JPH0144329B2 - - Google Patents

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JPH0144329B2
JPH0144329B2 JP56025108A JP2510881A JPH0144329B2 JP H0144329 B2 JPH0144329 B2 JP H0144329B2 JP 56025108 A JP56025108 A JP 56025108A JP 2510881 A JP2510881 A JP 2510881A JP H0144329 B2 JPH0144329 B2 JP H0144329B2
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JP
Japan
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heart rate
heartbeat
count
circuit
pulse
Prior art date
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Expired
Application number
JP56025108A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS57139323A (en
Inventor
Shinichi Nogawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEIKO DENSHI KOGYO KK
Original Assignee
SEIKO DENSHI KOGYO KK
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Publication date
Application filed by SEIKO DENSHI KOGYO KK filed Critical SEIKO DENSHI KOGYO KK
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は人体の表面電位から心拍タイミングを
捨う心拍センサーの出力から、心拍周期をデジタ
ル的に測定し、所定の心拍数に換算し表示するた
めの心拍数回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a heart rate circuit that digitally measures the heartbeat cycle from the output of a heartbeat sensor that discards the heartbeat timing from the surface potential of the human body, converts it into a predetermined heartbeat rate, and displays the result. .

従来の心拍計数回路は、心拍センサーから出力
される心拍に同期したパルス(以後これを心拍パ
ルスと呼ぶ。)の、1周期の間、ある周波数1
カウントクロツクをカウンターに加え、後にその
カウントされた内容がいかなる心拍数に相当する
かを計算する処理を行なつていた。しかしなが
ら、上記のように心拍パルスの1周期で心拍数を
計算する方法には以下の問題点がある。即ち、人
間の心拍では不整脈でない普通の健康な人でも、
隣り合つた脈周期に多少のばらつきが生じるた
め、心拍パルスの1周期だけで心拍数を換算して
しまうと、前の心拍数と後の心拍数とでその値が
大きく違つてしまうことが考えられ、測定器とし
ての信用を損なう結果にもなつていた。
Conventional heart rate counting circuits add a count clock with a certain frequency of 1 to a counter during one cycle of pulses synchronized with heartbeats output from a heartbeat sensor (hereinafter referred to as heartbeat pulses), and then later calculate the count clock. A process was performed to calculate what heart rate corresponds to the content of the data. However, the method of calculating the heart rate in one cycle of the heartbeat pulse as described above has the following problems. In other words, even in a normal healthy person who does not have an arrhythmia with a human heartbeat,
Because there is some variation between adjacent pulse cycles, if you convert the heart rate based on just one cycle of the heartbeat pulse, the value of the previous heart rate and the subsequent heart rate may be significantly different. This resulted in a loss of credibility as a measuring instrument.

そこで上記問題点の解決策として、心拍周期か
ら1分間相当の心拍数を換算する場合、定められ
た複数周期(例えば2周期)の心拍パルスを計測
し、これを換算する方法がある。しかし、この方
法では、計測開始の時から心拍パルスが所定の数
だけ入力しないと心拍数を表示しないことにな
り、その間、使用者に対して本当の計器が動作し
ているのかどうかといつた不安感を抱かせる結果
となつていた。
Therefore, as a solution to the above problem, when converting the heart rate equivalent to one minute from the heartbeat cycle, there is a method of measuring heartbeat pulses of a predetermined plurality of cycles (for example, two cycles) and converting them. However, with this method, the heart rate is not displayed until a predetermined number of heartbeat pulses are input from the time the measurement starts, and during that time, the user is not informed whether or not the real meter is working. The result was a feeling of anxiety.

本発明は上記の欠点を全て除去するものであ
り、計測開始後に入力される心拍パルスの最初の
1周期から心拍数を計算し、その後は複数周期の
心拍パルスから心拍数を計算する構成とした。以
下本発明を添附図面に基づいて詳細に説明する。
The present invention eliminates all of the above-mentioned drawbacks, and has a configuration in which the heart rate is calculated from the first cycle of the heartbeat pulse input after the start of measurement, and thereafter the heart rate is calculated from the heartbeat pulses of multiple cycles. . The present invention will be described in detail below based on the accompanying drawings.

第1図は、本発明の回路実施例であり、心拍セ
ンサーから出力される心拍パルス9を本発明の回
路とマツチングをとる為にワンシヨツトパルス発
生回路1に通し、整形したワンシヨツトパルス1
0をメインコントロール部2に入れる。メインコ
ントロール部2からはカウンター部5に入れるカ
ウントクロツク17のタイミングを制御するカウ
ントゲート信号14が出力され、カウント周波数
選択回路3と、サブコントロール部4に入力され
る。メインコントロール部2には、装置の電源オ
ン時などに入るイニシヤライズ信号11が入力さ
れ、これによりメインコントロール部2は測定開
始状態にセツトされる。測定開始状態ではカウン
ト周波数信号16が256Hz18となる様に、カウ
ント周波数セレクト信号15をカウント周波数選
択回路3に入れる。さらに、カウンター部5にク
ロツクを心拍1周期だけ加えるようにするため、
メインコントロール部2は心拍パルス9と同期し
たワンシヨツトパルス10を受け、心拍1周期だ
けカウントゲートを開けるようにカウントゲート
信号14を出力し、カウンター部5にはカウント
クロツク17が256Hzで心拍1周期の間だけ入つ
てくる。従つてカウンター部5の出力であるカウ
ントデータ21をみれば、心拍1周期の時間幅が
わかり、あとは心拍数換算回路6でその時間幅に
相当した心拍数換算データ22を出力してやり、
ラツチクロツク12で心拍数値をとらえて、ラツ
チデータ23を表示回路へ入れれば、第1回めの
心拍1周期での心拍数計測が終了する。1回めの
計測で、ラツチクロツク12が出るとメインコン
トロール部2の中のa点のレベルが“L”とな
り、2回め以後の計測では心拍2周期の間カウン
トゲートを開けるようにカウントゲート信号14
がメインコントロール部2から出力され、カウン
ト周波数信号16は128Hzとなり、結局カウンタ
ー部5には心拍2周期の間128Hzのカウントクロ
ツク17が入力される。この場合、カウントデー
タ21の内容と心拍換算値の関係は、カウント時
間が心拍1周期から2周期へと2倍になつた替わ
りにカウント周波数が256Hzから128Hzへと半分に
なつたので、1回めの計測の時と同じなので、心
拍数換算回路6は兼用して使うことができる。こ
のように心拍数換算回路6はカウントデータ21
の値に応じて、それに見合う心拍数データを出力
できるような組み合わせ回路で構成しておけば、
計算時間も必要とならず、連続して入つてくる心
拍パルスの周期の中で無視される周期もなくな
る。また換算の精度を上げるには、カウントクロ
ツク17の周波数を高くして、それ相応にカウン
ターのBIT数を増やし換算回路の内容を変えれれ
ば良く、カウンターと換算回路のサイズを問わな
ければ、充分過ぎる程の精度にまでも上げること
ができる。本発明の回路の動作タイミングを示し
たものが、第2図、第3図、第4図、第5図であ
る。第2図では、回路の基本的なタイミングをつ
くつているストローブ信号27を示している。第
3図はワンシヨツトパルス発生回路1で作られる
心拍パルスに同期したワンシヨツトパルス10を
示したものである。第4図は、電源オン時などに
入るイニシヤライズ信号11が出た後の回路動作
を示したものであり、bのタイミングでワンシヨ
ツトパルス10が入つてから次にワンシヨツトパ
ルス10が入るまで、つまり心拍1周期の間カウ
ントゲート信号14が“L”レベルとなり、256
Hzのカウントクロツク17がカウンター部5に送
り込まれる。eのタイミングでカウントゲート信
号14が“H”レベルに戻ると、即座にラツチク
ロツク12が出る。このとき心拍数換算回路6か
らはカウントデータ21の内容に応じて心拍数換
算データ22が出力されており、この時の内容を
ラツチ回路7はラツチクロツク12が出ると同時
に読み込み、保持し表示回路で表示する。ラツチ
クロツク12が出てから続いてリセツトパルス1
3が出力され、カウンター部5をリセツトし、メ
インコントロール部2を次回の計数を心拍2周期
の平均で表示する形態にセツトする。リセツトパ
ルス13が出ると同時にカウントゲート信号14
は再び“L”レベルとなり、ワンシヨツトパルス
10が2回入ると“H”レベルに戻る。このとき
は、心拍2周期の間128Hzのカウントクロツク1
7がカウンター部5に送られ、カウントデータ2
1の内容に応じて出力された心拍数換算データ
を、1回めの表示の際と同様にラツチクロツク1
2でとらえて保持して表示し、リセツトパルス1
3でカウンター部5をリセツトしてカウントゲー
ト14を“L”レベルに戻し、以後このサイクル
を繰り返してゆく。第5図は、測定者が途中で計
測をやめ、ワンシヨツトパルス10が入らなくな
つたためにカウンターがオーバーフローを起こし
た時のタイミング図である。dのタイミングでラ
ツチクロツク12を出し、続いてリセツトパルス
13を出した後、ワンシヨツトパルス10が入る
までに時間がかかるとカウンターからオーバーフ
ロー信号20が出て、h端子は256Hz1周期の間
“H”レベルとなる。このh端子のレベルによつ
てカウントゲート信号14は“H”レベルに戻さ
れ、ラツチクロツク12が出ようとするが、h端
子のレベルでこれを禁止し、オーバーフローした
結果のカウントデータ21による意味のない心拍
数表示をするのを禁止し、リセツトパルス13の
みを出しカウンターをリセツトし、メインコント
ロール部2を計測待ち状態にする。この後のタ
イミングでワンシヨツトパルス10が入ると、初
期の状態から計測をはじめ、gのタイミングでラ
ツチクロツク12と続いてリセツトパルス13を
出して心拍数を表示し、計測を続行する。第6図
に示したのが、心拍数換算回路の入出力図の1例
である。たとえば心拍1周期の間256Hzのクロツ
クをカウンタに入れた場合、カウントデータ21
が191となつたならば、それに相当する心拍数は
81となるため、これを上位桁と下位桁に分けて
BCDコードで出力してやれば、これを基に表示
回路8で81なる心拍数表示をすることになる。
FIG. 1 shows a circuit embodiment of the present invention, in which a heartbeat pulse 9 output from a heartbeat sensor is passed through a one-shot pulse generation circuit 1 in order to match it with the circuit of the present invention, and a shaped one-shot pulse 1 is generated.
0 into the main control section 2. A count gate signal 14 for controlling the timing of the count clock 17 input to the counter section 5 is outputted from the main control section 2 and inputted to the count frequency selection circuit 3 and the sub-control section 4. An initialization signal 11 is inputted to the main control section 2 when the power of the apparatus is turned on, and the main control section 2 is thereby set to a measurement start state. In the measurement start state, the count frequency select signal 15 is input to the count frequency selection circuit 3 so that the count frequency signal 16 becomes 256 Hz18. Furthermore, in order to add a clock to the counter section 5 for one heartbeat cycle,
The main control section 2 receives a one-shot pulse 10 synchronized with the heartbeat pulse 9, and outputs a count gate signal 14 to open the count gate for one heartbeat cycle, and the counter section 5 receives a one-shot pulse 10 that is synchronized with the heartbeat pulse 9. It only comes in during the cycle. Therefore, by looking at the count data 21 that is the output of the counter section 5, the time width of one heartbeat cycle can be determined, and then the heart rate conversion circuit 6 outputs heart rate conversion data 22 corresponding to that time width.
When the heart rate value is captured by the latch clock 12 and the latch data 23 is input to the display circuit, the heart rate measurement for one cycle of the first heartbeat is completed. During the first measurement, when the latch clock 12 is activated, the level at point a in the main control section 2 becomes "L", and for the second and subsequent measurements, the count gate signal is sent to open the count gate for two heartbeat cycles. 14
is output from the main control section 2, the count frequency signal 16 becomes 128 Hz, and eventually the count clock 17 of 128 Hz is input to the counter section 5 for two cycles of heartbeat. In this case, the relationship between the content of the count data 21 and the heartbeat conversion value is that the count time has doubled from 1 heartbeat cycle to 2 heartbeat cycles, but the count frequency has been halved from 256Hz to 128Hz, so once Since this is the same as in the second measurement, the heart rate conversion circuit 6 can be used for both purposes. In this way, the heart rate conversion circuit 6 converts the count data 21
If you configure it with a combinational circuit that can output heart rate data commensurate with the value of
No calculation time is required, and no period is ignored among the periods of successive heartbeat pulses. In order to increase the accuracy of the conversion, it is sufficient to increase the frequency of the count clock 17, increase the number of BITs in the counter accordingly, and change the contents of the conversion circuit, regardless of the size of the counter and conversion circuit. It is possible to increase the accuracy to a degree that is more than sufficient. 2, 3, 4, and 5 show the operation timing of the circuit of the present invention. In FIG. 2, a strobe signal 27 is shown which provides the basic timing of the circuit. FIG. 3 shows a one-shot pulse 10 generated by the one-shot pulse generating circuit 1 in synchronization with a heartbeat pulse. FIG. 4 shows the circuit operation after the initialization signal 11, which is input when the power is turned on, is output, and from when the one-shot pulse 10 is input at timing b until the next one-shot pulse 10 is input, In other words, the count gate signal 14 is at "L" level during one heartbeat cycle, and 256
A Hz count clock 17 is sent to the counter section 5. When the count gate signal 14 returns to the "H" level at timing e, the latch clock 12 is immediately output. At this time, the heart rate conversion circuit 6 outputs heart rate conversion data 22 according to the contents of the count data 21, and the latch circuit 7 reads the contents at the same time as the latch clock 12 goes out, holds it, and displays it in the display circuit. indicate. After latch clock 12 appears, reset pulse 1 follows.
3 is output, the counter section 5 is reset, and the main control section 2 is set to display the next count as an average of two heartbeat cycles. At the same time as the reset pulse 13 is output, the count gate signal 14
becomes "L" level again, and returns to "H" level when one shot pulse 10 is applied twice. At this time, the 128Hz count clock 1 is set for 2 heartbeat cycles.
7 is sent to the counter section 5, and count data 2
The heart rate conversion data output according to the contents of 1 is displayed by clicking the latch clock 1 in the same way as when displaying it for the first time.
2, hold and display, reset pulse 1
3, the counter section 5 is reset and the count gate 14 is returned to the "L" level, and this cycle is repeated thereafter. FIG. 5 is a timing chart when the counter overflows because the measurer stops the measurement midway through and the one-shot pulse 10 is no longer received. After outputting the latch clock 12 at timing d and subsequently outputting the reset pulse 13, if it takes some time for the one-shot pulse 10 to be input, an overflow signal 20 is output from the counter, and the h terminal becomes "H" for one cycle of 256Hz. level. The count gate signal 14 is returned to the "H" level by the level of the h terminal, and the latch clock 12 attempts to output, but the level of the h terminal prohibits this, and the meaning of the count data 21 as a result of overflow is It prohibits the heart rate from being displayed, outputs only a reset pulse 13 to reset the counter, and puts the main control section 2 in a measurement standby state. When the one-shot pulse 10 is input at a later timing, measurement starts from the initial state, and at timing g, the latch clock 12 and then the reset pulse 13 are output to display the heart rate and continue the measurement. FIG. 6 shows an example of an input/output diagram of the heart rate conversion circuit. For example, if a 256Hz clock is input to the counter during one heartbeat cycle, the count data 21
becomes 191, then the corresponding heart rate is
81, so divide this into upper and lower digits and
If the BCD code is output, the display circuit 8 will display a heart rate of 81 based on this code.

以上のように本発明によれば、計測開始後に入
力された心拍パルスの最初の1周期を計測してと
りあえず心拍数を換算し、その後は心拍パルスの
複数周期を計測して心拍数に換算する構成を有し
ているので、計測後すぐに心拍値が表示され、そ
の後、より正確な心拍数が大きなばらつきなく表
示されるので、使用者にとつて安心して使用でき
る心拍数計が実現できるものである。
As described above, according to the present invention, the first cycle of the heartbeat pulse input after the start of measurement is measured and the heart rate is converted for the time being, and after that, multiple cycles of the heartbeat pulse are measured and converted to the heart rate. As the heart rate value is displayed immediately after measurement, a more accurate heart rate is displayed without large variations, making it possible to create a heart rate meter that users can use with peace of mind. It is.

尚、心拍数換算回路をROMで構成するなら
ば、今後の半導体集積回路技術の向上により心拍
数換算回路がより小さくまとまる可能性があり、
心拍計数回路を1チツプのI.C.に組み入れた場
合、より小さなマスクレイアウトで回路が実現で
きるという効果がある。
Furthermore, if the heart rate conversion circuit is configured with ROM, there is a possibility that the heart rate conversion circuit will become smaller due to future improvements in semiconductor integrated circuit technology.
When a heart rate counting circuit is incorporated into a single-chip IC, the circuit can be realized with a smaller mask layout.

また、本発明の心拍計数回路を、水晶発振回路
を有するたとえば電子時計の機能の1つとした場
合、水晶発振回路の非常に正確な周波数で心拍計
数回路の各クロツクを構成することができ、より
正確な心拍数表示ができるという効果がある。
In addition, when the heart rate counting circuit of the present invention is used as one of the functions of, for example, an electronic watch having a crystal oscillation circuit, each clock of the heart rate counting circuit can be configured with the very accurate frequency of the crystal oscillation circuit, and even more It has the effect of being able to accurately display heart rate.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施回路例であり、第2図、
第3図、第4図、第5図は動作を説明する為のタ
イミング図であり、第6図は心拍数換算図の1例
である。 1…ワンシヨツトパルス発生回路、2…メイン
コントロール部、3…カウント周波数選択回路、
4…サブコントロール部、5…カウンター部、6
…心拍数換算回路、7…ラツチ回路、8…表示回
路、9…心拍パルス、10…ワンシヨツトパル
ス、11…イニシヤライズ信号、12…ラツチク
ロツク、13…リセツトパルス、14…カウント
ゲート信号、15…カウント周波数セレクト信
号、16…カウント周波数信号、17…カウント
クロツク、18…256Hz、19…128Hz、20…オ
ーバーフロー信号、21…カウントデータ、22
…心拍数換算データ、23…ラツチデータ、24
…ワンシヨツトパルス作成用信号、25…1024
Hz、26…512Hz、27…ストローブ信号。
FIG. 1 shows an example of an implementation circuit of the present invention, and FIG.
3, 4, and 5 are timing charts for explaining the operation, and FIG. 6 is an example of a heart rate conversion chart. 1... One shot pulse generation circuit, 2... Main control section, 3... Count frequency selection circuit,
4...Sub control section, 5...Counter section, 6
...heart rate conversion circuit, 7...latch circuit, 8...display circuit, 9...heartbeat pulse, 10...one shot pulse, 11...initialize signal, 12...latch clock, 13...reset pulse, 14...count gate signal, 15...count Frequency select signal, 16...Count frequency signal, 17...Count clock, 18...256Hz, 19...128Hz, 20...Overflow signal, 21...Count data, 22
...Heart rate conversion data, 23...Latch data, 24
...Signal for creating one-shot pulse, 25...1024
Hz, 26...512Hz, 27...Strobe signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 心拍パルスを入力し、測定開始後の心拍パル
スの最初の1周期の間に入力されるクロツクパル
ス及び前記1周期の後の所定の複数周期の間に入
力されるクロツクパルスをカウントするカウンタ
と、前記カウンタのカウント値を入力し前記カウ
ント値に従つて1分間相当の心拍数を換算して心
拍数換算データを出力する心拍数換算回路と、前
記心拍数換算データにより心拍数を表示する表示
回路とを備えたことを特徴とする心拍計数回路。
1. A counter that inputs a heartbeat pulse and counts clock pulses that are input during the first period of the heartbeat pulse after the start of measurement and clock pulses that are input during a predetermined plurality of periods after the one period; a heart rate conversion circuit that inputs the count value of a counter, converts the heart rate equivalent to one minute according to the count value, and outputs heart rate conversion data; and a display circuit that displays the heart rate based on the heart rate conversion data. A heart rate counting circuit characterized by comprising:
JP56025108A 1981-02-23 1981-02-23 Cardiac pulse calculating circuit Granted JPS57139323A (en)

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JPS57139323A JPS57139323A (en) 1982-08-28
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5460786A (en) * 1977-05-13 1979-05-16 Labora Mannheim Gmbh Device for measuring pulse rate frequency operated digitally

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