JP6315633B2 - 心拍検出方法および心拍検出装置 - Google Patents
心拍検出方法および心拍検出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6315633B2 JP6315633B2 JP2016547374A JP2016547374A JP6315633B2 JP 6315633 B2 JP6315633 B2 JP 6315633B2 JP 2016547374 A JP2016547374 A JP 2016547374A JP 2016547374 A JP2016547374 A JP 2016547374A JP 6315633 B2 JP6315633 B2 JP 6315633B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- time
- heartbeat
- peak
- value
- sampling data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 30
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 133
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 description 32
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 16
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 230000002567 autonomic effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 210000000467 autonomic pathway Anatomy 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 210000002837 heart atrium Anatomy 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7203—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
- A61B5/7207—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise induced by motion artifacts
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
- A61B5/346—Analysis of electrocardiograms
- A61B5/349—Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
- A61B5/352—Detecting R peaks, e.g. for synchronising diagnostic apparatus; Estimating R-R interval
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
- A61B5/0245—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate by using sensing means generating electric signals, i.e. ECG signals
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
- A61B5/346—Analysis of electrocardiograms
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7235—Details of waveform analysis
- A61B5/7239—Details of waveform analysis using differentiation including higher order derivatives
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physiology (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Description
ECG波形から得られるR−R間隔などの生体情報は、自律神経の働きを反映する指標であることが知られている。日常生活の中でのECG波形をとり、検出した心拍から心拍変動のデータを解析することは、自律神経機能の評価に有用である。また、運動中の心拍データから運動負荷を推定し、その最適化等に活用するといった用途もある。
また、文献「“ECG Implementation on the TMS320C5515 DSP Medical Development Kit (MDK) with the ADS1298 ECG-FE”,Texas Instruments Incorporated,<http://www.ti.com/lit/an/sprabj1/sprabj1.pdf>,2011」には、ECG波形を時間差分した値の変化をもとにR−R間隔などを求める方法が記載されている。具体的には、(n+1)番目のサンプリング値と(n−1)番目のサンプリング値との差分の絶対値をとり、そのピークを閾値に基づいて検出し、2つのピークの時間幅をR−R間隔としている。
図1は本発明の原理を説明する図である。図1においても、横軸は時間[ms]、縦軸はデジタル値に置き換えられた電位[任意単位]を表している。図1の波形はサンプリングデータの変化量(1次差分値)をプロットしたものである。図1の2つの波形のうち上側の波形は図13の一部を拡大した波形であり、下側の波形は図13の189,000msから190,000msの期間をさらに拡大した波形である。
サンプリングデータ列から得られる値Mとして、サンプリングデータそのものを用いる場合には、R波あるいはS波のピークを、心拍に伴う波形のピークとして検出する。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図2は本発明の第1実施例に係る心拍検出装置の構成を示すブロック図、図3は本発明の第1実施例に係る心拍検出方法を説明するフローチャートである。心拍検出装置は、心電計1と、記憶部2と、取得部3(取得手段)と、ピーク探索部4(ピーク探索手段)と、心拍時刻決定部5(心拍時刻決定手段)とを備えている。
記憶部2は、心電計1から出力されたECG波形のサンプリングデータ列X(i)とサンプリング時刻の情報とを記憶する。
まず、心拍時刻決定部5は、iで示される時刻Tよりも前の一定の時間領域のサンプリングデータの変化量{(X(i−b2+a)−X(i−b2−a)),(X(i−b2+1+a)−X(i−b2+1−a)),・・・・,(X(i−b1+a)―X(i−b1−a))}のうちの最小値を求め、この最小値が、iで示される時刻TのサンプリングデータX(i)の変化量(X(i+a)−X(i−a))に一定量yを加えた値以上かどうかを判定する(図3ステップS4)。
次に、心拍時刻決定部5は、心拍時刻の候補が適切なものであるかどうかを判断し、心拍時刻を確定する。
次に、本発明の参考例について説明する。本参考例は、第1実施例の変形例であり、サンプリングデータ列から得られる値Mとして、サンプリングデータそのものを用いる例である。本参考例においても、心拍検出装置の構成は第1実施例と同様であるので、図2の符号を用いて説明する。図6は本参考例に係る心拍検出方法を説明するフローチャートである。
本参考例の取得部3は、サンプリングデータ列から得られる値Mとして、記憶部2からサンプリングデータX(i)を取得する(図6ステップS0a)。
こうして、本参考例では、第1実施例と同様の効果を得ることができる。
次に、本発明の第2実施例について説明する。本実施例は、第1実施例の変形例であり、サンプリングデータ列から得られる値Mとして、サンプリングデータの変化量(1次差分値)とサンプリングデータとの乗算値を用いる例である。本実施例においても、心拍検出装置の構成は第1実施例と同様であるので、図2の符号を用いて説明する。図8は本実施例に係る心拍検出方法を説明するフローチャートである。
ピーク探索部4は、{M(i+1)−M(i)}×{M(i)−M(i−1)}が0以下であるかどうかを判定する(図8ステップS2b)。M(i+1)はサンプリングデータX(i)の1サンプリング後の乗算値であり、M(i−1)は1サンプリング前の乗算値である。ピーク探索部4は、{M(i+1)−M(i)}×{M(i)−M(i−1)}が0以下の場合、iで示される時刻Tで、乗算値M(i)が減少から増加に転じたと判断する(ステップS2bにおいて判定yes)。
こうして、本実施例では、第1実施例と同様の効果を得ることができる。
Claims (6)
- 生体の心電図波形のサンプリングデータ列から得られる値Mとして、サンプリングデータの変化量、サンプリングデータの変化量とサンプリングデータとの乗算値のいずれかを取得する取得ステップと、
前記サンプリングデータ列から得られる値Mが減少から増加に転じるピークを探索するピーク探索ステップと、
前記サンプリングデータ列から得られる値Mのうち、前記ピークの時刻よりも前の一定の時間領域の値Mと前記ピークの時刻よりも後の一定の時間領域の値Mとを調べ、これら一定の時間領域の値Mが、前記ピークの時刻の値Mから一定量以上離れているときに、前記ピークの時刻を心拍時刻とする心拍時刻決定ステップとを含むことを特徴とする心拍検出方法。 - 請求項1記載の心拍検出方法において、
前記心拍時刻決定ステップは、前記ピークの時刻と直前の心拍時刻とが一定時間以上離れているかどうかを判定し、直前の心拍時刻と一定時間以上離れていない場合には、前記ピークの時刻を心拍時刻として採用しないことを特徴とする心拍検出方法。 - 請求項1記載の心拍検出方法において、
前記心拍時刻決定ステップは、前記ピークの時刻を心拍時刻とみなした場合の心拍間隔が、直前の心拍間隔から一定割合以上増加していないかを判定し、心拍間隔が一定割合以上増加している場合には、前記ピークの時刻を心拍時刻として採用しないことを特徴とする心拍検出方法。 - 生体の心電図波形のサンプリングデータ列から得られる値Mとして、サンプリングデータの変化量、サンプリングデータの変化量とサンプリングデータとの乗算値のいずれかを取得する取得手段と、
前記サンプリングデータ列から得られる値Mが減少から増加に転じるピークを探索するピーク探索手段と、
前記サンプリングデータ列から得られる値Mのうち、前記ピークの時刻よりも前の一定の時間領域の値Mと前記ピークの時刻よりも後の一定の時間領域の値Mとを調べ、これら一定の時間領域の値Mが、前記ピークの時刻の値Mから一定量以上離れているときに、前記ピークの時刻を心拍時刻とする心拍時刻決定手段とを備えることを特徴とする心拍検出装置。 - 請求項4記載の心拍検出装置において、
前記心拍時刻決定手段は、前記ピークの時刻と直前の心拍時刻とが一定時間以上離れているかどうかを判定し、直前の心拍時刻と一定時間以上離れていない場合には、前記ピークの時刻を心拍時刻として採用しないことを特徴とする心拍検出装置。 - 請求項4記載の心拍検出装置において、
前記心拍時刻決定手段は、前記ピークの時刻を心拍時刻とみなした場合の心拍間隔が、直前の心拍間隔から一定割合以上増加していないかを判定し、心拍間隔が一定割合以上増加している場合には、前記ピークの時刻を心拍時刻として採用しないことを特徴とする心拍検出装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014183013 | 2014-09-09 | ||
JP2014183013 | 2014-09-09 | ||
PCT/JP2015/074406 WO2016039182A1 (ja) | 2014-09-09 | 2015-08-28 | 心拍検出方法および心拍検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2016039182A1 JPWO2016039182A1 (ja) | 2017-04-27 |
JP6315633B2 true JP6315633B2 (ja) | 2018-04-25 |
Family
ID=55458936
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016547374A Active JP6315633B2 (ja) | 2014-09-09 | 2015-08-28 | 心拍検出方法および心拍検出装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10750969B2 (ja) |
JP (1) | JP6315633B2 (ja) |
CN (1) | CN106604679B (ja) |
TW (1) | TWI583356B (ja) |
WO (1) | WO2016039182A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6652655B2 (ja) * | 2016-10-17 | 2020-02-26 | 日本電信電話株式会社 | 心拍検出方法および心拍検出装置 |
CN107296598B (zh) * | 2017-06-22 | 2020-12-25 | 无锡力芯微电子股份有限公司 | 基于光电传感器的心率测定方法及装置 |
US11602299B2 (en) | 2020-06-16 | 2023-03-14 | A-Neuron Electronic Corporation | Method and system for processing electroencephalogram signal |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1113739A (zh) | 1994-06-23 | 1995-12-27 | 王湘生 | 植物神经系统功能测试系统及其方法 |
JP2002078695A (ja) | 2000-09-08 | 2002-03-19 | Osaka Gas Co Ltd | 心電図計測装置 |
JP2003000561A (ja) | 2001-06-18 | 2003-01-07 | Canon Inc | R波認識方法及びr−r間隔測定方法及び心拍数測定方法及びr−r間隔測定装置及び心拍数測定装置 |
JP3770204B2 (ja) | 2002-05-22 | 2006-04-26 | 株式会社デンソー | 脈波解析装置及び生体状態監視装置 |
US6985768B2 (en) * | 2003-02-28 | 2006-01-10 | Medtronic, Inc. | Physiological event detection |
EP1667579A4 (en) * | 2003-09-12 | 2008-06-11 | Bodymedia Inc | METHOD AND DEVICE FOR MEASURING CARDIAC PARAMETERS |
US20060287606A1 (en) * | 2005-06-21 | 2006-12-21 | Di-Ann Hong | Method for detecting heart rate and systems thereof |
WO2007037100A1 (ja) | 2005-09-27 | 2007-04-05 | Citizen Holdings Co., Ltd. | 心拍計および心拍検出方法 |
TW200820939A (en) * | 2006-11-10 | 2008-05-16 | Tzu Chi University | Method for measuring heart rate |
CN101991410B (zh) * | 2009-08-31 | 2012-09-19 | 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 | 一种脉率搜索和计算方法 |
JP5516428B2 (ja) | 2010-10-14 | 2014-06-11 | 株式会社村田製作所 | 拍動周期算出装置およびこれを備えた生体センサ |
CN101953682A (zh) * | 2010-10-15 | 2011-01-26 | 张辉 | 基于袖带装置的心率检测方法 |
WO2014132713A1 (ja) * | 2013-02-26 | 2014-09-04 | 株式会社村田製作所 | 脈波伝播時間計測装置 |
CN103690156B (zh) * | 2013-11-22 | 2016-01-27 | 东软熙康健康科技有限公司 | 一种心率获取方法及心电信号的处理方法 |
-
2015
- 2015-08-28 US US15/509,726 patent/US10750969B2/en active Active
- 2015-08-28 JP JP2016547374A patent/JP6315633B2/ja active Active
- 2015-08-28 CN CN201580047949.XA patent/CN106604679B/zh active Active
- 2015-08-28 WO PCT/JP2015/074406 patent/WO2016039182A1/ja active Application Filing
- 2015-09-08 TW TW104129642A patent/TWI583356B/zh active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201613528A (en) | 2016-04-16 |
US20170258351A1 (en) | 2017-09-14 |
TWI583356B (zh) | 2017-05-21 |
WO2016039182A1 (ja) | 2016-03-17 |
CN106604679A (zh) | 2017-04-26 |
JPWO2016039182A1 (ja) | 2017-04-27 |
US10750969B2 (en) | 2020-08-25 |
CN106604679B (zh) | 2020-11-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6170256B2 (ja) | 心拍検出方法および心拍検出装置 | |
JP5416218B2 (ja) | バリストカルジオグラム信号の分析方法と装置 | |
US20150105666A1 (en) | Narrow band feature extraction from cardiac signals | |
KR101910982B1 (ko) | 개인화된 생체 신호 패턴을 이용한 생체 신호의 동잡음 제거 방법 및 장치 | |
JP6645926B2 (ja) | 生体信号処理方法および装置 | |
US9901277B2 (en) | Cycle length iteration for the detection of atrial activations from electrogram recordings of atrial fibrillation | |
JP6404784B2 (ja) | 心拍検出方法および心拍検出装置 | |
CN109843165B (zh) | 心跳检测方法和心跳检测设备 | |
US10945623B2 (en) | Heartbeat detection method and heartbeat detection device | |
JP2010051387A (ja) | 睡眠呼吸障害の無呼吸発作又は低呼吸発作に伴うcvhrの検出装置 | |
JP6243254B2 (ja) | 心拍検出方法および心拍検出装置 | |
JP6315633B2 (ja) | 心拍検出方法および心拍検出装置 | |
JP2017042388A (ja) | 心拍検出方法および心拍検出装置 | |
CN105411579B (zh) | 一种心电图r波检测方法及装置 | |
JP2018175152A (ja) | 心拍検出方法および心拍検出装置 | |
JP2015217060A (ja) | 心拍検出方法および心拍検出装置 | |
JP2007181628A (ja) | 脈拍間隔算出装置及び脈拍間隔算出方法 | |
JP6538620B2 (ja) | 呼吸推定方法および装置 | |
JP6568022B2 (ja) | 生体信号分析方法および装置 | |
JP2020039855A (ja) | 生体信号成分検出装置、生体信号成分検出方法および記録媒体 | |
JPH08322813A (ja) | 心拍変動波形周波数解析方法及び装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161014 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170912 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171010 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180320 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180322 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6315633 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |