JP5540662B2 - Respiration estimation device, respiration estimation method, and respiration estimation program - Google Patents
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本発明は、呼吸推定装置、呼吸推定方法及び呼吸推定プログラムに関する。 The present invention relates to a respiratory estimation device, a respiratory estimation method, and a respiratory estimation program.
呼吸間隔を識別する識別装置がある。識別装置は、心電図に含まれるR波のピークを検出し、ピークとピークとの間隔であるR−R間隔を算出する。そして、識別装置は、算出したR−R間隔の周期を識別することで、呼吸間隔を識別する。 There is an identification device that identifies breathing intervals. The identification device detects the peak of the R wave included in the electrocardiogram and calculates an RR interval that is an interval between the peaks. Then, the identification device identifies the respiratory interval by identifying the calculated period of the RR interval.
図20を用いて、従来の識別装置について簡単に説明する。図20は、従来の識別装置について説明する図である。図20の(1)は、心電図の一例である。図20の(1)の横軸は時間軸を示し、縦軸は心拍信号の強さを示す。図20の901〜903は、心拍信号に含まれるR波のピークを示す。また、図20の904や905は、R−R間隔を示す。図20の(2)は、図20の(1)のR−R間隔をプロットした図の一例である。図20の(2)の横軸は時間軸を示し、縦軸はR−R間隔の値を示す。 A conventional identification device will be briefly described with reference to FIG. FIG. 20 is a diagram illustrating a conventional identification device. (1) of FIG. 20 is an example of an electrocardiogram. The horizontal axis of (1) of FIG. 20 shows a time axis, and a vertical axis | shaft shows the strength of a heartbeat signal. 901 to 903 in FIG. 20 indicate the peaks of the R wave included in the heartbeat signal. Further, reference numerals 904 and 905 in FIG. 20 indicate RR intervals. (2) in FIG. 20 is an example of a diagram in which the RR intervals in (1) in FIG. 20 are plotted. The horizontal axis in (2) of FIG. 20 indicates the time axis, and the vertical axis indicates the value of the RR interval.
図20の(1)に示すように、識別装置は、R波のピーク901〜903を検出し、R−R間隔904や905を算出する。そして、図20の(2)に示すように、識別装置は、算出したR−R間隔の周期を識別することで、呼吸間隔を識別する。図20の(2)に示す例では、識別装置は、R−R間隔の1周期分に対応する時間である呼吸間隔906や907を識別する。なお、胸腔内の内圧を推定する装置もある。
As shown in (1) of FIG. 20, the identification device detects
ここで、上述した識別装置によって算出された呼吸間隔を用いて呼吸数を算出する呼吸数算出装置が考えられる。例えば、呼吸数算出装置は、呼吸間隔が「3秒」である場合には、「60秒」を「3秒」で除算することで、呼吸数「20」を算出する。 Here, a respiration rate calculation device that calculates the respiration rate using the respiration interval calculated by the identification device described above is conceivable. For example, when the respiration interval is “3 seconds”, the respiration rate calculation device calculates “20” by dividing “60 seconds” by “3 seconds”.
しかしながら、呼吸数算出装置では、呼吸の深さについては推定していないという課題がある。つまり、人の呼吸の深さは呼吸ごとに異なり、一度に吸い込まれる空気の量も呼吸ごとに異なる。例えば、人は、深呼吸をした場合には、通常の呼吸と比較してより多くの空気を吸ったり吐いたりする。ここで、呼吸数算出装置では、呼吸数を算出するに過ぎず、各呼吸の深さについては推定できない。 However, the respiration rate calculating device has a problem that the respiration depth is not estimated. In other words, the depth of human breathing varies from breath to breath, and the amount of air drawn at a time varies from breath to breath. For example, when a person takes a deep breath, the person breathes and exhales more air than a normal breath. Here, the respiration rate calculation device only calculates the respiration rate and cannot estimate the depth of each respiration.
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、呼吸の深さを推定可能な呼吸推定装置、呼吸推定方法及び呼吸推定プログラムを提供することを目的とする。 The disclosed technology has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a respiration estimation device, a respiration estimation method, and a respiration estimation program capable of estimating the depth of respiration.
開示する呼吸推定装置は、一つの態様において、人体へ光を照射する発光素子と、該発光素子から放射された後人体を透過した光の変化量、又は、該発光素子から放射された後人体により反射された光の変化量を検出する受光素子とを有する光センサから検出された光の変化量に基づいて、該人体の脈波を検出し、該脈波を電気信号に変換する脈波検出部を備える。また、呼吸推定装置は、前記脈波検出部により変換された電気信号に対してn次微分(nは自然数)を実行し、該n次微分の結果得られた波形であるn次微分波形から、脈波ごとに複数の特徴点を識別する特徴点識別部を備える。また、呼吸推定装置は、前記特徴点識別部により識別された複数の特徴点ごとに振幅の変化量を算出する差分算出部を備える。また、呼吸推定装置は、前記差分算出部により特徴点ごとに算出された変化量に基づいて、呼吸の深さを推定する推定部を備える。 In one aspect, the disclosed respiratory estimation apparatus includes a light emitting element that irradiates light to a human body, a change amount of light that is emitted from the light emitting element and then passes through the human body, or a rear human body that is emitted from the light emitting element. A pulse wave that detects a pulse wave of the human body based on a change amount of light detected from an optical sensor having a light receiving element that detects a change amount of light reflected by the light, and converts the pulse wave into an electric signal A detection unit is provided. Further, the respiratory estimation device performs n-order differentiation (n is a natural number) on the electrical signal converted by the pulse wave detection unit, and from the n-order differentiation waveform that is a waveform obtained as a result of the n-order differentiation. A feature point identifying unit for identifying a plurality of feature points for each pulse wave is provided. In addition, the respiration estimation device includes a difference calculation unit that calculates an amplitude change amount for each of the plurality of feature points identified by the feature point identification unit. The respiration estimation device includes an estimation unit that estimates a respiration depth based on the amount of change calculated for each feature point by the difference calculation unit.
開示する呼吸推定装置の一つの態様によれば、呼吸の深さを推定可能であるという効果を奏する。 According to one aspect of the disclosed respiratory estimation device, there is an effect that the depth of respiration can be estimated.
以下に、開示する呼吸推定装置、呼吸推定方法及び呼吸推定プログラムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施例により開示する発明が限定されるものではない。各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。 Hereinafter, embodiments of the disclosed respiratory estimation apparatus, respiratory estimation method, and respiratory estimation program will be described in detail with reference to the drawings. Note that the invention disclosed by this embodiment is not limited. Each embodiment can be appropriately combined within a range in which processing contents do not contradict each other.
図1を用いて、実施例1に係る呼吸推定装置100の構成の一例について説明する。図1は、実施例1に係る呼吸推定装置の構成の一例について説明するブロック図である。呼吸推定装置100は、図1に示す例では、光センサ101と、脈波検出部102と、特徴点識別部103と、差分算出部104と、推定部105とを有する。
An example of the configuration of the respiratory estimation apparatus 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the respiratory estimation apparatus according to the first embodiment. In the example illustrated in FIG. 1, the respiratory estimation apparatus 100 includes an optical sensor 101, a pulse
光センサ101は、人体へ光を照射する発光素子と、発光素子から放射された後人体を透過した光の変化量、又は、発光素子から放射された後人体により反射された光の変化量を検出する受光素子とを有する。 The optical sensor 101 includes a light emitting element that irradiates light to the human body and a change amount of light that is emitted from the light emitting element and then transmitted through the human body, or a change amount of light that is reflected from the human body after being emitted from the light emitting element. And a light receiving element to detect.
脈波検出部102は、光センサ101から検出された光の変化量を電気信号に変換する。また、特徴点識別部103は、脈波検出部102により変換された電気信号に対してn次微分(nは自然数)を実行し、n次微分の結果得られた波形であるn次微分波形から、脈波ごとに複数の特徴点を識別する。
The pulse
差分算出部104は、特徴点識別部103により識別された複数の特徴点ごとに振幅の変化量を算出する。また、推定部105は、差分算出部104により特徴点ごとに算出された変化量に基づいて、呼吸の深さを推定する。そして、推定部105は、推定結果を出力する。
The
このように、実施例1によれば、呼吸の深さを推定可能である。すなわち、人の呼吸の深さは呼吸ごとに異なり、一度に吸い込まれる空気の量も呼吸ごとに異なる。例えば、人は、深呼吸をした場合には、通常の呼吸と比較してより多くの空気を吸ったり吐いたりする。ここで、呼吸間隔を用いて呼吸数を算出する呼吸数算出装置があったとしても、呼吸数を算出するに過ぎず、各呼吸の深さについては推定できなかった。そこで、実施例1は、脈波の特徴点各々のうち振幅の変化量が最大となる特徴点は、深呼吸時と通常の呼吸時とで異なることに着目している。実施例1によれば、振幅の変化量を特徴点ごとに算出することで、呼吸の深さを推定することが可能である。 Thus, according to Example 1, it is possible to estimate the depth of respiration. That is, the depth of human breathing varies from breath to breath, and the amount of air drawn at a time varies from breath to breath. For example, when a person takes a deep breath, the person breathes and exhales more air than a normal breath. Here, even if there was a respiration rate calculation device that calculates the respiration rate using the respiration interval, only the respiration rate was calculated, and the depth of each respiration could not be estimated. Therefore, the first embodiment pays attention to the fact that the feature point having the maximum amplitude variation among the feature points of the pulse wave is different between deep breathing and normal breathing. According to the first embodiment, it is possible to estimate the depth of respiration by calculating the amount of change in amplitude for each feature point.
[呼吸推定装置の構成]
次に、実施例2に係る呼吸推定装置200について説明する。まず、図2を用いて、実施例2に係る呼吸推定装置200の構成の一例について説明する。図2は、実施例2に係る呼吸推定装置の構成の一例について説明するブロック図である。呼吸推定装置200は、図2に示す例では、光センサ201と、出力部202と、制御部300とを有する。
[Configuration of respiration estimation device]
Next, the
光センサ201は、制御部300と接続される。また、光センサ201は、人体へ光を照射する発光素子と、発光素子から放射された後人体を透過した光の変化量、又は、発光素子から放射された後人体により反射された光の変化量を検出する受光素子とを有する。
The
ここで、発光素子は、例えば、LED(Light Emitting Diode)が該当する。また、受光素子は、例えば、PD(Photo Diode)が該当する。発光素子として用いられるLEDは、例えば、760nm付近の波長の光を照射する。なお、以下では、発光素子として用いられるLEDが760nm付近の波長の光を照射する場合を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、発光素子として用いられるLEDは、760nmよりも長波長側の光を照射しても良く、760nmよりも短波長側の光を照射しても良く、利用者が任意の波長を選択して良い。 Here, the light emitting element corresponds to, for example, an LED (Light Emitting Diode). The light receiving element corresponds to, for example, PD (Photo Diode). The LED used as the light emitting element irradiates light having a wavelength near 760 nm, for example. In the following description, an example in which an LED used as a light emitting element emits light having a wavelength near 760 nm will be described, but the present invention is not limited to this. For example, an LED used as a light emitting element may irradiate light having a wavelength longer than 760 nm, or irradiate light having a wavelength shorter than 760 nm, and the user selects an arbitrary wavelength. good.
図3を用いて、光センサ201の使用態様の一例について説明する。図3は、実施例2における光センサの使用態様の一例について説明する図である。図3では、呼吸推定装置200が移動体端末である場合を例に示した。図3に示す例では、光センサ201は、クリップ状の形状を有し、利用者によって耳朶に装着されることで耳と接触する。また、図3に示す例では、光センサ201は、ケーブルを介して呼吸推定装置200の筐体と接続される。
An example of usage of the
また、以下では、特に言及しない限り、図3に示すように、光センサ201は、クリップ状の形状を有して耳に装着される場合を例に説明する。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、光センサ201は、クリップ状ではなく板状であっても良く、利用者が任意の形状を選択して良い。また、光センサ201は、耳以外の場所に装着されても良く、例えば、指などの任意の箇所に装着されて良い。
In the following, unless otherwise specified, as shown in FIG. 3, the
また、以下では、図3に示すように、光センサ201は、ケーブルを介して呼吸推定装置200の筐体と接続される場合を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、光センサ201は、無線を介して呼吸推定装置200の筐体と接続されても良く、任意の接続形態であって良い。また、同様に、光センサ201は、呼吸推定装置100の筐体に設けられても良い。
In the following, as illustrated in FIG. 3, the
光センサ201の構造の一例について、図4を用いて説明する。図4は、実施例2における光センサの構造の一例について説明する図である。図4には、光センサ201について、光センサ201を形成する各部を分解した上で示した。図4に示すように、光センサ201は、カバーケース404に、開閉可能なふたとしてクリップ状に可動する開口制御ラバー401が取り付けられる。その上で、開口制御ラバー401のカバーケース404側の面には、可視光をカットする可視光カットフィルタ402と、LEDやPDが搭載される搭載基板403とが順に積層される。
An example of the structure of the
ここで、可視光カットフィルタ402は、開口制御ラバー401を透過した可視光線を遮断することで、搭載基板403に搭載されたPDが、開口制御ラバー401を透過した可視光線を検知しないようにする。搭載基板403に搭載されたLEDは、発光素子に対応し、搭載基板403に搭載されたPDは、受光素子に対応する。
Here, the visible light cut
また、図5を用いて、搭載基板403の詳細な一例について説明する。図5は、実施例2における搭載基板の詳細な一例について説明する図である。図5に示す例では、光センサ201の搭載基板403である場合を例に示した。つまり、図5に示す例では、搭載基板403が耳朶407と接触する場合を例に示した。
In addition, a detailed example of the mounting
図5に示すように、搭載基板403の平面上には、LEDなどの発光素子405と、PDなどの受光素子406とが設けられる。また、搭載基板403は、耳朶407と接触する。ここで、図5に示すように、受光素子406は、発光素子405から照射された光のうち、耳朶407によって反射された光を受光し、受光した光の変化量を検知する。あるいは、受光素子406は、発光素子405から照射された光のうち、耳朶407を透過した光を受光し、受光した光の変化量を検知する。
As shown in FIG. 5, a
光センサ201は、耳にて脈波を検出し、電気信号に変換する。ここで、光センサ201が脈波を検出する処理について、更に説明する。まず、発光素子が光を照射する箇所の血流量と、受光素子が受光する光の量との間には、相関関係にある。具体的には、発光素子が光を照射する箇所の血流量が増加すればするほど、発光素子が光を照射する箇所の血流によって吸収される光の量が増加し、受光素子が受光する光の量が減少する。次に、心臓の鼓動により発生した脈波が到達すると、血管が広がり、発光素子が光を照射する箇所の血流量が増加する。つまり、光センサ201は、受光素子によって受光される光の変化量を検出することで、発光素子が光を照射する箇所の血流量の変化を検知する。また、この結果、光センサ201は、血流量の変化を検知することで、脈波を検出する。
The
図6を用いて、光センサ201によって変換された電気信号が示す波形の一例について説明する。図6は、光センサによって変換された電気信号が示す波形の一例について説明する図である。図6の横軸は、時間軸を示し、図6の縦軸は、受光素子によって受光された光の量を示す。つまり、図6の縦軸は、光センサ201が光を照射する箇所における血流量を示す。また、図6において、血流量があがっている箇所は、心臓の鼓動により発生した脈波が到達したことを示す。
An example of a waveform indicated by the electrical signal converted by the
図2の説明に戻る。出力部202は、制御部300と接続される。出力部202は、制御部300から情報を受け付け、受け付けた情報を出力する。出力部202は、例えば、モニタやディスプレイ、タッチパネル、又は、スピーカなどが該当する。なお、出力部202によって出力される情報の詳細については、ここでは説明を省略し、関係する各部について説明する際に併せて説明する。
Returning to the description of FIG. The output unit 202 is connected to the
制御部300は、光センサ201及び出力部202と接続される。制御部300は、各種の処理手順などを規定したプログラムを記憶する内部メモリを有し、種々の処理を制御する。制御部300は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)などの電子回路である。制御部300は、図2に示す例では、脈波間隔算出部301と、n次微分処理部302と、特徴点識別部303と、差分算出部304と、呼吸深推定部305と、呼吸数算出部306とを有する。
The
なお、以下では特に言及しないが、制御部300は、記憶部を有する。また、制御部300は、適宜、記憶部に情報を格納したり、記憶部から情報を読み出したりすることで、種々の処理を制御する。記憶部は、例えば、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ(Flash Memory)などの半導体メモリ素子などが該当する。
Although not particularly mentioned below, the
例えば、記憶部は、制御部300の各部による処理過程において得られるデータや、処理過程において用いられるデータ、処理結果となるデータなどを記憶する。より詳細には、記憶部は、n次微分処理部302による処理の結果得られるn次微分波形や、特徴点識別部303によって識別されるタイミングや特徴点、差分算出部304によって算出される変化量などを記憶する。なお、n次微分波形やタイミング、特徴点、変化量などの詳細については、後述するため、ここでは説明を省略する。
For example, the storage unit stores data obtained in the processing process by each unit of the
脈波間隔算出部301は、光センサ201によって変換された電気信号が示す波形から、連続する2つの脈波の間の脈波間隔を算出する。具体的には、脈波間隔算出部301は、電気信号が示す波形のうち最大点を識別し、隣接する最大点間の間隔を算出することで脈波間隔を算出する。
The pulse wave
また、脈波間隔算出部301は、脈波間隔を用いて脈飛びがあった箇所を識別する。脈飛びがあった箇所を識別する処理の一例について、図7を用いて説明する。図7は、実施例2における脈波間隔算出部による処理の一例について説明する図である。図7は、光センサ201についての波形を示し、図6に対応する。図7の横軸は、時間軸を示し、図7の縦軸は、血流量を示す。図7の「脈波n」(nは自然数)は、波形に含まれる脈波それぞれを示し、図7の「最大点」は、脈波それぞれに含まれる最大点を示す。また、図7の「脈波間隔」は、脈波間隔算出部301によって算出される脈波間隔を示す。
Further, the pulse wave
脈波間隔算出部301は、連続する2つの脈波間の脈波間隔が、他の脈波間隔のn倍(nは自然数)となる場合に、脈飛びであると識別する。例えば、図7に示す例では、脈波2〜5間における連続する2つの脈波間の脈波間隔は、どれも同じような値である。一方、脈波1〜2間の脈波間隔は、脈波2〜5間における脈波間隔と比較して2倍の値である。この場合、脈波間隔算出部301は、脈波1〜2間において脈飛びがあったと識別し、脈波2〜5間において脈飛びがないと識別する。なお、脈波間隔算出部301による処理結果は、後述するように、特徴点識別部303によって用いられる。
The pulse wave
n次微分処理部302は、電気信号が示す波形に対してn次微分(nは自然数)を実行する。具体的には、n次微分処理部302は、光センサ201についての波形に対してn次微分(nは自然数)を実行する。以下では、特に言及しない限り、n次微分処理部302は、2次微分を実行する場合を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、n次微分処理部302は、1次微分や3次微分を実行しても良く、利用者が任意の微分回数を設定して良い。
The nth order differential processing unit 302 performs nth order differentiation (n is a natural number) on the waveform indicated by the electrical signal. Specifically, the nth-order differentiation processing unit 302 performs nth-order differentiation (n is a natural number) on the waveform of the
例えば、n次微分処理部302は、2次微分を実行した場合には、図8に示すような2次微分波形が得られる。ここで、図8は、実施例2における2次微分波形の一例について説明する図である。図8の(1)は、光センサ201についての波形を示し、図6や図7の(1)に対応する。つまり、図8の(1)は、耳と接触した光センサについての波形である。図8の(2)は、図8の(1)に対して2次微分することで得られた2次微分波形である。つまり、図8の(2)は、耳についての2次微分波形である。図8の横軸は、時間軸を示す、図8の(1)縦軸は、血流量の変化を示す。図8の(2)の縦軸は、2次微分により得られた値を示す。図8の(1)の横軸と図8の(2)の横軸とは、それぞれ対応する。
For example, the nth derivative processing unit 302 obtains a second derivative waveform as shown in FIG. 8 when the second derivative is executed. Here, FIG. 8 is a diagram for explaining an example of the secondary differential waveform in the second embodiment. (1) in FIG. 8 shows a waveform for the
特徴点識別部303は、n次微分の結果得られた波形であるn次微分波形から、脈波ごとに複数の特徴点を識別する。具体的には、特徴点識別部303は、脈波間隔算出部301による処理結果に基づいて、2次微分波形に脈波が含まれるタイミングを識別する。つまり、脈が飛んでいないタイミングを識別する。そして、特徴点識別部303は、識別したタイミングごとに、少なくとも3つの特徴点を識別する。つまり、特徴点識別部303は、2次微分波形に含まれる脈波ごとに、少なくとも3つの特徴点を識別する。
The feature point identifying unit 303 identifies a plurality of feature points for each pulse wave from the nth-order differential waveform that is a waveform obtained as a result of the nth-order differentiation. Specifically, the feature point identifying unit 303 identifies the timing at which the pulse wave is included in the secondary differential waveform based on the processing result by the pulse wave
なお、以下では、特徴点識別部303が脈波ごとに4つの特徴点を識別する場合を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、特徴点識別部303は、脈波ごとに3つの特徴点を識別しても良く、5つの特徴点を識別しても良く、任意の数の特徴点を識別して良い。 Hereinafter, a case where the feature point identifying unit 303 identifies four feature points for each pulse wave will be described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the feature point identifying unit 303 may identify three feature points for each pulse wave, may identify five feature points, or may identify an arbitrary number of feature points.
図9を用いて、特徴点識別部303による特徴点識別処理について更に説明する。図9は、実施例2における特徴点識別部による特徴点識別処理について更に説明する図である。なお、図9は、耳についての2次微分波形であり、図8の(2)に対応する。図9に示すように、脈波1と脈波2との間に脈飛びがある場合を例に説明する。
The feature point identifying process by the feature point identifying unit 303 will be further described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram for further explaining the feature point identifying process by the feature point identifying unit in the second embodiment. FIG. 9 shows a second-order differential waveform for the ear and corresponds to (2) in FIG. As shown in FIG. 9, a case where there is a pulse jump between the
また、図9の横軸は、時間軸を示し、図9の縦軸は、2次微分処理により得られた値を示す。図9の「脈波n」(nは自然数)は、波形に含まれる脈波それぞれを示し、図9の「特徴点a〜d」は、特徴点識別部303によって脈波ごとに識別された特徴点を示す。また、図9の「脈飛びあり」に示すように、脈飛びがあった箇所を示した。なお、特徴点a〜特徴点dは、それぞれ、1番特徴点〜4番特徴点とも称する。なお、1番特徴点は、脈波に含まれる特徴点のうち出現時間が1番目になる特徴点を示す。また、同様に、2番特徴点〜4番特徴点は、それぞれ、脈波に含まれる特徴点のうち出現時間が2番目〜4番目になる特徴点を示す。 In addition, the horizontal axis in FIG. 9 represents a time axis, and the vertical axis in FIG. 9 represents a value obtained by the secondary differentiation process. “Pulse wave n” (n is a natural number) in FIG. 9 indicates each pulse wave included in the waveform, and “feature points a to d” in FIG. 9 are identified for each pulse wave by the feature point identification unit 303. Indicates feature points. In addition, as shown in “with pulse skip” in FIG. Note that the feature points a to d are also referred to as the first feature point to the fourth feature point, respectively. The first feature point is a feature point having the first appearance time among the feature points included in the pulse wave. Similarly, the second feature point to the fourth feature point indicate feature points whose appearance times are the second to fourth among the feature points included in the pulse wave, respectively.
図9に示す例では、特徴点識別部303は、2次微分波形に脈拍1〜5があると識別する。そして、図9に示す例では、特徴点識別部303は、脈波1〜5それぞれについて、特徴点a〜dを識別する。
In the example illustrated in FIG. 9, the feature point identification unit 303 identifies that there are
図2の説明に戻る。差分算出部304は、特徴点識別部303によって識別された複数の特徴点ごとに振幅の変化量を算出する。具体的には、差分算出部304は、複数の特徴点ごとに、出現時間が前の脈波にある特徴点のうち、処理対象となる特徴点に対応する特徴点の振幅との変化量を算出する。 Returning to the description of FIG. The difference calculation unit 304 calculates an amplitude change amount for each of the plurality of feature points identified by the feature point identification unit 303. Specifically, the difference calculation unit 304 calculates, for each of the plurality of feature points, the amount of change from the feature point corresponding to the feature point to be processed among the feature points in the pulse wave having the appearance time before. calculate.
図10を用いて、差分算出部304により算出される振幅の一例について説明する。図10は、実施例2における差分算出部により算出される振幅の一例について説明する図である。図10は、耳についての2次微分波形であり、図8の(2)や図9に対応する。また、図10の横軸は、時間軸を示し、図10の縦軸は、2次微分処理により得られた値を示す。図10の「脈波n」(nは自然数)は、波形に含まれる脈波それぞれを示す。図10の特徴点a〜特徴点cは、特徴点識別部303によって識別された特徴点を示す。 An example of the amplitude calculated by the difference calculation unit 304 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the amplitude calculated by the difference calculation unit according to the second embodiment. FIG. 10 shows a second-order differential waveform for the ear, which corresponds to (2) of FIG. 8 and FIG. Further, the horizontal axis of FIG. 10 represents the time axis, and the vertical axis of FIG. 10 represents the value obtained by the secondary differentiation process. “Pulse wave n” (n is a natural number) in FIG. 10 indicates each pulse wave included in the waveform. Feature points a to c in FIG. 10 indicate feature points identified by the feature point identification unit 303.
図10に示す例では、差分算出部304は、脈波1〜5それぞれについて、特徴点a〜cの振幅を算出する。例えば、差分算出部304は、脈波1の特徴点aについて振幅a1を算出し、脈波1の特徴点bについて振幅b1を算出し、脈波1の特徴点cについて振幅c1を算出する。同様に、差分算出部304は、脈波2〜5についても、特徴点ごとに振幅を算出する。
In the example illustrated in FIG. 10, the difference calculation unit 304 calculates the amplitude of the feature points a to c for each of the pulse waves 1 to 5. For example, the difference calculation unit 304 calculates the amplitude a1 for the feature point a of the
また、図10に示す例では、差分算出部304は、特徴点a〜特徴点cそれぞれについて、一つ前の脈波にある特徴点のうち、処理対象となる特徴点に対応する特徴点の振幅との変化量を算出する。例えば、脈波2の特徴点については、脈波1の特徴点との変化量を算出する。同様に、差分算出部304は、脈波3〜脈波5の特徴点についても、それぞれ同様に、脈波2〜脈波4の特徴点との変化量を算出する。より詳細には、差分算出部304は、処理対象となる特徴点が特徴点aである場合には、一つ前の脈波にある特徴点aの振幅との変化量を算出する。つまり、脈波3を例に説明すると、差分算出部304は、特徴点a3については、振幅a3と振幅a2との変化量を算出し、特徴点b3については、振幅b3と振幅b2との変化量を算出し、特徴点c3については、振幅c3と振幅c2との変化量を算出する。
In the example illustrated in FIG. 10, the difference calculation unit 304 calculates, for each of the feature points a to c, the feature points corresponding to the feature points to be processed among the feature points in the previous pulse wave. The amount of change from the amplitude is calculated. For example, for the feature point of
ここで、図11を用いて、実施例2における変化量の算出手法の一例について説明する。図11は、実施例2における変化量の算出手法の一例について説明する図である。図11では、脈波3の特徴点a3を例に用いて説明する。図11は、図10に示した耳についての2次微分波形のうち、脈波2と脈波3とに対応する。図11の変化量a3に示すように、差分算出部304は、振幅a3と振幅a2との差分を算出することで、特徴点a3についての変化量を算出する。
Here, an example of a change amount calculation method according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a change amount calculation method according to the second embodiment. In FIG. 11, the feature point a3 of the
図12を用いて、差分算出部304によって算出された変化量の一例について説明する。図12は、実施例2における差分算出部によって算出された変化量の一例について説明する図である。図12の(1)は、特徴点aについて算出された変化量を示す。つまり、図12の(1)は、変化量「a(n)−a(n−1)」(nは自然数)をプロットしたものである。同様に、図12の(2)は、特徴点bについて算出された変化量を示し、変化量「b(n)−b(n−1)」(nは自然数)をプロットしたものである。図12の(3)は、特徴点cについて算出された変化量を示し、変化量「c(n)−c(n−1)」(nは自然数)をプロットしたものである。また、図12の縦軸は変化量の大きさを示す。変化量が0より大きければ、前の脈波に含まれる特徴点の振幅よりも振幅が大きくなったことを示し、変化量が0より小さければ、前の脈波に含まれる特徴点の振幅よりも振幅が小さくなったことを示す。また、図12の横軸は時間軸を示す。図12の(1)〜(3)の横軸は、それぞれ対応する。図12に示す例では、各プロットを連結した包絡線を併せて示した。 An example of the amount of change calculated by the difference calculation unit 304 will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the amount of change calculated by the difference calculation unit according to the second embodiment. (1) in FIG. 12 shows the amount of change calculated for the feature point a. That is, (1) of FIG. 12 plots the variation “a (n) −a (n−1)” (n is a natural number). Similarly, (2) of FIG. 12 shows the amount of change calculated for the feature point b, and plots the amount of change “b (n) −b (n−1)” (n is a natural number). (3) in FIG. 12 shows the amount of change calculated for the feature point c, and the amount of change “c (n) −c (n−1)” (n is a natural number) is plotted. The vertical axis in FIG. 12 indicates the magnitude of the change amount. If the amount of change is larger than 0, it indicates that the amplitude is larger than the amplitude of the feature point included in the previous pulse wave. If the amount of change is smaller than 0, the amplitude is larger than the amplitude of the feature point included in the previous pulse wave. Indicates that the amplitude has decreased. In addition, the horizontal axis of FIG. 12 indicates the time axis. The horizontal axes of (1) to (3) in FIG. 12 correspond to each other. In the example shown in FIG. 12, the envelope which connected each plot was shown collectively.
図12の(1)〜(3)に示すように、特徴点a〜特徴点cそれぞれについて算出された変化量は、同じ周期にて変動する。つまり、同じ脈波において変化量が最大になり、同じ脈波において変化量が最小になる。なお、図12に示す例では、図12の(1)〜(3)において、各プロットの横軸の値が一致しない。例えば、図12の(1)〜(3)におけるプロットのうち最も左側にあるプロットは、同じ脈波に含まれる特徴点各々について算出された変化量であるが、横軸の値が一致しない。これは、特徴点a〜特徴点cは、それぞれ出現時間が異なるからである。 As shown in (1) to (3) of FIG. 12, the amount of change calculated for each of the feature points a to c varies in the same cycle. That is, the amount of change is maximized for the same pulse wave, and the amount of change is minimized for the same pulse wave. In the example shown in FIG. 12, the values on the horizontal axis of the plots do not match in (1) to (3) of FIG. For example, the leftmost plot among the plots in (1) to (3) in FIG. 12 is the amount of change calculated for each feature point included in the same pulse wave, but the values on the horizontal axis do not match. This is because the feature points a to c are different in appearance time.
なお、以下では、特に言及しない限り、特徴点a〜特徴点cそれぞれについて変化量を算出する場合を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、差分算出部304は、特徴点aと特徴点cとについて変化量を算出し、特徴点bについて変化量を算出しなくても良い。また、例えば、差分算出部304は、特徴点aと特徴点bとについて変化量を算出し、特徴点cについて変化量を算出しなくても良い。 In the following description, a case where the amount of change is calculated for each of the feature points a to c will be described as an example unless otherwise specified, but the present invention is not limited to this. For example, the difference calculation unit 304 may calculate the change amount for the feature point a and the feature point c and may not calculate the change amount for the feature point b. For example, the difference calculation unit 304 may calculate the change amount for the feature point a and the feature point b and may not calculate the change amount for the feature point c.
図2の説明に戻る。呼吸深推定部305は、差分算出部304によって特徴点ごとに算出された変化量に基づいて、呼吸の深さを推定する。具体的には、呼吸深推定部305は、複数の特徴点のうち他の特徴点と比較して出現時間が後にある特徴点である後特徴点の変化量が、他の特徴点と比較して出現時間が前にある前特徴点の変化量よりも小さいかを判定する。ここで、呼吸深推定部305は、小さいと判定する場合には、変化量が大きい場合と比較して呼吸が深いと推定する。一方、呼吸深推定部305は、小さいと判定しない場合には、変化量が小さい場合と比較して呼吸が浅いと推定する。
Returning to the description of FIG. The respiration
つまり、耳にて光の変化量を検出した場合には、通常の呼吸時には、特徴点各々について算出された変化量の大小関係は、「特徴点c>特徴点b>特徴点a」となる。つまり、特徴点cの変化量は特徴点bの変化量よりも大きくなり、特徴点bの変化量は特徴点aの変化量よりも大きくなる。また、深呼吸時には、特徴点各々について算出された変化量の大小関係は、「特徴点a>特徴点b>特徴点c」となる。つまり、特徴点aの変化量は特徴点bの変化量よりも大きくなり、特徴点bの変化量は特徴点cの変化量よりも大きくなる。このことを踏まえ、呼吸深推定部305は、呼吸の深さを推定する。なお、変化量の大小関係は、実験データから見いだされたものである。
That is, when the amount of change in light is detected by the ear, the magnitude relationship of the amount of change calculated for each feature point during normal breathing is “feature point c> feature point b> feature point a”. . That is, the change amount of the feature point c is larger than the change amount of the feature point b, and the change amount of the feature point b is larger than the change amount of the feature point a. Further, during deep breathing, the magnitude relationship of the amount of change calculated for each feature point is “feature point a> feature point b> feature point c”. That is, the change amount of the feature point a is larger than the change amount of the feature point b, and the change amount of the feature point b is larger than the change amount of the feature point c. Based on this, the respiration
なお、指にて光の変化量を検出した場合には、通常の呼吸時には、特徴点各々について算出された変化量の大小関係は、「特徴点b>特徴点c>特徴点a」となる。つまり、特徴点bの変化量は特徴点cの変化量よりも大きくなり、特徴点cの変化量は特徴点aの変化量よりも大きくなる。また、深呼吸時には、特徴点各々について算出された変化量の大小関係は、「特徴点a>特徴点b>特徴点c」となる。つまり、特徴点aの変化量は特徴点bの変化量よりも大きくなり、特徴点bの変化量は特徴点cの変化量よりも大きくなる。このことを踏まえ、呼吸深推定部305は、呼吸の深さを推定する。
When the amount of change in light is detected with a finger, the magnitude relationship of the amount of change calculated for each feature point during normal breathing is “feature point b> feature point c> feature point a”. . That is, the change amount of the feature point b is larger than the change amount of the feature point c, and the change amount of the feature point c is larger than the change amount of the feature point a. Further, during deep breathing, the magnitude relationship of the amount of change calculated for each feature point is “feature point a> feature point b> feature point c”. That is, the change amount of the feature point a is larger than the change amount of the feature point b, and the change amount of the feature point b is larger than the change amount of the feature point c. Based on this, the respiration
例えば、呼吸深推定部305は、1番特徴点を前特徴点とし、2番特徴点又は3番特徴点を後特徴点として呼吸の深さを推定する。つまり、呼吸深推定部305は、特徴点bや特徴点cの変化量が特徴点aの変化量よりも小さいかを判定する。つまり、1番特徴点を前特徴点とし、2番特徴点または3番特徴点を後特徴点とすることで、呼吸推定装置200は、光センサ201が装着された箇所が耳であっても指であっても、同じ特徴点を用いて判定できる。
For example, the respiration
ここで、呼吸深推定部305は、特徴点bや特徴点cの変化量が特徴点aの変化量よりも小さい場合には、呼吸が深いと推定する。例えば、呼吸深推定部305は、深呼吸であると推定する。一方、呼吸深推定部305は、特徴点bや特徴点cの変化量が特徴点aの変化量よりも大きい場合には、呼吸が浅いと推定する。例えば、呼吸深推定部305は、通常の呼吸であると推定する。
Here, the respiration
なお、以下では、1番特徴点を前特徴点とし、2番特徴点又は3番特徴点を後特徴点とする場合を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、任意の特徴点を用いて良い。例えば、耳で光の変化量を検知する場合には、2番特徴点を前特徴点とし、3番特徴点を後特徴点としても良い。 In the following, the case where the first feature point is the front feature point and the second feature point or the third feature point is the back feature point will be described as an example, but the present invention is not limited to this. Any feature point may be used. For example, when detecting the amount of light change with the ear, the second feature point may be the front feature point and the third feature point may be the rear feature point.
図13を用いて、実施例2における呼吸深推定部305による推定処理の一例について説明する。図13は、実施例2における呼吸深推定部による推定処理の一例について説明する図である。図13の横軸は、鼓動数を示し、言い換えると、脈波それぞれを示す。図13の縦軸は、変化量の値を示す。図13に示す例では、横軸に対応する縦軸の値が「0」であり、横軸から離れれば離れるほど変化量が大きいことを示す。また、図13には、特徴点a〜特徴点cごとに、差分算出部304によって算出された変化量を連結した包絡線を示した。具体的には、図13の「Ya」は特徴点aについての包絡線を示し、図13の「Yb」は特徴点bについての包絡線を示し、図13の「Yc」は特徴点cについての包絡線を示す。また、図13の501〜503は、包絡線の極大点や極小点を示す。図13の504は、特徴点bや特徴点cの変化量が特徴点aの変化量よりも大きい期間を示し、図13の505は、特徴点bや特徴点cの変化量が特徴点aの変化量よりも小さい期間を示す。
An example of the estimation process performed by the respiratory
なお、以下では、特に言及しない限り、説明の便宜上、呼吸深推定部305が包絡線を用いて推定処理を実行する場合を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、呼吸深推定部305は、包絡線を用いることなく、各脈波における変化量の大小関係を用いて推定処理を実行して良い。
In the following description, a case where the respiration
図13の説明に戻る。呼吸深推定部305は、包絡線の極大点や極小点を識別する。図13に示す例では、極大点501や502、極小点503を識別する。そして、呼吸深推定部305は、極大点や極小点において、特徴点bや特徴点cの変化量が特徴点aの変化量よりも小さいかを判定する。ここで、図13の極大点501や極小点503に示す例では、YbやYcの変化量がYaの変化量よりも大きく、呼吸深推定部305は、小さくないと判定する。この結果、呼吸深推定部305は、通常の呼吸であると推定する。つまり、図13の504に示すように、呼吸深推定部305は、特徴点bや特徴点cの変化量が特徴点aの変化量よりも大きい期間について、通常の呼吸であると推定する。一方、図13の極大点502に示す例では、YbやYcの変化量がYaの変化量よりも小さく、呼吸深推定部305は、小さいと判定する。この結果、呼吸深推定部305は、深呼吸であると推定する。つまり、図13の505に示すように、呼吸深推定部305は、特徴点bや特徴点cの変化量が特徴点aの変化量よりも小さい期間について、通常の呼吸であると推定する。
Returning to the description of FIG. The respiration
図2の説明に戻る。呼吸数算出部306は、特徴点識別部303によって識別された特徴点の振幅について、振幅が変化する周期となる時間間隔を識別し、所定時間に時間間隔を除算することで所定時間当たりの呼吸数を算出する。 Returning to the description of FIG. The respiration rate calculation unit 306 identifies the time interval in which the amplitude changes with respect to the amplitude of the feature point identified by the feature point identification unit 303, and divides the time interval by a predetermined time to respiration per predetermined time. Calculate the number.
図14を用いて、実施例2における呼吸数算出部306による時間間隔識別処理の一例について説明する。図14は、実施例2における呼吸数算出部による時間間隔識別処理の一例について説明する図である。図14の横軸は、時間軸を示す。図14の縦軸は、特徴点の振幅を示す。図14では、特徴点aの振幅を示すプロットを連結した包絡線を示した。ここで、図14の601〜605は、連続する2つの極大点間の時間間隔を示す。
An example of the time interval identification process performed by the respiration rate calculation unit 306 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a time interval identification process performed by the respiration rate calculation unit according to the second embodiment. The horizontal axis in FIG. 14 represents the time axis. The vertical axis | shaft of FIG. 14 shows the amplitude of a feature point. In FIG. 14, the envelope which connected the plot which shows the amplitude of the feature point a was shown. Here,
図14に示す例では、呼吸数算出部306は、包絡線から極大点を識別する。そして、呼吸数算出部306は、識別した極大点について、連続する2つの極大点間の時間間隔を識別する。つまり、図14の601〜605に示す時間間隔が、振幅が変化する周期となる時間間隔になる。例えば、呼吸数算出部306は、時間間隔「3秒」を算出する。そして、呼吸数算出部306は、所定時間に時間間隔を除算することで所定時間当たりの呼吸数を算出する。例えば、1分間当たりの呼吸数を算出する場合には、「60秒」を「3秒」で除算することで、呼吸数「20」を算出する。
In the example illustrated in FIG. 14, the respiration rate calculation unit 306 identifies the maximum point from the envelope. And the respiration rate calculation part 306 identifies the time interval between two continuous maximum points about the identified maximum point. That is, the time intervals indicated by
なお、例えば、呼吸数算出部306は、図14の601〜605に示す時間間隔それぞれを算出し、算出した時間間隔の平均値を時間間隔として用いても良い。また、図14に示す例では、特徴点aを用いる場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特徴点bや特徴点cなど、任意の特徴点を用いて良い。また、図14に示す例では、特徴点を一つ用いる場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、複数の特徴点それぞれについて時間間隔を算出し、算出した時間間隔の平均値を時間間隔として用いても良い。また、図14に示す例では、極大点を用いて時間間隔を算出する場合を例に説明したが、極小点を用いて算出しても良い。
For example, the respiration rate calculation unit 306 may calculate each of the time intervals indicated by
呼吸数算出部306は、呼吸数や呼吸の深さについて、出力部202を介して利用者に出力する。例えば、呼吸数算出部306は、呼吸数が「20」であり、各呼吸が通常の呼吸か深呼吸かを示す情報を出力する。 The respiration rate calculation unit 306 outputs the respiration rate and the respiration depth to the user via the output unit 202. For example, the respiration rate calculation unit 306 outputs information indicating that the respiration rate is “20” and each respiration is a normal respiration or a deep respiration.
なお、呼吸推定装置200は、既知のパーソナルコンピュータ、ワークステーション、サーバ、携帯電話、PHS(Personal Handyphone System)端末、移動体通信端末又はPDA(Personal Digital Assistant)を利用して実現しても良い。
Note that the
例えば、サーバに、脈波間隔算出部301と、n次微分処理部302と、特徴点識別部303と、差分算出部304と、呼吸深推定部305と、呼吸数算出部306との各機能を搭載することによって実現しても良い。この場合、例えば、サーバは、利用者が利用した光センサからデータを受信すると、呼吸の深さや呼吸数を推定し、推定結果を利用者が利用する情報端末に出力する。
For example, the functions of the pulse wave
また、例えば、図2に示した各部を複数の装置に分散して搭載することで、血管の状態を推定しても良い。例えば、利用者が利用する情報端末(例えば、携帯電話)に、図2に示した各部のうち、光センサ201と、脈波間隔算出部301と、n次微分処理部302と、特徴点識別部303と、差分算出部304とを搭載する。また、サーバに、呼吸深推定部305と、呼吸数算出部306とを搭載することで実現しても良い。
Further, for example, the state of the blood vessel may be estimated by distributing and mounting each unit illustrated in FIG. 2 in a plurality of apparatuses. For example, an information terminal (for example, a mobile phone) used by a user includes an
この場合、利用者が利用する情報端末は、差分算出部304によって算出された差分のデータをサーバに送信する。そして、サーバは、差分のデータを受信すると、受信した差分のデータに基づいて呼吸の深さや呼吸数を推定する。その後、サーバは、推定処理が終了すると、利用者が利用する情報端末に呼吸の深さや呼吸数を送信する。また、例えば、サーバは、呼吸の深さや呼吸数をデータベースに記憶しておき、利用者からサーバに対するアクセスがあると、データベースから呼吸数や呼吸の深さを読み出して出力しても良い。なお、利用者が利用する情報端末がサーバに送信する情報は、差分算出部304によって算出された差分である場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、利用者が利用する情報端末は、変化量を算出した上でサーバに送信しても良く、脈波間隔算出部301〜差分算出部304によって実行される処理のうちどの段階のデータを送信しても良い。
In this case, the information terminal used by the user transmits the difference data calculated by the difference calculation unit 304 to the server. When the server receives the difference data, the server estimates the respiration depth and the respiration rate based on the received difference data. Thereafter, when the estimation process ends, the server transmits the breathing depth and the breathing rate to the information terminal used by the user. Further, for example, the server may store the breathing depth and the respiratory rate in a database, and when the user accesses the server, the breathing rate and the breathing depth may be read from the database and output. In addition, although the case where the information that the information terminal used by the user transmits to the server is a difference calculated by the difference calculation unit 304, the present invention is not limited to this. For example, the information terminal used by the user may calculate the amount of change and transmit it to the server, and transmit which stage of the data executed by the pulse wave
[呼吸推定装置による処理]
次に、図15を用いて、実施例2に係る呼吸推定装置200による処理の流れの一例について説明する。図15は、実施例2に係る呼吸推定装置による処理の流れの一例について説明するフローチャートである。
[Processing by respiration estimation device]
Next, an example of the flow of processing performed by the
図15に示すように、光センサ201は、光の変化量に基づいて人体の脈波を検出すると(ステップS101肯定)、脈波を電気信号に変換する(ステップS102)。
As shown in FIG. 15, when the
そして、脈波間隔算出部301は、光センサ201によって変換された電気信号が示す波形について、脈波間隔を算出する(ステップS103)。つまり、脈波間隔算出部301は、電気信号が示す波形のうち最大点を識別し、隣接する最大点間の間隔を算出することで脈波間隔を算出する。そして、脈波間隔算出部301は、それぞれ、脈波間隔を用いて脈飛びがあった箇所を識別する(ステップS104)。
Then, the pulse wave
そして、n次微分処理部302は、電気信号が示す波形に対してn次微分(nは自然数)を実行する(ステップS105)。例えば、n次微分処理部302は、光センサ201によって変換された電気信号に対して2次微分を実行する。
Then, the nth-order differentiation processing unit 302 performs nth-order differentiation (n is a natural number) on the waveform indicated by the electrical signal (step S105). For example, the nth-order differentiation processing unit 302 performs second-order differentiation on the electrical signal converted by the
そして、特徴点識別部303は、n次微分の結果得られた波形であるn次微分波形から、脈波ごとに複数の特徴点を識別する(ステップS106)。例えば、図9に示す例では、特徴点識別部303は、耳についての2次微分波形に含まれる脈波ごとに、特徴点a〜特徴点dを識別する。 Then, the feature point identifying unit 303 identifies a plurality of feature points for each pulse wave from the nth-order differential waveform that is a waveform obtained as a result of the nth-order differentiation (step S106). For example, in the example illustrated in FIG. 9, the feature point identifying unit 303 identifies feature points a to d for each pulse wave included in the secondary differential waveform for the ear.
そして、差分算出部304は、複数の特徴点ごとに振幅の変化量を算出する(ステップS107)。つまり、例えば、差分算出部304は、脈波ごとに、特徴点a〜cの振幅を算出する。そして、差分算出部304は、特徴点a〜特徴点cそれぞれについて、一つ前の脈波にある特徴点のうち、処理対象となる特徴点に対応する特徴点の振幅との変化量を算出する。より詳細には、差分算出部304は、特徴点a2については、特徴点a1の振幅との変化量を算出する。 Then, the difference calculation unit 304 calculates an amplitude change amount for each of the plurality of feature points (step S107). That is, for example, the difference calculation unit 304 calculates the amplitude of the feature points a to c for each pulse wave. Then, the difference calculation unit 304 calculates, for each of the feature points a to c, the amount of change in the amplitude of the feature point corresponding to the feature point to be processed among the feature points in the previous pulse wave. To do. More specifically, the difference calculation unit 304 calculates the amount of change from the amplitude of the feature point a1 for the feature point a2.
そして、呼吸深推定部305は、後特徴点の変化量が前特徴点の変化量よりも小さいかを判定する(ステップS108)。つまり、呼吸深推定部305は、特徴点bや特徴点cの変化量が特徴点aの変化量よりも小さいかを判定する。ここで、特徴点bや特徴点cの変化量が特徴点aの変化量よりも小さい場合には、呼吸深推定部305は、小さいと判定し(ステップS108肯定)、呼吸が深いと推定する(ステップS109)。つまり、呼吸深推定部305は、深呼吸であると推定する。一方、呼吸深推定部305は、特徴点bや特徴点cの変化量が特徴点aの変化量よりも大きい場合には、呼吸深推定部305は、小さいとは判定せず(ステップS108否定)、呼吸が浅いと推定する(ステップS110)。つまり、呼吸深推定部305は、通常の呼吸であると推定する。
Then, the respiration
そして、呼吸数算出部306は、呼吸数を推定する(ステップS111)。例えば、呼吸数算出部306は、振幅が変化する周期となる時間間隔を識別し、所定時間に時間間隔を除算することで所定時間当たりの呼吸数を算出する。そして、呼吸数算出部306は、呼吸数や呼吸の深さを出力する(ステップS112)。 And the respiration rate calculation part 306 estimates a respiration rate (step S111). For example, the respiration rate calculation unit 306 identifies a time interval that is a period in which the amplitude changes, and calculates the respiration rate per predetermined time by dividing the time interval by a predetermined time. Then, the respiration rate calculation unit 306 outputs the respiration rate and the respiration depth (step S112).
なお、図15に示した一連の処理については、処理内容を矛盾させない範囲で、処理の順番を任意に変更して良い。例えば、ステップS108〜S110までの一連の処理と、ステップS111とを並列して実施しても良い。 For the series of processing shown in FIG. 15, the processing order may be arbitrarily changed within a range that does not contradict the processing contents. For example, a series of processing from steps S108 to S110 and step S111 may be performed in parallel.
[実施例2の効果]
上述したように、実施例2によれば、呼吸推定装置200は、光センサ201から検出された光の変化量に基づいて、人体の脈波を検出し、脈波を電気信号に変換する。そして、呼吸推定装置200は、変換した電気信号に対してn次微分(nは自然数)を実行し、n次微分の結果得られた波形であるn次微分波形から、脈波ごとに複数の特徴点を識別する。そして、呼吸推定装置200は、複数の特徴点ごとに振幅の変化量を算出する。そして、呼吸推定装置200は、特徴点ごとに算出された変化量に基づいて、呼吸の深さを推定する。この結果、呼吸の深さを推定可能である。すなわち、脈波の特徴点各々のうち振幅の変化量が最大となる特徴点は、深呼吸時と通常の呼吸時とで異なることに着目し、呼吸推定装置200は、振幅の変化量を特徴点ごとに算出することで、呼吸の深さを推定することが可能である。
[Effect of Example 2]
As described above, according to the second embodiment, the
また、実施例2によれば、呼吸推定装置200は、複数の特徴点ごとに、出現時間が前の脈波にある特徴点のうち処理対象となる特徴点に対応する特徴点の振幅との変化量を算出する。そして、呼吸推定装置200は、後特徴点の変化量が前特徴点の変化量よりも小さい場合には、変化量が大きい場合と比較して呼吸が深いと推定し、後特徴点の変化量が前特徴点の変化量よりも大きい場合には、変化量が小さい場合と比較して呼吸が浅いと推定する。この結果、呼吸が深いか浅いかを推定可能である。
Further, according to the second embodiment, the
また、実施例2によれば、呼吸推定装置200は、電気信号に対して2次微分を実行し、2次微分の結果得られた波形である2次微分波形に含まれる脈波ごとに少なくとも3つの特徴点を識別する。そして、呼吸推定装置200は、少なくとも3つの特徴点のうち出現時間が前から1番目になる1番特徴点と、出現時間が前から2番目になる2番特徴点又は出現時間が前から3番目になる3番特徴点とについて、変化量を算出する。そして、呼吸推定装置200は、1番特徴点を前特徴点とし、2番特徴点又は3番特徴点を後特徴点として呼吸の深さを推定する。この結果、胸腔内の圧力の変化量による影響が強くでると考えられる特徴点を用いて呼吸の深さを推定するので、呼吸の深さを精度良く推定可能である。つまり、深呼吸をした場合には、胸腔内の圧力の変化量による影響が前特徴点に強く生じる。このことを踏まえ、実施例2によれば、1番特徴点と、2番特徴点又は3番特徴点を用いて呼吸の深さを推定するので、呼吸の深さを精度良く推定可能である。
Further, according to the second embodiment, the
また、実施例2によれば、呼吸推定装置200は、特徴点の振幅について、振幅が変化する周期となる時間間隔を算出し、所定時間に時間間隔を除算することで所定時間当たりの呼吸数を算出する。この結果、体動ノイズに影響されることなく、呼吸数を算出可能である。
Further, according to the second embodiment, the
図16を用いて、実施例2に係る呼吸推定装置200による効果の一例について説明する。図16は、実施例2に係る呼吸推定装置による効果の一例について説明する図である。図16の横軸は、時間軸を示す。図16の縦軸は、振幅の値を示す。図16の701は、光の変化量の振幅を示すプロットを連結した包絡線を示す。図16の702は、特徴点aの振幅を示すプロットを連結した包絡線を示す。また、図16の703において、体動ノイズがあった場合を例に説明する。つまり、図16の703において、呼吸数が測定される利用者が、体を動かしていた場合を例に説明する。
An example of the effect of the
図16の701に示すように、光の変化量の振幅は、体動ノイズがある場合には、大きく変化する。この結果、光の変化量の振幅から時間間隔を算出して呼吸数を算出する手法では、体動ノイズがある期間については、呼吸数を正確に算出することができないと考えられる。これに対して、図16の702に示すように、特徴点の振幅は、体動ノイズがあったとしても、変化しない。この結果、n次微分波形の特徴点の振幅を用いて呼吸数を算出することで、体動ノイズに影響されることなく、呼吸数を算出可能である。
As indicated by
上述の実施例では、変化量を算出する場合に、呼吸推定装置が、出現時間が前の脈波にある特徴点のうち、処理対象となる特徴点に対応する特徴点の振幅との変化量を算出する場合を例に説明した。実施例3では、呼吸推定装置が、同一の脈波にある他の特徴点の振幅との差分を算出することで変化量を算出する場合について説明する。 In the above-described embodiment, when the amount of change is calculated, the amount of change between the respiratory estimation device and the amplitude of the feature point corresponding to the feature point to be processed among the feature points in the pulse wave with the appearance time before. The case of calculating is described as an example. In the third embodiment, a case will be described in which the respiration estimation device calculates a change amount by calculating a difference from the amplitude of another feature point in the same pulse wave.
ここで、同一の脈波とは、処理対象となる特徴点が含まれる脈波が該当する。また、同一の脈波にある他の特徴点とは、脈波に含まれる複数の特徴点のうち、処理対象となる特徴点以外の特徴点が該当する。例えば、脈波1には特徴点a1〜d1が含まれ、脈波2には特徴点a2〜d2が含まれ、特徴点a1が処理対象となる特徴点である場合を用いて説明する。この場合、同一の脈波は、特徴点a1が含まれる脈波1が該当する。また、同一の脈波にある他の特徴点は、脈波1に含まれる特徴点a1〜d1のうち、特徴点b1〜d1が該当する。
Here, the same pulse wave corresponds to a pulse wave including a feature point to be processed. Further, the other feature points in the same pulse wave correspond to feature points other than the feature point to be processed among a plurality of feature points included in the pulse wave. For example, the case where the
図17を用いて、実施例3に係る呼吸推定装置により算出される変化量の一例について説明する。図17は、呼吸推定装置により算出される変化量の一例について説明する図である。図17は、耳についての2次微分波形である。また、図17の横軸は、時間軸を示す。図17の縦軸は、2次微分により得られた値を示す。また、図17に示す例では、特徴点aと特徴点cとについて変化量を算出する場合を例に説明する。 An example of the amount of change calculated by the respiratory estimation apparatus according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a diagram illustrating an example of the amount of change calculated by the respiration estimation device. FIG. 17 is a second-order differential waveform for the ear. Moreover, the horizontal axis of FIG. 17 shows a time axis. The vertical axis | shaft of FIG. 17 shows the value obtained by the secondary differentiation. In the example illustrated in FIG. 17, a case where the amount of change is calculated for the feature point a and the feature point c will be described as an example.
図17に示すように、実施例3に係る呼吸推定装置は、特徴点aや特徴点cについて、同一の脈波にある他の特徴点の振幅を基準とした場合における振幅の変化量を算出する。図17に示す例では、同一の脈波にある特徴点bを基準として用いる場合を例に示した。つまり、図17の801に示すように、呼吸推定装置は、特徴点a1について、特徴点a1の振幅と特徴点b1の振幅との差分を算出することで変化量を算出する。また、図17の802に示すように、特徴点c1について、特徴点c1の振幅と特徴点b1の振幅との差分を算出することで変化量を算出する。また、同様に、図17の803〜806に示すように、呼吸推定装置は、特徴点a2やc2、a3やc3についても算出する。
As illustrated in FIG. 17, the respiratory estimation apparatus according to the third embodiment calculates the amount of change in amplitude when the feature point a and the feature point c are based on the amplitude of another feature point in the same pulse wave. To do. In the example shown in FIG. 17, the case where the feature point b in the same pulse wave is used as a reference is shown as an example. That is, as indicated by
なお、図17に示す例では、特徴点bを用いて特徴点aや特徴点cの変化量を算出する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、呼吸推定装置は、特徴点a〜特徴点dやその他の特徴点のうちいずれかを用いても良く、任意の特徴点を用いて良い。なお、図17には、特徴点dは図示していない。また、図17に示す例では、特徴点aと特徴点cとについて変化量を算出する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、呼吸推定装置は、特徴点aと特徴点bとについて変化量を算出しても良く、特徴点bと特徴点cとについて変化量を算出しても良く、任意の特徴点について変化量を算出して良い。 In the example shown in FIG. 17, the case where the change amount of the feature point a and the feature point c is calculated using the feature point b has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the respiration estimation device may use any one of the feature points a to d and other feature points, and may use any feature point. Note that the feature point d is not shown in FIG. In the example illustrated in FIG. 17, the case where the amount of change is calculated for the feature point a and the feature point c has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the respiration estimation device may calculate a change amount for the feature point a and the feature point b, may calculate a change amount for the feature point b and the feature point c, and may change the change amount for an arbitrary feature point. May be calculated.
図18を用いて、呼吸推定装置により算出される変化量の一例について説明する。図18は、呼吸推定装置によって算出された変化量の一例について説明する図である。図18では、特徴点aを基準として用いて、特徴点bと特徴点cとについて変化量を算出した場合を例に示した。図18の縦軸は変化量の値の大きさを示す。図18の横軸は時間軸を示す。図18の807は、特徴点aを用いて算出された特徴点bの変化量を示す。また、図18の808は、特徴点aを用いて算出された特徴点cの変化量を示す。図18の809は、特徴点cの変化量が特徴点aの変化量よりも小さくなる箇所を示す。
An example of the amount of change calculated by the respiratory estimation device will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a diagram illustrating an example of the amount of change calculated by the respiration estimation device. FIG. 18 shows an example in which the amount of change is calculated for feature point b and feature point c using feature point a as a reference. The vertical axis in FIG. 18 indicates the magnitude of the amount of change. The horizontal axis in FIG. 18 represents the time axis.
そして、実施例3に係る呼吸推定装置は、変化量を算出すると、実施例2と同様に、呼吸の深さを推定する。つまり、呼吸推定装置は、後特徴点の変化量が前特徴点の変化量よりも大きいかを判定することで、呼吸の深さを推定する。つまり、特徴点cの変化量が特徴点bの変化量よりも小さいかを判定することで、呼吸の深さを推定する。図18に示す例では、図18の809の部分において、特徴点cの変化量が特徴点aの変化量よりも小さいと判定する。この結果、呼吸推定装置は、図18の807に対応する期間について、呼吸が深いと判定する。
And the respiration estimation apparatus which concerns on Example 3 will estimate the depth of respiration like Example 2, if a variation | change_quantity is calculated. That is, the respiration estimation device estimates the respiration depth by determining whether the change amount of the rear feature point is larger than the change amount of the previous feature point. That is, the respiration depth is estimated by determining whether or not the change amount of the feature point c is smaller than the change amount of the feature point b. In the example shown in FIG. 18, it is determined that the change amount of the feature point c is smaller than the change amount of the feature point a in the
[実施例3の効果]
このように、同一の脈波にある他の特徴点の振幅との差分を算出し、前の脈波にある特徴点のうち処理対象となる特徴点に対応する特徴点について算出された差分との変化量を算出しても、呼吸の深さを推定可能である。
[Effect of Example 3]
In this way, the difference with the amplitude of other feature points in the same pulse wave is calculated, and the difference calculated for the feature point corresponding to the feature point to be processed among the feature points in the previous pulse wave Even if the amount of change is calculated, the depth of respiration can be estimated.
さて、これまで本発明の実施例1及び2について説明したが、本発明は上記した実施例1及び2以外にも、その他の実施例にて実施されても良い。そこで、以下では、その他の実施例について説明する。 Although the first and second embodiments of the present invention have been described so far, the present invention may be implemented in other embodiments in addition to the first and second embodiments described above. Therefore, other embodiments will be described below.
[出力内容]
例えば、上述の実施例では、呼吸推定装置が、推定結果として呼吸数と呼吸の深さとを出力する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、呼吸推定装置は、呼吸数を出力する一方、呼吸の深さを出力しなくても良い。また、例えば、呼吸推定装置は、呼吸の深さを出力する一方、呼吸数を出力しなくても良い。また、例えば、呼吸数を出力しない場合には、図2に示した各部のうち、呼吸深推定部305を設けなくても良い。また、例えば、呼吸の深さを出力しない場合には、図2に示した各部のうち、呼吸数算出部306を設けなくても良い。
[Output contents]
For example, in the above-described embodiment, the case where the respiration estimation device outputs the respiration rate and the respiration depth as an estimation result has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the respiration estimation device may output the respiration rate while not outputting the respiration depth. Further, for example, the respiration estimation device may output the respiration depth while not outputting the respiration rate. Further, for example, when the respiration rate is not output, the respiration
[光センサの装着位置]
また、例えば、上述の実施例では、光センサ201が、耳朶にて光の変化量を検出する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、光センサ201は、指から光の変化量を検出しても良く、任意の位置にて光の変化量を検出して良い。なお、指から光の変化量を検出する場合には、通常の呼吸時には、特徴点各々について算出された変化量の大小関係は、「特徴点b<特徴点c<特徴点a」となる。また、深呼吸時には、特徴点各々について算出された変化量の大小関係は、「特徴点a<特徴点b<特徴点c」となる。このことを踏まえ、呼吸深推定部305は、呼吸の深さを推定する。
[Optical sensor mounting position]
For example, in the above-described embodiment, the case where the
[システム構成]
また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行うこともできる。例えば、上述した実施例では、呼吸推定装置200が、極大点や極小点を識別する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、利用者が極大点や極小点を手動にて設定しても良い。
[System configuration]
In addition, among the processes described in the present embodiment, all or part of the processes described as being automatically performed can be manually performed. For example, in the above-described embodiment, the case where the
この他、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ータを含む情報(図1〜図18)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。例えば、呼吸推定装置は、図2に示した構成のうち、呼吸深推定部305を有しなくても良い。つまり、呼吸推定装置は、呼吸の深さについて推定せず、呼吸数を算出しても良い。また、例えば、呼吸推定装置は、図2に示した構成のうち、呼吸数算出部306を有しなくても良い。つまり、呼吸推定装置は、呼吸数について算出せず、呼吸の深さについて推定しても良い。図15に示した一連の処理については、処理内容を矛盾させない範囲で、処理の順番を任意に変更して良い。例えば、ステップS108〜S110までの一連の処理と、ステップS111とを並列して実施しても良い。
In addition, the processing procedures, control procedures, specific names, and information including various data and parameters (FIGS. 1 to 18) shown in the document and drawings are arbitrarily changed unless otherwise specified. be able to. For example, the respiration estimation device may not include the respiration
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、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、光センサ201と出力部202とを呼吸推定装置200の外部装置としてネットワーク経由で接続するようにしても良い。
Further, each component of each illustrated apparatus is functionally conceptual, and does not necessarily need to be physically configured as illustrated. That is, the specific form of distribution / integration of each device is not limited to the one shown in the figure, and all or a part of the distribution / integration may be functionally or physically distributed in arbitrary units according to various loads or usage conditions. Can be integrated and configured. For example, the
[コンピュータ]
また、上記の実施例で説明した各種の処理は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図19を用いて、上記の実施例と同様の機能を有する呼吸推定プログラムを実行するコンピュータの一例について説明する。なお、図19は、実施例2に係る呼吸推定プログラムを実行するコンピュータの一例について説明する図である。
[Computer]
The various processes described in the above embodiments can be realized by executing a prepared program on a computer such as a personal computer or a workstation. Therefore, in the following, an example of a computer that executes a respiration estimation program having the same function as in the above embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a schematic diagram illustrating an example of a computer that executes a respiratory estimation program according to the second embodiment.
図19に示すように、実施例2におけるコンピュータ3000は、操作部3001、マイク3002、スピーカ3003、ディスプレイ3004、光センサ3005、通信部3006、CPU3010、ROM3011を有する。また、コンピュータ3000は、RAM(Random Access Memory)3013を有する。また、コンピュータ3000は、操作部3001〜RAM3013がバス3009などで接続して構成されている。
As illustrated in FIG. 19, the
ROM3011には、上記の実施例2で示した脈波間隔算出部301〜呼吸数算出部3066の各部と同様の機能を発揮する制御プログラムが格納される。すなわち、図19に示す例では、ROM3011には、脈波間隔算出プログラム3011aと、n次微分処理プログラム3011bと、特徴点識別プログラム3011cとが予め記憶される。また、ROM3011には、差分算出プログラム3011dと、呼吸深推定プログラム3011eと、呼吸数算出プログラム3011fとが予め記憶される。なお、これらのプログラム3011a〜3011fについては、図2に示した呼吸推定装置200の各構成要素と同様、適宜統合又は分離しても良い。
The
ここで、脈波間隔算出プログラム3011aは、脈波間隔算出部402と同様の機能を発揮する制御プログラムである。同様に、n次微分処理プログラム3011b〜呼吸数算出プログラム3011fは、それぞれ、n次微分処理部302〜呼吸数算出部306と同様の機能を発揮する制御プログラムである。
Here, the pulse wave
そして、CPU3010は、プログラム3011a〜3011bをROM3011から読み出して実行することで、脈波間隔算出プロセス3010aと、n次微分処理プロセス3010bとして機能する。また、同様に、CPU3010は、特徴点識別プログラム3011c〜呼吸数算出プログラム3011fをROM3011から読み出して実行することで、n次微分処理プロセス3011c〜呼吸数算出プロセス3011fとして機能する。
The
なお、各プロセス3010a〜3010fは、図2に示した、脈波間隔算出部301と、n次微分処理部302と、特徴点識別部303と、差分算出部304と、呼吸深推定部305と、呼吸数算出部306とにそれぞれ対応する。
Each of the
そして、CPU3010は、光の変化量データ3013aと、電気信号の波形データ3013bと、2次微分波計データ3013cと、変化量データ3013dとを用いて、呼吸推定プログラムを実行する。
The
[その他]
なお、本実施例で説明した呼吸推定プログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、呼吸推定プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク(FD)、CD−ROM、MO、DVDなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
[Others]
The respiration estimation program described in the present embodiment can be distributed via a network such as the Internet. The respiration estimation program can also be executed by being recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk (FD), a CD-ROM, an MO, and a DVD, and being read from the recording medium by the computer.
以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。 The following supplementary notes are further disclosed with respect to the embodiments including the above examples.
(付記1)人体へ光を照射する発光素子と、該発光素子から放射された後人体を透過した光の変化量、又は、該発光素子から放射された後人体により反射された光の変化量を検出する受光素子とを有する光センサから検出された光の変化量に基づいて、該人体の脈波を検出し、該脈波を電気信号に変換する脈波検出部と、
前記脈波検出部によって変換された電気信号に対してn次微分(nは自然数)を実行し、該n次微分の結果得られた波形であるn次微分波形から、脈波ごとに複数の特徴点を識別する特徴点識別部と、
前記特徴点識別部によって識別された複数の特徴点ごとに振幅の変化量を算出する差分算出部と、
前記差分算出部によって特徴点ごとに算出された変化量に基づいて、呼吸の深さを推定する推定部と
を備えたことを特徴とする呼吸推定装置。
(Appendix 1) A light emitting element that irradiates light to a human body and a change amount of light emitted from the light emitting element and transmitted through the human body, or a change amount of light reflected by the human body after being emitted from the light emitting element. A pulse wave detection unit that detects a pulse wave of the human body based on a change amount of light detected from an optical sensor having a light receiving element for detecting the pulse wave, and converts the pulse wave into an electrical signal;
An nth-order differentiation (n is a natural number) is performed on the electrical signal converted by the pulse wave detection unit, and a plurality of pulse waves are obtained for each pulse wave from an n-order differentiation waveform that is a waveform obtained as a result of the nth-order differentiation. A feature point identification unit for identifying feature points;
A difference calculation unit that calculates an amount of change in amplitude for each of a plurality of feature points identified by the feature point identification unit;
A respiration estimation device comprising: an estimation unit that estimates a respiration depth based on a change amount calculated for each feature point by the difference calculation unit.
(付記2)前記差分算出部は、複数の特徴点ごとに、出現時間が前の脈波にある特徴点のうち処理対象となる特徴点に対応する特徴点の振幅との変化量を算出し、
前記推定部は、複数の特徴点のうち他の特徴点と比較して出現時間が後にある特徴点である後特徴点について算出された変化量が、特徴点のうち他の特徴点と比較して出現時間が前にある前特徴点について算出された変化量よりも小さい場合には、変化量が大きい場合と比較して呼吸が深いと推定し、後特徴点について算出された変化量が前特徴点について算出された変化量よりも大きい場合には、変化量が小さい場合と比較して呼吸が浅いと推定することを特徴とする付記1に記載の呼吸推定装置。
(Additional remark 2) The said difference calculation part calculates the variation | change_quantity with respect to the amplitude of the feature point corresponding to the feature point used as a process target among the feature points in the pulse wave before appearance time for every some feature point. ,
The estimation unit compares the amount of change calculated for a subsequent feature point, which is a feature point having an appearance time later than another feature point, among a plurality of feature points with another feature point. If the amount of change is smaller than the amount of change calculated for the previous feature point before the appearance time, it is estimated that breathing is deeper than the amount of change, and the amount of change calculated for the rear feature point is The respiration estimation apparatus according to
(付記3)前記差分算出部は、複数の特徴点ごとに、同一の脈波にある他の特徴点の振幅との差分を算出することで変化量を算出し、
前記推定部は、複数の特徴点のうち他の特徴点と比較して出現時間が後にある特徴点である後特徴点について算出された変化量が、特徴点のうち他の特徴点と比較して出現時間が前にある前特徴点について算出された変化量よりも小さい場合には、変化量が大きい場合と比較して呼吸が深いと推定し、後特徴点について算出された変化量が前特徴点について算出された変化量よりも大きい場合には、変化量が小さい場合と比較して呼吸が浅いと推定することを特徴とする付記1に記載の呼吸推定装置。
(Additional remark 3) The said difference calculation part calculates variation | change_quantity by calculating the difference with the amplitude of the other feature point in the same pulse wave for every some feature point,
The estimation unit compares the amount of change calculated for a subsequent feature point, which is a feature point having an appearance time later than another feature point, among a plurality of feature points with another feature point. If the amount of change is smaller than the amount of change calculated for the previous feature point before the appearance time, it is estimated that breathing is deeper than the amount of change, and the amount of change calculated for the rear feature point is The respiration estimation apparatus according to
(付記4)前記特徴点識別部は、前記脈波検出部によって変換された電気信号に対して2次微分を実行し、2次微分の結果得られた前記波形である2次微分波形に含まれる脈波ごとに少なくとも3つの特徴点を識別し、
前記差分算出部は、少なくとも3つの特徴点のうち出現時間が前から1番目になる1番特徴点と、出現時間が前から2番目になる2番特徴点又は出現時間が前から3番目になる3番特徴点とについて、変化量を算出し、
前記推定部は、1番特徴点を前特徴点とし、2番特徴点又は3番特徴点を後特徴点として呼吸の深さを推定することを特徴とする付記2又は3に記載の呼吸推定装置。
(Additional remark 4) The said feature point identification part performs a secondary differentiation with respect to the electric signal converted by the said pulse wave detection part, and is contained in the secondary differential waveform which is the said waveform obtained as a result of the secondary differentiation Identify at least three feature points for each pulse wave
The difference calculation unit is the first feature point whose appearance time is the first from among the at least three feature points and the second feature point whose appearance time is the second from the front or the third feature point from which the appearance time is the third. The amount of change is calculated for the third feature point
The respiration estimation according to
(付記5)前記特徴点識別部は、前記脈波検出部によって変換された電気信号に対して2次微分を実行し、2次微分波形に含まれる脈波ごとに特徴点を識別し、
前記特徴点識別部によって識別された特徴点の振幅について、該振幅が変化する周期となる時間間隔を算出し、所定時間に該時間間隔を除算することで所定時間当たりの呼吸数を算出する呼吸数算出部を更に備える付記1〜4のいずれか1つに記載の呼吸推定装置。
(Additional remark 5) The said feature point identification part performs a secondary differentiation with respect to the electric signal converted by the said pulse wave detection part, identifies a feature point for every pulse wave contained in a secondary differential waveform,
For the amplitude of the feature point identified by the feature point identification unit, a respiration is calculated by calculating a time interval that is a period in which the amplitude changes and dividing the time interval by a predetermined time. The respiratory estimation device according to any one of
(付記6)情報処理装置により実行される方法であって、
人体へ光を照射する発光素子と、該発光素子から放射された後人体を透過した光の変化量、又は、該発光素子から放射された後人体により反射された光の変化量を検出する受光素子とを有する光センサから検出された光の変化量に基づいて、該人体の脈波を検出し、該脈波を電気信号に変換する脈波検出ステップと、
前記脈波検出ステップによって変換された電気信号に対してn次微分(nは自然数)を実行し、該n次微分の結果得られた波形であるn次微分波形から、脈波ごとに複数の特徴点を識別する特徴点識別ステップと、
前記特徴点識別ステップによって識別された複数の特徴点ごとに振幅の変化量を算出する差分算出ステップと、
前記差分算出ステップによって特徴点ごとに算出された変化量に基づいて、呼吸の深さを推定する推定ステップと
を含んだことを特徴とする呼吸推定方法。
(Appendix 6) A method executed by an information processing apparatus,
A light emitting element that irradiates light to the human body, and a light receiving element that detects the amount of change in light transmitted through the human body after being emitted from the light emitting element, or the amount of change in light reflected by the human body after being emitted from the light emitting element. A pulse wave detection step of detecting a pulse wave of the human body based on a change amount of light detected from an optical sensor having an element, and converting the pulse wave into an electric signal;
An n-th order differentiation (n is a natural number) is performed on the electrical signal converted by the pulse wave detection step, and a plurality of pulse waves are obtained for each pulse wave from the n-order differentiation waveform that is a waveform obtained as a result of the n-order differentiation. A feature point identifying step for identifying feature points;
A difference calculating step for calculating an amount of change in amplitude for each of a plurality of feature points identified by the feature point identifying step;
A respiration estimation method comprising: an estimation step of estimating a respiration depth based on a change amount calculated for each feature point by the difference calculation step.
(付記7)情報処理装置に、
人体へ光を照射する発光素子と、該発光素子から放射された後人体を透過した光の変化量、又は、該発光素子から放射された後人体により反射された光の変化量を検出する受光素子とを有する光センサから検出された光の変化量に基づいて、該人体の脈波を検出し、該脈波を電気信号に変換する脈波検出手順と、
前記脈波検出手順によって変換された電気信号に対してn次微分(nは自然数)を実行し、該n次微分の結果得られた波形であるn次微分波形から、脈波ごとに複数の特徴点を識別する特徴点識別手順と、
前記特徴点識別手順によって識別された複数の特徴点ごとに振幅の変化量を算出する差分算出手順と、
前記差分算出手順によって特徴点ごとに算出された変化量に基づいて、呼吸の深さを推定する推定手順と
を実行させることを特徴とする呼吸推定プログラム。
(Supplementary note 7)
A light emitting element that irradiates light to the human body, and a light receiving element that detects the amount of change in light transmitted through the human body after being emitted from the light emitting element, or the amount of change in light reflected by the human body after being emitted from the light emitting element. A pulse wave detection procedure for detecting a pulse wave of the human body based on a change amount of light detected from an optical sensor having an element, and converting the pulse wave into an electrical signal;
An n-th order differentiation (n is a natural number) is performed on the electrical signal converted by the pulse wave detection procedure, and a plurality of pulse waves are obtained for each pulse wave from the n-order differentiation waveform that is a waveform obtained as a result of the n-order differentiation. A feature point identification procedure for identifying feature points;
A difference calculation procedure for calculating an amount of change in amplitude for each of a plurality of feature points identified by the feature point identification procedure;
A respiration estimation program that executes an estimation procedure for estimating a respiration depth based on a change amount calculated for each feature point by the difference calculation procedure.
(付記8)人体へ光を照射する発光素子と、該発光素子から放射された後人体を透過した光の変化量、又は、該発光素子から放射された後人体により反射された光の変化量を検出する受光素子とを有する光センサから検出された光の変化量に基づいて、該人体の脈波を検出し、該脈波を電気信号に変換する脈波検出部と、
前記脈波検出部によって変換された電気信号に対してn次微分(nは自然数)を実行し、該n次微分の結果得られた波形であるn次微分波形から、脈波ごとに複数の特徴点を識別する特徴点識別部と、
前記特徴点識別部によって識別された特徴点の振幅について、該振幅が変化する周期となる時間間隔を算出し、所定時間に該時間間隔を除算することで所定時間当たりの呼吸数を算出する呼吸数算出部と
を備えたことを特徴とする呼吸推定装置。
(Appendix 8) A light emitting element that irradiates light to the human body, and a change amount of light emitted from the light emitting element and transmitted through the human body, or a change amount of light reflected by the human body after being emitted from the light emitting element. A pulse wave detection unit that detects a pulse wave of the human body based on a change amount of light detected from an optical sensor having a light receiving element for detecting the pulse wave, and converts the pulse wave into an electrical signal;
An nth-order differentiation (n is a natural number) is performed on the electrical signal converted by the pulse wave detection unit, and a plurality of pulse waves are obtained for each pulse wave from an n-order differentiation waveform that is a waveform obtained as a result of the nth-order differentiation. A feature point identification unit for identifying feature points;
For the amplitude of the feature point identified by the feature point identification unit, a respiration is calculated by calculating a time interval that is a period in which the amplitude changes and dividing the time interval by a predetermined time. A respiratory estimation device comprising: a number calculation unit.
(付記9)情報処理装置により実行される方法であって、
人体へ光を照射する発光素子と、該発光素子から放射された後人体を透過した光の変化量、又は、該発光素子から放射された後人体により反射された光の変化量を検出する受光素子とを有する光センサから検出された光の変化量に基づいて、該人体の脈波を検出し、該脈波を電気信号に変換する脈波検出ステップと、
前記脈波検出ステップによって変換された電気信号に対してn次微分(nは自然数)を実行し、該n次微分の結果得られた波形であるn次微分波形から、脈波ごとに複数の特徴点を識別する特徴点識別ステップと、
前記特徴点識別ステップによって識別された特徴点の振幅について、該振幅が変化する周期となる時間間隔を算出し、所定時間に該時間間隔を除算することで所定時間当たりの呼吸数を算出する呼吸数算出ステップと
を含んだことを特徴とする呼吸推定方法。
(Supplementary note 9) A method executed by an information processing apparatus,
A light emitting element that irradiates light to the human body, and a light receiving element that detects the amount of change in light transmitted through the human body after being emitted from the light emitting element, or the amount of change in light reflected by the human body after being emitted from the light emitting element. A pulse wave detection step of detecting a pulse wave of the human body based on a change amount of light detected from an optical sensor having an element, and converting the pulse wave into an electric signal;
An n-th order differentiation (n is a natural number) is performed on the electrical signal converted by the pulse wave detection step, and a plurality of pulse waves are obtained for each pulse wave from the n-order differentiation waveform that is a waveform obtained as a result of the n-order differentiation. A feature point identifying step for identifying feature points;
For the amplitude of the feature point identified by the feature point identification step, a respiration for calculating a respiration rate per predetermined time by calculating a time interval having a period in which the amplitude changes and dividing the time interval by a predetermined time A respiration estimation method comprising: a number calculation step.
(付記10)情報処理装置に、
人体へ光を照射する発光素子と、該発光素子から放射された後人体を透過した光の変化量、又は、該発光素子から放射された後人体により反射された光の変化量を検出する受光素子とを有する光センサから検出された光の変化量に基づいて、該人体の脈波を検出し、該脈波を電気信号に変換する脈波検出手順と、
前記脈波検出手順によって変換された電気信号に対してn次微分(nは自然数)を実行し、該n次微分の結果得られた波形であるn次微分波形から、脈波ごとに複数の特徴点を識別する特徴点識別手順と、
前記特徴点識別手順によって識別された特徴点の振幅について、該振幅が変化する周期となる時間間隔を算出し、所定時間に該時間間隔を除算することで所定時間当たりの呼吸数を算出する呼吸数算出手順と
を実行させることを特徴とする呼吸推定プログラム。
(Supplementary note 10)
A light emitting element that irradiates light to the human body, and a light receiving element that detects the amount of change in light transmitted through the human body after being emitted from the light emitting element, or the amount of change in light reflected by the human body after being emitted from the light emitting element. A pulse wave detection procedure for detecting a pulse wave of the human body based on a change amount of light detected from an optical sensor having an element, and converting the pulse wave into an electrical signal;
An n-th order differentiation (n is a natural number) is performed on the electrical signal converted by the pulse wave detection procedure, and a plurality of pulse waves are obtained for each pulse wave from the n-order differentiation waveform that is a waveform obtained as a result of the n-order differentiation. A feature point identification procedure for identifying feature points;
For the amplitude of the feature point identified by the feature point identification procedure, the respiration rate is calculated by calculating a time interval that is a cycle in which the amplitude changes and dividing the time interval by a predetermined time. A respiration estimation program characterized by causing a number calculation procedure to be executed.
100 呼吸推定装置
101 光センサ
102 脈波検出部
103 特徴点識別部
104 差分算出部
105 推定部
200 呼吸推定装置
201 光センサ
202 出力部
300 制御部
301 脈波間隔算出部
302 n次微分処理部
303 特徴点識別部
304 差分算出部
305 呼吸深推定部
306 呼吸数算出部
401 開口制御ラバー
402 可視光カットフィルタ
403 搭載基板
404 カバーケース
405 発光素子
406 受光素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Respiration estimation apparatus 101
Claims (7)
前記脈波検出部によって変換された電気信号に対してn次微分(nは自然数)を実行し、該n次微分の結果得られた波形であるn次微分波形から、脈波ごとに複数の特徴点を識別する特徴点識別部と、
前記特徴点識別部によって識別された複数の特徴点ごとに、出現時間が前の脈波にある特徴点のうち処理対象となる特徴点に対応する特徴点の振幅の変化量を算出する差分算出部と、
複数の特徴点のうち他の特徴点と比較して出現時間が後にある特徴点である後特徴点について前記差分算出部により算出された変化量が、特徴点のうち他の特徴点と比較して出現時間が前にある前特徴点について前記差分算出部により算出された変化量よりも小さい場合には、変化量が大きい場合と比較して呼吸が深いと推定し、後特徴点について算出された変化量が前特徴点について算出された変化量よりも大きい場合には、変化量が小さい場合と比較して呼吸が浅いと推定する推定部と
を備えたことを特徴とする呼吸推定装置。 A light emitting element that irradiates light to the human body, and a light receiving element that detects the amount of change in light transmitted through the human body after being emitted from the light emitting element, or the amount of change in light reflected by the human body after being emitted from the light emitting element. A pulse wave detection unit that detects a pulse wave of the human body based on a change amount of light detected from an optical sensor having an element, and converts the pulse wave into an electrical signal;
An nth-order differentiation (n is a natural number) is performed on the electrical signal converted by the pulse wave detection unit, and a plurality of pulse waves are obtained for each pulse wave from an n-order differentiation waveform that is a waveform obtained as a result of the nth-order differentiation. A feature point identification unit for identifying feature points;
For each of the plurality of feature points identified by the feature point identification unit, a difference calculation that calculates the amount of change in the amplitude of the feature point corresponding to the feature point to be processed among the feature points in the pulse wave with the appearance time before. And
The amount of change calculated by the difference calculation unit for a subsequent feature point that is a feature point that appears later than another feature point among a plurality of feature points is compared with another feature point among the feature points. If the change amount is smaller than the change amount calculated by the difference calculation unit for the previous feature point with the appearance time before, it is estimated that the respiration is deeper than the case where the change amount is large, and is calculated for the rear feature point. And a estimator that estimates that the respiration is shallower than when the change is small when the change is greater than the change calculated for the previous feature point .
前記脈波検出部によって変換された電気信号に対してn次微分(nは自然数)を実行し、該n次微分の結果得られた波形であるn次微分波形から、脈波ごとに複数の特徴点を識別する特徴点識別部と、 An nth-order differentiation (n is a natural number) is performed on the electrical signal converted by the pulse wave detection unit, and a plurality of pulse waves are obtained for each pulse wave from an n-order differentiation waveform that is a waveform obtained as a result of the nth-order differentiation. A feature point identification unit for identifying feature points;
前記特徴点識別部によって識別された複数の特徴点ごとに、同一の脈波にある他の特徴点の振幅との差分を算出することで振幅の変化量を算出する差分算出部と、 For each of a plurality of feature points identified by the feature point identification unit, a difference calculation unit that calculates the amount of change in amplitude by calculating a difference with the amplitude of another feature point in the same pulse wave;
複数の特徴点のうち他の特徴点と比較して出現時間が後にある特徴点である後特徴点について前記差分算出部により算出された変化量が、特徴点のうち前記後特徴点と比較して出現時間が前にある前特徴点について前記差分算出部により算出された変化量よりも小さい場合には、変化量が大きい場合と比較して呼吸が深いと推定し、後特徴点について算出された変化量が前特徴点について算出された変化量よりも大きい場合には、変化量が小さい場合と比較して呼吸が浅いと推定する推定部と The amount of change calculated by the difference calculation unit for a subsequent feature point that is a feature point that has an appearance time later than other feature points among a plurality of feature points is compared with the subsequent feature point among the feature points. If the change amount is smaller than the change amount calculated by the difference calculation unit for the previous feature point with the appearance time before, it is estimated that the respiration is deeper than the case where the change amount is large, and is calculated for the rear feature point. An estimator that estimates that breathing is shallower than when the amount of change is smaller than the amount of change calculated for the previous feature point.
を備えたことを特徴とする呼吸推定装置。 A respiratory estimation device comprising:
前記脈波検出部によって変換された電気信号に対して2次微分を実行し、2次微分の結果得られた前記波形である2次微分波形に含まれる脈波ごとに少なくとも3つの特徴点を識別する特徴点識別部と、 Secondary differentiation is performed on the electrical signal converted by the pulse wave detector, and at least three characteristic points are obtained for each pulse wave included in the secondary differential waveform that is the waveform obtained as a result of the secondary differentiation. A feature point identification unit for identifying;
前記特徴点識別部によって識別された少なくとも3つの特徴点のうち出現時間が前から1番目になる1番特徴点と、出現時間が前から2番目になる2番特徴点又は出現時間が前から3番目になる3番特徴点とについて、変化量を算出する差分算出部と、 Of the at least three feature points identified by the feature point identification unit, the first feature point whose appearance time is the first from the front and the second feature point whose appearance time is the second from the front or the appearance time from the front A difference calculation unit for calculating the amount of change for the third feature point that is third;
1番特徴点を前特徴点とし、2番特徴点又は3番特徴点を後特徴点として、前記後特徴点について前記差分算出部により算出された変化量が、前記前特徴点について前記差分算出部により算出された変化量よりも小さい場合には、変化量が大きい場合と比較して呼吸が深いと推定し、前記後特徴点について算出された変化量が前記前特徴点について算出された変化量よりも大きい場合には、変化量が小さい場合と比較して呼吸が浅いと推定する推定部と The first feature point is the previous feature point, the second feature point or the third feature point is the rear feature point, and the amount of change calculated by the difference calculation unit for the rear feature point is the difference calculation for the previous feature point. If the amount of change is smaller than the amount of change calculated by the unit, it is estimated that respiration is deeper than when the amount of change is large, and the amount of change calculated for the rear feature point is the change calculated for the front feature point. An estimator that estimates that breathing is shallower than when the amount of change is small.
を備えたことを特徴とする呼吸推定装置。 A respiratory estimation device comprising:
人体へ光を照射する発光素子と、該発光素子から放射された後人体を透過した光の変化量、又は、該発光素子から放射された後人体により反射された光の変化量を検出する受光素子とを有する光センサから検出された光の変化量に基づいて、該人体の脈波を検出し、該脈波を電気信号に変換する脈波検出ステップと、
前記脈波検出ステップによって変換された電気信号に対してn次微分(nは自然数)を実行し、該n次微分の結果得られた波形であるn次微分波形から、脈波ごとに複数の特徴点を識別する特徴点識別ステップと、
前記特徴点識別ステップによって識別された複数の特徴点ごとに、出現時間が前の脈波にある特徴点のうち処理対象となる特徴点に対応する特徴点の振幅の変化量を算出する差分算出ステップと、
複数の特徴点のうち他の特徴点と比較して出現時間が後にある特徴点である後特徴点について前記差分算出ステップにより算出された変化量が、特徴点のうち他の特徴点と比較して出現時間が前にある前特徴点について前記差分算出ステップにより算出された変化量よりも小さい場合には、変化量が大きい場合と比較して呼吸が深いと推定し、前記後特徴点について算出された変化量が前記前特徴点について算出された変化量よりも大きい場合には、変化量が小さい場合と比較して呼吸が浅いと推定する推定ステップと
を含んだことを特徴とする呼吸推定方法。 A method executed by an information processing apparatus,
A light emitting element that irradiates light to the human body, and a light receiving element that detects the amount of change in light transmitted through the human body after being emitted from the light emitting element, or the amount of change in light reflected by the human body after being emitted from the light emitting element. A pulse wave detection step of detecting a pulse wave of the human body based on a change amount of light detected from an optical sensor having an element, and converting the pulse wave into an electric signal;
An n-th order differentiation (n is a natural number) is performed on the electrical signal converted by the pulse wave detection step, and a plurality of pulse waves are obtained for each pulse wave from the n-order differentiation waveform that is a waveform obtained as a result of the n-order differentiation. A feature point identifying step for identifying feature points;
For each of a plurality of feature points identified in the feature point identification step, a difference calculation that calculates an amount of change in the amplitude of the feature point corresponding to the feature point to be processed among the feature points in the pulse wave having the appearance time before. Steps,
The amount of change calculated by the difference calculation step for the later feature point that is the feature point whose appearance time is later than the other feature points among the plurality of feature points is compared with the other feature points of the feature points. If the amount of change is smaller than the amount of change calculated by the difference calculation step for the previous feature point before the appearance time, it is estimated that the respiration is deeper than the case of the large amount of change, and the calculation is performed for the rear feature point. An estimated step of estimating that the amount of change is greater than the amount of change calculated for the previous feature point and that the respiration is shallower than when the amount of change is small. Method.
人体へ光を照射する発光素子と、該発光素子から放射された後人体を透過した光の変化量、又は、該発光素子から放射された後人体により反射された光の変化量を検出する受光素子とを有する光センサから検出された光の変化量に基づいて、該人体の脈波を検出し、該脈波を電気信号に変換する脈波検出ステップと、
前記脈波検出ステップによって変換された電気信号に対してn次微分(nは自然数)を実行し、該n次微分の結果得られた波形であるn次微分波形から、脈波ごとに複数の特徴点を識別する特徴点識別ステップと、
前記特徴点識別ステップによって識別された複数の特徴点ごとに、同一の脈波にある他の特徴点の振幅との差分を算出することで振幅の変化量を算出する差分算出ステップと、
複数の特徴点のうち他の特徴点と比較して出現時間が後にある特徴点である後特徴点について前記差分算出ステップにより算出された変化量が、特徴点のうち前記後特徴点と比較して出現時間が前にある前特徴点について前記差分算出ステップにより算出された変化量よりも小さい場合には、変化量が大きい場合と比較して呼吸が深いと推定し、前記後特徴点について算出された変化量が前記前特徴点について算出された変化量よりも大きい場合には、変化量が小さい場合と比較して呼吸が浅いと推定する推定ステップと
を含んだことを特徴とする呼吸推定方法。 A method executed by an information processing apparatus,
A light emitting element that irradiates light to the human body, and a light receiving element that detects the amount of change in light transmitted through the human body after being emitted from the light emitting element, or the amount of change in light reflected by the human body after being emitted from the light emitting element. A pulse wave detection step of detecting a pulse wave of the human body based on a change amount of light detected from an optical sensor having an element, and converting the pulse wave into an electric signal;
An n-th order differentiation (n is a natural number) is performed on the electrical signal converted by the pulse wave detection step, and a plurality of pulse waves are obtained for each pulse wave from the n-order differentiation waveform that is a waveform obtained as a result of the n-order differentiation. A feature point identifying step for identifying feature points;
For each of a plurality of feature points identified by the feature point identification step, a difference calculation step of calculating a change in amplitude by calculating a difference with the amplitude of other feature points in the same pulse wave;
The amount of change calculated by the difference calculation step for the subsequent feature point that is the feature point that has an appearance time later than the other feature points among the plurality of feature points is compared with the subsequent feature point among the feature points. If the amount of change is smaller than the amount of change calculated by the difference calculation step for the previous feature point before the appearance time, it is estimated that the respiration is deeper than the case of the large amount of change, and the calculation is performed for the rear feature point. An estimation step for estimating that breathing is shallower than when the amount of change is larger than the amount of change calculated for the previous feature point,
Respiration estimation method characterized by including.
人体へ光を照射する発光素子と、該発光素子から放射された後人体を透過した光の変化量、又は、該発光素子から放射された後人体により反射された光の変化量を検出する受光素子とを有する光センサから検出された光の変化量に基づいて、該人体の脈波を検出し、該脈波を電気信号に変換する脈波検出手順と、
前記脈波検出手順によって変換された電気信号に対してn次微分(nは自然数)を実行し、該n次微分の結果得られた波形であるn次微分波形から、脈波ごとに複数の特徴点を識別する特徴点識別手順と、
前記特徴点識別手順によって識別された複数の特徴点ごとに、出現時間が前の脈波にある特徴点のうち処理対象となる特徴点に対応する特徴点の振幅の変化量を算出する差分算出手順と、
前複数の特徴点のうち他の特徴点と比較して出現時間が後にある特徴点である後特徴点について前記差分算出手順により算出された変化量が、特徴点のうち他の特徴点と比較して出現時間が前にある前特徴点について前記差分算出手順により算出された変化量よりも小さい場合には、変化量が大きい場合と比較して呼吸が深いと推定し、前記後特徴点について算出された変化量が前記前特徴点について算出された変化量よりも大きい場合には、変化量が小さい場合と比較して呼吸が浅いと推定する推定手順と
を実行させることを特徴とする呼吸推定プログラム。 In the information processing device,
A light emitting element that irradiates light to the human body, and a light receiving element that detects the amount of change in light transmitted through the human body after being emitted from the light emitting element, or the amount of change in light reflected by the human body after being emitted from the light emitting element. A pulse wave detection procedure for detecting a pulse wave of the human body based on a change amount of light detected from an optical sensor having an element, and converting the pulse wave into an electrical signal;
An n-th order differentiation (n is a natural number) is performed on the electrical signal converted by the pulse wave detection procedure, and a plurality of pulse waves are obtained for each pulse wave from the n-order differentiation waveform that is a waveform obtained as a result of the n-order differentiation. A feature point identification procedure for identifying feature points;
For each of a plurality of feature points identified by the feature point identification procedure, a difference calculation that calculates the amount of change in the amplitude of the feature point corresponding to the feature point to be processed among the feature points in the pulse wave with the appearance time before. Procedure and
The amount of change calculated by the difference calculation procedure for the rear feature point that is the feature point whose appearance time is later than the other feature points among the plurality of previous feature points is compared with the other feature points of the feature points. If the change amount is smaller than the change amount calculated by the difference calculation procedure for the previous feature point before the appearance time, it is estimated that the respiration is deeper than the case where the change amount is large. A respiration characterized in that when the calculated amount of change is larger than the amount of change calculated for the previous feature point, an estimation procedure for estimating that the respiration is shallower than when the amount of change is small is performed. Estimation program.
人体へ光を照射する発光素子と、該発光素子から放射された後人体を透過した光の変化量、又は、該発光素子から放射された後人体により反射された光の変化量を検出する受光素子とを有する光センサから検出された光の変化量に基づいて、該人体の脈波を検出し、該脈波を電気信号に変換する脈波検出手順と、 A light emitting element that irradiates light to the human body, and a light receiving element that detects a change amount of light transmitted through the human body after being emitted from the light emitting element, or a change amount of light reflected by the human body after being emitted from the light emitting element. A pulse wave detection procedure for detecting a pulse wave of the human body based on a change amount of light detected from an optical sensor having an element, and converting the pulse wave into an electrical signal;
前記脈波検出手順によって変換された電気信号に対してn次微分(nは自然数)を実行し、該n次微分の結果得られた波形であるn次微分波形から、脈波ごとに複数の特徴点を識別する特徴点識別手順と、 An n-th order differentiation (n is a natural number) is performed on the electrical signal converted by the pulse wave detection procedure, and a plurality of pulse waves are obtained for each pulse wave from the n-order differentiation waveform that is a waveform obtained as a result of the n-order differentiation. A feature point identification procedure for identifying feature points;
前記特徴点識別手順によって識別された複数の特徴点ごとに、同一の脈波にある他の特徴点の振幅との差分を算出することで振幅の変化量を算出する差分算出手順と、 For each of the plurality of feature points identified by the feature point identification procedure, a difference calculation procedure for calculating the amount of change in amplitude by calculating a difference from the amplitude of other feature points in the same pulse wave;
複数の特徴点のうち他の特徴点と比較して出現時間が後にある特徴点である後特徴点について前記差分算出手順により算出された変化量が、特徴点のうち前記後特徴点と比較して出現時間が前にある前特徴点について前記差分算出手順により算出された変化量よりも小さい場合には、変化量が大きい場合と比較して呼吸が深いと推定し、前記後特徴点について算出された変化量が前記前特徴点について算出された変化量よりも大きい場合には、変化量が小さい場合と比較して呼吸が浅いと推定する推定手順と The amount of change calculated by the difference calculation procedure for the subsequent feature point that is the feature point that appears later than the other feature points among the plurality of feature points is compared with the subsequent feature point among the feature points. If the change amount is smaller than the change amount calculated by the difference calculation procedure with respect to the previous feature point before the appearance time, it is estimated that the respiration is deeper than the case where the change amount is large, and the calculation is performed for the rear feature point. An estimated procedure for estimating that breathing is shallower than when the amount of change is greater than the amount of change calculated for the previous feature point, compared to when the amount of change is small;
を実行させることを特徴とする呼吸推定プログラム。 A respiration estimation program characterized in that
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