JP5315948B2 - 脈拍数算出プログラム、脈拍数算出装置、脈拍数算出方法および携帯端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、脈拍数算出プログラム、脈拍数算出装置、脈拍数算出方法および携帯端末装置に関する。

近年、健康管理の目的で体脂肪計、心電計測器および脈波計などを利用する人が増えている。そして、脈波計については、指や耳たぶなどに挟んで計測することができるクリップ式のセンサなどが一般的になってきている。

ところで、脈波計による脈拍数の出力においては、安静時、日常生活時および運動時などの様々な場面に対応して正確な脈拍数が出力されることが望ましい。運動時（運動直後）の脈拍数を算出する場合には、運動時の振動などにより脈波計上が安静時と比較して大きく乱れ、特に、振幅の小さな脈波は、Ｓ／Ｎ比の観点から振動などに影響を受けやすいため、脈波全てを脈拍の間隔として利用することができない。

脈拍の間隔として利用できない脈波は、例えば、図１１−１に示すように、振幅の小さい脈波と大きい脈波とが混在する場合などが挙げられる。また、例えば、図１１−２に示すように、本来１つの山となるべきところに２つの山（２コブ）が含まれてしまう場合には、単純に山の頂上（局所極大値）を検出するだけでは正確に脈拍数を算出することが困難である。なお、図１１−１は、振幅が小さい脈波と大きい脈波とが混在する場合を示す図であり、図１１−２は、本来１つの山となるべきところに２つの山が含まれる場合を示す図である。

そこで、最近では、上記のように脈波が異常な形状となった場合でも、当該異常な脈波を補完して、脈拍数を算出する様々な技術がある。

例えば、特許文献１では、コンパレータ判定レベルよりも高い値を有する部分を一つの周期とみなして、一時的に脈波とみなせるパルスが存在しない部分の周期に対して、脈波の周期を代表する値に近くなる整数Ｎを求め、脈波とみなせるパルスが存在しない部分の周期を整数Ｎで除した推定脈波周期を脈波とみなせるパルスが存在しない部分の脈波周期としている。

特開平９−１７３３０８号公報

しかしながら、上述した従来技術では、正確な脈拍数を算出することができないという課題がある。

具体的には、特許文献１では、一時的に脈波とみなせるパルスが存在しない部分の周期が正常な周期である場合、すなわち、単純に間延びしていて当該周期にはピークが含まれない場合でも新たなピークとして補完してしまう。つまり、特許文献１では、所定以上の長い周期が検出されると、検出された全ての長い周期において新たなピークを含むように補完してしまう。この結果、上述した従来技術では、正確な脈拍数を算出することができない。

そこで、本発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、正確な脈拍数を算出することが可能である脈拍数算出プログラム、脈拍数算出装置、脈拍数算出方法および携帯端末装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の開示する脈拍数算出装置は、脈動に応じた振幅値を有する脈波データの特徴点から信頼性の低い特徴点を除去対象として抽出する除去部と、前記特徴点の間隔が所定範囲外、かつ、前記除去部によって除去対象として抽出された特徴点が含まれる場合に、当該所定範囲外である特徴点の間隔を補完する間隔補完部と、前記間隔補完部によって補完された特徴点の数と、前記除去対象とならない信頼性の高い特徴点の数とを用いて脈拍数を算出する脈拍数算出部と、を有することを要件とする。

本発明の開示する脈拍数算出プログラム、脈拍数算出装置、脈拍数算出方法および携帯端末装置によれば、正確な脈拍数を算出することが可能であるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る脈拍数算出プログラム、脈拍数算出装置、脈拍数算出方法および携帯端末装置の実施例を説明する。

［脈拍数算出装置の概要］
最初に、図１を用いて、実施例１に係る脈拍数算出装置の概要を説明する。図１は、実施例１に係る脈拍数算出装置の概要を説明するための図である。

本発明の開示する脈拍数算出装置は、例えば、指や耳などを挟むクリップ式センサと接続可能な携帯電話機、ＰＤＡまたはモニタ表示可能な機器などに配設される。クリップ式センサは、例えば、指や耳などを挟んだ状態で発光し、心臓の鼓動に応じた血流量の変化、すなわち光の透過量の変化によって得られる濃淡（光の量）から脈波データを検出するものである。なお、脈波データを検出するセンサは、心臓の鼓動もしくは脈動に応じた周期を表せる信号を出力できるセンサであれば良く、上記のクリップ式センサに限られるものではない。

上述した構成において、脈拍数算出装置は、脈動に応じた振幅値を有する脈波データの特徴点から信頼性の低い特徴点を除去対象として抽出する（図１の（１）参照）。

具体的に説明すると、脈拍数算出装置は、クリップ式センサなどにより人体をセンシングして検出された脈動に応じた振幅値を有する脈波データのピークを検出する。脈波データのピーク検出では、通常の脈波データの下りが単調減少することから、当該脈波データの下り部分をピークとして捉えるようにすれば良く、例えば、脈波データに対してＬＰＦ（Low Pass Filter）をかけて一次微分を実施することが考えられる。

この一次微分データでは、脈波データの下りに相当する部分が極小値として明確になり、さらに、ピーク間隔がほぼ一定の状況下においては、振幅が大きい場合に下り傾斜が急になるので、振幅が大きいほどピーク値が低くなる。このことから、検出されるピークの値は、各脈波データ（波形）の信頼性を計測するのに利用される。なお、一次微分データの波形中のピーク検出では、振幅値が正から負および負から正になるポイントが検出され、当該ポイントの範囲内における極小値がピークとして検出される。

そして、脈拍数算出装置は、検出された連続するピークのうち、過去（周囲）のピークよりも極小値が浅いピークを信頼性の低いピークであるとして、当該信頼性の低いピークを除去対象として抽出する。そもそも、脈波データには、例えば、２コブ状の波形になるものがあり、余分な（本来、ピークではない）ピークが検出される。この２コブ状の波形は、落ち込みが浅い（極小値が浅い）ため、浅いピーク値であるピークを除去対象とする。

そして、脈拍数算出装置は、特徴点の間隔が所定範囲外、かつ、除去対象として抽出された特徴点が含まれる場合に、当該所定範囲外である特徴点の間隔を補完する（図１の（２）参照）。

上述した例で具体的に説明すると、脈拍数算出装置は、検出されたピークの間隔が過去のピーク間隔の平均よりも長いピーク間隔であり、かつ、除去対象として抽出された信頼性の低いピークが含まれる場合に、当該ピーク間隔に補完処理を実施する。なお、ピーク間隔があまりに長すぎる場合には、例えば、センサがはずれていて信号検出自体ができていない可能性などもあるので、例えば、過去のピーク間隔平均の２倍〜４倍程度の範囲内であり、かつ、除去対象として抽出されたピークがある場合に、補完処理対象とし、過去のピーク間隔の４倍程度以上長い場合には、処理対象外としても良い。

補完処理では、例えば、「（過去の）平均ピーク間隔×Ｎ×０．７５≦信頼性の低いピーク間隔≦（過去の）平均ピーク間隔×Ｎ×１．２５」を満たす整数Ｎを算出し、信頼性の低いピーク間隔を算出されたＮで割った値を、当該信頼性の低いピーク間隔の新たな間隔として補完する。例えば、過去の平均ピーク間隔を「５００」および信頼性の低いピーク間隔を「１０００」とすると、上記の式を満たす整数Ｎは、「２」であるため、信頼性の低いピーク間隔「１０００」の新たな間隔を「１０００÷２＝５００」として補完する。

要するに、脈拍数算出装置は、過去のピーク間隔平均よりも長いピーク間隔というだけでなく、当該長いピーク間隔において信頼性の低いピーク間隔がさらに含まれる場合に、長いピーク間隔に対して補完処理を実施する。

続いて、脈拍数算出装置は、補完された特徴点の数と、除去対象とならない信頼性の高い特徴点の数とを用いて脈拍数を算出する（図１の（３）参照）。

上述した例で具体的に説明すると、脈拍数算出装置は、補完されたピークの数と、除去対象とならない信頼性の高いピークの数とを用いて脈拍数「脈拍数＝６０（秒）×１０００×２０秒以内におけるピーク数÷２０秒以内におけるピーク間隔の合計値」、すなわち、２０秒以内におけるピーク数（補完されたピーク数＋信頼性の高いピーク数）が「２０」および２０秒以内におけるピーク間隔の合計値が「２０×５００」である場合に、「脈拍数＝６０×１０００×２０÷（２０×５００）＝１２０拍／分」を算出する。

つまり、脈拍数算出装置は、検出されるピーク間隔の値が過去のピーク間隔の平均値に対して長く（例えば、２倍〜４倍など）、かつ、当該ピーク間隔に浅いピーク値（信頼性の低いピーク）が含まれる場合にピーク間隔を補完し、補完されたピーク間隔と正常な（信頼性の高い）ピーク間隔とを用いて脈拍数を算出することができる結果、正確な脈拍数を算出することが可能である。

［脈拍数算出装置の構成］
次に、図２を用いて、実施例１に係る脈拍数算出装置の構成を説明する。図２は、実施例１に係る脈拍数算出装置の構成例を示す図である。

図２に示すように、脈拍数算出装置１０は、記憶部２０と、制御部３０とを有し、例えば、脈波データに基づいて脈拍数を算出する。

記憶部２０は、制御部３０による各種処理に必要なデータや、制御部３０による各種処理結果を記憶する。

制御部３０は、制御プログラム、各種の処理手順などを規定したプログラムおよび所要データを格納するための内部メモリを有するとともに、特に、除去部３１と、間隔補完部３２と、脈拍数算出部３３とを有し、これらによって種々の処理を実行する。

除去部３１は、脈動に応じた振幅値を有する脈波データの特徴点から信頼性の低い特徴点を除去対象として抽出する。具体的に例を挙げると、除去部３１は、クリップ式センサなどにより人体をセンシングして検出された脈動に応じた振幅値を有する脈波データのピークを検出する。

脈波データのピーク検出では、図３−１に示すように、通常の脈波データの下りが単調減少することから、当該脈波データの下り部分をピークとして捉えるようにすれば良く、例えば、脈波データに対してＬＰＦをかけて一次微分を実施する。なお、図３−１は、脈波データにおける脈の下りを示す図である。

この一次微分データでは、図３−２に示すように、脈波データの下りに相当する部分が極小値として明確になり、さらに、ピーク間隔がほぼ一定の状況下においては、振幅が大きい場合に下り傾斜が急になるので、振幅が大きいほどピーク値が低くなる。なお、図３−２は、脈波データにおける脈の下りに相当する部分の極小値を示す図である。

また、一次微分データの波形中のピーク検出では、図３−３に示すように、振幅値が０（−０．０）である部分において正から負および負から正になるポイント（ゼロクロスポイント）が検出され、当該ポイントの範囲内における極小値がピークとして検出される。なお、図３−３は、微分波形におけるピーク検出を説明するための図である。

また、脈波データのサンプリングポイントは、図４に示すように、一般的な最大脈拍数（例えば、１８０拍／分）を考慮して、ＬＰＦのカットオフ周波数は３Ｈｚ以上が望ましく、当該脈波データにおいて急激な下りが連続して発生する部分があるため、当該下りで大きな極小値が出るように、離れたサンプリングポイントからの差分をとる。

脈拍間隔の１／３程度が連続して下りになる部分となるため、例えば、１０００Ｈｚサンプリングの場合には、最大脈拍数（１８０拍／分）においても確実に下りの極小値を捉えられるように１００サンプル前後が好適である。要するに、このようにサンプリングポイントをとることで、脈波データの小さな上りまたは下りの部分でピークが検出されることを抑制する。なお、図４は、脈波データのサンプリングポイントを説明するための図である。

そして、除去部３１は、図５に示すような検出された連続するピークのうち、過去（周囲）のピークよりも極小値が浅いピークを信頼性の低いピークであるとして、当該信頼性の低いピークを除去対象として抽出する。そもそも、脈波データには、例えば、運動時などにおいて出現する振幅の小さな脈波がＳ／Ｎ比の観点から振動などに影響を受けている可能性が高く、これにより２コブ状の波形になることで、余分な（本来、ピークではない）ピークが検出される。この２コブ状の波形は、図６−１に示すように、落ち込みが浅い（極小値が浅い）ため、浅いピーク値であるピークを除去対象とする。なお、図５は、検出されたピークを示す図であり、図６−１は、除去対象となるピークを示す図である。

各ピーク間隔における信頼性の判定については、例えば、図６−２に示すように、一次微分データに対して、過去３秒間に発生した負値の平均値「負値平均値＝過去３秒間で負の値を示すサンプリング点における負値の合計÷負の値を示すサンプリング数」を算出する。

そして、算出された負値平均値は、一般的に負値の部分が急峻であることから形状が三角形に近くなり、極小値の半分程度の値になるので、除去部３１は、例えば、当該極小値が負値平均値の１．５倍以上の値である場合に、信頼性の高いピーク間隔とし、１．５倍未満である場合に、信頼性の低いピーク間隔として抽出する。なお、図６−２は、各ピーク間隔の信頼性判定に利用される負値平均値を説明するための図である。

間隔補完部３２は、特徴点の間隔が所定範囲外、かつ、除去部３１によって除去対象として抽出された特徴点が含まれる場合に、当該所定範囲外である特徴点の間隔を補完する。

上述した例で具体的に例を挙げると、間隔補完部３２は、図７−１に示すように、検出されたピーク間隔が直前の所定拍分もしくは所定時間分のピーク間隔の平均よりも長い間隔（もしくは、例えば２倍〜４倍程度の範囲内）であり、かつ、除去部３１によって除去対象として抽出された信頼性の低いピークが含まれる場合に、当該ピーク間隔に補完処理を実施する。なお、図７−１は、ピーク間隔の補完処理を説明するための図である。

間隔補完部３２による補完処理では、例えば、「（過去の）平均ピーク間隔×Ｎ×０．７５≦信頼性の低いピーク間隔≦（過去の）平均ピーク間隔×Ｎ×１．２５」を満たす整数Ｎを算出し、信頼性の低いピーク間隔を算出されたＮで割った値を、当該信頼性の低いピーク間隔の新たな間隔として補完する。すなわち、過去の平均ピーク間隔を「５００」および信頼性の低いピーク間隔を「１０００」とすると、上記の式を満たす整数Ｎは、「２」であるため、信頼性の低いピーク間隔「１０００」の新たな間隔を「１０００÷２＝５００」として補完する。

脈拍数算出部３３は、間隔補完部３２によって補完された特徴点の数と、除去対象とならない信頼性の高い特徴点の数とを用いて脈拍数を算出する。

上述した例で具体的に例を挙げると、脈拍数算出部３３は、間隔補完部３２によって補完されたピークの数と、除去部３１において除去対象とならない信頼性の高いピークの数とを用いて脈拍数「脈拍数＝６０（秒）×１０００×２０秒以内におけるピーク数÷２０秒以内におけるピーク間隔の合計値」、すなわち、２０秒以内におけるピーク数（補完されたピーク数＋信頼性の高いピーク数）が「２０」および２０秒以内におけるピーク間隔の合計値が「２０×５００」である場合に、「脈拍数＝６０×１０００×２０÷（２０×５００）＝１２０拍／分」を算出する。

要するに、脈拍数算出装置１０は、図７−２に示すように、ピーク間隔の平均値よりも長く、信頼性の低いピークが含まれるピーク間隔をピークの補完対象として、当該補完対象のピーク間隔を、ピーク間隔の平均値と同一の間隔として補完する。

但し、脈拍数算出装置１０は、ピーク間隔の平均値付近であるピーク間隔（図７−２に示した左側のピーク間隔）を補完することはなく、また、ピーク間隔の平均値に基づいたピーク数が決定されるため、補完対象となるピーク間隔（図７−２に示した右側のピーク間隔）に複数の信頼性の低いピークが含まれていても、当該複数の信頼性の低いピーク数分のピークが補完されるわけではない。なお、図７−２は、補完対象となるピーク間隔を説明するための図である。

［脈拍数算出処理フロー］
次に、図８を用いて、実施例１に係る脈拍数算出処理の流れを説明する。図８は、実施例１に係る脈拍数算出処理の流れを示すフローチャートである。

例えば、図８に示すように、脈拍数算出装置１０は、クリップ式センサなどにより人体をセンシングして検出された脈動に応じた振幅値を有する脈波データが入力されると（ステップＳ１０１肯定）、当該脈波データに対してＬＰＦをかけて一次微分を実施する。

そして、脈拍数算出装置１０は、一次微分データにおいて、振幅値のゼロクロスポイントを検出し、当該ゼロクロスポイントの範囲内における極小値をピークとして検出する。続いて、脈拍数算出装置１０は、検出された連続するピークのうち、過去のピークよりも極小値が浅いピークを信頼性の低いピークであるとして、当該信頼性の低いピークを除去対象として抽出する（ステップＳ１０２）。

その後、脈拍数算出装置１０は、検出されたピーク間隔が過去のピーク間隔の平均よりも長く（もしくは、２倍〜４倍程度の範囲内であり）、かつ、除去対象として抽出された信頼性の低いピークが含まれる場合に（ステップＳ１０３肯定）、当該ピーク間隔に補完処理を実施する（ステップＳ１０４）。

そして、脈拍数算出装置１０は、補完されたピークの数と、除去対象にならない信頼性の高いピークの数とを用いて脈拍数を算出する（ステップＳ１０５）。なお、脈拍数算出装置１０は、検出されたピーク間隔が直前の所定拍分もしくは所定時間分のピーク間隔の平均とほぼ等しいか、当該ピーク間隔の平均よりも短い（もしくは、２倍〜４倍程度の範囲内ではない）、または、信頼性の低いピークが含まれない場合に（ステップＳ１０３否定）、当該検出された（信頼性の高い）ピーク間隔を用いて脈拍数を算出する（ステップＳ１０５）。

その後、脈拍数算出装置１０は、脈波の測定が終了した場合に（ステップＳ１０６肯定）、処理を終了し、脈波の測定が終了していない場合に（ステップＳ１０６否定）、上記処理を脈波の測定が終了するまで実施する。

［実施例１による効果］
上述したように、脈拍数算出装置１０は、脈波データの各ピークについて信頼性を判定し、過去のピーク間隔平均と比較して長いピーク間隔で、かつ、信頼性の低いピークを含む長いピーク間隔に対して補完処理を実施し、補完されたピークと信頼性の高いピークとを用いて脈拍数を算出するので、過去のピーク間隔よりも長いピーク間隔全てに対して補完処理を実施する従来技術と比較して、正確な脈拍数を算出することが可能である。

例えば、脈拍数算出装置１０は、クリップ式センサなどにより人体をセンシングして検出された脈動に応じた振幅値を有する脈波データが入力されると、当該脈波データに対してＬＰＦをかけて一次微分を実施する。そして、脈拍数算出装置１０は、一次微分データにおいて、振幅値のゼロクロスポイントを検出し、当該ゼロクロスポイントの範囲内における極小値をピークとして検出する。続いて、脈拍数算出装置１０は、検出された連続するピークのうち、過去のピークよりも極小値が浅いピークを信頼性の低いピークであるとして、当該信頼性の低いピークを除去対象として抽出する。その後、脈拍数算出装置１０は、検出されたピーク間隔が過去のピーク間隔平均よりも長く（もしくは、２倍〜４倍程度の範囲内であり）、かつ、除去対象として抽出された信頼性の低いピークが含まれる場合に、当該ピーク間隔に補完処理を実施する。そして、脈拍数算出装置１０は、補完されたピークの数と、除去対象にならない信頼性の高いピークの数とを用いて脈拍数を算出する。この結果、脈拍数算出装置１０は、正確な脈拍数を算出することができる。

さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも
種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、（１）特徴点の検出、（２）補完処理、（３）脈拍数算出、（４）脈拍数算出装置の構成、（５）携帯端末装置、（６）プログラム、において異なる実施例を説明する。

（１）特徴点の検出
上記実施例１では、脈波データのピーク検出において、脈波データの下り部分ピークとして捉える場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、脈波データの上り部分をピークとして捉えることもできる。

例えば、システムの関係上、電極の都合で波形が逆転している場合には、脈波データの上りの方が急激に変動していることがあるため、当該脈波データの上り部分をピークとして捉える。なお、ピークの検出については、極大値または極小値を用いて検出する技術ではなく、公知の技術を用いることとしても良い。

（２）補完処理
また、上記実施例１では、補完処理において、「過去の平均ピーク間隔×Ｎ×０．７５≦信頼性の低いピーク間隔≦過去の平均ピーク間隔×Ｎ×１．２５」を満たす整数Ｎを算出する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、定数である「０．７５」或いは「１．２５」の値を、実データに基づいた好適な値に変更することもできる。また、検出された特徴点の間隔の所定範囲内で、２倍〜４倍として説明したが、同様に、実データに基づいた好適な値に変更することもできる。

（３）脈拍数算出
また、上記実施例１では、脈拍数算出に２０秒以内におけるピークやピーク間隔の値などを用いる場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１５秒や２５秒などの好適な値に変更することもできる。また、２０秒などの時間ではなく、２０個などの個数のピークやピーク間隔の値などを用いることとしても良い。

（４）脈拍数算出装置の構成
上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメタを含む情報（例えば、除去部３１によるピーク検出とピークの信頼性判定との処理手順など）については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、例えば、除去部３１を、脈波データの特徴点を検出する「特徴点検出部」と、各特徴点における信頼性を判定して除去対象となるピークを抽出する「信頼性判定部」とに分散するなど、その全部または一部を、各種の負担や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合することができる。さらに、各装置にて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

（５）携帯端末装置
また、上記実施例１では、脈拍数算出装置としての脈拍数算出処理を説明したが、脈拍数算出装置を含んだ携帯端末として実現することもできる。ここで、図９を用いて、携帯端末装置の構成例を説明する。図９は、携帯端末装置の構成例を示す図である。なお、図９では、脈拍数算出装置１０と同様の構成要素には同一の符号を付し、実施例１とは同様の処理内容については説明を省略して、実施例１とは異なる表示部１１０と、受信部１３４と、出力部１３５とについて説明する。また、携帯端末装置１００は、例えば、携帯電話機やＰＤＡなどの端末装置であり、通話やメール送受信など、図９の構成例に図示しない様々な機能を有している。

表示部１１０は、ディスプレイ（例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなど）やスピーカを有し、各種の情報を出力する。例えば、表示部１１０は、後述する出力部１３５によって出力制御された脈拍数を表示出力する。

制御部１３０は、制御プログラム、各種の処理手順などを規定したプログラムおよび所要データを格納するための内部メモリを有するとともに、特に、受信部１３４と、除去部１３１と、間隔補完部３２と、脈拍数算出部１３３と、出力部１３５とを有し、これらによって種々の処理を実行する。

受信部１３４は、脈動に応じた振幅値を有する脈波データを受信する。具体的に説明すると、受信部１３４は、クリップ式センサなどにより人体をセンシングして検出された脈動に応じた振幅値を有する脈波データを受信する。

除去部１３１は、受信部１３４によって受信された脈波データの特徴点から信頼性の低い特徴点を除去対象として抽出する。上述した例で具体的に説明すると、除去部１３１は、受信部１３４によって受信された脈波データのピークを検出し、検出された連続するピークのうち、過去のピークよりも極小値が浅いピークを信頼性の低いピークであるとして、当該信頼性の低いピークを除去対象として抽出する。

脈拍数算出部１３３は、間隔補完部３２によって補完された特徴点の数と、除去対象とならない信頼性の高い特徴点の数とを用いて脈拍数を算出する。上述した例で具体的に説明すると、脈拍数算出部１３３は、間隔補完部３２によって補完されたピークの数と、除去部１３１において除去対象とならない信頼性の高いピークの数とを用いて脈拍数「１２０拍／分」を算出し、出力部１３５に通知する。

出力部１３５は、脈拍数算出部１３３によって算出された脈拍数を表示出力させる。上述した例で具体的に説明すると、出力部１３５は、脈拍数算出部１３３によって算出および通知された脈拍数「１２０拍／分」を、表示部１１０に表示出力させる制御を行う。

つまり、携帯端末装置１００は、検出されるピーク間隔の値が過去のピーク間隔の平均値に対して長く（例えば、２倍〜４倍など）、かつ、当該ピーク間隔に浅いピーク値（信頼性の低いピーク）が含まれる場合にピーク間隔を補完し、補完されたピーク間隔と正常な（信頼性の高い）ピーク間隔とを用いて脈拍数を算出して表示部に表示出力させるので、正確な脈拍数を出力することができる。

（６）プログラム
ところで、上記実施例では、ハードウェアロジックによって各種の処理を実現する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、あらかじめ用意されたプログラムをコンピュータで実行することによって実現するようにしてもよい。そこで、以下では、図１０を用いて、上記実施例に示した脈拍数算出装置１０と同様の機能を有する脈拍数算出プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図１０は、脈拍数算出プログラムを実行するコンピュータを示す図である。

図１０に示すように、脈拍数算出装置としてのコンピュータ１１は、バス１８などで接続されるＨＤＤ１３、ＣＰＵ１４、ＲＯＭ１５およびＲＡＭ１６を有する。

ＲＯＭ１５には、上記実施例１に示した脈拍数算出装置１０と同様の機能を発揮する脈拍数算出プログラム、つまり、図１０に示すように除去プログラム１５ａと、間隔補完プログラム１５ｂと、脈拍数算出プログラム１５ｃとが、あらかじめ記憶されている。なお、これらのプログラム１５ａ〜プログラム１５ｃについては、図２に示した脈拍数算出装置１０の各構成要素と同様、適宜統合または、分散してもよい。

そして、ＣＰＵ１４がこれらのプログラム１５ａ〜プログラム１５ｃをＲＯＭ１５から読み出して実行することで、図１０に示すように、プログラム１５ａ〜プログラム１５ｃは、除去プロセス１４ａと、間隔補完プロセス１４ｂと、脈拍数算出プロセス１４ｃとして機能するようになる。なお、プロセス１４ａ〜プロセス１４ｃは、図２に示した、除去部３１と、間隔補完部３２と、脈拍数算出部３３とに対応する。

そして、ＣＰＵ１４はＲＡＭ１６に記録されたデータに基づいて脈拍数算出プログラムを実行する。

なお、上記各プログラム１５ａ〜プログラム１５ｃについては、必ずしも最初からＲＯＭ１５に記憶させておく必要はなく、例えば、コンピュータ１１に挿入されるフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」、またはコンピュータ１１の内外に備えられるＨＤＤなどの「固定用の物理媒体」、さらには公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介してコンピュータ１１に接続される「他のコンピュータ（またはサーバ）」などに各プログラムを記憶させておき、コンピュータ１１がこれから各プログラムを読み出して実行するようにしてもよい。

実施例１に係る脈拍数算出装置の概要を説明するための図である。 実施例１に係る脈拍数算出装置の構成例を示す図である。 脈波データにおける脈の下りを示す図である。 脈波データにおける脈の下りに相当する部分の極小値を示す図である。 微分波形におけるピーク検出を説明するための図である。 脈波データのサンプリングポイントを説明するための図である。 検出されたピークを示す図である。 除去対象となるピークを示す図である。 各ピーク間隔の信頼性判定に利用される負値平均値を説明するための図である。 ピーク間隔の補完処理を説明するための図である。 補完対象となるピーク間隔を説明するための図である。 実施例１に係る脈拍数算出処理の流れを示すフローチャートである。 携帯端末装置の構成例を示す図である。 脈拍数算出プログラムを実行するコンピュータを示す図である。 振幅が小さい脈波と大きい脈波とが混在する場合を示す図である。 本来１つの山となるべきところに２つの山が含まれる場合を示す図である。

符号の説明

１０ 脈拍数算出装置
２０ 記憶部
３０ 制御部
３１ 除去部
３２ 間隔補完部
３３ 脈拍数算出部
１００ 携帯端末装置
１１０ 表示部
１３０ 制御部
１３１ 除去部
１３３ 脈拍数算出部
１３４ 受信部
１３５ 出力部

Claims (5)

1. 脈動に応じた振幅値を有する脈波データの特徴点から過去の特徴点よりも極小値が低い特徴点を信頼性の低い特徴点であるとして、当該信頼性の低い特徴点を除去対象として抽出する除去手順と、
   前記特徴点の間隔が所定範囲外、かつ、前記除去手順によって除去対象として抽出された特徴点が含まれる場合に、当該所定範囲外である特徴点の間隔を補完する間隔補完手順と、
   前記間隔補完手順によって補完された特徴点の数と、前記除去対象とならない信頼性の高い特徴点の数とを用いて脈拍数を算出する脈拍数算出手順と、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする脈拍数算出プログラム。
2. 前記間隔補完手順は、前記所定範囲外である特徴点の間隔を過去の特徴点の間隔の平均で割った商を特徴点の数として、前記所定範囲外である特徴点の間隔を当該特徴点の数で割った値を前記所定範囲内である特徴点の新たな間隔として補完することを特徴とする請求項１に記載の脈拍数算出プログラム。
3. 脈動に応じた振幅値を有する脈波データの特徴点から過去の特徴点よりも極小値が低い特徴点を信頼性の低い特徴点であるとして、当該信頼性の低い特徴点を除去対象として抽出する除去部と、
   前記特徴点の間隔が所定範囲外、かつ、前記除去部によって除去対象として抽出された特徴点が含まれる場合に、当該所定範囲外である特徴点の間隔を補完する間隔補完部と、
   前記間隔補完部によって補完された特徴点の数と、前記除去対象とならない信頼性の高い特徴点の数とを用いて脈拍数を算出する脈拍数算出部と、
   を有することを特徴とする脈拍数算出装置。
4. 脈動に応じた振幅値を有する脈波データの特徴点から過去の特徴点よりも極小値が低い特徴点を信頼性の低い特徴点であるとして、当該信頼性の低い特徴点を除去対象として抽出する除去工程と、
   前記特徴点の間隔が所定範囲外、かつ、前記除去工程によって除去対象として抽出された特徴点が含まれる場合に、当該所定範囲外である特徴点の間隔を補完する間隔補完工程と、
   前記間隔補完工程によって補完された特徴点の数と、前記除去対象とならない信頼性の高い特徴点の数とを用いて脈拍数を算出する脈拍数算出工程と、
   を含んだことを特徴とする脈拍数算出方法。
5. 脈動に応じた振幅値を有する脈波データを受信する受信部と、
   前記受信部によって受信された脈波データの特徴点から過去の特徴点よりも極小値が低い特徴点を信頼性の低い特徴点であるとして、当該信頼性の低い特徴点を除去対象として抽出する除去部と、
   前記特徴点の間隔が所定範囲外、かつ、前記除去部によって除去対象として抽出された特徴点が含まれる場合に、当該所定範囲外である特徴点の間隔を補完する間隔補完部と、
   前記間隔補完部によって補完された特徴点の数と、前記除去対象とならない信頼性の高い特徴点の数とを用いて脈拍数を算出する脈拍数算出部と、
   前記脈拍数算出部によって算出された脈拍数を表示出力させる出力部と、
   を有することを特徴とする携帯端末装置。

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