog envelope Zc 'generated by the envelope generator 83. The envelope Zc generated by the A / D converter 84 is supplied to the arithmetic processing unit 85. The resolution of the A / D converter 82 and the A / D converter 84 is, for example, 12 bits (4096 steps).

第2実施形態の演算処理部85は、A/D変換器84が生成した包絡線Zcの強度から補正値Vを算定する。具体的には、演算処理部85は、第1実施形態と同様に、前述の数式(1)の演算により包絡線Zcの各強度について補正値Vを算定することで、補正包絡線Zdを生成する。   The arithmetic processing unit 85 of the second embodiment calculates the correction value V from the intensity of the envelope Zc generated by the A / D converter 84. Specifically, similarly to the first embodiment, the arithmetic processing unit 85 generates the correction envelope Zd by calculating the correction value V for each strength of the envelope Zc by the calculation of the equation (1) described above. Do.

第2実施形態の除算部87は、A/D変換器82が生成した検出信号Zbを、演算処理部85が算定した補正値Vにより補正する。具体的には、除算部87は、第1実施形態と同様に、数式(2)の演算により、検出信号Zbの強度xと補正値Vとから出力値x’を算定する。時間軸上の相異なる複数の時点の各々について数式(2)の演算を実行することで、検出信号Ze(出力値x’の時系列)が生成される。数式(2)の係数γおよび抑制係数Aは、前述の数式(4)により規定される。第2実施形態では、数式(4)のDmaxは、A/D変換器82およびA/D変換器84が出力する数値の最大値である。第1実施形態と同様に、検出信号Zeが周波数スペクトルFに変換され、周波数スペクトルFから脈拍数が特定される。第2実施形態においても第1実施形態と同様の効果が実現される。   The dividing unit 87 of the second embodiment corrects the detection signal Zb generated by the A / D converter 82 with the correction value V calculated by the arithmetic processing unit 85. Specifically, as in the first embodiment, the dividing unit 87 calculates the output value x ′ from the intensity x of the detection signal Zb and the correction value V by the calculation of Equation (2). The detection signal Ze (time series of the output value x ') is generated by executing the calculation of the equation (2) for each of a plurality of different time points on the time axis. The coefficient γ and the suppression coefficient A of Equation (2) are defined by the aforementioned Equation (4). In the second embodiment, Dmax in equation (4) is the maximum value of the numerical values output by the A / D converter 82 and the A / D converter 84. As in the first embodiment, the detection signal Ze is converted into the frequency spectrum F, and the pulse rate is specified from the frequency spectrum F. Also in the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment is realized.

<第3実施形態>
図20は、第3実施形態における脈拍解析装置100の使用例を示す模式図である。図20に例示される通り、脈拍解析装置100は、相互に別体で構成された検出ユニット71と表示ユニット72とを具備する。検出ユニット71は、第1実施形態で例示した検出装置30を具備する。図21には、被験者の上腕に装着される形態の検出ユニット71が例示されている。図21に例示される通り、被験者の手首に装着される形態の検出ユニット71も好適である。
Third Embodiment
FIG. 20 is a schematic view showing an example of use of the pulse analysis device 100 in the third embodiment. As illustrated in FIG. 20, the pulse analysis device 100 includes a detection unit 71 and a display unit 72 which are separately configured. The detection unit 71 includes the detection device 30 illustrated in the first embodiment. FIG. 21 illustrates a detection unit 71 mounted on the upper arm of a subject. As illustrated in FIG. 21, a detection unit 71 configured to be worn on the subject's wrist is also suitable.

表示ユニット72は、第1実施形態で例示した表示装置23を具備する。例えば携帯電話機またはスマートフォン等の情報端末が表示ユニット72の好適例である。ただし、表示ユニット72の具体的な形態は任意である。例えば、被験者が携帯可能な腕時計型の情報端末、または、脈拍解析装置100の専用の情報端末を表示ユニット72として利用してもよい。   The display unit 72 includes the display device 23 exemplified in the first embodiment. For example, an information terminal such as a mobile phone or a smartphone is a preferred example of the display unit 72. However, the specific form of the display unit 72 is arbitrary. For example, a watch-type information terminal portable by a subject or a dedicated information terminal of the pulse analysis device 100 may be used as the display unit 72.

検出信号Zaから脈拍数を算定するための要素(以下「算定部」という)は、例えば表示ユニット72に搭載される。検出ユニット71の検出装置30が生成した検出信号Zaが有線または無線で表示ユニット72に送信される。表示ユニット72の算定部(信号処理部221,変換部223,脈拍特定部225)は、検出信号Zaから脈拍数を算定して表示装置23に表示する。   An element for calculating the pulse rate from the detection signal Za (hereinafter referred to as “calculation unit”) is mounted on, for example, the display unit 72. The detection signal Za generated by the detection device 30 of the detection unit 71 is transmitted to the display unit 72 in a wired or wireless manner. The calculating unit (the signal processing unit 221, the converting unit 223, the pulse specifying unit 225) of the display unit 72 calculates the pulse rate from the detection signal Za and displays it on the display device 23.

なお、算定部を検出ユニット71に搭載してもよい。算定部は、検出装置30が生成した検出信号Zaから脈拍数を算定し、当該脈拍数を表示するためのデータを表示ユニット72に有線または無線で送信する。表示ユニット72の表示装置23は、検出ユニット71から受信したデータが示す脈拍数を表示する。   The calculating unit may be mounted on the detection unit 71. The calculating unit calculates the pulse rate from the detection signal Za generated by the detecting device 30, and transmits data for displaying the pulse rate to the display unit 72 by wire or wirelessly. The display device 23 of the display unit 72 displays the pulse rate indicated by the data received from the detection unit 71.

第2実施形態の脈拍解析装置100においては、信号処理部221のうち演算処理部85および除算部87と、変換部223と、脈拍特定部225とを算定部として図20および図21の表示ユニット72に搭載すること可能である。   In the pulse analysis device 100 according to the second embodiment, the display processing unit shown in FIGS. 20 and 21 includes the arithmetic processing unit 85, the division unit 87, the conversion unit 223, and the pulse identification unit 225 in the signal processing unit 221 as calculation units. It is possible to mount it on 72.

<変形例>
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様を適宜に併合することも可能である。
<Modification>
Each form illustrated above can be variously deformed. The aspect of a specific deformation | transformation is illustrated below. It is also possible to appropriately merge two or more aspects arbitrarily selected from the following exemplifications.

(1)第1実施形態では、検出信号Zbの移動最大値の時系列を包絡線Zcとして生成したが、包絡線Zcを生成する方法は以上の例示に限定されない。第2実施形態で例示した包絡線生成部83(全波整流回路91および平滑回路93)の機能を制御装置22で実現してもよい。具体的には、制御装置22は、検出信号Zbのうち負数の部分を整数に反転し、反転後の信号を平滑化する。また、検出信号Zbをヒルベルト変換することで包絡線Zcを生成してもよい。ただし、検出信号Zbの移動最大値の時系列を包絡線Zcとして生成する第1実施形態の構成や、検出信号Zb’に対して全波整流および平滑化することで包絡線Zcを生成する第2実施形態の構成によれば、ヒルベルト変換により包絡線Zcを生成する構成と比較して、脈拍解析装置100の処理負荷が軽減されるという利点がある。 (1) In the first embodiment, the time series of the movement maximum value of the detection signal Zb is generated as the envelope Zc, but the method of generating the envelope Zc is not limited to the above example. The control device 22 may realize the function of the envelope generation unit 83 (the full wave rectification circuit 91 and the smoothing circuit 93) exemplified in the second embodiment. Specifically, the control device 22 inverts the negative number part of the detection signal Zb to an integer, and smoothes the inverted signal. Alternatively, the envelope Zc may be generated by Hilbert transform of the detection signal Zb. However, the configuration of the first embodiment in which the time series of the movement maximum value of the detection signal Zb is generated as the envelope Zc, or the second embodiment in which the envelope Zc is generated by full-wave rectification and smoothing on the detection signal Zb ′ According to the configurations of the two embodiments, there is an advantage that the processing load of the pulse analysis device 100 is reduced as compared with the configuration in which the envelope Zc is generated by Hilbert transform.

(2)第1実施形態では、検出信号Zbに対して強度補正処理が実行され、第2実施形態では、検出信号Zb’に対して強度補正処理が実行されるが、信号処理部221が強度補正処理を行う信号は以上の例示に限定されない。第1実施形態では、例えば検出信号Zaに強度補正処理を実行してもよい。また、第2実施形態では、例えば検出信号Za’に強度補正処理を実行してもよい。つまり、信号処理部221において前処理部81は必須ではない。以上の説明から理解される通り、強度補正処理の対象となる信号は、生体を通過した光の強度の時間変化を表す検出信号であれば任意である。信号処理部221は、生体を通過した光の強度の時間変化を表す検出信号(例えば検出信号Zbや検出信号Zb’)のうち、当該検出信号の包絡線の強度が小さい部分ほど強調する要素とし包括的に表現される。 (2) In the first embodiment, the intensity correction process is performed on the detection signal Zb, and in the second embodiment, the intensity correction process is performed on the detection signal Zb ′. The signal which performs a correction process is not limited to the above illustration. In the first embodiment, for example, the intensity correction process may be performed on the detection signal Za. In the second embodiment, for example, the intensity correction process may be performed on the detection signal Za '. That is, in the signal processing unit 221, the preprocessing unit 81 is not essential. As understood from the above description, the signal to be subjected to the intensity correction process is arbitrary as long as it is a detection signal representing a temporal change in the intensity of light passing through the living body. The signal processing unit 221 is a factor that emphasizes a portion of the detection signal (for example, the detection signal Zb or the detection signal Zb ′) representing a temporal change in the intensity of light having passed through the living body as the portion having a smaller envelope of the detection signal Expressed comprehensively.

(3)前述の各形態では、数式(1)および数式(2)の演算を強度補正処理として例示したが、生体を通過した光の強度の時間変化を表す検出信号のうち、当該検出信号の包絡線の強度が小さい部分ほど強調することが可能であれば、強度補正処理の具体的な内容は任意である。 (3) In each of the above-described embodiments, the calculations of Equation (1) and Equation (2) are exemplified as the intensity correction process, but among the detection signals representing the temporal change of the intensity of light passing through the living body, The specific content of the intensity correction process is arbitrary, as long as it is possible to emphasize the smaller the envelope intensity.

(4)第1実施形態では、検出信号Zbから包絡線Zcを生成する処理(図9のステップSa2)の後に、包絡線Zcの強度Xから補正値Vを算定する処理(図9のステップSa3)を実行したが、検出信号Zbの強度xから補正値を算定した後に、当該補正値の時系列の包絡線を生成してもよい。具体的には、演算処理部85は、検出信号Zbの強度xをγ乗して抑制係数Aで乗算することで補正値を算定する。包絡線生成部83は、演算処理部85が算定した補正値の時系列の包絡線(つまり補正包絡線)を生成する。除算部87は、検出信号Zbを補正包絡線の強度により補正(検出信号Zbの強度xを補正包絡線の強度により除算)することで、検出信号Zeを生成する。 (4) In the first embodiment, after the process of generating the envelope Zc from the detection signal Zb (step Sa2 of FIG. 9), the process of calculating the correction value V from the intensity X of the envelope Zc (step Sa3 of FIG. 9) Although the correction value is calculated from the intensity x of the detection signal Zb, a time-series envelope of the correction value may be generated. Specifically, the arithmetic processing unit 85 calculates the correction value by multiplying the strength x of the detection signal Zb by the power of γ and multiplying by the suppression coefficient A. The envelope generation unit 83 generates a time-series envelope (that is, a correction envelope) of the correction value calculated by the arithmetic processing unit 85. The division unit 87 generates the detection signal Ze by correcting the detection signal Zb with the intensity of the correction envelope (dividing the intensity x of the detection signal Zb by the intensity of the correction envelope).

(5)前述の各形態では、数式(1)の係数γおよび抑制係数Aを数式(4)により規定したが、係数γおよび抑制係数Aは1より大きい値であれば任意である。ただし、数式(4)により係数γおよび抑制係数Aを規定する構成によれば、出力値x’を所定の範囲(−1〜+1)内にすることができる。 (5) In the above-described embodiments, the coefficient γ and the suppression coefficient A of the equation (1) are defined by the equation (4), but the coefficient γ and the suppression coefficient A are arbitrary as long as they have values larger than one. However, according to the structure which defines coefficient (gamma) and the suppression coefficient A by Numerical formula (4), output value x 'can be carried out within the predetermined range (-1 to +1).

(6)前述の各形態では、脈拍数を特定したが、信号処理部221が生成した検出信号Zeから脈拍数以外の指標を算定してもよい。例えば血中の酸素飽和度(SPO2)を算定してもよい。また、算定した脈拍数から、被験者の脈拍数の状態を複数の段階(例えば、異常/高目/通常、など)から特定して被験者に報知することも可能である。 (6) In each of the above-described embodiments, the pulse rate is specified, but an index other than the pulse rate may be calculated from the detection signal Ze generated by the signal processing unit 221. For example, oxygen saturation in blood (SPO2) may be calculated. Moreover, it is also possible to specify the condition of the subject's pulse rate from a plurality of stages (for example, abnormal / high / normal, etc.) from the calculated pulse rate and notify the subject of the condition.

(7)前述の各形態では、単体の機器として構成された脈拍解析装置100を例示したが、以下の例示の通り、脈拍解析装置100の複数の要素は相互に別体の装置として実現され得る。なお、以下の説明では、検出信号Za'から脈拍数を特定する要素を「算定部29」と表記する。算定部29は、図2に例示された要素(信号処理部221、変換部223および脈拍特定部225)を包含する。 (7) In each of the above-described embodiments, the pulse analysis device 100 configured as a single device is illustrated, but as illustrated below, a plurality of elements of the pulse analysis device 100 can be realized as separate devices from each other . In the following description, an element for specifying the pulse rate from the detection signal Za ′ is referred to as “calculation unit 29”. The calculating unit 29 includes the elements illustrated in FIG. 2 (the signal processing unit 221, the converting unit 223, and the pulse specifying unit 225).

前述の各形態では、検出装置30を具備する脈拍解析装置100を例示したが、図22に例示される通り、検出装置30を脈拍解析装置100とは別体とした構成も想定される。検出装置30は、例えば被験者の手首や上腕等の測定部位Hに装着される可搬型の光学センサーモジュールである。脈拍解析装置100は、例えば携帯電話機またはスマートフォン等の情報端末で実現される。腕時計型の情報端末で脈拍解析装置100を実現してもよい。検出装置30が生成した検出信号Za'が有線または無線で脈拍解析装置100に送信される。脈拍解析装置100の算定部29は、検出信号Za'から脈拍数を特定して表示装置23に表示する。以上の説明から理解される通り、検出装置30は脈拍解析装置100から省略され得る。   Although the pulse analysis device 100 including the detection device 30 is illustrated in the above-described embodiments, a configuration in which the detection device 30 is separated from the pulse analysis device 100 is also assumed as illustrated in FIG. The detection device 30 is, for example, a portable optical sensor module mounted on a measurement site H such as the subject's wrist or upper arm. The pulse analysis device 100 is realized by an information terminal such as a mobile phone or a smartphone. The pulse analyzer 100 may be realized by a watch-type information terminal. The detection signal Za ′ generated by the detection device 30 is transmitted to the pulse analysis device 100 in a wired or wireless manner. The calculating unit 29 of the pulse analysis device 100 specifies the pulse rate from the detection signal Za ′ and displays it on the display unit 23. As understood from the above description, the detection device 30 can be omitted from the pulse analysis device 100.

前述の各形態では、表示装置23を具備する脈拍解析装置100を例示したが、図23に例示される通り、表示装置23を脈拍解析装置100とは別体とした構成も想定される。脈拍解析装置100の算定部29は、検出信号Za'から脈拍数を算定し、当該脈拍数を表示するためのデータを表示装置23に送信する。表示装置23は、専用の表示機器であってもよいが、例えば、携帯電話機もしくはスマートフォン等の情報端末、または、被験者が携帯可能な腕時計型の情報端末に搭載されてもよい。脈拍解析装置100の算定部29が算定した脈拍数は、有線または無線により表示装置23に送信される。表示装置23は、脈拍解析装置100から受信した脈拍数を表示する。以上の説明から理解される通り、表示装置23は脈拍解析装置100から省略され得る。   In each of the above-described embodiments, the pulse analysis device 100 including the display device 23 is illustrated. However, as illustrated in FIG. 23, a configuration in which the display device 23 is separated from the pulse analysis device 100 is also assumed. The calculating unit 29 of the pulse analysis device 100 calculates the pulse rate from the detection signal Za ′, and transmits data for displaying the pulse rate to the display unit 23. The display device 23 may be a dedicated display device, but may be mounted on, for example, an information terminal such as a mobile phone or a smartphone, or a wristwatch-type information terminal portable by a subject. The pulse rate calculated by the calculating unit 29 of the pulse analysis device 100 is transmitted to the display device 23 by wire or wirelessly. The display device 23 displays the pulse rate received from the pulse analysis device 100. As understood from the above description, the display device 23 can be omitted from the pulse analysis device 100.

図24に例示される通り、検出装置30および表示装置23を脈拍解析装置100(算定部29)とは別体とした構成も想定される。例えば、脈拍解析装置100(算定部29)が、携帯電話機やスマートフォン等の情報端末に搭載される。   As exemplified in FIG. 24, a configuration in which the detection device 30 and the display device 23 are separated from the pulse analysis device 100 (calculation unit 29) is also assumed. For example, the pulse analysis device 100 (calculation unit 29) is mounted on an information terminal such as a mobile phone or a smartphone.

なお、検出装置30と脈拍解析装置100とを別体とした構成において、信号処理部221を検出装置30に搭載することも可能である。信号処理部221により生成された検出信号Zeが有線または無線により検出装置30から脈拍解析装置100に送信される。以上の説明から理解される通り、信号処理部221は脈拍解析装置100から省略され得る。   Note that the signal processing unit 221 can be mounted on the detection device 30 in a configuration in which the detection device 30 and the pulse analysis device 100 are separated. The detection signal Ze generated by the signal processing unit 221 is transmitted from the detection device 30 to the pulse analysis device 100 by wire or wirelessly. As understood from the above description, the signal processing unit 221 may be omitted from the pulse analysis device 100.

第2実施形態の脈拍解析装置100においては、信号処理部221の演算処理部85および除算部87と、変換部223と、脈拍特定部225とを算定部29として図22から図24に例示した形態を採用し得る。なお、信号処理部221のうち電気回路により実現される機能(前処理部81、A/D変換器82、包絡線生成部83およびA/D変換器84)は、検出装置30に搭載される。   In the pulse analysis device 100 of the second embodiment, the calculation processing unit 85 and the division unit 87 of the signal processing unit 221, the conversion unit 223, and the pulse identification unit 225 are illustrated in FIGS. 22 to 24 as the calculation unit 29. The form can be adopted. Of the signal processing unit 221, the functions (preprocessing unit 81, A / D converter 82, envelope generation unit 83, and A / D converter 84) realized by an electric circuit are mounted on the detection device 30. .

(8)前述の各形態では、筐体部12とベルト14とを具備する腕時計型の脈拍解析装置100を例示したが、脈拍解析装置100の具体的な形態は任意である。例えば、被験者の身体に貼付可能なパッチ型、被験者の耳部に装着可能な耳装着型、被験者の指先に装着可能な指装着型(例えば着爪型)、または、被験者の頭部に装着可能な頭部装着型など、任意の形態の脈拍解析装置100が採用され得る。 (8) In each of the above-described embodiments, the wristwatch-type pulse analyzer 100 including the housing 12 and the belt 14 is illustrated. However, the specific embodiment of the pulse analyzer 100 is arbitrary. For example, a patch type that can be applied to the subject's body, an ear worn type that can be worn on the subject's ear, a finger worn type that can be worn on the subject's fingertip (for example, nailed), or can be worn on the subject's head Any form of pulse analysis apparatus 100 such as a head-mounted type can be employed.

(9)前述の各形態では、被験者の脈拍数を表示装置23に表示したが、脈拍数を被験者に報知するための構成は以上の例示に限定されない。例えば、脈拍数を音声で被験者に報知することも可能である。被験者の耳部に装着可能な耳装着型の脈拍解析装置100においては、脈拍数を音声で報知する構成が特に好適である。また、脈拍数を被験者に報知することは必須ではない。例えば、脈拍解析装置100が算定した脈拍数を通信網から他の通信装置に送信してもよい。また、脈拍解析装置100の記憶装置(図示略)や脈拍解析装置100に着脱可能な可搬型の記録媒体に脈拍数を格納してもよい。 (9) In the above-described embodiments, the pulse rate of the subject is displayed on the display device 23. However, the configuration for notifying the subject of the pulse rate is not limited to the above examples. For example, it is also possible to notify the subject of the pulse rate by voice. In the ear worn pulse analysis apparatus 100 that can be attached to the subject's ear, a configuration in which the pulse rate is notified by voice is particularly preferable. In addition, it is not essential to inform the subject of the pulse rate. For example, the pulse rate calculated by the pulse analysis device 100 may be transmitted from the communication network to another communication device. In addition, the pulse rate may be stored in a storage device (not shown) of the pulse analysis device 100 or a portable recording medium that is removable from the pulse analysis device 100.

(10)前述の各形態に係る脈拍解析装置100は、前述の例示の通り、CPU等の演算処理装置とプログラムとの協働により実現される。本発明の好適な態様に係るプログラムは、コンピューターが読取可能な記録媒体に格納された形態で提供されてコンピューターにインストールされ得る。また、配信サーバーが具備する記録媒体に格納されたプログラムを、通信網を介した配信の形態でコンピューターに提供することも可能である。記録媒体は、例えば非一過性(non-transitory)の記録媒体であり、CD-ROM等の光学式記録媒体(光ディスク)が好例であるが、半導体記録媒体または磁気記録媒体等の公知の任意の形式の記録媒体を包含し得る。なお、非一過性の記録媒体とは、一過性の伝搬信号(transitory, propagating signal)を除く任意の記録媒体を含み、揮発性の記録媒体を除外するものではない。 (10) The pulse analysis device 100 according to each of the above-described embodiments is realized by the cooperation of an arithmetic processing unit such as a CPU and a program, as described above. The program according to the preferred embodiment of the present invention may be provided in the form of being stored in a computer readable recording medium and installed on the computer. Moreover, it is also possible to provide a computer stored in a recording medium of the distribution server in the form of distribution via a communication network. The recording medium is, for example, a non-transitory recording medium, and is preferably an optical recording medium (optical disc) such as a CD-ROM, but any known medium such as a semiconductor recording medium or a magnetic recording medium may be used. Recording media of the form Note that non-transitory recording media include any recording media except transient propagation signals, and do not exclude volatile recording media.

100…脈拍解析装置、12…筐体部、14…ベルト、22…制御装置、23…表示装置、30…検出装置、31…発光部、32…受光部、33…駆動回路、34…A/D変換器、221…信号処理部、223…変換部、225…脈拍特定部、81…前処理部、82…A/D変換器、83…包絡線生成部、84…A/D変換器、85…演算処理部、87…除算部、91…全波整流回路、93…平滑回路、71…検出ユニット、72…表示ユニット。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Pulse analyzer, 12 ... Housing | casing part, 14 ... Belt, 22 ... Control apparatus, 23 ... Display apparatus, 30 ... Detection apparatus, 31 ... Light emission part, 32 ... Light reception part, 33 ... Drive circuit, 34 ... A / D converter, 221: signal processing unit, 223: conversion unit, 225: pulse identification unit, 81: pre-processing unit, 82: A / D converter, 83: envelope generation unit, 84: A / D converter, 85 ... arithmetic processing unit, 87 ... division unit, 91 ... full wave rectification circuit, 93 ... smoothing circuit, 71 ... detection unit, 72 ... display unit.

Claims (7)

生体を通過した光の強度の時間変化を表す検出信号のうち、当該検出信号の包絡線の強度が小さい部分ほど強調する信号処理部
を具備する信号処理装置。
A signal processing apparatus comprising: a signal processing unit that emphasizes a portion of a detection signal representing a temporal change in intensity of light passing through a living body, the smaller the intensity of the envelope of the detection signal.
前記信号処理部は、
前記検出信号の前記包絡線を生成する包絡線生成部と、
前記包絡線の強度をγ乗(γ>1)して抑制係数A(A>1)で乗算することで補正値を算定する演算処理部と、
前記検出信号の強度を前記補正値で除算する除算部とを含む
請求項1の信号処理装置。
The signal processing unit
An envelope generation unit that generates the envelope of the detection signal;
An arithmetic processing unit that calculates a correction value by multiplying the strength of the envelope by γ (γ> 1) and multiplying by the suppression coefficient A (A>1);
The signal processing apparatus according to claim 1, further comprising: a division unit that divides the intensity of the detection signal by the correction value.
前記包絡線生成部は、前記検出信号の移動最大値の時系列を前記包絡線として生成する
請求項2の信号処理装置。
The signal processing device according to claim 2, wherein the envelope generation unit generates a time series of movement maximum values of the detection signal as the envelope.
前記包絡線生成部は、
前記検出信号を全波整流する全波整流回路と、
前記全波整流後の信号を平滑化する平滑回路とを含む
請求項2の信号処理装置。
The envelope generation unit
A full wave rectification circuit for full wave rectification of the detection signal;
The signal processing device according to claim 2, further comprising: a smoothing circuit that smoothes the full wave rectified signal.
生体を通過した光の強度の時間変化を表す検出信号のうち、当該検出信号の包絡線の強度が小さい部分ほど強調する信号処理部と、
前記信号処理部による処理後の信号を周波数スペクトルに変換する変換部と、
前記周波数スペクトルのうち強度が最大となるピークの周波数から前記生体の脈拍数を特定する脈拍特定部と
を具備する脈拍解析装置。
A signal processing unit that emphasizes a portion of a detection signal representing a temporal change in the intensity of light passing through a living body, in which the intensity of the envelope of the detection signal is smaller;
A converter that converts the signal processed by the signal processor into a frequency spectrum;
And a pulse identification unit that identifies the pulse rate of the living body from the frequency of the peak at which the intensity is maximum among the frequency spectrum.
生体を通過した光の強度の時間変化を表す検出信号のうち、当該検出信号の包絡線の強度が小さい部分ほど強調する
信号処理方法。
A signal processing method of emphasizing a portion where the intensity of the envelope of the detection signal is smaller in the detection signal representing the temporal change of the intensity of the light passing through the living body.
生体を通過した光の強度の時間変化を表す検出信号のうち、当該検出信号の包絡線の強度が小さい部分ほど強調する信号処理部
としてコンピューターを機能させるプログラム。
A program that causes a computer to function as a signal processing unit that emphasizes a portion of a detection signal representing a temporal change in the intensity of light passing through a living body, where the intensity of the envelope of the detection signal is smaller.
JP2017230038A 2017-11-30 2017-11-30 Signal processing device, pulse analyzing device, signal processing method and program Pending JP2019097735A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017230038A JP2019097735A (en) 2017-11-30 2017-11-30 Signal processing device, pulse analyzing device, signal processing method and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017230038A JP2019097735A (en) 2017-11-30 2017-11-30 Signal processing device, pulse analyzing device, signal processing method and program

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019097735A true JP2019097735A (en) 2019-06-24

Family

ID=66974585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017230038A Pending JP2019097735A (en) 2017-11-30 2017-11-30 Signal processing device, pulse analyzing device, signal processing method and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2019097735A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109106359B (en) Heart rate path optimizer
WO2013132844A1 (en) Pulse monitor and program
US9504401B2 (en) Atrial fibrillation analyzer and program
US11633115B2 (en) Apparatus and method for estimating bio-information
US20160051158A1 (en) Harmonic template classifier
US11116414B2 (en) Biological analysis device, biological analysis method, and program
JP5562805B2 (en) Pulse rate measuring method and blood oxygen saturation measuring method
WO2015129557A1 (en) Heart rate detection device
JP6750367B2 (en) Blood pressure measuring device and blood pressure measuring method
JP2018166883A (en) Pulse measurement device, pulse measurement method, and program
US10772513B2 (en) Blood pressure ratio calculation device, blood pressure ratio calculation method, blood pressure ratio calculation program, and recording medium recording said program
EP3760112A1 (en) Apparatus and method for calibrating bio-information estimation model, and apparatus for estimating bio-information
JP5998516B2 (en) Pulsation detection device, electronic device and program
JP2019097735A (en) Signal processing device, pulse analyzing device, signal processing method and program
JP2015139516A (en) Biological information measurement device
US20210244297A1 (en) Apparatus and method and computer program product for determining a blood pressure measurement
JP2019187637A (en) Living body analysis apparatus, living body analysis method, and program
JP2019033900A (en) Organism analyzer, organism analysis method and program
JP2013202077A (en) Pulse meter and program
JP2019122447A (en) Pulse wave analysis device, optical device, and pulse wave analysis method
JP2019180823A (en) Living body analyzer and living body analysis method
JP6996220B2 (en) Bioanalyzers, bioanalysis methods and programs
JP2019033902A (en) Organism analyzer, organism analysis method and program
US20230007884A1 (en) Apparatus and method for estimating bio-information
JP7010002B2 (en) Pulse wave analyzer, pulse wave analysis method and program

Legal Events

Date Code Title Description
RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20180910

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20181121

RD07 Notification of extinguishment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7427

Effective date: 20200807