JPH03159634A

JPH03159634A - 脈拍計における脈拍値演算処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH03159634A
Application number: JP1301111A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Jikiba; 安弘食場
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1989-11-20
Filing date: 1989-11-20
Publication date: 1991-07-09
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: JPH0759234B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）　産業上の利用分野本発明は、生体から検出された脈拍パルスに基づいて脈
拍値を表現する脈拍計において、脈拍測定開始後，短時
間で且つ正確な脈拍値を得ることの出来る脈拍演算方法
及び装置に関する。

（口）　従来の技術脈拍計は、被測定生体の脈拍を測定する測定器で・あっ
て，例えば、小型電球や発行ダイオードによって、耳た
ぶや指先のような抹消の組織に、光を当て、血液の干満
に基づく透過光の変化を、リュウ化カドミュウム素子や
フ才トトランジスタ等の光検出素子で検出して、脈拍数
を測定する光電型の脈拍計や、生体の抹消に高周波電流
を流し直液の干満に基づく生体電気インピーダンスの変
化を検出して、脈拍数を測定するインピーダンス型の脈
拍計が、実用化されている。

これらの脈拍計により、脈拍数を測定する場合上記反射
光やインピーダンスの検出信号を繰り返しパルス信号に
整形し、この繰り返しパルス信号について，隣り合うパ
ルス同士のパルス間隔を求め、このパルス間隔に基づい
てマイクロコンピュータ（以下マイコンと言う）にて、
所定の演算を行って脈拍値を得、この脈拍値を表示器に
表示する１ｌ戊を採っている。そして、上記マイコン内
における演算装置及び方法として、次に示すようなもの
が採用されている。

第１０図（ａ）に示すように、脈拍バルスｌと脈拍パル
ス２の間を、マイコンの内部タイマー３のパルス（ｂ）
のカウンタ値を数えることにより各脈拍パルス間隔毎の
脈拍数の計算が可能となるが、第５図のように一定周期
で安定して脈拍パルスが、入力された場合は、表示にバ
ラツキがないが、第ｌＯ図（Ｃ）のように、脈拍パルス
の中に短い間隔のパルス４、５などが、入力された場合
は、表示が変動して見にくくなる。

その解決策として、複数個の脈拍パルスを、平均化して
表示することや、例えば、特開昭６４−４’３５３８号
公報にて提案された３回平均化すること等が提案されて
いる。

（ハ）　発明が解決しようとする課題前記せる平均化して表示することは、パルス間の間隔に
関係なく、平均回数を固定している゛為に低い脈拍数で
は、表示の更新が，遅くなり、現時点での脈拍値を把握
しにくくなる。また、３回平均化７去は，一種のデジタ
ルフィルターであり、変動は、少ないくなるが、応答性
．に欠けるなどの欠点そ有する。

（二）　　課題を解決するための手段本発明は、上記の欠点を解決せんとするもので脈拍演算
には、初めの脈拍パルス間の脈拍パルス間隔を検出し、
この検出値に基づいて、平均化のための基準脈拍パルス
数を設定し、この設定した個数の脈拍パルス間隔の各脈
拍パルスの検出値の平均化に基づいて脈拍数値の演算を
行い、表示すると共に、演算終了後、新たに平均化個数
を決定し、以後脈拍演算を繰り返し行うものである。

又、途中の脈拍パルス以外の異常パルス（ノイズ）を取
り除くこども合わせて行い、正しい脈拍値を表示せんと
するものである。

上記の異常パルスの取り除きには、初期に測定する脈拍
パルスの間隔より所定倍以上、例えば２倍以上、あるい
は、所定値以下例えば、ｌ／２以下の間隔の異常パルス
が、到来あるいは、入力すれば、その異常パルスは、無
効とし、また、これらの異常パルスが、２度続いた場合
には、再度新たに平均化のための基準脈拍パルス数を再
設定する脈拍計における脈拍値演算処理装置及び方法で
ある。

（ホ）　作用上記の脈拍値演算処理装置及び方法によれば、初期の脈
拍パルス間隔により、平均化のための脈拍パルス間隔の
個数を決定して演算に移るため、Ｉ１１１定開始から演
算馳理までの時間が少なくてすみ速く脈拍値を表示させ
ることが出来る。また、脈拍パルスの途中に異常パルス
が混入した時に起こる異常に短いまたは異常に長い間隔
のパルスや、脈拍センサー等が、脈拍を検出し損なった
時に起こる所定の脈拍パルス間隔より、例えば２倍以上
の長い脈拍パルスや１／２未満の短い脈拍パルス（ノイ
ズ）を無視することにより、精度が高く、応答性の速い
脈拍計を提供することが出来る。

（へ）　実施例以下、本発明のＦｉ４戊並びに方法を図について説明す
る。第１図は、脈拍計の電気的溝或を示すプロ・ノク図
て゛ある。脈拍計は、ＲＡ■、ＲＯＭ，ＣＰＵ等を内蔵
した制御用のマイコン９を備えており、マイコン９の入
力側には、脈拍測定等の指示を行う操作キー１０と、脈
拍センサー１ｌとが抜続さｔＬ、出力側には、脈拍値を
表示する表示器１２が、接続されている。

マイコン９には、脈拍センサー１１によク生戊された脈
拍パルスの出力に基づいて，所定の演算処理を行い、脈
拍値の数値表示信号を出力するプログラムが岨み込まれ
ている。上記脈拍計であれば、ます、脈拍センサー】ｌ
で、作られたデジタルのパルス信号をマイコン９に入力
する。マイ−ｙ／９では、脈拍パルス信号のパルス間隔
を演算処理する。

第１１図は、一般的な測定方法を説明する波形図７あり
、脈拍パルス信号１と２の間を、マイコン９に内蔵され
たクロックパルス３のカウント数を求めることにより、
脈拍値を算出することが出来る。

例えば、クロックパルスのパルス間隔Ｌが、ｔ　＝０　
　　９　７　６　５（ミリ秒）で，サンプリングされた
パルス間隔のクロックパルス数口が、ｎ＝９　７　５であれば、脈拍数Ｐは、Ｐ＝（６１４４２／９７５）＝６３．０（回／分）と、
求ぬることが出来るい第５図は、本発明の脈拍演算処理方法を説明するための
図であり、まず、初期の脈拍パルスの間隔６により、平
均化のための基準脈拍パルス数を決定する。この平均化
のたぬの基準脈拍パルス数の設定は、第２図のようにし
て求める。この第２図は、フローチャート図であり、ま
ず、初期の脈拍パルスが入力されると、マイコンに内蔵
したタイマーをオンにし（ステップｌ３）、次の脈拍パ
ルスが、入力されるとマイコン内のタイマーをオフにし
（ステンプ１４）、タイマーのパルス数を読み出す（ス
テップ１５）。タイマーのパルス値が、２０４８以上（
即ち２秒以上）かどうかを判定し（ステップ１６），２
秒以上であれば、ステップ１７へ行き、ここで、パルス
値ガ、３０７２以−ヒ（３秒以上）であるかを判定し、
３秒以上であれば、ステノプ１３へ戻る。従って、パル
ス値が、２０４８以上で３０７２未満（２秒以上３秒末
Ｘ）であれば、平均化する脈拍パルス間隔数を４とし、
４バルス間隔の平均化の判断を行う。

また、同様にステップｌ８において、パルス値が１０２
４以上で２０４８未満（１秒以上２秒未満て゛あれば、
６パルス間隔の平均化の判断とする。

ステノブ１９の判断により、パルス値５１２以上１０２
４未満（５００ミリ秒以上１秒未満）であれば、８パル
ス間隔の平均化の判断とする。ステップ２０で、パルス
値２５６以上５１２未満（２５０ミリ秒以上５００ミリ
秒未満）では、１０バルス間隔の平均化の判断とする。

尚、パルス値が、２５６未満であれば、再度初期のステ
ップの平均化のための脈拍パルス設定手段にもどされる
。ステップ２１０で、平均化脈拍パルス数が、セットさ
れる。

以上のようにして、初期の平均化のための脈拍パルスの
パルス数をパルス間隔により変更して設定する。しかし
、脈拍パルス間隔が、３秒以上のパルス（脈拍数２０以
下）と２５０ミリ秒未満（脈拍数２４０以上）は、測定
範囲外とする。平均化脈拍パルス数の設定後、脈拍値演
算のステップ２２０へと移行する。

第５図で、初明の脈拍パルスの間隔６において平均化の
ための脈拍パルスのパルス数を、４パルス間隔の平均と
判断した場合、ハルス間隔７を測定し、その結果を表示
し、パルス６において、６パルス間隔の平均と判断した
場合は、パルス間隔８を測定し、その結果を表示する。

演算終了と同時に、第２図のルーチンを繰り返し演算す
る。

次に脈拍パルスの異常パルスの防止について、第６図乃
至第９図について説明する。まず、第６図において、初
期の平均化のための脈拍パルス数の設定は、初めの脈拍
パルス間隔２ｌで行い、後続のパルスの途中でパルス間
隔２２のように、初めのパルス間隔２１より２倍以上の
パルス間隔のパルス２２が入力された場合、これを無視
し、もし、初めの脈拍パルス間隔で、４バルス間隔の平
均と判断した場合は、脈拍値Ｐは、Ｐ＝４ｘ６　１　４　４　２／（Ｎ＋＋Ｎ．＋Ｎ，十Ｎ
．）の計算を行う．ここで、パルス間隔２３、２４、２５、２６の和（Ｎ．
十Ｎ．＋Ｎ，＋Ｎ，）は、カウントクロック数であり、
数値の６１４４２は、タイマーのクロノクパルスのパル
ス間隔が、０．９７６５ミリ秒の場合のｌ分間当りの換
算値である。第７図では、パルス間隔２７で、平均化の
ための脈拍パルス数を設定するが、計測する脈拍パルス
の途中に、パルス間隔２８のように、パルス間隔２７の
１／２以下の短いパルス間隔のパルスが入力された場合
には、これを無視して、パルス間隔２９、３ｏ、３１、
３２を採用し、脈拍値Ｐは、Ｐ　＝　４　Ｘ　６　１　４　４　２　／（Ｎ　＋　＋
　ＮＨ＋　Ｎ　Ｈ　＋　Ｎ　＋）の計算を行う，第８図においては、パルス間隔３３より２倍以上の長い
パルス間隔３４、３５が２度続いた場合、パルス間隔３
６にて、平均化のための脈拍パルス数の再設定を行い、
例えば、４パルス間隔の平均であれば、パルス間隔３７
、３８、３９、４０を採用して、脈拍ｌｉｉＰは、Ｐ　＝　４　Ｘ　６　１　４　４　２　／（Ｎ，＋Ｎ！
＋Ｎ，＋Ｎ４）上計算して求める。

第９図においては、パルス間隔４０より１／′２に満た
ないパルス間隔４１、４２が、２度続いた場合、パルス
間隔４３にて、平均化のための脈拍パルス数の再設定を
行い、第８図と同様の演算をのフローチャートに基づい
て説明する。１１データ取り込み（ステップ４４）を行
った後、パルスカウント値が２１＝以上か（ステップ４
５）、１７２未満か（ステップ４６）を判断し、その範
囲であｉｔば、ｎデータのセーブをする（ステップ４７
）．パルスカウント値が２倍以上あるいは、１／２未満
が一回目であれば、そのデータは、無視して（ステップ
４８）、データ取り込み（ステップ４４）へ移行する。

パルス間隔が、基準より２倍以上か、１／２未満が、２
度続いた場合（ステップ４９冫は、平均化のためのパル
ス数設定の再設定（ステップ５０へ移行する。

第４図では、脈拍値の演算ルーチンの説明をする。ここ
では、平均化パルス間隔数を４パルス間隔の場合につい
て説明する。

まずｎ【データの取り込み（ステップ５１）を行った後
、ノイズ判定（ステップ５２）し、その後、ｎ，データ
セーブ（ステップ５３）し、同様に　ｎ，〜ｎ４のデー
タがセーブ出来れば（ステップ５４〜６２）、脈拍演算
（ステップ６３）を行い、結果を表示（ステ７プ６４）
し、平均化のための脈拍パルス間隔の初めのステップに
戻り、以後経時的に続けられる。

（ト）　　発明の効果上記せる脈拍演算処理装置及び方法によれば、脈拍の数
に応じて適切な平均化のための脈拍パルス間隔の数を設
定するために、その時点での脈拍値を迅速且つ正確に、
表示することが出来るとともに、ノイズを防止すること
が出来るため、急激な脈拍変動をノイズと判定している
ため、真の脈拍値を得ることが出来る。更に、例えば２
倍以上あるイハ、ｌ　／　２未満のパルスが２度続いた
場合には、直ちに、初めから再計測するので、急激な変
動にも十分吋応することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第９図は、本発明の脈拍計における脈拍値演
算処理装置及び方法を示し、第１図は、電気的構戊を示
すブロック図で、第２図乃至第４図はフローチャート図
、第５図乃至第９図は、脈拍パルスと鮎理方法を説明す
るための波形図である。第ｌＯ図は、一般的な脈拍の測
定方法を説明するための波形図で、（ａ）は、脈拍波形
図、（ｂ）は、タイマーのクロック波形図、（Ｃ）は異
常脈拍パルスを説明するための脈拍波形図である。、２・・・・・・脈拍パルス・・・・・・・・・・クロックパルス・・・・・・・・・・マイクロプロセッサーＯ・・・・
・・・・操作キー　　ｌ１・・・・脈拍センサー２・・
・・・・・・表示器第２図第１図９第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）脈拍計に採用され、脈拍測定開始直後に生体の脈
拍パルスから求められる初めの脈拍パルス間のパルス間
隔を検出し、その検出値に基づいて後続して検出される
脈拍パルスの平均化のための基準脈拍パルス数を設定し
、これらの設定された各脈拍パルス検出値により脈拍数
を演算処理することを特徴とする脈拍計における脈拍値
演算処理方法。
（２）初めの脈拍パルス間隔より所定倍以上あるいは所
定値以下の脈拍パルス間隔の異常パルスが到来した場合
には、演算処理時またはその前に、その異常パルスの入
力値を無視することを特徴とする請求項１に記載の脈拍
計における脈拍値演算処理方法。
（３）初めの脈拍パルス間隔より所定倍以上あるいは所
定値以下の脈拍パルス間隔の異常パルスが連続して到来
した場合には、演算処理時またはその前に、これらの入
力値を無視し、改めて次の脈拍パルス間のパルス間隔を
検出した後、平均化のための基準脈拍パルス数を設定し
直し、これらの再設定された脈拍パルス検出値により脈
拍値を演算処理することを特徴とする請求項１又は２記
載の脈拍値演算処理方法。
（４）脈拍計に採用され、脈拍測定開始直後に生体の脈
拍パルスから求められる初めの脈拍パルス間のパルス間
隔を検出する検出手段と、前記検出手段による検出値に
基づいて、後続する脈拍パルスの平均化のためのパルス
数を設定させる基準脈拍パルス数設定手段と、この設定
された数の脈拍パルスの各パルス間隔を検出する第２の
検出手段と、これらの脈拍パルス検出値により脈拍数を
演算処理する演算処理手段とよりなることを特徴とする
脈拍計における脈拍値演算処理装置。