JP3726825B2 - Heart rate signal correction method - Google Patents

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Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は測定された心拍信号の基準値を用いて行う心拍信号の補正方法に関するものである。 The present invention relates to a method of correcting the heartbeat signal performed using a reference value of the measured heartbeat signals.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
心拍信号を測定してこの心拍情報を利用するにあたり、電気的ノイズや被験者の動きなどによって不正確な情報しか得られないケースが多々ある。 By measuring the heartbeat signal Upon utilizing this heartbeat information, incorrect information can only be obtained casing such as by electrical noise and subject movement are many. このために測定された心拍信号にノイズがのっていないかどうかを検査しなくてはならないのであるが、従来は人間の心拍間隔として妥当な上限値と下限値とを用いて、測定された心拍信号の妥当性をチェックしているにとどまっている。 The noise on the measured heartbeat signals to this is the must checks whether not on, conventionally using a reasonable upper limit value and the lower limit value as a human heartbeat interval was measured It has remained to have checked the validity of the heart rate signal.
【0003】 [0003]
また、測定された心拍信号にたとえばノイズがのっていたり欠損していることが明らかであるにもかかわらず、連続した心拍信号が必要である場合、測定された心拍信号からノイズを除去する補正を行ったり、心拍信号の欠損部分を補完する補正を行うことが必要となる。 Further, despite that the measured heartbeat signals are defective or have for example noise riding is clear, when it is necessary continuous heartbeat signal, correction for removing noise from the measured heartbeat signals the and go, it is necessary to perform a correction to complement the lost portion of the cardiac signal. この時の補正のための基準値としては、従来、心拍間隔の平均値を用いている。 The reference value for correction when this, conventionally using the average value of the heartbeat interval.
【0004】 [0004]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかし、上記上限値と下限値とを用いた妥当性のチェックだけではノイズの多いシステムにおいては正確な検査が行われているとは言い難い。 However, it is hard to say that only the validity of check using the above upper and lower limits in noisy systems have been made accurate inspection. また心拍信号の補正についても、人間の心拍間隔の条件を満たすタイミングでノイズが偶然混入している時には、これに対処することができない。 As for the correction of the heartbeat signal, when the noise in satisfying the timing of the human heart beat intervals are mixed accidentally, it is impossible to deal with this. 加えるに、基準値の作成に際して不正確な情報が混入している可能性も存在しており、このような基準値に基づいた補正では、補正された後の心拍信号も不正確なものとなってしまう。 In addition, the possibility of inaccurate information during the creation of the reference value is mixed also present, the correction based on such a reference value, the heart rate signal corrected also becomes inaccurate and will.
【0005】 [0005]
本発明はこのような点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは心拍信号検査用基準値として適切な値で導出した基準値を用いて心拍信号の補正を適切に行うことができる心拍信号補正方法を提供するにある。 The present invention has been made in view of the above problems, it is an object can be properly correct the heartbeat signal using a reference value derived by appropriate values ​​as a heartbeat signal inspection reference value to provide a heartbeat signal correction method.
【0006】 [0006]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
しかして本発明は、間隔のばらつきが所定%以内である心拍信号が所定回数以上連続して測定された時の心拍信号間隔の平均値を心拍信号検査用の基準値とすることに特徴を有している。 Thus the present invention have a feature that the variation in the distance is the average reference value for heart rate signal inspecting heartbeat signal interval when the heartbeat signal is within predetermined percentage is measured continuously over a predetermined number of times doing. 連続した心拍間隔のばらつきに注目して、ばらつきが所定の範囲に収まっていなければ人間の心拍間隔として妥当な範囲であってもキャンセルして、基準値に反映されないようにするのである。 Attention to the variation of the successive heartbeat intervals, variation cancel even reasonable range as a human heartbeat interval unless within a predetermined range, to avoid reflected in the reference value.
【0007】 [0007]
そして本発明に係る心拍信号補正方法は、測定された心拍信号のうち、この基準値の所定%以下の間隔の信号はキャンセルすることに第1の特徴を有し、測定された心拍信号のうち、上記導出方法で得られた基準値の所定%以上の間隔の信号についてはその間に補完のための信号を挿入することに第2の特徴を有している。 The heartbeat signal correction method according to the present invention, among the measured heartbeat signals, the signal of a predetermined percent of the interval of the reference value has a first characteristic to cancel out the measured heartbeat signals , the signal of a predetermined percent or more of the spacing of the reference value obtained by the above extraction methods has a second feature to insert a signal for complementing therebetween.
【0008】 [0008]
上記両補正方法を共に行うことが好ましいのはもちろんであり、この場合、基準値の所定%以下の間隔の信号のキャンセルを行い、次いで基準値の所定%以上の間隔の信号についてはその間に補完のための信号を挿入するものとする。 A course it is preferable to perform both the two correction methods are complementary in this case, performs a cancellation of a predetermined percent of the distance between the signal of the reference value, the signal of a predetermined percent or more of the spacing of the reference value is then in the meantime It shall insert a signal for.
【0009】 [0009]
信号の挿入に際しては、信号を挿入することによってできるそれぞれの間隔が基準値に最も近くなるような本数及び位置に配置することが好ましい。 Upon insertion of the signal is preferably disposed proximate made such number and position each interval is a reference value that can by inserting the signal.
【0010】 [0010]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下本発明について詳述すると、図2は基準値の導出方法及び心拍信号補正方法を実装するためのシステム構成の一例を示している。 More specifically the present invention hereinafter, Figure 2 shows an example of a system configuration for implementing a method for deriving and heart signal correction method of the reference value. 被験者1からピックアップ2によって検出された心拍による物理的な変化は検出回路3によって電気信号に変換されて二値化回路4によってデジタル信号に変換された後、マイクロコンピュータ(CPU)5に入力される。 After being converted into a digital signal by the physical changes due to the detected heart beat by the pickup 2 from the subject 1 is converted into an electrical signal by the detection circuit 3 binarization circuit 4 is input to a microcomputer (CPU) 5 . 上記導出方法及び補正方法はCPU5に適した方法で実装され、具体的な作業はCPU5内で行われる。 The derivation method and correction method is implemented in a manner suitable for CPU 5, the specific operations are performed in the CPU 5. 以下このシステムを想定して導出方法及び補正方法について説明する。 The following derivation method and correction method of the system is assumed will be described. なお上記システムでは信号の立ち上がりエッジを心拍と認識するようなシステム及び制御プログラムの構成になっているとする。 Note the in the above system has a configuration of a system and control program to recognize and heart the rising edge of the signal.
【0011】 [0011]
まず基準値の導出についてであるが、これは図1に示すように、ステップ202で検出されたデータをステップ203にて間隔データとする。 Although the first reference value derivation, which, as shown in FIG. 1, the interval data in step 203 the detected data in step 202. 次いでステップ204において間隔データの妥当性について検査する。 Then to check the validity of the interval data in step 204. これは人間の心拍間隔として正常であるかということについて調べるものであり、従来例でも述べたように、人間の心拍間隔の上限値(H-limit msec)と下限値(L-limit msec)との間に収まっているかどうかをチェックする。 It is intended to examine that normal or as a human heartbeat interval, as described in the conventional example, the upper limit of the human heart beat interval (H-limit msec) and a lower limit value (L-limit msec) It can check what is within between. なお、この両値については、システムの用途やシステムの対象者の状態などによって多少変化すると考えられる。 Note that this will both values ​​are considered somewhat varies depending on the subject's state of application and system of the system.
【0012】 [0012]
ステップ204において異常と判断されれば検出の累積数をキャンセルして次の間隔データを待つ。 If abnormal is determined in step 204 to cancel the accumulated number of detected wait for the next interval data. 正常であればステップ206において間隔のばらつきが±R%以内であるかどうかを検査する。 Variations in the interval in step 206 if the normal checks if within ± R%. 同一の人物が同一の状態である場合、心拍間隔のばらつきの範囲は、ステップ204で検査した正常範囲よりもはるかに狭くなくてはならず、ばらつきの大きい連続した信号についてはノイズであると判断することができる。 If the same person is in the same state, determines that the range of variation of the heart beat interval should not without much narrower than the normal range examined in step 204, the noise for the variation larger continuous signal can do. ここでの閾値Rについても対象者やシステムに依存するため一概に決めることはできないが、20〜30%の値を好適に使用することができる。 It can not be determined unconditionally because it depends on the subject and systems for the threshold R here, but can be suitably used a value of 20-30%.
【0013】 [0013]
そしてステップ206において異常と判断された時には、上記ステップ204の場合と同様に処理され、正常であればデータの検出数に1を加える(ステップ207)。 And when it is judged to be abnormal in step 206, it is treated in the same manner as in the above step 204, 1 is added to the number of detected data if normal (step 207). 以上の処理を繰り返すことによって、連続するX個の正常な間隔データが検出されたならば、それらの平均値を求めて基準値とする。 By repeating the above processing, if X number of normal interval successive data is detected, a reference value calculated average value thereof. このときのXについては、少なすぎると値の信頼性が低くなり、多すぎると基準値を得るのに時間がかかりすぎてしまうことから、3〜10ぐらい、好ましくは5程度が適当である。 The X at this time, too small value reliability is lowered, and since too much time consuming to obtain too much the reference value, about 3-10, preferably about 5.
【0014】 [0014]
次に測定された心拍信号を上記基準値を用いて補正する補正方法について説明する。 Then measured heartbeat signals for correcting method for correcting will be described with reference to the reference value. まず本来の心拍信号の間にノイズが入った場合のような誤報については、図3に示すように、測定した心拍信号の間隔データが基準値のA%より小さい場合には異常と判定して、今回得られた立ち上がりエッジをキャンセルして検出されなかったものとする。 First, the false alarm, such as when noise enters between the original heart rate signal, as shown in FIG. 3, when the interval data of the measured heart rate signal is less than A% of the reference value, it is determined that an abnormality , and not to have been detected by canceling the current resulting rising edge. また前回の立ち上がりエッジに関しても間隔データとして正常であると判定はされているが、微妙な前後へのシフトの可能性があるのでキャンセルし前々回の立ち上がりエッジを信頼できる最後のエッジと設定し次の処理を行う。 Although being the determined normal as the interval data with regard previous rising edge, since there is a possibility of shift to subtle longitudinal Set the last edge trusted rising edge of the canceled before last follows processing is carried out.
【0015】 [0015]
次に本来の心拍信号が欠損している場合のような失報については、図4に示すように、測定した心拍信号の間隔データが基準値のB%より大きい場合、今回と前回の立ち上がりのエッジの間に検出されるべき信号が検出されなかったとして、次に述べる信号の補完を行う。 Next, the loss report, such as when the original heartbeat signal is missing, as shown in FIG. 4, when the interval data of the measured heartbeat signals B% greater than the reference value, the current and previous rise of as the signal to be detected during the edge is not detected, it performs complement described below signal.
【0016】 [0016]
図5に補完ルーチンを示す。 Figure 5 shows the completion routine. ステップ502において、その間に複数の検出されてない信号を含むと考えられる間隔データを基準値で除す。 In step 502, divided by the reference value interval data believed to contain a signal that is not more than the detection therebetween. 得られた答についてはステップ503及びステップ504において四捨五入などの適切な方法で整数化したのち1を引く。 The resulting For answers were catching 1 After integer in a suitable manner, such as rounding in step 503 and step 504. こうして得られた値を補完すべき信号の数とし、その本数の補完エッジ(心拍信号)を間隔データ内に配置するのであるが、この配置にあたってはこれらが等間隔となるようにする。 And thus the number of signals to be complemented the obtained value, but than is arranged that the number of complementary edge (heartbeat signal) into the interval data, when this arrangement is to make these equal intervals.
【0017】 [0017]
上記補正にあたっての閾値A,Bの値としては、A=80%〜60%、B=125%〜150%の値を好適に用いることができるが、これらの値にしても、この補正方法が実装されるシステムに依存するので一概に決めることはできない。 Threshold A of when the correction, the value of B, A = 80% ~60%, while the value of B = 125% ~150% can be suitably used, even if these values, the correction method is It can not be determined unconditionally because it depends on the system to be implemented. 例えばだんだん心拍間隔が広くなることが予測されるシステム(例えば眠りを誘うようなシステム)においてはBの値を大きめに、Aの値を小さめに設定するべきであり、またこのようにシステムの特性を加味することによってより精度の高い補正を行うことができる。 For example, large values ​​of B in the system are expected to gradually heartbeat interval becomes wider (for example, a system such as invite sleep), should be smaller setting the value of A, also characteristics of such a system it is possible to perform more precise correction by adding a.
【0018】 [0018]
上記誤報と失報とに対する補正は、組み合わせて実行することが好ましいのはもちろんであり、この場合のフローを図6に示す。 Correction for the above misinformation and loss report, it is preferable to perform a combination of is a matter of course, shows the flow of this case is shown in FIG. 誤報に対する補正の後に、失報に対する補正を行う。 After correction for the misinformation, perform the correction for the loss report. 基準値と比較して短すぎる間隔データをキャンセルして間隔の広すぎる間隔データとして扱って補完を行うということができて、アルゴリズムの単純化及び高速化を期待することができる。 To be able that to cancel the too short distance data is compared with a reference value performs complementary treated as interval data too wide spacing, can be expected simplify and speed up the algorithm.
【0019】 [0019]
以上のシステムは説明の一例としてリアルタイム処理系を示したが、それに限定するものではなくバッチ処理系にも応用することができる。 Above system showed real-time processing system as an example of the description, it can also be applied to batch processing system not limited thereto.
【0020】 [0020]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上のように心拍信号検査用基準値の導出は、ばらつき範囲を設定しているために、短時間でより正確な基準値を導出することができる。 Derivation of the heartbeat signal inspection reference value as described above, in order to have set variation range, can be derived a more accurate reference value in a short time. そして本発明の心拍信号補正方法においては、基準値の所定%以下の間隔の信号はキャンセルし、基準値の所定%以上の間隔の信号についてはその間に基準値から導いた補完のための信号を挿入するにあたり、正確な基準値を用いるために、より正確な補正を行うことができるものである。 And in heartbeat signal correcting method of the present invention, signals of a predetermined percent of the distance between the reference value cancels, the signals of a predetermined percent or more of the spacing of the reference value a signal for complementing led from the reference value during Upon inserting, in order to use an accurate reference value, it is capable of performing more accurate correction. 特に基準値と比較して短すぎる間隔データは修正するのではなくキャンセルして間隔の広すぎる間隔データとして扱って補完を行うことにより、アルゴリズムの単純化及び高速化を期待することができる。 In particular interval data is too short compared to the reference value by performing complementation treated as too wide interval data to cancel rather than fix interval can be expected simplify and speed up the algorithm.
【0021】 [0021]
また、信号の挿入による補完に際し、信号を挿入することによってできるそれぞれの間隔が基準値に最も近くなるような本数及び位置に配置することで、実際の心拍信号により近い信号の補完を行うことができる。 Further, when complemented by insertion of the signal, by arranging the signal closest comprising such number and location to the reference value, each of the intervals can by inserting, be made complementary closer signal to the actual heartbeat signal it can.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明における基準値導出に関するフローチャートである。 Is a flow chart relating to the reference value deriving in the present invention; FIG.
【図2】同上のシステム構成図である。 FIG. 2 is a system configuration view of the same.
【図3】誤報に対する補正に関するフローチャートである。 3 is a flowchart of a correction for false alarms.
【図4】失報に対する補正に関するフローチャートである。 4 is a flowchart of a correction for the loss report.
【図5】補完補正についてのフローチャートである。 5 is a flowchart for complementary correction.
【図6】補正に関するフローチャートである。 6 is a flow chart relating to correction.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1 被験者2 ピックアップ3 検出回路4 二値化回路5 CPU 1 Subject 2 pickup 3 detection circuit 4 binarizing circuit 5 CPU

Claims (4)

  1. 間隔のばらつきが所定%以内である心拍信号が所定回数以上連続して測定された時の心拍信号間隔の平均値を心拍信号検査用の基準値とし、測定された心拍信号のうち、この基準値の所定%以下の間隔の信号はキャンセルすることを特徴とする心拍信号補正方法。 Variations in spacing as a reference value of the heartbeat signal for inspection to the average value of the heartbeat signal interval when the heartbeat signal is within predetermined percentage is measured continuously over a predetermined number of times, among the measured heartbeat signals, the reference value heartbeat signal correcting method is a signal of a predetermined percent of the distance, characterized in that to cancel.
  2. 間隔のばらつきが所定%以内である心拍信号が所定回数以上連続して測定された時の心拍信号間隔の平均値を心拍信号検査用の基準値とし、測定された心拍信号のうち、基準値の所定%以上の間隔の信号についてはその間に補完のための信号を挿入することを特徴とする心拍信号補正方法。 Variations in spacing as a reference value for the heart rate signal inspection an average value of the heartbeat signal interval when the heartbeat signal is within predetermined percentage is measured continuously over a predetermined number of times, among the measured heartbeat signals, the reference value heartbeat signal correction method, characterized in that for the signal of a predetermined percent or more of the interval of inserting a signal for complementing the meantime.
  3. 間隔のばらつきが所定%以内である心拍信号が所定回数以上連続して測定された時の心拍信号間隔の平均値を心拍信号検査用の基準値とし、測定された心拍信号のうち、基準値の所定%以下の間隔の信号はキャンセルし、次いで基準値の所定%以上の間隔の信号についてはその間に補完のための信号を挿入することを特徴とする心拍信号補正方法。 Variations in spacing as a reference value for the heart rate signal inspection an average value of the heartbeat signal interval when the heartbeat signal is within predetermined percentage is measured continuously over a predetermined number of times, among the measured heartbeat signals, the reference value heartbeat signal correcting method is a signal of a predetermined percent of the spacing cancels, the signals of a predetermined percent or more of the spacing of the reference values ​​is then characterized by inserting a signal for complementing therebetween.
  4. 信号の挿入にあたり、信号を挿入することによってできるそれぞれの間隔が基準値に最も近くなるような本数及び位置に配置することを特徴とする請求項2または3記載の心拍信号補正方法。 Upon insertion of the signal, the heartbeat signal correction method according to claim 2 or 3, wherein each interval is characterized by arranging closest comprising such number and position reference value can by inserting the signal.
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