JPS62213728A - 心拍数の測定方法 - Google Patents

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】 〔技術分野〕 この発明は、心拍数の測定方法、特に運動中の心拍数の
測定方法に関する。

〔背景技術〕

心臓機能の判別の１方法として用いられている心拍数の
測定（脈拍計測をも含む）は、従来、指先を被測定部に
当てて１５秒ないし２分間程度の間の脈拍数を数え、１
分間あたりの脈拍数に換算することで行われてきた。と
ころが、この方法では正確な脈拍を知るためには、長時
間の測定を行わなければならない、また、脈を正確に検
出するには、熟練を要する。

ポリグラフ等の機械を利用して、心電波形や血流、血圧
波形、心音波形等を測定する方法もあるが、装置が大型
であるため、携帯して心拍数を測定するということはで
きない。また、このような装置は、だれもが容易に使用
することができる、というものではない。

そこで、近時、前記心電波形を検出する装置の回路をＬ
ＳＩ化したり、指尖脈波形を検出して脈拍数を測定する
方法を利用して、装置全体を小型化して腕時計型とした
ものが開発された。このような腕時計型の心拍計、ある
いは、脈拍針を利用すれば、だれもが容易に心拍数や脈
拍数を知ることができるようになる。

ところが、このような腕時計型の装置では、歩行やジョ
ギング等の運動中に、心拍数や脈拍数を計測しようとす
ると、つぎのような問題が発生する恐れがある。

■　心電波形を検出するものでは、第４図（ａ）にみる
ように、体動によって発生した筋電位Ｂが心電波形Ａ中
にノイズとなって流れ込み、心電波形と筋電位との区別
がつかなくなる。このため、パルスが第４回出）にみる
ように、実際の心拍数の値より多（出力され、正確な心
拍数の計測ができなくなってしまう。

■　指尖脈波形を検出するものでは、運動に伴う血流の
乱れにより、正確な脈をとることができなくなる。

■　心拍、脈拍等を検出するための電極やセンサーが運
動中にずれ、あるいは、表層と接触して、その音が雑音
として、心拍や脈拍とともに検出され、正確な心拍数の
計測ができなくなる。

以上のように、従来の心拍数の測定方法では、運動中の
心拍数を正確に知ることができないため、問題となって
いる。

〔発明の目的〕

この発明は、・以上の問題に鑑みてなされたものであっ
て、運動中においても、正確な心拍数を測定することが
できる心拍数の測定方法を提供することを目的としてい
る。

〔発明の開示〕

以上の目的を達成するため、この発明は、心電位測定部
位より心電位の波形信号を検出するとともに、体動に伴
う筋電位の波形信号を筋電位測定部位より検出し、心電
位の波形信号中に含まれる前記筋電位の波形信号と同相
の波形信号成分を除去し、心拍信号のみを検出して計数
する心拍数の測定方法を、その要旨としている。

以下に、この発明を、その実施にかかる装置の一例をあ
られす図面を参照しつつ、詳しく説明する。第１図は、
この装置の内部回路をあられしている。

心電位を検出するための心電位検出電極１ａと共通電極
１ｂとがフィルタ回路２に接続されている。心電位検出
電極１ａは、たとえば、第２図にみるように、人体の頭
部、特に額等にヘアバンド３等によって固定され、共通
型ｉ１ｂは腕、特に手首に腕時計のようにして固定され
て使用される。以上のように、頭部と腕とに固定された
両電極間には、心電計の第１誘導と同様な波形信号が検
出されるようになっている。

心電位検出電極１ａと共通電極１ｂとによって検出され
た心電位の波形信号は、前記フィルタ回路２で、商用電
源や高周波雑音等が除去され、増幅回路４で増幅された
あと、演算回路５に入力される。

一方、筋電位を検出するための筋電位検出電極ＩＣと、
前記共通電極１ｂとは、フィルタ回路６に接続されてい
る。筋電位検出電極ＩＣは、第２図にみるように、前記
心電位検出電極１ａと共通電極１ｂの間の部位、たとえ
は、図の例のような肘や、あるいは、腕の付は根の部分
に、ベルトや粘着テープ等で固定される。そして、この
筋電位検出電極１ｃと共通電極１ｂとによって、前記心
電位検出電極１ａと共通電極１ｂとの間に発生する、運
動に伴う筋電位の波形信号が検出される。

筋電位検出電極１ｃと共通電極１ｂとによって検出され
た筋電位の波形信号は、先の心電位の波形信号と同様に
、フィルタ回路６で、商用電源や高周波雑音等が除去さ
れ、増幅回路７で増幅されたあと、演算回路５に入力さ
れる。

演算回路５に入力される心電位の波形信号は、第３図（
ａ）にみるように、心電波形Ａと筋電波形Ｂとが混合し
たものとなっている。これは、商用電源や高周波雑音等
は、前記フィルタ回路２．６で除去されるが、筋電波形
Ｂは心電波形Ａと近似しているため、前記フィルタ回路
２，６では除去されずに通過してしまうからである。

心電位の波形信号が入力された演算回路５は、この心電
位の波形信号から、筋電位検出電極ＩＣと共通電極１ｂ
とによって検出された筋電位の波形信号（第３図（ｂ）
）と同相の波形信号成分、すなわち、第３図（ａ）中の
筋電波形Ｂを除去して、第３図（Ｃ１にみるように心電
波形Ａのみを分離検出する。筋電波形Ｂの除去は、増幅
回路７の増幅率を可変としておいて、この増幅回路７の
出力、すなわち、筋電位の波形信号を前記筋電波形Ｂと
同レベルとなるように前記増幅率を調整したあと、両者
の波形を、たとえば、差動増幅回路に入力して、両波形
を比較し、同相成分を除去することによって行われる。

演算回路５によって筋電波形Ｂが除去された心電位の波
形信号は、ワンショットマルチパイプレーク８に入力さ
れる。ワンショットマルチバイブレーク８は、第３図（
ｄｌにみるように、入力された心電位の波形信号に同期
したパルス信号を発生し、それをカウンタ９に入力する
。

パルス信号が入力されたカウンタ９は、クロック発振回
路１０からの基準信号と、このパルス信号とを比較して
、パルス信号の周期を測定し、結果を心拍数演算部１）
に送る。

心拍数演算部１）は、カウンタ９によるパルス信号の周
期の測定値から１分間あたりの心拍数を算出し、その結
果によってドライバ１２を動作させて、表示素子１３に
よって１分間あたりの心拍数を表示させる。

なお、これまでは、以上の図の例にもとづいてのみ、こ
の発明を説明してきたが、この発明は図の例に限定され
るものではない。

たとえば、この例では、フィルタ回路２．６から表示素
子１３に至る部分は、腕時計型の共通電極１ｂと一体に
形成されているが、これは別部品になっていてもかまわ
ない。しかしながら、この例のように、フィルタ回路２
．ｄから表示素子１３に至る部分を腕時計型の共通電極
１ｂと一体に形成しておいて、しかも、第２図にみるよ
うに、表示素子１３が、ちょうど、腕時計の表示部の位
置にくるようにしておけば、使用者は、運動中において
も、腕時計の時刻を見るように、容易に、現在の心拍数
をみることができるようになる。

以上の例では、心電位検出電極１ａと共通電極１ｂと筋
電位検出電極ＩＣの３つの電極によって心電位の波形信
号と筋電位の波形信号とを検出するようになっていたが
、これは、２つの心電位検出電極と、２つの筋電位検出
電極の４つの電極によって行われるようになっていても
かまわない。

しかしながら、この例のように、心電位検出電極と、筋
電位検出電極の対極を共通電極にしても事実上差し支え
なく、しかも、このようにする方が、配線や、被測定部
に取りつける部品を減少させることができるため、好ま
しい。

以上の例では、その内部構成として、第１図に示したブ
ロック図のものを用いていたが、この発明に用いられる
装置の内部構成は、図の例に限られるものではない。要
するに、心電位測定部位より心電位の波形信号を検出す
るとともに、体動に伴う筋電位の波形信号を筋電位測定
部位より検出し、前記心電位の波形信号中に含まれる筋
電位の波形信号と同相の波形信号成分を除去し、心拍信
号のみを検出して計数するのであれば、その実施に用い
られる装置の構成は、特に限定されないのである。

〔発明の効果〕

この発明の心拍数の測定方法は、以上のようであり、体
動に伴う筋電位の波形信号をも検出して、それによって
、心電位の波形信号中に含まれる筋電位の波形信号と同
相の波形信号成分を除去し、心拍信号のみを検出して計
数するものであるため、運動中においても、正確な心拍
数を測定することができるようになっている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施に用いられる装置の一例の内部
構成をあられすブロック図、第２図はこの例の装置の装
着状態を説明する正面図、第３図（ａ）〜（ｄ）は、そ
れぞれ、第１図の各主要点における信号波形をあられす
波形図、第４図（ａｌ、　（ｂ）は、それぞれ、従来の
心電波形測定方法における信号波形をあられす波形図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）心電位測定部位より心電位の波形信号を検出する
   とともに、体動に伴う筋電位の波形信号を筋電位測定部
   位より検出し、心電位の波形信号中に含まれる前記筋電
   位の波形信号と同相の波形信号成分を除去し、心拍信号
   のみを検出して計数する心拍数の測定方法。