JP5742520B2 - Biological information processing apparatus and biological information processing method - Google Patents

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Description

本発明は、生体情報処理装置及び生体情報処理方法に関する。   The present invention relates to a biological information processing apparatus and a biological information processing method.

従来から、被検者の運動管理や健康管理に供する生体情報処理装置として、被検者の身体の一部に装着し、被検者の脈拍数を測定する脈拍計が知られている。脈拍計は、装置を装着した被検者の血流量の変化を検知して被検者の脈拍数を算出し、算出した脈拍数(以下、「算出脈拍数」と称す。)を測定結果として被検者に報知するものである。脈拍計としては、光を利用するものや、超音波を利用するもの、心電を利用するものなどが知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a biological information processing apparatus used for exercise management and health management of a subject, a pulsometer that is attached to a part of the subject's body and measures the subject's pulse rate is known. The pulse meter detects a change in blood flow of the subject wearing the device, calculates the pulse rate of the subject, and calculates the calculated pulse rate (hereinafter referred to as “calculated pulse rate”) as a measurement result. This is to notify the subject. As a pulsometer, one using light, one using ultrasonic waves, one using electrocardiogram, and the like are known.

脈拍数を正しく算出することができるかどうかは、被検者の血流量の変化を検知する精度に依るところが大きい。しかし、外気温の変化といった外乱による影響や、脈拍計の装着位置及び当該装着位置のズレといった物理的な影響等に起因して、血流量の変化を検知する精度が低下する場合がある。そこで、算出脈拍数に対する変動許容範囲を設定して、算出脈拍数の適否を判定する手法が考案されている(例えば特許文献1や特許文献2)。   Whether or not the pulse rate can be calculated correctly depends largely on the accuracy with which changes in the blood flow of the subject are detected. However, the accuracy of detecting a change in blood flow may be reduced due to an influence of disturbance such as a change in outside air temperature, a physical effect such as a position of the pulse meter and a shift in the position of attachment. In view of this, a method has been devised in which an allowable range of variation for the calculated pulse rate is set to determine the suitability of the calculated pulse rate (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開平9−113309号公報JP-A-9-113309 特開平9−154825号公報JP-A-9-154825

しかし、特許文献1や特許文献2の技術のように、変動許容範囲を利用した手法では、脈拍数の算出タイミングが到来する毎に、その都度適切な変動許容範囲を設定することが要求される。特に、被検者の運動状況(運動開始や運動停止等)が変化する場面では、被検者の脈拍数が急激に変化するため、脈拍数の時間変化に変動許容範囲を追従させることが困難な場面が生じ得た。   However, as in the techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2, in the method using the allowable fluctuation range, it is required to set an appropriate fluctuation allowable range each time the pulse rate calculation timing arrives. . In particular, when the subject's exercise status (exercise start, exercise stop, etc.) changes, the subject's pulse rate changes abruptly, making it difficult to follow the fluctuation tolerance range with the time change of the pulse rate. A nasty scene could have occurred.

本発明は上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、算出した脈拍数の適否を判定するための新しい手法を提案することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to propose a new method for determining the suitability of the calculated pulse rate.

以上の課題を解決するための第1の形態は、被検者の脈拍数を算出する脈拍数算出部と、所与の基準脈拍数と前記脈拍数算出部によって算出された算出脈拍数との乖離度合を判定する乖離度合判定部と、前記脈拍数算出部の算出結果の信頼性を判定する信頼性判定部と、前記乖離度合と前記信頼性とに基づいて前記算出脈拍数の適否を判定する適否判定部と、を備えた生体情報処理装置である。   A first mode for solving the above problems is a pulse rate calculation unit that calculates a pulse rate of a subject, a given reference pulse rate, and a calculated pulse rate calculated by the pulse rate calculation unit. A divergence degree determination unit that determines the divergence degree, a reliability determination unit that determines reliability of the calculation result of the pulse rate calculation unit, and the suitability of the calculated pulse rate based on the divergence degree and the reliability A biometric information processing apparatus including a fitness determination unit.

また、他の形態として、被検者の脈拍数を算出することと、所与の基準脈拍数と前記算出された算出脈拍数との乖離度合を判定することと、前記脈拍数の算出結果の信頼性を判定することと、前記乖離度合と前記信頼性とに基づいて前記算出脈拍数の適否を判定することと、を含む生体情報処理方法を構成してもよい。   Further, as another form, calculating the pulse rate of the subject, determining the degree of divergence between the given reference pulse rate and the calculated pulse rate, and calculating the pulse rate A biological information processing method including determining reliability and determining appropriateness of the calculated pulse rate based on the degree of deviation and the reliability may be configured.

この第1の形態等によれば、所与の基準脈拍数と脈拍数算出部によって算出された算出脈拍数との乖離度合が乖離度合判定部によって判定される。また、脈拍数算出部の算出結果の信頼性が信頼性判定部によって判定される。そして、乖離度合と信頼性とに基づいて算出脈拍数の適否が適否判定部によって判定される。   According to the first aspect, the divergence degree between the given reference pulse rate and the calculated pulse rate calculated by the pulse rate calculation unit is determined by the divergence degree determination unit. Further, the reliability of the calculation result of the pulse rate calculation unit is determined by the reliability determination unit. The suitability determination unit determines whether the calculated pulse rate is appropriate based on the degree of deviation and the reliability.

乖離度合は、基準脈拍数と算出脈拍数とが、どの程度離れているかの尺度である。通常、短時間で被検者の脈拍数が急激に変化する状況は稀である。そのため、所与の基準脈拍数と算出脈拍数との乖離度合から、算出脈拍数の正確性をある程度判断することができる。その上で、脈拍数算出部の算出結果の信頼性を併せて用いて算出脈拍数の適否を判定することで、算出脈拍数の適否判定を確実に行うことができる。基準脈拍数は、脈拍数の基準となる値であればよく、例えば適否判定によって適切と判定された最新の算出脈拍数を設定することができる。   The degree of divergence is a measure of how far the reference pulse rate is from the calculated pulse rate. Usually, a situation in which the subject's pulse rate changes rapidly in a short time is rare. Therefore, the accuracy of the calculated pulse rate can be determined to some extent from the degree of divergence between the given reference pulse rate and the calculated pulse rate. In addition, by determining whether the calculated pulse rate is appropriate using the reliability of the calculation result of the pulse rate calculating unit, it is possible to reliably determine whether the calculated pulse rate is appropriate. The reference pulse rate may be a value serving as a reference for the pulse rate. For example, the latest calculated pulse rate determined to be appropriate by the suitability determination can be set.

また、第2の形態として、第1の形態の生体情報処理装置において、前記適否判定部は、前記乖離度合が小さいほど前記算出脈拍数を適切と判定し易くなるように定められた所定の信頼性条件を満たすか否かを判定する信頼性条件判定部を有し、前記信頼性条件判定部の判定結果に基づいて前記算出脈拍数の適否を判定する、生体情報処理装置を構成することとしてもよい。   Further, as a second mode, in the biological information processing apparatus according to the first mode, the suitability determination unit has a predetermined reliability determined so that the smaller the divergence degree, the easier the determination of the calculated pulse rate is. A biological information processing apparatus having a reliability condition determination unit that determines whether or not a sex condition is satisfied, and determining whether the calculated pulse rate is appropriate based on a determination result of the reliability condition determination unit Also good.

この第2の形態によれば、所定の信頼性条件を満たすか否かが信頼性条件判定部によって判定される。信頼性条件は、基準脈拍数と算出脈拍数との乖離度合が小さいほど算出脈拍数を適切と判定し易くなるように定められている。従って、基準脈拍数と算出脈拍数との乖離度合に応じて適正化された信頼性条件に従って算出脈拍数の適否判定を行うことが可能となる。   According to the second embodiment, the reliability condition determination unit determines whether or not a predetermined reliability condition is satisfied. The reliability condition is determined so that the smaller the degree of divergence between the reference pulse rate and the calculated pulse rate, the easier it is to determine that the calculated pulse rate is appropriate. Therefore, it is possible to determine whether the calculated pulse rate is appropriate according to the reliability condition optimized in accordance with the degree of deviation between the reference pulse rate and the calculated pulse rate.

また、第3の形態として、第2の形態の生体情報処理装置において、前記適否判定部は、前記乖離度合が所定の高乖離条件を満たす場合に、前記信頼性条件判定部による肯定判定の連続回数に基づいて前記算出脈拍数の適否を判定する、生体情報処理装置を構成することとしてもよい。   Further, as a third mode, in the biological information processing apparatus according to the second mode, the suitability determination unit, when the divergence degree satisfies a predetermined high divergence condition, continues the positive determination by the reliability condition determination unit. A biological information processing apparatus that determines the suitability of the calculated pulse rate based on the number of times may be configured.

基準脈拍数と算出脈拍数との乖離の程度が大きいほど、算出脈拍数が誤っている可能性は高くなる。そこで、第3の形態によれば、乖離度合が所定の高乖離条件を満たす場合に、信頼性条件判定部による肯定判定の連続回数に基づいて算出脈拍数の適否を判定する。継続的に肯定判定がなされているのであれば、算出脈拍数は信頼できる値である可能性が高い。つまり、肯定判定の連続回数から算出脈拍数の適否を判定することができる。   The greater the degree of deviation between the reference pulse rate and the calculated pulse rate, the higher the possibility that the calculated pulse rate is incorrect. Therefore, according to the third aspect, when the divergence degree satisfies a predetermined high divergence condition, the suitability of the calculated pulse rate is determined based on the number of consecutive positive determinations by the reliability condition determination unit. If an affirmative determination is made continuously, the calculated pulse rate is likely to be a reliable value. That is, the suitability of the calculated pulse rate can be determined from the number of consecutive positive determinations.

また、第4の形態として、第2の形態の生体情報処理装置において、前記被検者の体動を検出する体動検出部と、前記体動検出部の検出結果を用いて前記被検者の周期的な体動の周波数を判定する体動周波数判定部と、を更に備え、前記適否判定部は、前記周期的な体動の周波数と前記算出脈拍数の周波数とが近似していないことを示す所定の周波数条件を満たすか否かを判定する周波数条件判定部を有し、前記乖離度合が所定の高乖離条件を満たす場合に、前記周波数条件判定部の判定結果と前記近似条件判定部の判定結果とを用いて前記算出脈拍数の適否を判定する、生体情報処理装置を構成することとしてもよい。   Further, as a fourth mode, in the biological information processing apparatus according to the second mode, the body motion detection unit for detecting the body motion of the subject and the subject using the detection result of the body motion detection unit A body motion frequency determining unit that determines the frequency of periodic body motion, and the suitability determining unit is such that the frequency of the periodic body motion and the frequency of the calculated pulse rate are not approximated. A frequency condition determination unit that determines whether or not a predetermined frequency condition is satisfied, and when the degree of divergence satisfies a predetermined high divergence condition, the determination result of the frequency condition determination unit and the approximate condition determination unit The biological information processing apparatus may be configured to determine the suitability of the calculated pulse rate using the determination result.

この第4の形態によれば、体動検出部の検出結果を用いて被検者の周期的な体動の周波数を判定する。周期的な体動とは、被検者の腕振りといった周期的な動作による体動のことを意味する。この周期的な体動の周波数と算出脈拍数の周波数とが近似していないことを示す所定の周波数条件を満たすか否かを判定する。この周波数条件により、周期的な体動を脈拍数として捉えている可能性を判定することができる。前述したように、基準脈拍数と算出脈拍数との乖離の程度が大きいほど、算出脈拍数は誤っている可能性が高くなる。そこで、乖離度合が所定の高乖離条件を満たす場合は、信頼性条件判定部の判定結果と周波数条件判定部の判定結果とを用いて適否判定を行うことで、算出脈拍数の適否判定の確度をより一層高めることができる。   According to the fourth embodiment, the frequency of the periodic body motion of the subject is determined using the detection result of the body motion detection unit. Periodic body movement means body movement caused by a periodic movement such as a subject's arm swing. It is determined whether or not a predetermined frequency condition indicating that the frequency of the periodic body motion and the frequency of the calculated pulse rate are not approximated is satisfied. With this frequency condition, it is possible to determine the possibility of capturing periodic body movement as a pulse rate. As described above, the greater the degree of deviation between the reference pulse rate and the calculated pulse rate, the higher the possibility that the calculated pulse rate is incorrect. Therefore, when the divergence degree satisfies a predetermined high divergence condition, the accuracy of the determination of the appropriateness of the calculated pulse rate is determined by performing the appropriateness determination using the determination result of the reliability condition determination unit and the determination result of the frequency condition determination unit. Can be further increased.

また、第5の形態として、第4の形態の生体情報処理装置において、前記適否判定部は、前記信頼性条件判定部の判定結果が肯定判定であり、且つ、前記周波数条件判定部の判定結果が否定判定である場合に、前記信頼性条件判定部による肯定判定の連続回数に基づいて前記算出脈拍数の適否を判定する、生体情報処理装置を構成することとしてもよい。   Further, as a fifth aspect, in the biological information processing apparatus according to the fourth aspect, the suitability determination unit is such that the determination result of the reliability condition determination unit is affirmative and the determination result of the frequency condition determination unit May be configured as a biological information processing apparatus that determines whether the calculated pulse rate is appropriate based on the number of consecutive positive determinations by the reliability condition determination unit.

この第5の形態によれば、信頼性条件判定部の判定結果が肯定判定であり、且つ、周波数条件判定部の判定結果が否定判定である場合に、信頼性条件判定部による肯定判定の連続回数に基づいて算出脈拍数の適否を判定する。算出結果の信頼性が高いとしても、周期的な体動の周波数と算出脈拍数の周波数とが近似しているのであれば、算出結果は誤った結果である可能性が高い。そこで、この場合は、信頼性条件判定部による肯定判定の連続回数に基づいて算出脈拍数の適否を判定する。   According to the fifth embodiment, when the determination result of the reliability condition determination unit is an affirmative determination and the determination result of the frequency condition determination unit is a negative determination, the affirmative determination by the reliability condition determination unit is continued. The suitability of the calculated pulse rate is determined based on the number of times. Even if the reliability of the calculation result is high, if the frequency of the periodic body motion is close to the frequency of the calculated pulse rate, the calculation result is likely to be an incorrect result. Therefore, in this case, the suitability of the calculated pulse rate is determined based on the number of consecutive positive determinations by the reliability condition determination unit.

また、第6の形態として、第2の形態の生体情報処理装置において、前記被検者の体動を検出する体動検出部と、前記体動検出部の検出結果を用いて前記被検者の身体動作状態を判定する身体動作状態判定部と、を更に備え、前記適否判定部は、前記身体動作状態と前記算出脈拍数とが所定の整合条件を満たすか否かを判定する整合条件判定部を有し、前記乖離度合が所定の高乖離条件を満たす場合に、前記信頼性条件判定部の判定結果と前記整合条件判定部の判定結果とを用いて前記算出脈拍数の適否を判定する、生体情報処理装置を構成することとしてもよい。   Further, as a sixth aspect, in the biological information processing apparatus according to the second aspect, a body motion detection unit that detects the body motion of the subject, and the subject using a detection result of the body motion detection unit A body motion state determination unit that determines a body motion state of the body, wherein the suitability determination unit determines whether or not the body motion state and the calculated pulse rate satisfy a predetermined matching condition And determining the suitability of the calculated pulse rate using the determination result of the reliability condition determination unit and the determination result of the matching condition determination unit when the divergence degree satisfies a predetermined high divergence condition The biological information processing apparatus may be configured.

この第6の形態によれば、体動検出部の検出結果を用いて被検者の身体動作状態を判定する。身体動作状態とは、被検者の身体の動作状態であり、例えば平静状態や運動状態といった状態がこれに含まれる。この身体動作状態と算出脈拍数とが所定の整合条件を満たすか否かを判定する。例えば、身体動作状態が平静状態であるにも関わらず、算出脈拍数が想定以上に高い値を示しているのであれば、身体動作状態と算出脈拍数とが整合していない(矛盾している)と言える。また、身体動作状態が運動状態であるにも関わらず、算出脈拍数が想定以上に低い値を示しているような場合も、身体動作状態と算出脈拍数とが整合していないと言える。前述したように、基準脈拍数と算出脈拍数との乖離の程度が大きいほど、算出脈拍数は誤っている可能性が高くなる。そこで、乖離度合が所定の高乖離条件を満たす場合は、信頼性条件判定部の判定結果と整合条件判定部の判定結果とを用いることで、算出脈拍数の適否判定の確度をより一層高めることができる。   According to the sixth embodiment, the body motion state of the subject is determined using the detection result of the body motion detector. The body movement state is a movement state of the subject's body, and includes, for example, a state of calm and exercise. It is determined whether or not the physical movement state and the calculated pulse rate satisfy a predetermined matching condition. For example, if the calculated pulse rate is higher than expected even though the physical motion state is calm, the physical motion state and the calculated pulse rate are not consistent (inconsistent) ) Even when the physical motion state is an exercise state, it can be said that the physical motion state and the calculated pulse rate do not match even when the calculated pulse rate is lower than expected. As described above, the greater the degree of deviation between the reference pulse rate and the calculated pulse rate, the higher the possibility that the calculated pulse rate is incorrect. Therefore, when the degree of divergence satisfies a predetermined high divergence condition, the accuracy of determining the suitability of the calculated pulse rate is further increased by using the determination result of the reliability condition determination unit and the determination result of the matching condition determination unit. Can do.

また、第7の形態として、第6の形態の生体情報処理装置において、前記適否判定部は、前記信頼性条件判定部の判定結果が肯定判定であり、且つ、前記整合条件判定部の判定結果が否定判定である場合に、前記信頼性条件判定部による肯定判定の連続回数に基づいて前記算出脈拍数の適否を判定する、生体情報処理装置を構成することとしてもよい。   Further, as a seventh aspect, in the biological information processing apparatus according to the sixth aspect, the suitability determination unit has a positive determination result of the reliability condition determination unit and a determination result of the matching condition determination unit May be configured as a biological information processing apparatus that determines whether the calculated pulse rate is appropriate based on the number of consecutive positive determinations by the reliability condition determination unit.

この第7の形態によれば、信頼性条件判定部の判定結果が肯定判定であり、且つ、整合条件判定部の判定結果が否定判定である場合に、信頼性条件判定部による肯定判定の連続回数に基づいて算出脈拍数の適否を判定する。算出結果の信頼性が高いとしても、身体動作状態と算出脈拍数との整合がとれていないのであれば、算出結果は誤った結果である可能性が高い。そこで、この場合は、信頼性条件判定部による肯定判定の連続回数に基づいて算出脈拍数の適否を判定する。   According to the seventh aspect, when the determination result of the reliability condition determination unit is an affirmative determination and the determination result of the matching condition determination unit is a negative determination, the positive determination by the reliability condition determination unit is continued. The suitability of the calculated pulse rate is determined based on the number of times. Even if the reliability of the calculation result is high, if the physical motion state and the calculated pulse rate are not consistent, the calculation result is likely to be an incorrect result. Therefore, in this case, the suitability of the calculated pulse rate is determined based on the number of consecutive positive determinations by the reliability condition determination unit.

脈拍計の正面図。The front view of a pulse meter. (A)脈拍計の背面図。(B)脈拍計の使用状態図。(A) Rear view of pulse meter. (B) The use state figure of a pulse meter. 脈波センサーの動作の説明図。Explanatory drawing of operation | movement of a pulse wave sensor. 脈範囲の設定方法の説明図。Explanatory drawing of the setting method of a pulse range. 条件定義テーブルのテーブル構成図。The table block diagram of a condition definition table. 適否判定用テーブルのテーブル構成図。The table block diagram of the table for suitability determination. 脈拍計の機能構成を示すブロック図。The block diagram which shows the function structure of a pulse meter. 脈拍数測定処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a pulse rate measurement process. 第2の適否判定用テーブルのテーブル構成図。The table block diagram of the 2nd determination table.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態は、本発明の生体情報処理装置を腕時計型の脈拍計に適用した実施形態である。なお、本発明を適用可能な形態が以下説明する実施形態に限定されるわけでないことは勿論である。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is an embodiment in which the biological information processing apparatus of the present invention is applied to a wristwatch-type pulse meter. Needless to say, embodiments to which the present invention is applicable are not limited to the embodiments described below.

1.外観構成
図1は、本実施形態における脈拍計1の正面図である。脈拍計1は、リストバンド2を備え、ケース3には、時刻や脈拍計1の動作状態、各種生体情報(脈拍数、運動強度、カロリー消費量等)を文字や数字、アイコン等によって表示するための液晶表示器4が配置されている。
1. External Configuration FIG. 1 is a front view of a pulse meter 1 in the present embodiment. The pulsometer 1 includes a wristband 2, and the case 3, the time, the operating state of the pulsometer 1, and various biological information (pulse rate, exercise intensity, calorie consumption, etc.) are displayed by letters, numbers, icons, etc. A liquid crystal display 4 for this purpose is arranged.

また、ケース3の周部(側面)には脈拍計1を操作するための操作ボタン5が配設されている。脈拍計1は、例えば内蔵する二次電池を電源として動作する。ケース3の側面には、外部の充電器と接続されて、内蔵二次電池を充電するための充電端子6が配設されている。   An operation button 5 for operating the pulsometer 1 is disposed on the peripheral portion (side surface) of the case 3. The pulse meter 1 operates using, for example, a built-in secondary battery as a power source. A charging terminal 6 for charging the built-in secondary battery is disposed on the side surface of the case 3 so as to be connected to an external charger.

図2(A)は脈拍計1の背面図であり、ケース3の背面から脈拍計1を見たときの外観図を示している。また、図2(B)は脈拍計1の使用状態図であり、被検者の手首WRに装着された状態の脈拍計1の側面図を示している。   FIG. 2A is a rear view of the pulse meter 1 and shows an external view when the pulse meter 1 is viewed from the rear surface of the case 3. Moreover, FIG. 2 (B) is a use state diagram of the pulsometer 1 and shows a side view of the pulsometer 1 in a state of being worn on the wrist WR of the subject.

ケース3の背面には、被検者の脈波を検出して脈波信号を出力する脈波センサー10が配設されている。脈波センサー10は、ケース3の背面に接触している被検者の手首WRにおいて脈波を検出する。本実施形態において、脈波センサー10は光電脈波センサーであり、脈波を光学的に検出するための機構を備えている。   A pulse wave sensor 10 that detects a pulse wave of the subject and outputs a pulse wave signal is disposed on the back surface of the case 3. The pulse wave sensor 10 detects a pulse wave at the wrist WR of the subject in contact with the back surface of the case 3. In the present embodiment, the pulse wave sensor 10 is a photoelectric pulse wave sensor and includes a mechanism for optically detecting the pulse wave.

図3は、脈波センサー10の内部構造をケース3の側面から見たときの拡大図である。脈波センサー10は、ケース3の背面側に形成された円形底面を有する半球状の収納空間内に設置されている。そして、この収納空間内に、LED(Light Emitting Diode)などの光源12と、フォトトランジスターなどの受光素子13とが内蔵されている。半球の内面は鏡面とした反射面11であり、半球の底面側を下方とすると、受光素子13及び光源12は、それぞれ基板14の上面及び下面に実装されている。   FIG. 3 is an enlarged view when the internal structure of the pulse wave sensor 10 is viewed from the side surface of the case 3. The pulse wave sensor 10 is installed in a hemispherical storage space having a circular bottom surface formed on the back side of the case 3. A light source 12 such as an LED (Light Emitting Diode) and a light receiving element 13 such as a phototransistor are built in the storage space. The inner surface of the hemisphere is a reflecting surface 11 that is a mirror surface, and the light receiving element 13 and the light source 12 are mounted on the upper surface and the lower surface of the substrate 14, respectively, when the bottom surface side of the hemisphere is downward.

光源12によって利用者の手首WRの皮膚SKに向けて光Leが照射されると、その照射光Leが皮下の血管BVに反射して半球内に反射光Lrとして戻ってくる。その反射光Lrは、半球状の反射面11においてさらに反射して、受光素子13に上方から入射する。   When the light Le is irradiated by the light source 12 toward the skin SK of the user's wrist WR, the irradiated light Le is reflected by the subcutaneous blood vessel BV and returns to the hemisphere as reflected light Lr. The reflected light Lr is further reflected by the hemispherical reflecting surface 11 and enters the light receiving element 13 from above.

この血管BVからの反射光Lrは、血液中のヘモグロビンの吸光作用により、血流の変動を反映してその強度が変動する。脈波センサー10は、拍動よりも早い周期で光源12を所定の周期で点滅させる。そして、受光素子13は、光源12の点灯機会毎に受光強度に応じた脈波信号を光電変換によって出力する。脈波センサー10は、例えば128Hzの周波数で光源12を点滅させる。   The intensity of the reflected light Lr from the blood vessel BV changes due to the absorption action of hemoglobin in the blood, reflecting the change in blood flow. The pulse wave sensor 10 blinks the light source 12 at a predetermined cycle at a cycle earlier than the pulsation. The light receiving element 13 outputs a pulse wave signal corresponding to the received light intensity by photoelectric conversion for each lighting opportunity of the light source 12. The pulse wave sensor 10 blinks the light source 12 at a frequency of, for example, 128 Hz.

また、図2(A)に示すように、脈拍計1は、被検者の体動を検出するための体動センサー20を内蔵している。本実施形態において、体動センサー20は加速度センサーを有して構成される。加速度センサーは、図1に示すように、例えば、ケース3のカバーガラス面の法線方向であって表示面側を正とするZ軸、時計の12時方向を正とする上下方向をY軸、時計の3時方向を正とする左右方向をX軸とする3軸の加速度センサーである。   As shown in FIG. 2A, the pulsometer 1 includes a body motion sensor 20 for detecting the body motion of the subject. In the present embodiment, the body motion sensor 20 includes an acceleration sensor. As shown in FIG. 1, the acceleration sensor has, for example, the normal direction of the cover glass surface of the case 3 and the Z axis with the display surface side positive, and the vertical direction with the 12 o'clock direction of the watch as positive is the Y axis. This is a triaxial acceleration sensor having the X axis as the left-right direction with the 3 o'clock direction of the watch as positive.

脈拍計1を装着した状態において、X軸は、被検者の肘から手首に向かう方向と一致する。体動センサー20は、X軸,Y軸及びZ軸の3軸の加速度を検出し、その結果を体動信号として出力する。脈拍計1は、体動センサー20によって検出された体動信号に基づいて、歩行やジョギングなどに伴う被検者の周期的な体動(例えば、腕の動きや体の上下動)を検出する。   In a state where the pulsometer 1 is worn, the X axis coincides with the direction from the subject's elbow to the wrist. The body motion sensor 20 detects acceleration in three axes of the X axis, the Y axis, and the Z axis, and outputs the result as a body motion signal. The pulsometer 1 detects a periodic body movement (for example, an arm movement or a vertical movement of the body) of the subject accompanying walking or jogging based on the body movement signal detected by the body movement sensor 20. .

2.原理
脈拍計1は、脈波センサー10によって検出された脈波信号を利用して被検者の脈拍数を算出する。具体的には、脈波信号に対して所定の周波数分解処理を行い、周波数帯毎の信号強度値(スペクトル値)を抽出する。周波数分解処理は、例えば高速フーリエ変換FFT(Fast Fourier Transform)を適用した処理とすることができる。そして、抽出した信号強度値から被検者の脈波に相当する周波数スペクトルを特定し、その周波数(或いは周期)に基づいて脈拍数を算出する。脈拍計1は、所定時間間隔(例えば1〜5秒間隔)で脈拍数を算出する。本実施形態では、上記のようにして算出した被検者の脈拍数のことを「算出脈拍数」と呼称する。
2. Principle The pulsometer 1 calculates the pulse rate of the subject using the pulse wave signal detected by the pulse wave sensor 10. Specifically, a predetermined frequency decomposition process is performed on the pulse wave signal, and a signal intensity value (spectrum value) for each frequency band is extracted. The frequency decomposition process can be a process to which, for example, a fast Fourier transform (FFT) is applied. Then, a frequency spectrum corresponding to the pulse wave of the subject is specified from the extracted signal intensity value, and the pulse rate is calculated based on the frequency (or period). The pulsometer 1 calculates the pulse rate at a predetermined time interval (for example, every 1 to 5 seconds). In the present embodiment, the pulse rate of the subject calculated as described above is referred to as “calculated pulse rate”.

脈拍計1は、算出脈拍数を測定結果の脈拍数(測定脈拍数)として液晶表示器4に表示させるなどして、被検者に報知する。しかし、例えば、外気温の変化といった外乱による影響や、脈拍計1の装着位置及び当該装着位置のズレといった物理的な影響等に起因して、被検者の実際の脈拍数から大きく乖離した算出脈拍数が測定結果として得られてしまう場合がある。この場合に得られる算出脈拍数は異常値であり、その値を被検者に報知することは適切ではない。そこで、本実施形態では、以下説明する手順に従って算出脈拍数の適否を判定する。   The pulse meter 1 notifies the subject by displaying the calculated pulse rate on the liquid crystal display 4 as the pulse rate of the measurement result (measured pulse rate). However, for example, a calculation greatly deviating from the actual pulse rate of the subject due to the influence of disturbance such as a change in the outside air temperature or the physical influence such as the wearing position of the pulse meter 1 and the deviation of the wearing position. The pulse rate may be obtained as a measurement result. The calculated pulse rate obtained in this case is an abnormal value, and it is not appropriate to notify the subject of the value. Therefore, in this embodiment, the suitability of the calculated pulse rate is determined according to the procedure described below.

最初に、所与の基準脈拍数と算出脈拍数との乖離度合を判定する。基準脈拍数は、脈拍数の算出時刻(算出タイミング)における脈拍数の基準値である。基準脈拍数は適宜設定可能であるが、本実施形態では、適否判定によって適切と判定された算出脈拍数のうちの最新の算出脈拍数を基準脈拍数として設定する。具体的には、算出脈拍数が適切と判定された場合に、当該算出脈拍数で基準脈拍数を更新する処理を算出時刻毎に繰り返し行う。   First, the degree of divergence between a given reference pulse rate and the calculated pulse rate is determined. The reference pulse rate is a reference value of the pulse rate at the calculation time (calculation timing) of the pulse rate. Although the reference pulse rate can be set as appropriate, in the present embodiment, the latest calculated pulse rate among the calculated pulse rates determined to be appropriate by the suitability determination is set as the reference pulse rate. Specifically, when it is determined that the calculated pulse rate is appropriate, the process of updating the reference pulse rate with the calculated pulse rate is repeated at each calculation time.

乖離度合は、基準脈拍数と算出脈拍数とが、どの程度離れているかの尺度である。基準脈拍数と算出脈拍数との乖離度合を判定することは、基準脈拍数と算出脈拍数との相対関係を判定することであるとも言える。   The degree of divergence is a measure of how far the reference pulse rate is from the calculated pulse rate. It can be said that determining the degree of deviation between the reference pulse rate and the calculated pulse rate is determining the relative relationship between the reference pulse rate and the calculated pulse rate.

図4は、基準脈拍数と算出脈拍数との乖離度合の説明図である。図4は、一の算出時刻において、基準脈拍数を中心として、算出脈拍数が取り得る脈範囲を図示したものである。横軸は脈拍数であり、中心が基準脈拍数に相当する。   FIG. 4 is an explanatory diagram of the degree of divergence between the reference pulse rate and the calculated pulse rate. FIG. 4 illustrates a pulse range that can be taken by the calculated pulse rate around the reference pulse rate at one calculation time. The horizontal axis is the pulse rate, and the center corresponds to the reference pulse rate.

図4に示すように、基準脈拍数を中心とする脈範囲であって、高低の方向それぞれに対して幅“ΔH1”を有する脈範囲を「第1脈範囲」として設定する。第1脈範囲の境界を基準とする外方範囲であって、幅“ΔH2”で区切られる範囲を「第2脈範囲」として設定する。第2脈範囲の境界を基準とする外方範囲であって、幅“ΔH3”で区切られる範囲を「第3脈範囲」として設定する。また、上記以外の範囲を「第4脈範囲」として設定する。なお、脈範囲を定める“ΔH1〜ΔH3”の値は適宜設定可能であるが、例えば“ΔH1=10拍、ΔH2=10拍、ΔH3=20拍”と設定する。   As shown in FIG. 4, a pulse range centered on the reference pulse rate and having a width “ΔH1” in each of the height directions is set as a “first pulse range”. A range that is an outer range based on the boundary of the first pulse range and is divided by the width “ΔH2” is set as a “second pulse range”. A range that is an outer range based on the boundary of the second pulse range and is divided by the width “ΔH3” is set as a “third pulse range”. Further, a range other than the above is set as the “fourth pulse range”. The values of “ΔH1 to ΔH3” that define the pulse range can be set as appropriate. For example, “ΔH1 = 10 beats, ΔH2 = 10 beats, ΔH3 = 20 beats” are set.

短い時間間隔を想定した場合、被検者の脈拍数が当該時間間隔で急激に変化する状況は稀である。そのため、基準脈拍数と算出脈拍数との乖離度合が小さいほど、算出脈拍数が正しい可能性は高くなる。しかし、被検者が運動を開始した場合や、運動を停止した場合など、脈拍数が急激に変化する状況も想定される。   When a short time interval is assumed, it is rare that the subject's pulse rate changes rapidly at the time interval. Therefore, the smaller the degree of deviation between the reference pulse rate and the calculated pulse rate, the higher the possibility that the calculated pulse rate is correct. However, a situation in which the pulse rate changes rapidly, such as when the subject starts exercising or stops exercising, is also assumed.

そこで、本実施形態では、基準脈拍数と算出脈拍数との差(以下、「脈拍数差」と称す。)を算出し、当該脈拍数差に基づいて基準脈拍数と算出脈拍数との乖離度合を判定する。その一方で、脈拍数算出による算出結果の信頼性を判定する。そして、判定した乖離度合と信頼性とに基づいて算出脈拍数の適否を判定する。   Therefore, in the present embodiment, the difference between the reference pulse rate and the calculated pulse rate (hereinafter referred to as “pulse rate difference”) is calculated, and the difference between the reference pulse rate and the calculated pulse rate based on the pulse rate difference. Determine the degree. On the other hand, the reliability of the calculation result by pulse rate calculation is determined. Then, the suitability of the calculated pulse rate is determined based on the determined divergence degree and reliability.

図5は、算出脈拍数の適否判定の説明図であり、適否判定に使用する条件を定義した条件定義テーブルを図示したものである。条件定義テーブルには、条件の番号である条件Noと、条件の項目を示す条件項目と、条件の内容を示す条件内容とが対応付けて定められている。   FIG. 5 is an explanatory diagram for determining whether or not the calculated pulse rate is appropriate, and illustrates a condition definition table that defines conditions used for determining appropriateness. In the condition definition table, a condition number that is a condition number, a condition item that indicates a condition item, and a condition content that indicates a condition content are defined in association with each other.

条件Aは、脈拍数の算出結果の信頼性に関する所定の信頼性条件の一例であり、その条件内容として「脈波信号のSN比(Signal to Noise ratio)>θ」が定められている。つまり、脈波信号の信号対雑音比であるSN比に基づいて脈拍数の算出結果の信頼性を判定することを示す条件を定めたものである。   The condition A is an example of a predetermined reliability condition regarding the reliability of the calculation result of the pulse rate, and “SNR (Signal to Noise ratio)> θ” of the pulse wave signal is defined as the condition content. That is, a condition indicating that the reliability of the calculation result of the pulse rate is determined based on the S / N ratio which is the signal-to-noise ratio of the pulse wave signal.

SN比の算出は、例えば次のようにして行う。デジタル化された脈波信号(脈波データ)に対する周波数分解処理を行う。そして、スペクトル値が最大となった基線を選択し、その基線を被検者の脈を示す脈基線とする。また、脈基線の近傍所定範囲に含まれる基線を除外した基線のうち、例えばスペクトル値が2番目に大きい基線をノイズ基線として選択する。そして、脈基線のスペクトル値“P”と、ノイズ基線のスペクトル値“P”とを用いて“SN比=P/P”を算出する。 The SN ratio is calculated as follows, for example. Frequency decomposition processing is performed on the digitized pulse wave signal (pulse wave data). Then, the base line having the maximum spectrum value is selected, and the base line is set as the pulse base line indicating the pulse of the subject. Further, among the baselines excluding the baseline included in the predetermined range in the vicinity of the pulse baseline, for example, the baseline having the second largest spectrum value is selected as the noise baseline. The calculated spectral values of the pulse baseline and "P S", the spectrum of the noise base line "P N" and with an "SN ratio = P S / P N".

スペクトル値が大きい基線が混在しており、信号成分とノイズ成分との区別がつきにくい状況では、周波数分解処理の結果に基づいて算出される脈拍数の信頼性は低下する。かかる状況では、脈波信号のSN比は小さくなる傾向がある。そこで、SN比に対する閾値“θ”を定めておき、SN比が閾値“θ”を超えている場合は、脈拍数の算出結果の信頼性が高いと判定する。   In a situation where a base line with a large spectrum value is mixed and it is difficult to distinguish between a signal component and a noise component, the reliability of the pulse rate calculated based on the result of the frequency decomposition processing is lowered. In such a situation, the S / N ratio of the pulse wave signal tends to be small. Therefore, a threshold value “θ” for the SN ratio is set, and when the SN ratio exceeds the threshold value “θ”, it is determined that the reliability of the calculation result of the pulse rate is high.

条件Bは、体動成分の可能性に関する条件であり、条件内容として「|脈周波数−周期体動周波数|<φを満たす周期体動周波数が存在しないこと」が定められている。“φ”は周波数差の閾値である。この条件は、周期的な体動の周波数と算出脈拍数の周波数とが近似していないことを示す所定の周波数条件の一例である。この周波数条件を満たす場合は、算出脈拍数が被検者の体動成分を捉えたものである可能性は低いと判断することができる。   Condition B is a condition related to the possibility of a body motion component, and it is defined as “there is no periodic body motion frequency satisfying | pulse frequency−periodic body motion frequency | <φ” as the condition content. “Φ” is a threshold value of the frequency difference. This condition is an example of a predetermined frequency condition indicating that the frequency of the periodic body movement and the frequency of the calculated pulse rate are not approximate. When this frequency condition is satisfied, it can be determined that the calculated pulse rate is unlikely to capture the body motion component of the subject.

脈波信号は、被検者の拍動成分信号と体動ノイズ成分信号とが重畳された信号となる。そのため、被検者の周期的な体動の周波数(以下、「周期体動周波数」と称す。)を脈周波数として捉えてしまう可能性がある。より具体的には、脈拍計1は被検者の腕に装着されるため、被検者の周期的な腕振りによって、被検者のピッチ(歩調)に相当する周波数が周期体動周波数として検出される。そこで、脈周波数との間で所定の近似条件を満たす周期体動周波数が存在しないことを適否判定用の周波数条件として定めている。   The pulse wave signal is a signal in which the pulse component signal of the subject and the body motion noise component signal are superimposed. For this reason, there is a possibility that the frequency of the periodic body motion of the subject (hereinafter referred to as “periodic body motion frequency”) may be regarded as the pulse frequency. More specifically, since the pulsometer 1 is attached to the subject's arm, the frequency corresponding to the subject's pitch (step) is set as the periodic body motion frequency by the subject's periodic arm swing. Detected. Therefore, the fact that there is no periodic body motion frequency that satisfies a predetermined approximate condition with the pulse frequency is determined as a frequency condition for suitability determination.

体動センサー20によって検出された体動信号に対する周波数分解処理を行い、そのスペクトル値が最大となった基線の周波数(ピーク周波数)から動作の基準波となる基線を判定することで、周期体動周波数を判定する。なお、周波数分解処理を行うと、基準波の周波数の整数倍の周波数(高調波周波数)にもスペクトル値が高い基線が現れる傾向がある。そこで、基準波の周波数の高調波周波数も周期体動周波数として併せて検出し、これら複数の周期体動周波数について条件Bの判定を行うと効果的である。   The body motion signal detected by the body motion sensor 20 is subjected to frequency decomposition processing, and the baseline serving as a reference wave for the motion is determined from the frequency (peak frequency) of the baseline at which the spectrum value is maximized. Determine the frequency. When the frequency decomposition process is performed, a baseline having a high spectral value tends to appear at a frequency (harmonic frequency) that is an integral multiple of the frequency of the reference wave. Therefore, it is effective to detect the harmonic frequency of the reference wave frequency as the periodic body motion frequency and perform the determination of the condition B for the plurality of periodic body motion frequencies.

条件Cは、身体動作状態と算出脈拍数との整合性に関する条件であり、条件内容として、条件C1「運動状態・・・算出脈拍数>HR1」が定められており、条件C2「平静状態・・・算出脈拍数<HR2」が定められている。“HR1”は運動状態における算出脈拍数の閾値であり、“HR2”は平静状態における算出脈拍数の閾値である。これらの条件は、身体動作状態と算出脈拍数との整合条件の一例である。なお、条件C1及びC2のうちの何れか一方の条件のみを整合条件として定めておくこととしてもよい。   The condition C is a condition related to the consistency between the body motion state and the calculated pulse rate. As the condition content, the condition C1 “exercise state... Calculated pulse rate> HR1” is defined, and the condition C2 “quiet state /・ ・ Calculated pulse rate <HR2 ”is defined. “HR1” is a threshold value of the calculated pulse rate in the exercise state, and “HR2” is a threshold value of the calculated pulse rate in the calm state. These conditions are an example of matching conditions between the body motion state and the calculated pulse rate. Only one of the conditions C1 and C2 may be determined as the matching condition.

身体動作状態とは、被検者の身体に関する動作の状態であり、例えば平静状態や運動状態といった状態がこれに含まれる。身体動作状態は、体動センサー20の検出結果に基づいて判定することができる。例えば、加速度センサーの出力が所定の閾値を超えている場合は、被検者は運動状態であると判定することができる。   The body motion state is a state of motion related to the subject's body, and includes, for example, a state of calm and exercise. The body motion state can be determined based on the detection result of the body motion sensor 20. For example, when the output of the acceleration sensor exceeds a predetermined threshold, it can be determined that the subject is in an exercise state.

被検者が運動状態であれば、通常は、被検者の脈拍数はある程度高い値となっているはずである。それにも関わらず、算出脈拍数が想定以上に低い値を示しているのであれば、算出脈拍数は誤っている可能性が高い。また、被検者が平静状態であれば、通常は、被検者の脈拍数はある程度低い値となっているはずである。それにも関わらず、算出脈拍数が想定以上に高い値を示しているのであれば、算出脈拍数は誤っている可能性が高い。そこで、被検者の身体動作状態と算出脈拍数との相関関係に矛盾が生じていないかを、上記の条件に従って判定する。   If the subject is in an exercise state, usually the subject's pulse rate should be high to some extent. Nevertheless, if the calculated pulse rate is lower than expected, the calculated pulse rate is likely to be incorrect. If the subject is in a calm state, the subject's pulse rate should normally be a low value to some extent. Nevertheless, if the calculated pulse rate is higher than expected, the calculated pulse rate is likely to be incorrect. Therefore, whether or not there is a contradiction in the correlation between the physical motion state of the subject and the calculated pulse rate is determined according to the above conditions.

条件Dは、信頼性条件の連続成立性に関する条件であり、条件内容として「過去所定時間内に条件Aが成立した連続数>N」が定められている。条件Aの「脈波信号のSN比>θ」が所定時間に亘って継続して成立しているのであれば、算出脈拍数は信頼できる値であると判定する。   The condition D is a condition related to the continuity of the reliability condition, and the condition content is defined as “the number of continuations where the condition A is satisfied within the past predetermined time> N”. If the “SNR of pulse wave signal> θ” of condition A is continuously established for a predetermined time, it is determined that the calculated pulse rate is a reliable value.

図6は、算出脈拍数の適否判定の説明図であり、算出脈拍数の適否判定に使用するための適否判定用テーブルを図示したものである。適否判定用テーブルには、脈範囲と、SN比に対する閾値であるSN比閾値と、算出脈拍数を適切と判定するための基準である適切判定基準とが対応付けて定められている。   FIG. 6 is an explanatory diagram for determining the suitability of the calculated pulse rate, and illustrates a suitability determination table for use in determining the suitability of the calculated pulse rate. In the suitability determination table, a pulse range, an SN ratio threshold that is a threshold for the SN ratio, and an appropriate determination criterion that is a criterion for determining that the calculated pulse rate is appropriate are defined in association with each other.

脈範囲には、図4で説明した第1〜第4脈範囲が定められている。SN比閾値は、図5の条件Aに定められた脈波信号のSN比に対する信頼性条件の閾値であり、脈範囲に応じて異なる値が定められている。具体的には、基準脈拍数から近い脈範囲であるほど、より小さな値が定められている。但し、第1脈範囲には例外的にSN比閾値が定められていない。これは、算出脈拍数が第1脈範囲に含まれる場合は無条件で適切と判定することにしているためである。   In the pulse range, the first to fourth pulse ranges described in FIG. 4 are defined. The S / N ratio threshold value is a threshold value of the reliability condition for the S / N ratio of the pulse wave signal defined in the condition A of FIG. 5, and a different value is determined according to the pulse range. Specifically, a smaller value is determined as the pulse range is closer to the reference pulse rate. However, the SN ratio threshold is exceptionally not defined in the first pulse range. This is because when the calculated pulse rate is included in the first pulse range, it is unconditionally determined to be appropriate.

他の脈範囲については、SN比閾値として、第2脈範囲に“θ2”が、第3脈範囲に“θ3”が、第4脈範囲に“θ4”がそれぞれ定められている。これらの大小関係は“θ2<θ3<θ4”である。前述したSN比の算出式によれば、SN比が大きいほど脈波信号が高品質であり、算出結果の信頼性は高くなる。そのため、SN比閾値を低く設定することは、信頼性条件を満たす基準を緩和することを意味する。つまり、条件Aの信頼性条件は、基準脈拍数と算出脈拍数との乖離度合が小さいほど算出脈拍数を適切と判定し易くなるように定められていることになる。   For the other pulse ranges, “θ2” is set for the second pulse range, “θ3” is set for the third pulse range, and “θ4” is set for the fourth pulse range, respectively. These magnitude relationships are “θ2 <θ3 <θ4”. According to the S / N ratio calculation formula described above, the greater the S / N ratio, the higher the quality of the pulse wave signal and the higher the reliability of the calculation result. Therefore, setting the SN ratio threshold value low means that the criteria satisfying the reliability condition are relaxed. That is, the reliability condition of the condition A is determined so that the calculated pulse rate is more easily determined as the degree of deviation between the reference pulse rate and the calculated pulse rate is smaller.

適切判定基準は、適否判定において算出脈拍数を適切と判定する基準である。第1脈範囲については「常に」が定められている。つまり、算出脈拍数が第1脈範囲に含まれる場合は、無条件で算出脈拍数を適切と判定する。   The appropriate determination criterion is a criterion for determining that the calculated pulse rate is appropriate in the suitability determination. “Always” is defined for the first pulse range. That is, when the calculated pulse rate is included in the first pulse range, the calculated pulse rate is unconditionally determined to be appropriate.

第2脈範囲については、「条件Aが成立」が定められている。これは、算出結果の信頼性に関する条件が成立した場合に、算出脈拍数を適切と判定することを意味する。   For the second pulse range, “condition A is satisfied” is defined. This means that the calculated pulse rate is determined to be appropriate when a condition regarding the reliability of the calculation result is satisfied.

第3脈範囲については、「(1)条件A&Bが成立」、又は、「(2)条件Aが成立&条件Bが不成立&条件Dが成立」、又は、「(3)条件Aが成立&条件Cが不成立&条件Dが成立」が定められている。算出脈拍数が第3脈範囲に含まれることは、基準脈拍数と算出脈拍数との乖離度合が所定の高乖離条件を満たすことに相当する。   For the third pulse range, “(1) Condition A & B is met”, “(2) Condition A is met & Condition B is not met & Condition D is met”, or “(3) Condition A is met & Condition C is not satisfied & Condition D is satisfied ”. The fact that the calculated pulse rate is included in the third pulse range corresponds to the degree of divergence between the reference pulse rate and the calculated pulse rate satisfying a predetermined high divergence condition.

(1)は、信頼性条件及び周波数条件が何れも成立した場合に、算出脈拍数を適切と判定することを意味する。(2)は、信頼性条件は成立したが、周波数条件は不成立であった場合に、信頼性条件の連続成立性に関する条件が成立すれば、算出脈拍数を適切と判定することを意味する。これは、信頼性条件判定部の判定結果が肯定判定であり、且つ、周波数条件判定部の判定結果が否定判定である場合に、信頼性条件判定部による肯定判定の連続回数に基づいて算出脈拍数の適否を判定することに相当する。   (1) means that the calculated pulse rate is determined to be appropriate when both the reliability condition and the frequency condition are satisfied. (2) means that, when the reliability condition is satisfied but the frequency condition is not satisfied, the calculated pulse rate is determined to be appropriate if the condition regarding the continuity of the reliability condition is satisfied. This is based on the number of consecutive positive determinations performed by the reliability condition determination unit when the determination result of the reliability condition determination unit is affirmative and the determination result of the frequency condition determination unit is a negative determination. This corresponds to determining whether or not the number is appropriate.

(3)は、信頼性条件は成立したが、身体動作状態と算出脈拍数との整合条件が不成立であった場合は、信頼性条件の連続成立性に関する条件が成立すれば、算出脈拍数を適切と判定することを意味する。これは、信頼性条件判定部の判定結果が肯定判定であり、且つ、整合条件判定部の判定結果が否定判定である場合に、信頼性条件判定部による肯定判定の連続回数に基づいて算出脈拍数の適否を判定することに相当する。   In (3), if the reliability condition is satisfied, but the matching condition between the body movement state and the calculated pulse rate is not satisfied, the calculated pulse rate is calculated if the condition regarding the continuity of the reliability condition is satisfied. This means that it is judged appropriate. This is because, when the determination result of the reliability condition determination unit is an affirmative determination and the determination result of the matching condition determination unit is a negative determination, the pulse calculated based on the number of consecutive positive determinations by the reliability condition determination unit This corresponds to determining whether or not the number is appropriate.

第4脈範囲については、条件A〜Dが全て成立することが定められている。つまり、A〜Dの全ての条件が成立しない限り、算出脈拍数を不適と判定することになる。第4脈範囲は、基準脈拍数と算出脈拍数との乖離度合が最も大きいため、算出脈拍数を適切と判定するための基準を最も厳しく定めている。   For the fourth pulse range, it is determined that all the conditions A to D are satisfied. That is, unless all the conditions A to D are satisfied, the calculated pulse rate is determined to be inappropriate. In the fourth pulse range, since the degree of divergence between the reference pulse rate and the calculated pulse rate is the largest, the criteria for determining that the calculated pulse rate is appropriate are strictest.

3.機能構成
図7は、脈拍計1の機能構成の一例を示すブロック図である。脈拍計1は、脈波センサー10と、体動センサー20と、脈波信号増幅回路部30と、脈波形整形回路部40と、体動信号増幅回路部50と、体動波形整形回路部60と、A/D(Analog/Digital)変換部70と、処理部100と、操作部200と、表示部300と、報知部400と、通信部500と、時計部600と、記憶部700とを備えて構成される。
3. Functional Configuration FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the pulse meter 1. The pulsometer 1 includes a pulse wave sensor 10, a body motion sensor 20, a pulse wave signal amplification circuit unit 30, a pulse waveform shaping circuit unit 40, a body motion signal amplification circuit unit 50, and a body motion waveform shaping circuit unit 60. An A / D (Analog / Digital) conversion unit 70, a processing unit 100, an operation unit 200, a display unit 300, a notification unit 400, a communication unit 500, a clock unit 600, and a storage unit 700. It is prepared for.

脈波センサー10は、脈拍計1が装着された被検者の脈波を捉えた脈波信号を検出するセンサーであり、例えば光電脈波センサーを有して構成される。脈波センサー10は、身体組織への血流の流入によって生じる容積変化を脈波信号として検出し、脈波信号増幅回路部30に出力する。   The pulse wave sensor 10 is a sensor that detects a pulse wave signal that captures the pulse wave of the subject to whom the pulse meter 1 is attached, and includes, for example, a photoelectric pulse wave sensor. The pulse wave sensor 10 detects a volume change caused by the inflow of blood flow into the body tissue as a pulse wave signal and outputs it to the pulse wave signal amplification circuit unit 30.

脈波信号増幅回路部30は、脈波センサー10から入力した脈波信号を所定のゲインで増幅する増幅回路である。脈波信号増幅回路部30は、増幅した脈波信号を脈波形整形回路部40及びA/D変換部70に出力する。   The pulse wave signal amplification circuit unit 30 is an amplification circuit that amplifies the pulse wave signal input from the pulse wave sensor 10 with a predetermined gain. The pulse wave signal amplifier circuit unit 30 outputs the amplified pulse wave signal to the pulse waveform shaping circuit unit 40 and the A / D converter 70.

脈波形整形回路部40は、脈波信号増幅回路部30によって増幅された脈波信号を整形する回路部であり、高周波のノイズ成分を除去する回路やクリッピング回路等を有して構成される。処理部100は、脈波形整形回路部40によって整形された脈波形に基づいて、脈波の検出有無を判定する。   The pulse waveform shaping circuit unit 40 is a circuit unit that shapes the pulse wave signal amplified by the pulse wave signal amplification circuit unit 30, and includes a circuit that removes a high-frequency noise component, a clipping circuit, and the like. The processing unit 100 determines whether or not a pulse wave has been detected based on the pulse waveform shaped by the pulse waveform shaping circuit unit 40.

体動センサー20は、脈拍計1が装着された被検者の体動を捉えた体動信号を検出するセンサーであり、例えば加速度センサーを有して構成される。体動センサー20は、被検者の体動を検出する体動検出部に相当する。   The body motion sensor 20 is a sensor that detects a body motion signal that captures the body motion of the subject to whom the pulsometer 1 is attached, and includes, for example, an acceleration sensor. The body motion sensor 20 corresponds to a body motion detection unit that detects the body motion of the subject.

体動信号増幅回路部50は、体動センサー20から入力した体動信号を所定のゲインで増幅する増幅回路である。体動信号増幅回路部50は、増幅した体動信号を体動波形整形回路部60及びA/D変換部70に出力する。   The body motion signal amplification circuit unit 50 is an amplification circuit that amplifies the body motion signal input from the body motion sensor 20 with a predetermined gain. The body motion signal amplification circuit unit 50 outputs the amplified body motion signal to the body motion waveform shaping circuit unit 60 and the A / D conversion unit 70.

体動波形整形回路部60は、体動信号増幅回路部50によって増幅された体動信号を整形する回路部であり、高周波のノイズ成分を除去する回路や、重力加速度成分とそれ以外の成分とを判定する回路、クリッピング回路等を有して構成される。処理部100は、体動波形整形回路部60によって整形された体動波形に基づいて、体動の検出有無を判定する。   The body motion waveform shaping circuit unit 60 is a circuit unit that shapes the body motion signal amplified by the body motion signal amplification circuit unit 50. The body motion waveform shaping circuit unit 60 is a circuit that removes high-frequency noise components, a gravitational acceleration component, and other components. A circuit for determining whether or not, a clipping circuit, and the like. The processing unit 100 determines whether or not body motion is detected based on the body motion waveform shaped by the body motion waveform shaping circuit unit 60.

A/D変換部70は、脈波信号増幅回路部30によって増幅されたアナログ形式の脈波信号と、体動信号増幅回路部50によって増幅されたアナログ形式の体動信号とを、それぞれ所定のサンプリング時間間隔でサンプリング及び数値化して、デジタル信号に変換する。そして、変換したデジタル信号を処理部100に出力する。   The A / D conversion unit 70 converts the analog pulse wave signal amplified by the pulse wave signal amplification circuit unit 30 and the analog body motion signal amplified by the body motion signal amplification circuit unit 50 to predetermined amounts, respectively. It is sampled and digitized at sampling time intervals and converted to a digital signal. Then, the converted digital signal is output to the processing unit 100.

処理部100は、記憶部700に記憶されているシステムプログラム等の各種プログラムに従って脈拍計1の各部を統括的に制御する制御装置及び演算装置であり、CPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Processor)等のプロセッサーを有して構成される。処理部100は、記憶部700に記憶された脈拍数測定プログラム710に従って脈拍数測定処理を行い、脈拍計1が装着された被検者の脈拍数を算出・測定して表示部300に表示させる制御を行う。   The processing unit 100 is a control device and arithmetic device that comprehensively controls each unit of the pulse meter 1 according to various programs such as a system program stored in the storage unit 700, and is a CPU (Central Processing Unit) or DSP (Digital Signal). Processor). The processing unit 100 performs a pulse rate measurement process according to the pulse rate measurement program 710 stored in the storage unit 700, calculates and measures the pulse rate of the subject wearing the pulse meter 1, and causes the display unit 300 to display the pulse rate. Take control.

処理部100は、例えば、周波数解析部110と、脈拍数算出部120と、脈拍数差算出部130と、SN比算出部140と、身体動作状態判定部150と、脈拍数適否判定部160と、表示制御部170と、基準脈拍数更新部180とを機能部として有する。但し、これらの機能部はあくまでも一例であり、必ずしも全ての機能部を必須構成要件としなければならないわけではない。   The processing unit 100 includes, for example, a frequency analysis unit 110, a pulse rate calculation unit 120, a pulse rate difference calculation unit 130, an SN ratio calculation unit 140, a body movement state determination unit 150, and a pulse rate suitability determination unit 160. The display control unit 170 and the reference pulse rate update unit 180 are provided as functional units. However, these functional units are merely examples, and all the functional units do not necessarily have to be essential constituent requirements.

周波数解析部110は、A/D変換部70から入力した脈波信号(脈波データ)に対してFFT等の周波数分解処理を行って、脈波信号の周波数スペクトルを取得する。また、A/D変換部70から入力した体動信号(体動データ)に対してFFT等の周波数分解処理を行って、体動信号の周波数スペクトルを取得する。周波数解析部110は、体動検出部の検出結果を用いて被検者の周期的な体動の周波数を判定する体動周波数判定部に相当する。   The frequency analysis unit 110 performs a frequency decomposition process such as FFT on the pulse wave signal (pulse wave data) input from the A / D conversion unit 70 to acquire a frequency spectrum of the pulse wave signal. Further, frequency decomposition processing such as FFT is performed on the body motion signal (body motion data) input from the A / D conversion unit 70 to acquire the frequency spectrum of the body motion signal. The frequency analysis unit 110 corresponds to a body motion frequency determination unit that determines the frequency of the periodic body motion of the subject using the detection result of the body motion detection unit.

脈拍数算出部120は、周波数解析部110によって抽出された脈波信号の周波数スペクトルから被検者の脈波に相当する周波数スペクトルを検出し、その周波数(或いは周期)に基づいて脈拍数を算出する。脈拍数算出部120は、被検者の脈拍数を算出する脈拍数算出部に相当する。   The pulse rate calculation unit 120 detects a frequency spectrum corresponding to the pulse wave of the subject from the frequency spectrum of the pulse wave signal extracted by the frequency analysis unit 110, and calculates the pulse rate based on the frequency (or period). To do. The pulse rate calculation unit 120 corresponds to a pulse rate calculation unit that calculates the pulse rate of the subject.

脈拍数差算出部130は、記憶部700に記憶された基準脈拍数780と算出脈拍数770との差(脈拍数差)を算出する。脈拍数差算出部130は、所与の基準脈拍数と脈拍数算出部によって算出された算出脈拍数との乖離度合を判定する乖離度合判定部に相当する。   The pulse rate difference calculation unit 130 calculates a difference (pulse rate difference) between the reference pulse rate 780 stored in the storage unit 700 and the calculated pulse rate 770. The pulse rate difference calculation unit 130 corresponds to a divergence degree determination unit that determines a divergence degree between a given reference pulse rate and the calculated pulse rate calculated by the pulse rate calculation unit.

SN比算出部140は、周波数解析部110による脈波信号の周波数分解結果に基づいて脈波信号のSN比750を算出する。SN比算出部140は、脈拍数算出部の算出結果の信頼性を判定する信頼性判定部に相当する。   The SN ratio calculation unit 140 calculates the SN ratio 750 of the pulse wave signal based on the frequency decomposition result of the pulse wave signal by the frequency analysis unit 110. The SN ratio calculation unit 140 corresponds to a reliability determination unit that determines the reliability of the calculation result of the pulse rate calculation unit.

身体動作状態判定部150は、体動センサー20の検出結果に基づいて被検者の身体動作状態を判定する。身体動作状態判定部150は、体動検出部の検出結果を用いて被検者の身体動作状態を判定する身体動作状態判定部に相当する。   The body movement state determination unit 150 determines the body movement state of the subject based on the detection result of the body movement sensor 20. The body movement state determination unit 150 corresponds to a body movement state determination unit that determines the body movement state of the subject using the detection result of the body movement detection unit.

脈拍数適否判定部160は、記憶部700に記憶された脈拍数適否判定用データ720を参照し、上記の原理に従って算出脈拍数770の適否を判定する適否判定部である。図示は省略するが、脈拍数適否判定部160は、乖離度合が小さいほど算出脈拍数を適切と判定し易くなるように定められた所定の信頼性条件を満たすか否かを判定する信頼性条件判定部を有する。また、周期的な体動の周波数と算出脈拍数の周波数とが近似していないことを示す所定の周波数条件を満たすか否かを判定する周波数条件判定部や、身体動作状態と算出脈拍数とが所定の整合条件を満たすか否かを判定する整合条件判定部を有する。   The pulse rate suitability determination unit 160 is a suitability determination unit that refers to the pulse rate suitability determination data 720 stored in the storage unit 700 and determines the suitability of the calculated pulse rate 770 according to the above principle. Although illustration is omitted, the pulse rate suitability determination unit 160 determines whether or not a predetermined reliability condition that is determined so that the calculated pulse rate is determined to be more appropriate as the degree of divergence is smaller is determined. It has a judgment part. In addition, a frequency condition determination unit that determines whether or not a predetermined frequency condition indicating that the frequency of periodic body motion and the frequency of the calculated pulse rate are not approximated, and the body motion state and the calculated pulse rate Has a matching condition determining unit that determines whether or not a predetermined matching condition is satisfied.

表示制御部170は、脈拍数適否判定部160の判定結果に基づいて脈拍数を表示部300に表示制御する。具体的には、脈拍数適否判定部160によって算出脈拍数770が適切と判定された場合は、当該算出脈拍数770を測定脈拍数(測定結果)として表示部300に表示制御する。他方、脈拍数適否判定部160によって算出脈拍数770が不適と判定された場合は、最新の基準脈拍数780を測定脈拍数(測定結果)として表示部300に表示制御する。   The display control unit 170 controls the display of the pulse rate on the display unit 300 based on the determination result of the pulse rate suitability determination unit 160. Specifically, when the calculated pulse rate 770 is determined to be appropriate by the pulse rate suitability determining unit 160, the calculated pulse rate 770 is displayed on the display unit 300 as a measured pulse rate (measurement result). On the other hand, if the calculated pulse rate 770 is determined to be inappropriate by the pulse rate suitability determining unit 160, the latest reference pulse rate 780 is displayed on the display unit 300 as the measured pulse rate (measurement result).

基準脈拍数更新部180は、脈拍数適否判定部160によって算出脈拍数770が適切と判定された場合に、当該算出脈拍数770で基準脈拍数780を更新する。   The reference pulse rate updating unit 180 updates the reference pulse rate 780 with the calculated pulse rate 770 when the calculated pulse rate 770 is determined to be appropriate by the pulse rate suitability determining unit 160.

操作部200は、ボタンスイッチ等を有して構成される入力装置であり、押下されたボタンの信号を処理部100に出力する。この操作部200の操作により、脈拍数の測定指示等の各種指示入力がなされる。操作部200は、図1の操作ボタン5に相当する。   The operation unit 200 is an input device having a button switch or the like, and outputs a signal of a pressed button to the processing unit 100. By operating the operation unit 200, various instructions such as a pulse rate measurement instruction are input. The operation unit 200 corresponds to the operation button 5 in FIG.

表示部300は、LCD(Liquid Crystal Display)等を有して構成され、処理部100から入力される表示信号に基づく各種表示を行う表示装置である。表示部300には、各種の生体情報(脈拍数、運動強度、カロリー消費量等)が表示される。表示部300は、図1の液晶表示器4に相当する。   The display unit 300 includes an LCD (Liquid Crystal Display) or the like, and is a display device that performs various displays based on a display signal input from the processing unit 100. Various kinds of biological information (pulse rate, exercise intensity, calorie consumption, etc.) are displayed on the display unit 300. The display unit 300 corresponds to the liquid crystal display 4 in FIG.

報知部400は、スピーカーや圧電振動子等を有して構成され、処理部100から入力される報知信号に基づく各種報知を行う報知装置である。例えば、アラーム音をスピーカーから出力させたり、圧電振動子を振動させることで、被検者への各種報知を行う。   The notification unit 400 includes a speaker, a piezoelectric vibrator, and the like, and is a notification device that performs various notifications based on a notification signal input from the processing unit 100. For example, various notifications are given to the subject by outputting an alarm sound from a speaker or vibrating a piezoelectric vibrator.

通信部500は、処理部100の制御に従って、装置内部で利用される情報をパソコン(PC(Personal Computer))等の外部の情報処理装置との間で送受するための通信装置である。この通信部500の通信方式としては、所定の通信規格に準拠したケーブルを介して有線接続する形式や、クレイドルと呼ばれる充電器と兼用の中間装置を介して接続する形式、近距離無線通信を利用して無線接続する形式等、種々の方式を適用可能である。   The communication unit 500 is a communication device for transmitting / receiving information used inside the device to / from an external information processing device such as a personal computer (PC) under the control of the processing unit 100. As a communication method of the communication unit 500, a form of wired connection via a cable compliant with a predetermined communication standard, a form of connection via an intermediate device also used as a charger called a cradle, or short-range wireless communication is used. Various systems such as a wireless connection type can be applied.

時計部600は、水晶振動子及び発振回路でなる水晶発振器等を有して構成され、時刻を計時する計時装置である。時計部600の計時時刻は、処理部100に随時出力される。   The clock unit 600 includes a crystal oscillator including a crystal resonator and an oscillation circuit, and is a time measuring device that measures time. The time measured by the clock unit 600 is output to the processing unit 100 as needed.

記憶部700は、ROM(Read Only Memory)やフラッシュROM、RAM(Random Access Memory)等の記憶装置によって構成され、脈拍計1のシステムプログラムや、脈拍数測定機能、運動強度測定機能、カロリー測定機能といった各種機能を実現するための各種プログラム、データ等を記憶している。また、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを有する。   The storage unit 700 is configured by a storage device such as a ROM (Read Only Memory), a flash ROM, or a RAM (Random Access Memory). The system program of the pulse meter 1, the pulse rate measurement function, the exercise intensity measurement function, and the calorie measurement function Various programs and data for realizing various functions are stored. In addition, it has a work area for temporarily storing data being processed and results of various processes.

記憶部700には、プログラムとして、処理部100によって脈拍数測定処理(図8参照)として実行される脈拍数測定プログラム710が記憶されている。また、記憶部700には、データとして、脈拍数適否判定用データ720と、脈波信号周波数分解データ730と、体動信号周波数分解データ740と、SN比750と、SN比閾値760と、算出脈拍数770と、基準脈拍数780とが記憶される。   The storage unit 700 stores a pulse rate measurement program 710 executed as a pulse rate measurement process (see FIG. 8) by the processing unit 100 as a program. Further, the storage unit 700 calculates, as data, pulse rate suitability determination data 720, pulse wave signal frequency decomposition data 730, body motion signal frequency decomposition data 740, SN ratio 750, and SN ratio threshold 760. A pulse rate 770 and a reference pulse rate 780 are stored.

脈拍数適否判定用データ720は、脈拍数適否判定部160が算出脈拍数770の適否判定に用いるデータである。例えば、図5で説明した条件定義テーブルや、図6で説明した適否判定用テーブルといったデータがこれに含まれる。   The pulse rate suitability determination data 720 is data used by the pulse rate suitability determination unit 160 for determining the suitability of the calculated pulse rate 770. For example, data such as the condition definition table described in FIG. 5 and the suitability determination table described in FIG. 6 are included in this.

脈波信号周波数分解データ730は、周波数解析部110が脈波信号に対する周波数分解処理を行うことで取得した周波数帯毎の信号強度値(スペクトル値)のデータである。同様に、体動信号周波数分解データ740は、周波数解析部110が体動信号に対する周波数分解処理を行うことで取得した周波数帯毎の信号強度値(スペクトル値)のデータである。   The pulse wave signal frequency decomposition data 730 is data of a signal intensity value (spectrum value) for each frequency band acquired by the frequency analysis unit 110 performing frequency decomposition processing on the pulse wave signal. Similarly, the body motion signal frequency decomposition data 740 is data of a signal intensity value (spectrum value) for each frequency band acquired by the frequency analysis unit 110 performing frequency decomposition processing on the body motion signal.

4.処理の流れ
図8は、記憶部700に記憶されている脈拍数測定プログラム710が処理部100によって読み出されることで、脈拍計1において実行される脈拍数測定処理の流れを示すフローチャートである。
4). Process Flow FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the pulse rate measurement process executed in the pulse meter 1 when the processor 100 reads out the pulse rate measurement program 710 stored in the storage unit 700.

最初に、処理部100は、初期設定を行う(ステップA1)。具体的には、例えば、基準脈拍数780の初期値として所定値(例えば安静時脈拍数)を設定する。   First, the processing unit 100 performs initial setting (step A1). Specifically, for example, a predetermined value (for example, a pulse rate at rest) is set as an initial value of the reference pulse rate 780.

次いで、処理部100は、脈波センサー10及び体動センサー20の検出結果を取得する(ステップA3)。そして、周波数解析部110が、脈波センサー10によって検出された脈波信号に対する周波数分解処理を行い、その結果を脈波信号周波数分解データ730として記憶部700に記憶させる(ステップA5)。   Next, the processing unit 100 acquires detection results of the pulse wave sensor 10 and the body motion sensor 20 (step A3). Then, the frequency analysis unit 110 performs frequency decomposition processing on the pulse wave signal detected by the pulse wave sensor 10, and stores the result as pulse wave signal frequency decomposition data 730 in the storage unit 700 (step A5).

次いで、脈拍数算出部120は、脈波信号周波数分解データ730を用いて脈周波数を抽出する(ステップA7)。そして、脈拍数算出部120は、抽出した脈周波数に基づいて被検者の脈拍数を算出し、その算出結果で記憶部700の算出脈拍数770を更新する(ステップA9)。   Next, the pulse rate calculation unit 120 extracts the pulse frequency using the pulse wave signal frequency decomposition data 730 (step A7). Then, the pulse rate calculation unit 120 calculates the pulse rate of the subject based on the extracted pulse frequency, and updates the calculated pulse rate 770 of the storage unit 700 with the calculation result (step A9).

SN比算出部140は、脈波信号周波数分解データ730を利用して脈波信号のSN比750を算出し、記憶部700に記憶させる(ステップA11)。身体動作状態判定部150は、体動センサー20の検出結果に基づいて被検者の身体動作状態を判定する身体動作判定処理を行う(ステップA13)。   The SN ratio calculation unit 140 calculates the SN ratio 750 of the pulse wave signal using the pulse wave signal frequency decomposition data 730 and stores it in the storage unit 700 (step A11). The body movement state determination unit 150 performs a body movement determination process for determining the body movement state of the subject based on the detection result of the body movement sensor 20 (step A13).

その後、周波数解析部110は、体動センサー20によって検出された体動信号に対する周波数分解処理を行い、その結果を体動信号周波数分解データ740として記憶部700に記憶させる(ステップA15)。そして、周波数解析部110は、周波数分解結果に基づいて周期体動周波数を検出する(ステップA17)。   Thereafter, the frequency analysis unit 110 performs frequency decomposition processing on the body motion signal detected by the body motion sensor 20, and stores the result in the storage unit 700 as body motion signal frequency decomposition data 740 (step A15). And the frequency analysis part 110 detects a periodic body motion frequency based on a frequency decomposition result (step A17).

その後、脈拍数差算出部130は、基準脈拍数780と算出脈拍数770との差(脈拍数差)を算出する(ステップA19)。そして、処理部100は、脈拍数適否判定用データ720に含まれる適否判定用テーブル(図6参照)を参照し、算出した脈拍数差に対応する脈範囲に定められているSN比閾値760を設定する(ステップA21)。   Thereafter, the pulse rate difference calculation unit 130 calculates a difference (pulse rate difference) between the reference pulse rate 780 and the calculated pulse rate 770 (step A19). Then, the processing unit 100 refers to the suitability determination table (see FIG. 6) included in the pulse rate suitability determination data 720, and sets the SN ratio threshold value 760 set in the pulse range corresponding to the calculated pulse rate difference. Set (step A21).

その後、脈拍数適否判定部160は、算出脈拍数770の適否を判定する脈拍数適否判定処理を行う(ステップA23)。具体的には、脈拍数適否判定用データ720に含まれる条件定義テーブル(図5参照)及び適否判定用テーブル(図6参照)を参照し、当該脈範囲に定められている適切判定基準が満たされているか否かを判定する。   Thereafter, the pulse rate suitability determination unit 160 performs a pulse rate suitability determination process for determining the suitability of the calculated pulse rate 770 (step A23). Specifically, referring to the condition definition table (see FIG. 5) and the suitability determination table (see FIG. 6) included in the pulse rate suitability determination data 720, the appropriate determination criteria set for the pulse range are satisfied. It is determined whether or not it has been done.

適否判定結果が適切であれば(ステップA25;適切)、表示制御部170は、算出脈拍数770を測定脈拍数として表示部300に表示制御する(ステップA27)。そして、基準脈拍数更新部180は、算出脈拍数770で記憶部700の基準脈拍数780を更新する(ステップA29)。一方、適否判定結果が不適であれば(ステップA25;不適)、表示制御部170は、基準脈拍数780を測定脈拍数として表示部300に表示制御する(ステップA31)。   If the appropriateness determination result is appropriate (step A25; appropriate), the display control unit 170 controls the display unit 300 to display the calculated pulse rate 770 as the measured pulse rate (step A27). Then, the reference pulse rate updating unit 180 updates the reference pulse rate 780 of the storage unit 700 with the calculated pulse rate 770 (step A29). On the other hand, if the suitability determination result is unsuitable (step A25; unsuitable), the display control unit 170 controls the display unit 300 to display the reference pulse rate 780 as the measured pulse rate (step A31).

ステップA29又はA31の後、処理部100は、脈拍数の測定を終了するか否かを判定する(ステップA33)。例えば、操作部200を介して被検者によって脈拍数の測定終了の指示操作がなされたか否かを判定する。そして、測定を終了しないと判定した場合は(ステップA33;No)、ステップA3に戻る。また、測定を終了すると判定した場合は(ステップA33;Yes)、脈拍数測定処理を終了する。   After step A29 or A31, the processing unit 100 determines whether or not to end the pulse rate measurement (step A33). For example, it is determined whether or not an instruction operation for ending pulse rate measurement has been performed by the subject via the operation unit 200. And when it determines with not complete | finishing a measurement (step A33; No), it returns to step A3. Moreover, when it determines with complete | finishing a measurement (step A33; Yes), a pulse rate measurement process is complete | finished.

5.作用効果
脈拍計1において、脈拍数算出部120は、脈波センサー10の検出結果に基づいて被検者の脈拍数を算出する。そして、脈拍数差算出部130は、基準脈拍数と算出脈拍数との差(脈拍数差)を算出し、当該脈拍数差に基づいて基準脈拍数と算出脈拍数との乖離度合を判定する。また、SN比算出部140は、脈波センサー10によって検出された脈波信号のSN比を算出し、当該SN比に基づいて脈拍数算出部120の算出結果の信頼性を判定する。そして、脈拍数適否判定部160は、脈拍数差算出部130によって算出された脈拍数差(乖離度合)とSN比算出部140によって算出されたSN比(信頼性)とに基づいて算出脈拍数の適否を判定する。
5. Operational Effect In the pulse meter 1, the pulse rate calculation unit 120 calculates the pulse rate of the subject based on the detection result of the pulse wave sensor 10. Then, the pulse rate difference calculation unit 130 calculates a difference (pulse rate difference) between the reference pulse rate and the calculated pulse rate, and determines the degree of divergence between the reference pulse rate and the calculated pulse rate based on the pulse rate difference. . In addition, the SN ratio calculation unit 140 calculates the SN ratio of the pulse wave signal detected by the pulse wave sensor 10, and determines the reliability of the calculation result of the pulse rate calculation unit 120 based on the SN ratio. Then, the pulse rate suitability determination unit 160 calculates the pulse rate based on the pulse rate difference (degree of divergence) calculated by the pulse rate difference calculation unit 130 and the SN ratio (reliability) calculated by the SN ratio calculation unit 140. Judge the suitability of the.

脈拍数差は、基準脈拍数と算出脈拍数とがどの程度離れているかの尺度である。通常、短い時間間隔で被検者の脈拍数が急激に変化する状況は稀である。そのため、基準脈拍数と算出脈拍数との乖離度合から、脈拍数算出部120によって算出された算出脈拍数の正確性がある程度判断できる。その上で、SN比算出部140によって算出されたSN比を併せて参照することで、算出脈拍数の適否判定を正しく行うことが可能となる。   The pulse rate difference is a measure of how far the reference pulse rate is from the calculated pulse rate. Usually, the situation where the subject's pulse rate changes rapidly in a short time interval is rare. Therefore, the accuracy of the calculated pulse rate calculated by the pulse rate calculating unit 120 can be determined to some extent from the degree of deviation between the reference pulse rate and the calculated pulse rate. In addition, by referring to the SN ratio calculated by the SN ratio calculation unit 140 together, it is possible to correctly determine whether the calculated pulse rate is appropriate.

また、脈拍数適否判定部160は、脈拍数差(乖離度合)及びSN比(信頼性)に基づいて、脈拍数差が小さいほど算出脈拍数を適切と判定し易くなるように定められた所定の信頼性条件を満たすか否かを判定する。具体的には、脈拍数差が小さい脈範囲ほど、SN比に対する閾値が低く設定されている。かかる構成により、基準脈拍数と算出脈拍数との乖離度合に応じて適正化された信頼性条件に従って算出脈拍数の適否判定を行うことが可能となる。   The pulse rate suitability determination unit 160 is a predetermined value that is determined based on the pulse rate difference (degree of divergence) and the SN ratio (reliability) so that the smaller the pulse rate difference is, the easier it is to determine that the calculated pulse rate is appropriate. It is determined whether or not the reliability condition is satisfied. Specifically, the threshold for the S / N ratio is set lower as the pulse range has a smaller pulse rate difference. With this configuration, it is possible to determine whether the calculated pulse rate is appropriate according to a reliability condition that is optimized according to the degree of deviation between the reference pulse rate and the calculated pulse rate.

6.変形例
本発明を適用可能な実施例は、上記の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。以下、変形例について説明する。
6). Modifications Embodiments to which the present invention can be applied are not limited to the above-described embodiments, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Hereinafter, modified examples will be described.

6−1.生体情報処理装置
上記の実施形態では、生体情報処理装置として腕時計型の脈拍計を例に挙げて説明したが、本発明を適用可能な生体情報処理装置はこれに限られない。例えば、指先に装着して脈拍を測定する指装着形の脈拍計に適用することも可能である。また、脈波信号の検出方法も光を用いた検出方法に限られず、超音波を用いた検出方法や、心電を用いた検出方法であってもよい。
6-1. Biological Information Processing Device In the above-described embodiment, a wristwatch type pulsometer has been described as an example of the biological information processing device, but a biological information processing device to which the present invention is applicable is not limited thereto. For example, the present invention can be applied to a finger-mounted pulse meter that is mounted on a fingertip and measures a pulse. Further, the pulse wave signal detection method is not limited to the detection method using light, and may be a detection method using ultrasonic waves or a detection method using electrocardiogram.

6−2.体動検出部
上記の実施形態では、体動検出部である体動センサーが加速度センサーを有して構成されるものとして説明したが、加速度センサーではなく他のセンサーを有して構成されることとしてもよい。例えば、体動センサーがジャイロセンサーを有して構成されることとし、ジャイロセンサーによって検出された角速度に基づいて被検者の体動を検出することとしてもよい。勿論、加速度センサー及びジャイロセンサーの両方を有して構成されることとし、これらのセンサーの検出結果を併用して被検者の体動を検出してもよい。
6-2. Body Motion Detection Unit In the above embodiment, the body motion sensor that is the body motion detection unit has been described as including an acceleration sensor. However, the body motion detection unit may include other sensors instead of the acceleration sensor. It is good. For example, the body motion sensor may be configured to include a gyro sensor, and the body motion of the subject may be detected based on the angular velocity detected by the gyro sensor. Of course, it may be configured to have both an acceleration sensor and a gyro sensor, and the body movement of the subject may be detected using the detection results of these sensors together.

6−3.乖離度合
基準脈拍数と算出脈拍数との乖離度合を、基準脈拍数と算出脈拍数との差(脈拍数差)に基づいて判定するのではなく、例えば基準脈拍数と算出脈拍数との比(脈拍数比)に基づいて判定してもよい。つまり、乖離度合は、基準脈拍数と算出脈拍数との相対関係を判定することのできる指標値であればよい。
6-3. Deviation degree Rather than determining the deviation degree between the reference pulse rate and the calculated pulse rate based on the difference between the reference pulse rate and the calculated pulse rate (pulse rate difference), for example, the ratio between the reference pulse rate and the calculated pulse rate You may determine based on (pulse rate ratio). That is, the divergence degree may be an index value that can determine the relative relationship between the reference pulse rate and the calculated pulse rate.

6−4.適否判定条件
図5の条件定義テーブルに定めた条件や、図6の適否判定用テーブルに定めた適否判定基準等は一例であり、適宜設定可能である。例えば、図6の適否判定用テーブルを次のように定めてもよい。
6-4. Appropriateness determination conditions The conditions defined in the condition definition table in FIG. 5 and the adequacy determination criteria defined in the suitability determination table in FIG. 6 are examples, and can be set as appropriate. For example, the suitability determination table of FIG. 6 may be determined as follows.

図9は、変形例における第2の適否判定用テーブルのテーブル構成図である。第2の適否判定用テーブルでは、第1脈範囲のSN比閾値として“θ1”が定められており、適切判定基準として「条件Aが成立」が定められている。第2脈範囲のSN比閾値として“θ2”が定められており、適切判定基準として「(1)条件A&Bが成立」、又は、「(2)条件Aが成立&条件Bが不成立&条件Dが成立」が定められている。   FIG. 9 is a table configuration diagram of a second suitability determination table in the modification. In the second suitability determination table, “θ1” is defined as the SN ratio threshold value of the first pulse range, and “Condition A is satisfied” is defined as an appropriate determination criterion. “Θ2” is defined as the SN ratio threshold value of the second pulse range, and “(1) Condition A & B is satisfied” or “(2) Condition A is satisfied & Condition B is not satisfied & Condition D is set as an appropriate criterion. Is established. "

また、第3脈範囲のSN比閾値として“θ3”が定められており、適切判定基準として、「(1)条件A&B&Cが成立」、又は、「(2)条件A&Bが成立&条件Cが不成立&条件Dが成立」、又は、「(3)条件A&Cが成立&条件Bが不成立&条件Dが成立」が定められている。また、第4脈範囲のSN比閾値には値が定められておらず、適切判定基準として「適切と判定する場合なし」が定められている。   Further, “θ3” is defined as the SN ratio threshold value of the third pulse range, and “(1) Condition A & B & C is satisfied” or “(2) Condition A & B is satisfied & Condition C is not satisfied” as an appropriate determination criterion. & "Condition D is satisfied" or "(3) Condition A & C is satisfied & Condition B is not satisfied & Condition D is satisfied" is defined. In addition, a value is not defined for the SN ratio threshold value in the fourth pulse range, and “no case for proper determination” is defined as an appropriate determination criterion.

SN比閾値の大小関係は、図6の第1の適否判定用テーブルと同様の基準に従って定められている。つまり、基準脈拍数と算出脈拍数との乖離度合が小さいほど算出脈拍数を適切と判定し易くなるように、基準脈拍数に近い脈範囲ほどSN比閾値として小さな値が設定されている。具体的には、SN比閾値の大小関係は“θ1<θ2<θ3”である。   The magnitude relationship of the S / N ratio threshold is determined according to the same criteria as the first suitability determination table of FIG. That is, a smaller value is set as the SN ratio threshold value in the pulse range closer to the reference pulse rate so that the calculated pulse rate becomes easier to determine as the divergence degree between the reference pulse rate and the calculated pulse rate is smaller. Specifically, the magnitude relationship of the SN ratio threshold is “θ1 <θ2 <θ3”.

また、第1の適否判定用テーブルと同様に、基準脈拍数と算出脈拍数との乖離度合が大きいほど算出脈拍数を適切と判定するための基準を厳しくするように適切判定基準が定められている。特に、第4脈範囲については、条件A〜Dの成否に関わらず、算出脈拍数を必ず不適と判定するように基準が定められている。   Similarly to the first suitability determination table, an appropriate determination criterion is set so that the criterion for determining that the calculated pulse rate is appropriate becomes stricter as the degree of deviation between the reference pulse rate and the calculated pulse rate increases. Yes. In particular, for the fourth pulse range, a standard is set so that the calculated pulse rate is always determined to be inappropriate regardless of the success or failure of the conditions A to D.

なお、上記の実施形態では、脈範囲の段数を4段とする場合を例示したが、脈範囲の段数や脈範囲の決め方は設計事項であり、上記の実施形態の例に限定されるわけでないことは勿論である。   In the above-described embodiment, the case where the number of stages of the pulse range is set to four is illustrated, but how to determine the number of stages of the pulse range and the pulse range is a design matter and is not limited to the example of the above-described embodiment. Of course.

6−5.脈拍数の算出結果の信頼性
上記の実施形態では、脈波センサー10によって検出された脈波信号の信号対雑音比(SN比)に基づいて脈拍数の算出結果の信頼性を判定した。しかし、SN比は信頼性を判定するための指標の1つに過ぎず、他の指標に基づいて信頼性を判定することも可能である。
6-5. Reliability of Pulse Rate Calculation Result In the above embodiment, the reliability of the pulse rate calculation result is determined based on the signal-to-noise ratio (SN ratio) of the pulse wave signal detected by the pulse wave sensor 10. However, the SN ratio is only one index for determining reliability, and it is possible to determine reliability based on other indices.

例えば、脈波信号の強さに基づいて算出結果の信頼性を判定してもよい。具体的には、脈波信号の振幅が極端に小さい場合は、被検者の脈波をうまく捉えることができていない可能性が高いため、算出された脈拍数の信頼性は低いと判定することができる。また、脈波信号が急に振り切れるような場合は、ノイズが混入している可能性が高いため、この場合にも信頼性は低いと判定することができる。   For example, the reliability of the calculation result may be determined based on the strength of the pulse wave signal. Specifically, if the amplitude of the pulse wave signal is extremely small, there is a high possibility that the pulse wave of the subject cannot be captured well, so it is determined that the reliability of the calculated pulse rate is low be able to. In addition, when the pulse wave signal suddenly swings out, there is a high possibility that noise is mixed in, so it can be determined that the reliability is low also in this case.

この場合は、図5の条件定義テーブルの条件Aについて、例えば脈波信号の信号強度に応じた条件を脈拍数の算出結果の信頼性に関する条件として定めておくことができる。また、脈波信号のSN比及び信号強度を組み合わせた条件として信頼性条件を定めておくこととしてもよい。   In this case, for the condition A in the condition definition table of FIG. 5, for example, a condition corresponding to the signal intensity of the pulse wave signal can be determined as a condition relating to the reliability of the calculation result of the pulse rate. Further, the reliability condition may be determined as a condition combining the S / N ratio and the signal intensity of the pulse wave signal.

6−6.基準脈拍数
上記の実施形態では、適否判定によって適切と判定された最新の算出脈拍数を基準脈拍数として設定することとして説明した。つまり、算出脈拍数が適切と判定された場合に、当該算出脈拍数で基準脈拍数を更新する処理を算出時刻毎に繰り返すものとして説明した。
6-6. Reference Pulse Rate In the above embodiment, the latest calculated pulse rate determined to be appropriate by the suitability determination is set as the reference pulse rate. That is, when it was determined that the calculated pulse rate is appropriate, the process of updating the reference pulse rate with the calculated pulse rate has been described as being repeated at each calculation time.

しかし、基準脈拍数として設定可能な脈拍数は何もこれに限られるわけではない。例えば、現在の算出時刻から過去所定期間(例えば過去5算出時刻分の期間)において適切と判定された算出脈拍数の平均値や中央値を求めて基準脈拍数として設定することとしてもよい。   However, the pulse rate that can be set as the reference pulse rate is not limited to this. For example, an average value or a median value of calculated pulse rates determined to be appropriate in the past predetermined period (for example, a period corresponding to the past five calculation times) from the current calculation time may be obtained and set as the reference pulse rate.

1 脈拍計、 10 脈波センサー、 20 体動センサー、 30 脈波信号増幅回路部、 40 脈波形整形回路部、 50 体動信号増幅回路部、 60 体動波形整形回路部、 70 A/D変換部、 100 処理部、 200 操作部、 300 表示部、 400 報知部、 500 通信部、 600 時計部、 700 記憶部   1 pulse meter, 10 pulse wave sensor, 20 body motion sensor, 30 pulse wave signal amplification circuit unit, 40 pulse waveform shaping circuit unit, 50 body motion signal amplification circuit unit, 60 body motion waveform shaping circuit unit, 70 A / D conversion Unit, 100 processing unit, 200 operation unit, 300 display unit, 400 notification unit, 500 communication unit, 600 clock unit, 700 storage unit

Claims (9)

被検者の脈拍数を算出する脈拍数算出部と、
所与の基準脈拍数と前記脈拍数算出部によって算出された算出脈拍数との乖離度合を判定する乖離度合判定部と、
前記脈拍数算出部の算出結果の信頼性を判定する信頼性判定部と、
前記乖離度合と前記信頼性とに基づいて前記算出脈拍数の適否を判定する適否判定部と、を備え、
前記基準脈拍数は、過去において前記適否判定部によって適切と判定された脈拍数に基づいて設定され、
前記乖離度判定部の判定結果に基づいて、前記信頼性判定部の信頼性判定基準を設定することを特徴とする生体情報処理装置。
A pulse rate calculator for calculating the pulse rate of the subject;
And given the reference pulse rate, and deviation degree determination section determines the degree of deviation between the calculated pulse rate calculated by the pulse rate calculating section,
A reliability determination unit for determining the reliability of the calculation result of the pulse rate calculation unit;
A suitability determination unit that determines the suitability of the calculated pulse rate based on the degree of divergence and the reliability ,
The reference pulse rate is set based on the pulse rate determined to be appropriate by the suitability determination unit in the past,
A biological information processing apparatus that sets a reliability determination criterion of the reliability determination unit based on a determination result of the divergence degree determination unit .
前記乖離度合は、前記基準脈拍数と前記算出脈拍数との乖離の程度を表す第1脈範囲と、前記第1の乖離の程度よりも大きな前記乖離の程度を表す第2脈範囲とを含み、
前記第1脈範囲に基づいて設定される前記信頼性判定基準は、前記第2脈範囲に基づいて設定される前記信頼性判定基準よりも小さいことを特徴とする、
請求項1に記載の生体情報処理装置。
The degree of divergence includes a first pulse range that represents the degree of divergence between the reference pulse rate and the calculated pulse rate, and a second pulse range that represents the degree of divergence greater than the degree of the first divergence. ,
The reliability determination criterion set based on the first pulse range is smaller than the reliability determination criterion set based on the second pulse range,
The biological information processing apparatus according to claim 1.
前記適否判定部は、前記基準脈拍数と前記算出脈拍数との乖離の程度が第2脈範囲にある場合に、前記信頼性条件判定部による肯定判定の連続回数に基づいて前記算出脈拍数の適否を判定する、
請求項2に記載の生体情報処理装置。
When the degree of deviation between the reference pulse rate and the calculated pulse rate is in the second pulse range, the suitability determination unit determines the calculated pulse rate based on the number of consecutive positive determinations by the reliability condition determination unit. Determine suitability,
The biological information processing apparatus according to claim 2.
前記被検者の体動を検出する体動検出部と、
前記体動検出部の検出結果を用いて前記被検者の体動の周波数を判定する体動周波数判定部と、
を更に備え、
前記適否判定部は、前記体動の周波数と前記算出脈拍数に対応する周波数とが所定の周波数条件を満たすか否かを判定する周波数条件判定部を有し、
前記基準脈拍数と前記算出脈拍数との乖離の程度が第2脈範囲にある場合に、前記信頼性条件判定部の判定結果と前記周波数条件判定部の判定結果とを用いて前記算出脈拍数の適否を判定する、
請求項2または3に記載の生体情報処理装置。
A body motion detector for detecting the body motion of the subject;
A body motion frequency determination unit that determines the frequency of body motion of the subject using the detection result of the body motion detection unit;
Further comprising
The suitability determination unit includes a frequency condition determination unit that determines whether a frequency of the body motion and a frequency corresponding to the calculated pulse rate satisfy a predetermined frequency condition,
When the degree of deviation between the reference pulse rate and the calculated pulse rate is in the second pulse range, the calculated pulse rate using the determination result of the reliability condition determination unit and the determination result of the frequency condition determination unit To determine the suitability of
The biological information processing apparatus according to claim 2 or 3 .
前記適否判定部は、前記信頼性条件判定部の判定結果が肯定判定であり、且つ、前記周波数条件判定部の判定結果が否定判定である場合に、前記信頼性条件判定部による肯定判定の連続回数に基づいて前記算出脈拍数の適否を判定する、
請求項2からのいずれかに記載の生体情報処理装置。
When the determination result of the reliability condition determination unit is an affirmative determination and the determination result of the frequency condition determination unit is a negative determination, the suitability determination unit continues the positive determination by the reliability condition determination unit. Determining the suitability of the calculated pulse rate based on the number of times;
Biological information processing apparatus according to any one of claims 2 to 4.
前記被検者の体動を検出する体動検出部と、
前記体動検出部の検出結果を用いて前記被検者の身体動作状態を判定する身体動作状態判定部と、
を更に備え、
前記適否判定部は、前記算出脈拍数が前記身体動作状態に基づいて設定された整合条件を満たすか否かを判定する整合条件判定部を有し、前記乖離度合が所定の高乖離条件を満たす場合に、前記信頼性条件判定部の判定結果と前記整合条件判定部の判定結果とを用いて前記算出脈拍数の適否を判定する、
請求項2または3に記載の生体情報処理装置。
A body motion detector for detecting the body motion of the subject;
A body movement state determination unit that determines a body movement state of the subject using a detection result of the body movement detection unit;
Further comprising
The suitability determination unit includes an alignment condition determination unit that determines whether or not the calculated pulse rate satisfies an alignment condition set based on the physical motion state, and the degree of divergence satisfies a predetermined high divergence condition In this case, the suitability of the calculated pulse rate is determined using the determination result of the reliability condition determination unit and the determination result of the matching condition determination unit.
The biological information processing apparatus according to claim 2 or 3 .
前記整合条件は、前記身体動作状態に応じて設定された脈拍数に関する閾値であることを特徴とする、  The matching condition is a threshold value relating to a pulse rate set according to the body movement state,
請求項6に記載の生体情報処理装置。  The biological information processing apparatus according to claim 6.
前記適否判定部は、前記信頼性条件判定部の判定結果が肯定判定であり、且つ、前記整合条件判定部の判定結果が否定判定である場合に、前記信頼性条件判定部による肯定判定の連続回数に基づいて前記算出脈拍数の適否を判定する、
請求項6または7に記載の生体情報処理装置。
When the determination result of the reliability condition determination unit is an affirmative determination and the determination result of the matching condition determination unit is a negative determination, the suitability determination unit continues the positive determination by the reliability condition determination unit. Determining the suitability of the calculated pulse rate based on the number of times;
The biological information processing apparatus according to claim 6 or 7 .
被検者の脈拍数を算出することと、
所与の基準脈拍数と前記算出された算出脈拍数との乖離度合を判定することと、
前記脈拍数の算出結果の信頼性を判定することと、
前記乖離度合と前記信頼性とに基づいて前記算出脈拍数の適否を判定することと、を含み、
前記基準脈拍数は、過去において前記適否の判定によって適切と判定された脈拍数に基づいて設定され、
前記乖離度合の判定結果に基づいて、前記信頼性の判定基準を設定すること、
を含む生体情報処理方法。
Calculating the subject's pulse rate;
Determining the degree of divergence between a given reference pulse rate and the calculated calculated pulse rate;
Determining the reliability of the calculation result of the pulse rate;
Determining the suitability of the calculated pulse rate based on the degree of divergence and the reliability ,
The reference pulse rate is set based on the pulse rate determined to be appropriate in the past by the determination of suitability,
Setting the reliability criterion based on the determination result of the degree of deviation,
A biological information processing method comprising:
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