JPH09173306A - 心拍信号検査用基準値の導出方法及び心拍信号補正方法 - Google Patents
心拍信号検査用基準値の導出方法及び心拍信号補正方法Info
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- JPH09173306A JPH09173306A JP7337246A JP33724695A JPH09173306A JP H09173306 A JPH09173306 A JP H09173306A JP 7337246 A JP7337246 A JP 7337246A JP 33724695 A JP33724695 A JP 33724695A JP H09173306 A JPH09173306 A JP H09173306A
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Abstract
する。基準値を用いた心拍信号の補正を適切に行う。 【解決手段】 測定された心拍信号のうち、間隔のばら
つきが所定%以内である心拍信号が所定回数以上連続す
る時の心拍信号間隔の平均値を心拍信号検査用の基準値
とする。連続した心拍間隔のばらつきに注目して、ばら
つきが所定の範囲に収まっていなければ人間の心拍間隔
として妥当な範囲であってもキャンセルして、基準値に
反映されないようにする。また、測定された心拍信号の
うち、上記導出方法で得られた基準値の所定%以下の間
隔の信号はキャンセルする。上記導出方法で得られた基
準値の所定%以上の間隔の信号についてはその間に補完
のための信号を挿入する。
Description
にノイズがのっていないかどうかを検査するための基準
値の導出方法と、この方法によって得られた基準値を用
いて行う心拍信号の補正方法に関するものである。
するにあたり、電気的ノイズや被験者の動きなどによっ
て不正確な情報しか得られないケースが多々ある。この
ために測定された心拍信号にノイズがのっていないかど
うかを検査しなくてはならないのであるが、従来は人間
の心拍間隔として妥当な上限値と下限値とを用いて、測
定された心拍信号の妥当性をチェックしているにとどま
っている。
ズがのっていたり欠損していることが明らかであるにも
かかわらず、連続した心拍信号が必要である場合、測定
された心拍信号からノイズを除去する補正を行ったり、
心拍信号の欠損部分を補完する補正を行うことが必要と
なる。この時の補正のための基準値としては、従来、心
拍間隔の平均値を用いている。
下限値とを用いた妥当性のチェックだけではノイズの多
いシステムにおいては正確な検査が行われているとは言
い難い。また心拍信号の補正についても、人間の心拍間
隔の条件を満たすタイミングでノイズが偶然混入してい
る時には、これに対処することができない。加えるに、
基準値の作成に際して不正確な情報が混入している可能
性も存在しており、このような基準値に基づいた補正で
は、補正された後の心拍信号も不正確なものとなってし
まう。
であり、その目的とするところは心拍信号検査用基準値
として適切な値を導出することができる心拍信号検査用
基準値の導出方法を提供するにあるとともに、基準値を
用いた心拍信号の補正を適切に行うことができる心拍信
号補正方法を提供するにある。
拍信号検査用基準値の導出方法は、測定された心拍信号
のうち、間隔のばらつきが所定%以内である心拍信号が
所定回数以上連続する時の心拍信号間隔の平均値を心拍
信号検査用の基準値とすることに特徴を有している。連
続した心拍間隔のばらつきに注目して、ばらつきが所定
の範囲に収まっていなければ人間の心拍間隔として妥当
な範囲であってもキャンセルして、基準値に反映されな
いようにするのである。
定された心拍信号のうち、上記導出方法で得られた基準
値の所定%以下の間隔の信号はキャンセルすることに第
1の特徴を有し、測定された心拍信号のうち、上記導出
方法で得られた基準値の所定%以上の間隔の信号につい
てはその間に補完のための信号を挿入することに第2の
特徴を有している。
のはもちろんであり、この場合、基準値の所定%以下の
間隔の信号のキャンセルを行い、次いで基準値の所定%
以上の間隔の信号についてはその間に補完のための信号
を挿入するものとする。信号の挿入に際しては、信号を
挿入することによってできるそれぞれの間隔が基準値に
最も近くなるような本数及び位置に配置することが好ま
しい。
図2は本発明の基準値の導出方法及び心拍信号補正方法
を実装するためのシステム構成の一例を示している。被
験者1からピックアップ2によって検出された心拍によ
る物理的な変化は検出回路3によって電気信号に変換さ
れて二値化回路4によってデジタル信号に変換された
後、マイクロコンピュータ(CPU)5に入力される。
上記導出方法及び補正方法はCPU5に適した方法で実
装され、具体的な作業はCPU5内で行われる。以下こ
のシステムを想定して導出方法及び補正方法について説
明する。なお上記システムでは信号の立ち上がりエッジ
を心拍と認識するようなシステム及び制御プログラムの
構成になっているとする。
は図1に示すように、ステップ202で検出されたデー
タをステップ203にて間隔データとする。次いでステ
ップ204において間隔データの妥当性について検査す
る。これは人間の心拍間隔として正常であるかというこ
とについて調べるものであり、従来例でも述べたよう
に、人間の心拍間隔の上限値(H-limit msec)と下限値
(L-limit msec)との間に収まっているかどうかをチェッ
クする。なお、この両値については、システムの用途や
システムの対象者の状態などによって多少変化すると考
えられる。
ば検出の累積数をキャンセルして次の間隔データを待
つ。正常であればステップ206において間隔のばらつ
きが±R%以内であるかどうかを検査する。同一の人物
が同一の状態である場合、心拍間隔のばらつきの範囲
は、ステップ204で検査した正常範囲よりもはるかに
狭くなくてはならず、ばらつきの大きい連続した信号に
ついてはノイズであると判断することができる。ここで
の閾値Rについても対象者やシステムに依存するため一
概に決めることはできないが、20〜30%の値を好適
に使用することができる。
された時には、上記ステップ204の場合と同様に処理
され、正常であればデータの検出数に1を加える(ステ
ップ207)。以上の処理を繰り返すことによって、連
続するX個の正常な間隔データが検出されたならば、そ
れらの平均値を求めて基準値とする。このときのXにつ
いては、少なすぎると値の信頼性が低くなり、多すぎる
と基準値を得るのに時間がかかりすぎてしまうことか
ら、3〜10ぐらい、好ましくは5程度が適当である。
いて補正する補正方法について説明する。まず本来の心
拍信号の間にノイズが入った場合のような誤報について
は、図3に示すように、測定した心拍信号の間隔データ
が基準値のA%より小さい場合には異常と判定して、今
回得られた立ち上がりエッジをキャンセルして検出され
なかったものとする。また前回の立ち上がりエッジに関
しても間隔データとして正常であると判定はされている
が、微妙な前後へのシフトの可能性があるのでキャンセ
ルし前々回の立ち上がりエッジを信頼できる最後のエッ
ジと設定し次の処理を行う。
ような失報については、図4に示すように、測定した心
拍信号の間隔データが基準値のB%より大きい場合、今
回と前回の立ち上がりのエッジの間に検出されるべき信
号が検出されなかったとして、次に述べる信号の補完を
行う。図5に補完ルーチンを示す。ステップ502にお
いて、その間に複数の検出されてない信号を含むと考え
られる間隔データを基準値で除す。得られた答について
はステップ503及びステップ504において四捨五入
などの適切な方法で整数化したのち1を引く。こうして
得られた値を補完すべき信号の数とし、その本数の補完
エッジ(心拍信号)を間隔データ内に配置するのである
が、この配置にあたってはこれらが等間隔となるように
する。
ては、A=80%〜60%、B=125%〜150%の
値を好適に用いることができるが、これらの値にして
も、この補正方法が実装されるシステムに依存するので
一概に決めることはできない。例えばだんだん心拍間隔
が広くなることが予測されるシステム(例えば眠りを誘
うようなシステム)においてはBの値を大きめに、Aの
値を小さめに設定するべきであり、またこのようにシス
テムの特性を加味することによってより精度の高い補正
を行うことができる。
わせて実行することが好ましいのはもちろんであり、こ
の場合のフローを図6に示す。誤報に対する補正の後
に、失報に対する補正を行う。基準値と比較して短すぎ
る間隔データをキャンセルして間隔の広すぎる間隔デー
タとして扱って補完を行うということができて、アルゴ
リズムの単純化及び高速化を期待することができる。
タイム処理系を示したが、それに限定するものではなく
バッチ処理系にも応用することができる。
準値の導出方法においては、ばらつき範囲を設定してい
るために、短時間でより正確な基準値を導出することが
できる。そして本発明の心拍信号補正方法においては、
基準値の所定%以下の間隔の信号はキャンセルし、基準
値の所定%以上の間隔の信号についてはその間に基準値
から導いた補完のための信号を挿入するにあたり、上記
導出方法で導かれた正確な基準値を用いるために、より
正確な補正を行うことができるものである。特に基準値
と比較して短すぎる間隔データは修正するのではなくキ
ャンセルして間隔の広すぎる間隔データとして扱って補
完を行うことにより、アルゴリズムの単純化及び高速化
を期待することができる。
を挿入することによってできるそれぞれの間隔が基準値
に最も近くなるような本数及び位置に配置することで、
実際の心拍信号により近い信号の補完を行うことができ
る。
ある。
る。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 測定された心拍信号のうち、間隔のばら
つきが所定%以内である心拍信号が所定回数以上連続す
る時の心拍信号間隔の平均値を心拍信号検査用の基準値
とすることを特徴とする心拍信号検査用基準値の導出方
法。 - 【請求項2】 測定された心拍信号のうち、請求項1記
載の心拍信号検査用基準値の導出方法で得られた基準値
の所定%以下の間隔の信号はキャンセルすることを特徴
とする心拍信号補正方法。 - 【請求項3】 測定された心拍信号のうち、請求項1記
載の心拍信号検査用基準値の導出方法で得られた基準値
の所定%以上の間隔の信号についてはその間に補完のた
めの信号を挿入することを特徴とする心拍信号補正方
法。 - 【請求項4】 測定された心拍信号のうち、請求項1記
載の心拍信号検査用基準値の導出方法で得られた基準値
の所定%以下の間隔の信号はキャンセルし、次いで基準
値の所定%以上の間隔の信号についてはその間に補完の
ための信号を挿入することを特徴とする心拍信号補正方
法。 - 【請求項5】 信号の挿入にあたり、信号を挿入するこ
とによってできるそれぞれの間隔が基準値に最も近くな
るような本数及び位置に配置することを特徴とする請求
項3または4記載の心拍信号補正方法。
Priority Applications (6)
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---|---|---|---|
JP33724695A JP3460419B2 (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 心拍信号検査用基準値の導出方法 |
DE19681246T DE19681246B4 (de) | 1995-12-25 | 1996-12-24 | Vorrichtung zum Bewirken einer Entspannung |
PCT/JP1996/003768 WO1997023254A1 (fr) | 1995-12-25 | 1996-12-24 | Appareil favorisant la relaxation |
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US08/894,522 US5993401A (en) | 1995-12-25 | 1996-12-24 | Relax inducing device with heartbeat detection unit |
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JP33724695A Expired - Fee Related JP3460419B2 (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 心拍信号検査用基準値の導出方法 |
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Country | Link |
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-
1995
- 1995-12-25 JP JP33724695A patent/JP3460419B2/ja not_active Expired - Fee Related
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