JP7632659B2

JP7632659B2 - 心拍検出方法および心拍検出装置

Info

Publication number: JP7632659B2
Application number: JP2023544909A
Authority: JP
Inventors: 伸昭松浦; 利彦近藤
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc USA
Current assignee: NTT Inc; NTT Inc USA
Priority date: 2021-09-02
Filing date: 2021-09-02
Publication date: 2025-02-19
Anticipated expiration: 2041-09-02
Also published as: WO2023032120A1; JPWO2023032120A1

Description

本発明は、心電図波形から心拍数を検出するための心拍検出方法および心拍検出装置に関するものである。

ＥＣＧ（Electrocardiogram、心電図）波形は、心臓の電気的な活動を観測したもので、連続した心拍の波形からなる。１つの心拍波形は、それぞれ心房や心室の活動を反映したＰ波、Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波、Ｔ波等の成分からなっている。そのうち、心室の収縮に伴うものがＲ波であり、振幅も大きいため、心拍の検出はＲ波由来のピークに基づいて行われることが多い。

従来の心拍検出方法として、特許文献１に開示された方法がある。特許文献１に開示された方法は、ＥＣＧ波形の時間差分値のピークと、その前後の一定の時間領域での値との関係に着目した指標値を利用し、閾値に基づいた判定ロジックを用いてＲ波を検出するものである。この方法には、ＥＣＧ波形の振幅だけでなく形状（ピークの時間幅）にも感度を有し、Ｒ波として尤もらしいピークを強調できるといった利点がある。

一方、閾値に基づいた判定ロジックを用いてＲ波を検出する場合、指標値が一度閾値を超えた後も、閾値を超えた状態が暫く続くことが普通である。また、人の心拍数には上限があるため、Ｒ波の直後に次のＲ波が到来することはないと考えることは妥当である。したがって、Ｒ波の検出後に、一定の期間、Ｒ波検出の動作を停止するといった処理が、常套的に行われる。

また、検出したＲ波とその前のＲ波との時間間隔であるＲ－Ｒ間隔（R-R interval：ＲＲＩ）が、標準より短過ぎる場合、Ｒ波ではないノイズ等を誤って検出したと判断して、Ｒ波検出を却下するという処理にも合理性がある。また、Ｒ波検出においては、ＥＣＧ波形へのノイズ混入等によるエラーに起因して、瞬時心拍数（＝６００００／ＲＲＩ）の値が正常値からずれる場合がある。そこで、瞬時心拍数に対し時間的に平均化処理を施して安定化させた平均心拍数を出力することが一般的である。

しかしながら、ＥＣＧ波形には個人差があり、Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波の形によっては、前述のような指標値のピークがなだらかであったり、指標値が複数のピークを持つような形になったりすることがある。このため、指標値が閾値を超えたと判断されるタイミングが、最大で２０ｍｓ程度、前後に揺らいでしまうことがある。このタイミングの揺らぎとＲＲＩの下限値の設定とＲ波検出のスキップ処理は、Ｒ波の検出や心拍数の計測を誤る原因となり得る。

以下、Ｒ波の検出や心拍数の計測を誤る理由について説明する。図８、図９は、従来の心拍検出方法により算出した指標値の例を示す図である。ただし、指標値を閾値ＴＨの近辺のみ示している。ここでは、計測すべき心拍数の上限が３００ｂｐｍであり、観測したＥＣＧ波形から得られる心拍数も３００ｂｐｍである場合を考える。指標値には、連続する２つのピークＰ１，Ｐ２が出現している。ピークＰ１，Ｐ２の中心点同士は、心拍数３００ｂｐｍに相当するＲＲＩ＝２００ｍｓ分だけ離れている。ピークＰ１，Ｐ２のそれぞれの先端部は、尖った形状ではなく、なだらかに波打った形状になっている。

図８の例では、時刻Ｔ１で指標値が閾値ＴＨを超えたことにより、時刻Ｔ１がＲ波の時刻として検出される。指標値が次に閾値ＴＨを超えるのは時刻Ｔ２であり、時刻Ｔ１とＴ２の間隔は１８６ｍｓである。しかしながら、Ｒ波検出後のスキップ幅ｔｓｋｉｐが２００ｍｓに設定されており、時刻Ｔ１からの経過時間が２００ｍｓまでの期間中はＲ波検出を一時停止するので、時刻Ｔ２をＲ波の時刻として検出することができない。

図９の例では、スキップ幅ｔｓｋｉｐを１８０ｍｓに改めている。図８の例と同様に時刻Ｔ１で指標値が閾値ＴＨを超えたことにより、時刻Ｔ１がＲ波の時刻として検出される。さらに時刻Ｔ１からの経過時間がｔｓｋｉｐ＝１８０ｍｓを超えた後に、時刻Ｔ２で指標値が閾値ＴＨを超えることにより、時刻Ｔ２がＲ波の時刻として検出される。ただし、ＲＲＩの下限値ＲＲＩ_ＬＯＷが２００ｍｓに設定されており、時刻Ｔ１とＴ２の間隔が１８６ｍｓであることから、１８６ｍｓがＲＲＩとして採用されることはなく、瞬時心拍数の算出から除外される。また、指標値が次に閾値ＴＨを超えるのは時刻Ｔ３であるが、時刻Ｔ２からの経過時間が１８０ｍｓまでの期間中はＲ波検出を一時停止するので、時刻Ｔ３をＲ波の時刻として検出せずに通過してしまう。

図８、図９の例のように指標値が閾値ＴＨを超えるタイミングに揺らぎがあるような場合でも、それぞれのピークを逃さずに検出していれば、ＲＲＩの瞬時値が変動したとしても、ＲＲＩを平均すれば一定の値となり、適切な平均心拍数を求めることができる。しかしながら、ＲＲＩの下限値を、計測すべき心拍数の上限に合わせて余裕なく設定していると、図９の例のようにＲＲＩが短い側に振れたケースを除外してしまうため、平均心拍数は実際より小さい側に偏って算出されてしまう。

特許第６５２７２８６号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、心拍数を的確に計測できる心拍検出方法および心拍検出装置を提供することを目的とする。

本発明の心拍検出方法は、生体の心電図波形からＲ波を検出する第１のステップと、前記第１のステップで検出したＲ波と１つ前のＲ波の時間間隔であるＲ－Ｒ間隔を算出する第２のステップと、前記Ｒ－Ｒ間隔に基づいて心拍数を算出する第３のステップとを含み、前記第１のステップは、最新のＲ波の時刻からの経過時間がスキップ幅以下の期間中はＲ波検出を停止するステップを含み、前記スキップ幅は、計測すべき心拍数の上限値をＨＲｍａｘとしたとき、６００００／ＨＲｍａｘよりも短い値に設定され、前記第２のステップは、前記第１のステップで検出した最新のＲ波の時刻から１つ前のＲ波の時刻を引いた時間が下限値よりも短い場合に、算出した時間をＲ－Ｒ間隔として採用しないステップを含み、前記下限値は、計測すべき心拍数の上限値をＨＲｍａｘとしたとき、６００００／ＨＲｍａｘよりも短い値に設定されることを特徴とするものである。

また、本発明の心拍検出方法の１構成例において、前記スキップ幅は、（６００００／ＨＲｍａｘ）－２０よりも短い値に設定される。
また、本発明の心拍検出方法の１構成例において、前記下限値は、（６００００／ＨＲｍａｘ）－２０よりも短い値に設定される。
また、本発明の心拍検出方法の１構成例において、前記スキップ幅は、前記下限値以下である。

また、本発明の心拍検出装置は、生体の心電図波形からＲ波を検出するように構成されたＲ波検出部と、前記Ｒ波検出部によって検出されたＲ波と１つ前のＲ波の時間間隔であるＲ－Ｒ間隔を算出するように構成されたＲ－Ｒ間隔算出部と、前記Ｒ－Ｒ間隔に基づいて心拍数を算出するように構成された心拍数算出部とを備え、前記Ｒ波検出部は、最新のＲ波の時刻からの経過時間がスキップ幅以下の期間中はＲ波検出を停止し、前記スキップ幅は、計測すべき心拍数の上限値をＨＲｍａｘとしたとき、６００００／ＨＲｍａｘよりも短い値に設定され、前記Ｒ－Ｒ間隔算出部は、前記Ｒ波検出部によって検出された最新のＲ波の時刻から１つ前のＲ波の時刻を引いた時間が下限値よりも短い場合に、算出した時間をＲ－Ｒ間隔として採用せず、前記下限値は、計測すべき心拍数の上限値をＨＲｍａｘとしたとき、６００００／ＨＲｍａｘよりも短い値に設定されることを特徴とするものである。

本発明によれば、計測すべき心拍数の上限値ＨＲｍａｘに対してスキップ幅を６００００／ＨＲｍａｘよりも短い値に設定することにより、Ｒ波を取りこぼすことなく検出することができ、心拍数を的確に計測することができる。

図１は、本発明の実施例に係る心拍検出装置の構成を示すブロック図である。図２は、本発明の実施例に係る心拍検出装置の動作を説明するフローチャートである。図３は、本発明の実施例に係る心拍検出装置のＲ波検出部の構成を示すブロック図である。図４は、本発明の実施例に係る心拍検出装置のＲ波検出部の動作を説明するフローチャートである。図５は、本発明の実施例に係る心拍検出装置の動作例を説明する図である。図６は、本発明の実施例に係る心拍検出装置の動作例を説明する図である。図７は、本発明の実施例に係る心拍検出装置を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。図８は、従来の心拍検出方法を説明する図である。図９は、従来の心拍検出方法を説明する図である。

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１は本発明の実施例に係る心拍検出装置の構成を示すブロック図である。心拍検出装置は、ＥＣＧ波形のサンプリングデータ列を出力する心電計１と、ＥＣＧ波形のサンプリングデータ列とサンプリング時刻の情報とを記憶する記憶部２と、ＥＣＧ波形のサンプリングデータ列の中からＲ波を検出するＲ波検出部３と、Ｒ波の時刻の時系列データからＲ－Ｒ間隔を算出するＲ－Ｒ間隔算出部４と、Ｒ－Ｒ間隔に基づいて心拍数を算出する心拍数算出部５とを備えている。

次に、本実施例の心拍検出装置の動作を図２を用いて説明する。本実施例では、ＥＣＧ波形をサンプリングしたデータ列をＤ（ｉ）とする。ｉ（ｉ＝１，２，…）は１サンプリングのデータに付与される番号である。番号ｉが大きくなる程、サンプリング時刻が後になることは言うまでもない。

心電計１は、図示しない生体（人体）のＥＣＧ波形を測定し、ＥＣＧ波形のサンプリングデータ列Ｄ（ｉ）を出力する（図２ステップＳ１）。このとき、心電計１は、各サンプリングデータにサンプリング時刻の情報を付加して出力する。ＥＣＧ波形の具体的な測定方法は周知の技術であるので、詳細な説明は省略する。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Ｄ（ｉ）とサンプリング時刻の情報とを記憶する。

Ｒ波検出部３は、記憶部２に格納されたＥＣＧ波形のサンプリングデータ列Ｄ（ｉ）の中から、Ｒ波を検出する（図２ステップＳ２）。

図３はＲ波検出部３の構成を示すブロック図である。Ｒ波検出部３は、ＥＣＧ波形のサンプリングデータ列からサンプリングデータの時間差分の正負反転値をサンプリング時刻ごとに算出する正負反転値算出部３０と、処理対象のサンプリング時刻よりも前の時間範囲Ａの時間差分正負反転値と処理対象のサンプリング時刻よりも後の時間範囲Ｂの時間差分正負反転値のうちの最大値をサンプリング時刻毎に検出する最大値検出部３１と、処理対象のサンプリング時刻の時間差分正負反転値から最大値を引いた指標値をサンプリング時刻毎に算出する指標値算出部３２と、指標値が所定の閾値を超えたときに処理対象のサンプリング時刻をＲ波の時刻とする時刻決定部３３とを備えている。

最大値検出部３１は、正負反転値算出部３０によって算出された時間差分正負反転値を入力とするＦＩＦＯバッファ（First In,First Out）３１０と、ＦＩＦＯバッファ３１０の出力値を入力とするＦＩＦＯバッファ３１１と、ＦＩＦＯバッファ３１１の出力値を入力とするＦＩＦＯバッファ３１２と、ＦＩＦＯバッファ３１０に格納された時間差分正負反転値およびＦＩＦＯバッファ３１２に格納された時間差分正負反転値のうちの最大値Ｍをサンプリング時刻ごとに検出する検出処理部３１３とから構成される。

指標値算出部３２は、正負反転値算出部３０によって算出された時間差分正負反転値を入力とするＦＩＦＯバッファ３２０と、ＦＩＦＯバッファ３２０の出力値から、最大値検出部３１によって検出された最大値Ｍを引いた指標値ｘをサンプリング時刻ごとに算出する減算処理部３２１とから構成される。

以下、本実施例のＲ波検出部３の動作を図４を用いて説明する。正負反転値算出部３０は、サンプリングデータＤ（ｉ）の時間差分正負反転値Ｙ（ｉ）を算出するため、サンプリングデータＤ（ｉ）の１サンプリング後のデータＤ（ｉ＋１）と１サンプリング前のデータＤ（ｉ－１）とを記憶部２から取得する（図４ステップＳ１００）。そして、正負反転値算出部３０は、サンプリングデータＤ（ｉ）の時間差分正負反転値Ｙ（ｉ）を次式のようにサンプリング時刻ごとに算出する（図４ステップＳ１０１）。
Ｙ（ｉ）＝－｛Ｄ（ｉ＋１）－Ｄ（ｉ－１）｝・・・（１）

正負反転値算出部３０は、算出した時間差分正負反転値Ｙ（ｉ）をサンプリング時刻ごとにＦＩＦＯバッファ３２０に入力する（図４ステップＳ１０２）。

また、正負反転値算出部３０は、算出した時間差分正負反転値Ｙ（ｉ）をサンプリング時刻ごとにＦＩＦＯバッファ３１０に入力する（図４ステップＳ１０３）。ＦＩＦＯバッファ３１０の出力はＦＩＦＯバッファ３１１に入力され（図４ステップＳ１０４）、ＦＩＦＯバッファ３１１の出力はＦＩＦＯバッファ３１２に入力される（図４ステップＳ１０５）。ＦＩＦＯバッファ３１０～３１２は、時間範囲Ａ，Ｂでの時間差分正負反転値の最大値Ｍを求めるためのものである。

ＦＩＦＯバッファ３１１の長さに相当する時間間隔Ｌ３（時間差分正負反転値がＦＩＦＯバッファ３１１に入力されてから出力されるまでの遅延時間）は、Ｒ波由来のピークの幅（概ね１０ｍｓ程度である）に対して十分広くしておく必要があり、５０ｍｓ程度が好ましい。この間隔Ｌ３が時間範囲ＡとＢの間隔になる。また、ＦＩＦＯバッファ３１０の長さに相当する時間間隔Ｌ２（時間差分正負反転値がＦＩＦＯバッファ３１０に入力されてから出力されるまでの遅延時間）、およびＦＩＦＯバッファ３１２の長さに相当する時間間隔Ｌ４（時間差分正負反転値がＦＩＦＯバッファ３１２に入力されてから出力されるまでの遅延時間で、Ｌ２＝Ｌ４）は、１００ｍｓ程度が適当である。

また、ＦＩＦＯバッファ３２０の長さに相当する時間間隔Ｌ１は、Ｌ１＝Ｌ２＋Ｌ３／２とすればよい。したがって、上記の数値例で言えば、Ｌ１は１２５ｍｓとなる。Ｌ１＝Ｌ２＋Ｌ３／２かつＬ２＝Ｌ４とすることにより、ＦＩＦＯバッファ３２０の出力値ａの時刻（処理対象のサンプリング時刻）に対して、－（Ｌ２＋Ｌ３／２）～－（Ｌ３／２）の範囲と（Ｌ３／２）～（Ｌ２＋Ｌ３／２）の範囲について最大値Ｍを求めることができ、出力値ａから最大値Ｍを減算することが可能となる。

検出処理部３１３は、ＦＩＦＯバッファ３１０に格納された時間差分正負反転値およびＦＩＦＯバッファ３１２に格納された時間差分正負反転値のうちの最大値Ｍをサンプリング時刻ごとに検出する（図４ステップＳ１０６）。
減算処理部３２１は、ＦＩＦＯバッファ３２０の出力値ａから最大値Ｍを引いた指標値ｘ（ｉ）＝ａ－Ｍをサンプリング時刻ごとに算出する（図４ステップＳ１０７）。

時刻決定部３３は、指標値ｘ（ｉ）が所定の閾値ＴＨを超えたときに（図４ステップＳ１０８においてＹＥＳ）、指標値ｘ（ｉ）のサンプリング時刻がＲ波の時刻として適切なものであるかを判断し、Ｒ波の時刻を確定する。具体的には、時刻決定部３３は、閾値ＴＨを超えた指標値ｘ（ｉ）のサンプリング時刻と直前に確定したＲ波の時刻との時間差ΔＴが予め設定されたスキップ幅ｔｓｋｉｐよりも長いかどうかを判定し（図４ステップＳ１０９）、時間差ΔＴがスキップ幅ｔｓｋｉｐ以下の場合には（ステップＳ１０９においてＮＯ）、閾値ＴＨを超えた指標値ｘ（ｉ）のサンプリング時刻をＲ波の時刻として採用しない。このようなステップＳ１０９の処理により、Ｒ波検出のスキップ処理を実現することができる。指標値ｘ（ｉ）のサンプリング時刻をＲ波の時刻として採用しなかった場合には、次のサンプリング時刻のサンプリングデータＤ（ｉ）に処理対象を移して、ステップＳ１００以降の処理が再び行われる。

また、時刻決定部３３は、時間差ΔＴがスキップ幅ｔｓｋｉｐよりも長い場合には（ステップＳ１０９においてＹＥＳ）、閾値ＴＨを超えた指標値ｘ（ｉ）のサンプリング時刻をＲ波の時刻とする（図４ステップＳ１１０）。

上記のとおり、サンプリングデータＤ（ｉ）から時間差分正負反転値Ｙ（ｉ）が算出され、時間差分正負反転値Ｙ（ｉ）から指標値ｘ（ｉ）が算出される。したがって、指標値ｘ（ｉ）のサンプリング時刻とは、時間差分正負反転値Ｙ（ｉ）のサンプリング時刻（データＤ（ｉ）のサンプリング時刻）のことであり、記憶部２から取得することが可能である。

こうして、ステップＳ１００～Ｓ１１０の処理をサンプリング周期毎に繰り返し実行することで、Ｒ波の時刻の時系列データが得られる。検出されたＲ波の時刻の時系列データは、記憶部２に格納される。
なお、以上のＲ波検出方法は１例であって、他の方法でＲ波を検出してもよい。

ここで、本実施例では、上記のスキップ幅ｔｓｋｉｐをＲ－Ｒ間隔（ＲＲＩ）の下限値以下とする。計測すべき瞬時心拍数の上限値をＨＲｍａｘ［ｂｐｍ］としたとき、ＲＲＩの下限値ＲＲＩ_ＬＯＷは、０より大きく（６００００／ＨＲｍａｘ）［ｍｓ］未満となる。より具体的には、ＲＲＩの下限値ＲＲＩ_ＬＯＷは、０より大きく（（６００００／ＨＲｍａｘ）－２０）［ｍｓ］未満の値に設定される。想定される瞬時心拍数の上限値ＨＲｍａｘは例えば３００ｂｐｍである。

したがって、スキップ幅ｔｓｋｉｐは、０より大きく（６００００／ＨＲｍａｘ）［ｍｓ］未満となる。より具体的には、スキップ幅ｔｓｋｉｐは、０より大きく（（６００００／ＨＲｍａｘ）－２０）［ｍｓ］未満の値に設定される。

次に、Ｒ－Ｒ間隔算出部４は、Ｒ波検出部３によって検出された最新のＲ波の時刻から１つ前のＲ波の時刻を引いた時間ｄを算出する（図２ステップＳ３）。Ｒ－Ｒ間隔算出部４は、算出した時間ｄが予め設定されたＲＲＩの下限値ＲＲＩ_ＬＯＷよりも短い場合（図２ステップＳ４においてＮＯ）、時間ｄをＲＲＩとして採用せずに破棄する。また、Ｒ－Ｒ間隔算出部４は、時間ｄが下限値ＲＲＩ_ＬＯＷ以上の場合（ステップＳ４においてＹＥＳ）、時間ｄをＲＲＩ［ｍｓ］として決定する（図２ステップＳ５）。

心拍数算出部５は、Ｒ－Ｒ間隔算出部４によって算出されたＲＲＩ［ｍｓ］に基づいて瞬時心拍数ＨＲ（ｉ）［ｂｐｍ］をＲＲＩ毎に算出する（図２ステップＳ６）。
ＨＲ（ｉ）＝６００００／ＲＲＩ・・・（２）

また、心拍数算出部５は、平均心拍数ＨＲａｖｅ（ｉ）［ｂｐｍ］をＲＲＩ毎に算出する（図２ステップＳ７）。平均化処理前のｉ番目のＲＲＩ（ｉ）から求まる瞬時心拍数を上記のとおりＨＲ（ｉ）とし、ｉ－１番目までの瞬時心拍数を平均化した値をＨＲａｖｅ（ｉ－１）、所定の平均化係数をｒとすれば、ｉ番目までの瞬時心拍数を平均化した値ＨＲａｖｅ（ｉ）は、式（３）によって求めることができる。
ＨＲａｖｅ（ｉ）＝ｒ×ＨＲ（ｉ）＋（１－ｒ）×ＨＲａｖｅ（ｉ－１）
・・・（３）

こうして、ステップＳ１～Ｓ７の処理を繰り返すことで、瞬時心拍数ＨＲ（ｉ）、平均心拍数ＨＲａｖｅ（ｉ）の時系列データが得られる。算出された時系列データは、記憶部２に格納される。

図５は、図８の例に対して本実施例による心拍検出方法を適用した例を示している。ここでは、スキップ幅ｔｓｋｉｐを１８０ｍｓとしている。図５の例では、時刻Ｔ１で指標値ｘが閾値ＴＨを超えたことにより、Ｒ波検出部３は、時刻Ｔ１をＲ波の時刻として検出する。Ｒ波検出部３は、時刻Ｔ１からの経過時間がｔｓｋｉｐ＝１８０ｍｓまでの期間中はＲ波検出を一時停止するが、時刻Ｔ１から１８６ｍｓ後に指標値ｘが閾値ＴＨを超えるため、時刻Ｔ２をＲ波の時刻として検出する。こうして、本実施例では、指標値ｘが閾値ＴＨを超える時刻Ｔ２を適切に検出することができる。

図６は、図９の例に対して本実施例による心拍検出方法を適用した例を示している。ここでは、スキップ幅ｔｓｋｉｐとＲＲＩの下限値ＲＲＩ_ＬＯＷを共に１８０ｍｓとしている。図５の例と同様に時刻Ｔ１で指標値が閾値ＴＨを超えたことにより、Ｒ波検出部３は、時刻Ｔ１をＲ波の時刻として検出する。さらに時刻Ｔ１からの経過時間がｔｓｋｉｐ＝１８０ｍｓを超えた後に、時刻Ｔ２で指標値が閾値ＴＨを超えることにより、Ｒ波検出部３は、時刻Ｔ２をＲ波の時刻として検出する。

時刻Ｔ２から時刻Ｔ１を引いた時間ｄ＝１８６ｍｓがＲＲＩの下限値ＲＲＩ_ＬＯＷ＝１８０ｍｓ以上なので、Ｒ－Ｒ間隔算出部４は、時間ｄをＲＲＩとして採用する。こうして、本実施例では、ＲＲＩを適切に検出することができる。また、指標値ｘのピークを逃さずに検出できることから、平均心拍数も適切に算出することができる。

本実施例で説明した心拍検出装置の記憶部２とＲ波検出部３とＲ－Ｒ間隔算出部４と心拍数算出部５とは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このコンピュータの構成例を図７に示す。

コンピュータは、ＣＰＵ１００と、記憶装置１０１と、インタフェース装置（Ｉ／Ｆ）１０２とを備えている。Ｉ／Ｆ１０２には、心電計１などが接続される。本発明の心拍検出方法を実現させるためのプログラムは記憶装置１０１に格納される。ＣＰＵ１００は、記憶装置１０１に格納されたプログラムに従って本実施例で説明した処理を実行する。

本発明は、生体の心拍を検出する技術に適用することができる。

１…心電計、２…記憶部、３…Ｒ波検出部、４…Ｒ－Ｒ間隔算出部、５…心拍数算出部、３０…正負反転値算出部、３１…最大値検出部、３２…指標値算出部、３３…時刻決定部、３１０～３１２，３２０…ＦＩＦＯバッファ、３１３…検出処理部、３２１…減算処理部。

Claims

生体の心電図波形からＲ波を検出する第１のステップと、
前記第１のステップで検出したＲ波と１つ前のＲ波の時間間隔であるＲ－Ｒ間隔を算出する第２のステップと、
前記Ｒ－Ｒ間隔に基づいて心拍数を算出する第３のステップとを含み、
前記第１のステップは、最新のＲ波の時刻からの経過時間がスキップ幅以下の期間中はＲ波検出を停止するステップを含み、
前記スキップ幅は、計測すべき心拍数の上限値をＨＲｍａｘとしたとき、６００００／ＨＲｍａｘよりも短い値に設定され、
前記第２のステップは、前記第１のステップで検出した最新のＲ波の時刻から１つ前のＲ波の時刻を引いた時間が下限値よりも短い場合に、算出した時間をＲ－Ｒ間隔として採用しないステップを含み、
前記下限値は、計測すべき心拍数の上限値をＨＲｍａｘとしたとき、６００００／ＨＲｍａｘよりも短い値に設定される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、
前記スキップ幅は、（６００００／ＨＲｍａｘ）－２０よりも短い値に設定される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、
前記下限値は、（６００００／ＨＲｍａｘ）－２０よりも短い値に設定されることを特徴とする心拍検出方法。
請求項１または３記載の心拍検出方法において、
前記スキップ幅は、前記下限値以下であることを特徴とする心拍検出方法。
生体の心電図波形からＲ波を検出するように構成されたＲ波検出部と、
前記Ｒ波検出部によって検出されたＲ波と１つ前のＲ波の時間間隔であるＲ－Ｒ間隔を算出するように構成されたＲ－Ｒ間隔算出部と、
前記Ｒ－Ｒ間隔に基づいて心拍数を算出するように構成された心拍数算出部とを備え、
前記Ｒ波検出部は、最新のＲ波の時刻からの経過時間がスキップ幅以下の期間中はＲ波検出を停止し、
前記スキップ幅は、計測すべき心拍数の上限値をＨＲｍａｘとしたとき、６００００／ＨＲｍａｘよりも短い値に設定され、
前記Ｒ－Ｒ間隔算出部は、前記Ｒ波検出部によって検出された最新のＲ波の時刻から１つ前のＲ波の時刻を引いた時間が下限値よりも短い場合に、算出した時間をＲ－Ｒ間隔として採用せず、
前記下限値は、計測すべき心拍数の上限値をＨＲｍａｘとしたとき、６００００／ＨＲｍａｘよりも短い値に設定されることを特徴とする心拍検出装置。
請求項５記載の心拍検出装置において、
前記スキップ幅は、前記下限値以下であることを特徴とする心拍検出装置。