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JP7774305B2 - Method and device for predicting livestock parturition time - Google Patents
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JP7774305B2 - Method and device for predicting livestock parturition time - Google Patents

Method and device for predicting livestock parturition time

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JP7774305B2 JP2022087087A JP2022087087A JP7774305B2 JP 7774305 B2 JP7774305 B2 JP 7774305B2 JP 2022087087 A JP2022087087 A JP 2022087087A JP 2022087087 A JP2022087087 A JP 2022087087A JP 7774305 B2 JP7774305 B2 JP 7774305B2
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Description

本発明は、家畜の分娩時期予測方法及び家畜の分娩時期予測装置に関する。 The present invention relates to a method for predicting the timing of parturition in livestock and a device for predicting the timing of parturition in livestock.

近年、畜産従事者数の減少、農家一戸あたりの飼養頭数の増加等に伴い、農家における家畜の頭数あたりの飼養従事者の少人数化が進んでいる。家畜の出産の際には、畜産従事者が立ち合い、サポートが必要となる場合が多い。分娩の時期は予測ができないため、数日に渡って昼夜を問わない観察が必要となる場合がある。しかしながら、家畜の頭数あたりの飼養従事者の少人数化が進んでいる状況下においては多大な負荷となる。
このような問題を解決する手段として、家畜の心拍情報を指標として、分娩時期を予測する方法が用いられている(特許文献1及び非特許文献1)。特許文献1には、分娩時のみ特有の一過性の心拍数減少を引き起こすことが記載されている。また、非特許文献1には、分娩30日前の心拍数と比較した心拍数比率が、分娩2日以内に1.3以上の値を示す家畜の割合が高いことが記載されている。
In recent years, with the decline in the number of livestock workers and the increase in the number of livestock per farm household, the number of livestock workers per farm is decreasing. When livestock give birth, livestock workers often need to be present and provide support. Because the timing of birth cannot be predicted, observation may be required day and night for several days. However, in a situation where the number of livestock workers per livestock is decreasing, this places a heavy burden on farms.
As a means for solving such problems, a method for predicting the time of parturition using information on the heart rate of livestock as an index has been used (Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). Patent Document 1 describes that a transient decrease in heart rate occurs that is specific only to parturition. Non-Patent Document 1 also describes that a high percentage of livestock have a heart rate ratio of 1.3 or higher within two days of parturition compared to the heart rate 30 days before parturition.

特開2008-11916号広報JP 2008-11916 A

藤本ら、日本畜産学会会報、59巻、4号、p.301-305,1988Fujimoto et al., Bulletin of the Japanese Society of Animal Science, Vol. 59, No. 4, pp. 301-305, 1988

しかしながら、上述のような従来技術は、分娩時のみ特有の一過性の心拍数減少の検知による分娩予測のため、直前でないと予測ができないという問題がある。また、分娩30日前の心拍数と比較した心拍数比率による分娩予測のため、分娩のおよそ30日前を特定する必要が生じるが、個体差によってその特定が困難となる可能性がある。分娩時期を適切なタイミングで予測することができれば、分娩時に十分な支援体制を準備することが可能であり、畜産従事者の負担が軽減し、有用である。
本発明の一態様は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、家畜の分娩時期を予測する技術を実現することを目的とする。
However, the above-mentioned conventional technology has the problem that it can only predict parturition immediately before it occurs because it detects a transient decrease in heart rate that is unique only to parturition. Furthermore, since parturition is predicted based on the heart rate ratio compared to the heart rate 30 days before parturition, it is necessary to determine approximately 30 days before parturition, but this determination may be difficult due to individual differences. If the time of parturition could be predicted at the appropriate time, it would be possible to prepare a sufficient support system at the time of parturition, which would reduce the burden on livestock workers and be useful.
One aspect of the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to realize a technology for predicting the time of parturition in livestock.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る家畜の分娩時期予測方法は、被験家畜において測定した心電図から得られる心拍情報の、所定期間における時間的推移を表す心電図データを、日周変動成分、トレンド成分、及び残差成分に分解する分析工程と、前記分析工程において得られた前記トレンド成分の変曲点に基づき、被験家畜の分娩時期を予測する予測工程とを包含する。 In order to solve the above-mentioned problems, one embodiment of the present invention provides a method for predicting the timing of parturition in livestock, which includes an analysis step of decomposing electrocardiogram data representing the temporal progression of heart rate information over a predetermined period obtained from an electrocardiogram measured in a test livestock into a diurnal fluctuation component, a trend component, and a residual component, and a prediction step of predicting the timing of parturition in the test livestock based on the inflection point of the trend component obtained in the analysis step.

本発明の一態様に係る家畜の分娩時期予測方法は、前記予測工程において、前記トレンド成分の変曲点から30時間~80時間後を、被験家畜の分娩時期として予測してもよい。 In one embodiment of the method for predicting the timing of parturition in livestock, the prediction step may predict the parturition time of the test livestock to be 30 to 80 hours after the inflection point of the trend component.

本発明の一態様に係る家畜の分娩時期予測方法において、前記トレンド成分の変曲点は、前記トレンド成分と、前記トレンド成分の移動平均との差が、0以上の最小値となる時点であってもよい。 In a method for predicting the timing of livestock parturition according to one aspect of the present invention, the inflection point of the trend component may be the point at which the difference between the trend component and the moving average of the trend component reaches a minimum value greater than or equal to 0.

本発明の一態様に係る家畜の分娩時期予測方法において、前記所定期間は、被験家畜の分娩予定日前1週間以上であってもよい。 In one aspect of the method for predicting the timing of parturition in livestock, the specified period may be one week or more before the expected date of parturition of the test livestock.

本発明の一態様に係る家畜の分娩時期予測方法において、前記移動平均は、算出時点の直前の6時間~18時間の平均値であってもよい。 In one aspect of the method for predicting the timing of livestock parturition according to the present invention, the moving average may be the average value for the 6 to 18 hours immediately preceding the calculation time.

本発明の他の態様に係る家畜の分娩時期予測方法は、被験家畜において測定した心電図から得られる心拍情報の、所定の時間幅における第1の平均値を、前日及び前々日の少なくとも一方の前記所定の時間幅における前記心拍情報の第2の平均値と比較する分析工程と、前記分析工程において比較した結果に基づき、被験家畜の分娩時期を予測する予測工程とを包含する。 A method for predicting the timing of parturition in livestock according to another aspect of the present invention includes an analysis step of comparing a first average value of heart rate information obtained from an electrocardiogram measured in a test livestock over a predetermined time period with a second average value of the heart rate information over the predetermined time period on at least one of the previous day and the day before that, and a prediction step of predicting the timing of parturition in the test livestock based on the results of the comparison in the analysis step.

本発明の他の態様に係る家畜の分娩時期予測方法において、前記所定の時間幅は、1時~8時の間の連続した4時間~5時間、又は、13時~17時の間の連続した1時間~3時間の何れかであってもよい。 In another aspect of the method for predicting the timing of livestock parturition according to the present invention, the specified time span may be either a continuous period of 4 to 5 hours between 1:00 and 8:00, or a continuous period of 1 to 3 hours between 1:00 and 5:00.

本発明の他の態様に係る家畜の分娩時期予測方法において、前記予測工程において、前記第1の平均値が前記第2の平均値よりも低いとき、前記第1の平均値の算出日から20時間~30時間以内を被験家畜の分娩時期として予測してもよい。 In another aspect of the method for predicting the time of parturition in livestock according to the present invention, when the first average value is lower than the second average value in the prediction step, the parturition time of the test livestock may be predicted to be within 20 to 30 hours from the date of calculation of the first average value.

本発明の他の態様に係る家畜の分娩時期予測方法は、前記予測工程において、前記第1の平均値が前記第2の平均値に対して5%以上低いとき、前記第1の平均値の算出日から20時間~30時間以内を被験家畜の分娩時期として予測してもよい。 In another aspect of the method for predicting the time of parturition in livestock, when the first average value is lower than the second average value by 5% or more in the prediction step, the parturition time of the test livestock may be predicted to be within 20 to 30 hours from the date of calculation of the first average value.

本発明の一態様に係る家畜の分娩時期予測装置は、被験家畜において測定した心電図から得られる心拍情報の、所定期間における時間的推移を表す心電図データを、日周変動成分、トレンド成分、及び残差成分に分解する分析部と、前記分析部において得られた前記トレンド成分の変曲点に基づき、被験家畜の分娩時期を予測する予測部と、を備えている。 A livestock parturition timing prediction device according to one aspect of the present invention includes an analysis unit that decomposes electrocardiogram data representing the temporal progression of heart rate information over a predetermined period obtained from an electrocardiogram measured on a test livestock into a diurnal fluctuation component, a trend component, and a residual component, and a prediction unit that predicts the parturition timing of the test livestock based on the inflection point of the trend component obtained by the analysis unit.

本発明の他の態様に係る家畜の分娩時期予測装置は、被験家畜において測定した心電図から得られる心拍情報の、所定の時間幅における第1の平均値を、前日及び前々日の少なくとも一方の前記所定の時間幅における前記心拍情報の第2の平均値と比較する分析部と、前記分析部において比較した結果に基づき、被験家畜の分娩時期を予測する予測部とを備えている。 Another aspect of the present invention provides a livestock parturition timing prediction device that includes an analysis unit that compares a first average value of heart rate information obtained from an electrocardiogram measured on a test livestock over a predetermined time span with a second average value of the heart rate information over the predetermined time span on at least one of the previous day and the day before that, and a prediction unit that predicts the parturition timing of the test livestock based on the results of the comparison made by the analysis unit.

本発明の一態様によれば、家畜の分娩時期を予測する技術を実現できる。 One aspect of the present invention provides technology for predicting the timing of livestock parturition.

本発明の一態様に係る分娩時期予測装置の要部構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the configuration of a main part of a delivery timing prediction device according to one aspect of the present invention. トレンド分析の概要を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of trend analysis. 本発明の一態様に係る分娩時期予測装置が実行する分娩時期予測処理の一例を説明するフローチャートである。10 is a flowchart illustrating an example of a delivery timing prediction process executed by a delivery timing prediction device according to an aspect of the present invention. 本発明の一態様に係る分娩時期予測装置が実行する分娩時期予測処理の他の例を説明するフローチャートである。10 is a flowchart illustrating another example of the delivery timing prediction process executed by the delivery timing prediction device according to an aspect of the present invention. 実施例のトレンド分析の結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the results of trend analysis in an example. 実施例のトレンド分析の結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the results of trend analysis in an example. 実施例の変曲点の抽出結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the extraction results of inflection points in an example. 実施例の変曲点の抽出結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the extraction results of inflection points in an example. 実施例の変曲点の抽出結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the extraction results of inflection points in an example. 実施例の変曲点の抽出結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the extraction results of inflection points in an example. 実施例の分娩時期予測結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the results of parturition time prediction in an example. 実施例の分娩時期予測結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the results of parturition time prediction in an example. 実施例の分娩時期予測結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the results of parturition time prediction in an example. 実施例の分娩時期予測結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the results of parturition time prediction in an example.

〔分娩時期予測方法〕
本発明の一態様は、家畜における分娩時期を予測する分娩時期予測方法を提供する。本発明の一態様に係る分娩時期予測方法において、分娩時期を予測する対象となる家畜は、一例として、ウシ、ウマ、ブタ、ヤギ、ヒツジ等である。分娩時期予測方法において、分娩時期を予測する対象となる家畜は、一例として、ウシである。
[Method for predicting delivery time]
One aspect of the present invention provides a calving timing prediction method for predicting the calving timing of livestock. In the calving timing prediction method according to one aspect of the present invention, examples of livestock for which the calving timing is predicted include cows, horses, pigs, goats, sheep, etc. In the calving timing prediction method, one example of the livestock for which the calving timing is predicted is cows.

本発明の一態様に係る家畜の分娩時期予測方法は、家畜の心拍情報を指標として、家畜の分娩時期を予測する。ここで、心拍情報は、心臓の電気的活動である拍動を表す情報であり、一例として、拍動を波形信号として表す心電図から得られる心拍数及び心拍間隔、並びに、拍動に応じて伝わる末梢血管の流量変化を表す脈波、脈拍数、及び脈拍間隔が挙げられる。本実施形態においては、心電図から得られる心拍情報のうち、心拍(R波)の間隔を表すRR間隔を用いた家畜の分娩時期の予測について主に説明する。 A method for predicting the timing of parturition in livestock according to one aspect of the present invention predicts the timing of parturition in livestock using heartbeat information of the livestock as an index. Here, heartbeat information is information that represents the pulsation, which is the electrical activity of the heart. Examples include the heart rate and heartbeat interval obtained from an electrocardiogram, which represents pulsation as a waveform signal, as well as the pulse wave, pulse rate, and pulse interval, which represent changes in the flow rate in peripheral blood vessels transmitted in response to pulsation. In this embodiment, we will mainly explain the prediction of the timing of parturition in livestock using the RR interval, which represents the interval between heartbeats (R waves), out of the heartbeat information obtained from an electrocardiogram.

本発明の一態様に係る家畜の分娩時期予測方法は、被験家畜において測定した心電図から得られる心拍情報の、所定期間における時間的推移を表す心電図データを、日周変動成分、トレンド成分、及び残差成分に分解する分析工程と、分析工程において得られたトレンド成分の変曲点に基づき、被験家畜の分娩時期を予測する予測工程と、を包含する。 A method for predicting the timing of parturition in livestock according to one embodiment of the present invention includes an analysis step of decomposing electrocardiogram data representing the temporal progression of heart rate information over a predetermined period obtained from an electrocardiogram measured in a test livestock into a diurnal fluctuation component, a trend component, and a residual component, and a prediction step of predicting the timing of parturition in the test livestock based on the inflection point of the trend component obtained in the analysis step.

本発明の一態様に係る家畜の分娩時期予測方法の一例は、図1に示す家畜の分娩時期予測装置10において実行される家畜の分娩時期予測処理である。したがって、本実施形態においては、分娩時期予測装置10において実行される家畜の分娩時期予測処理として、本発明の一態様に係る家畜の分娩時期予測方法を説明する。 One example of a livestock calving timing prediction method according to one aspect of the present invention is a livestock calving timing prediction process executed in the livestock calving timing prediction device 10 shown in Figure 1. Therefore, in this embodiment, a livestock calving timing prediction method according to one aspect of the present invention will be described as a livestock calving timing prediction process executed in the livestock calving timing prediction device 10.

(分娩時期予測装置10)
図1は、本発明の一態様に係る分娩時期予測装置10の要部構成を示すブロック図である。図1に示すように、分娩時期予測装置10は、計測装置20、記憶装置30、及び出力装置40とデータの送受信可能に接続されている。
(Parturition timing prediction device 10)
Fig. 1 is a block diagram showing the main components of a delivery timing prediction device 10 according to one embodiment of the present invention. As shown in Fig. 1, the delivery timing prediction device 10 is connected to a measurement device 20, a storage device 30, and an output device 40 so as to be able to send and receive data.

計測装置20は、家畜における心電図を計測する。計測装置20は、一例として、家畜の身体に装着するウェアラブル装置である。計測装置20は、一例として、複数の電極を備えており、家畜に貼付された電極間を流れる電流を検出することで心電図を計測する。また、計測装置20の他の例は、光源(LEDあるいはレーザ)とフォトダイオードとを備えており、光源から照射され、家畜の血管から反射した光をフォトダイオードが検出することで心電図と近似したRR間隔を得られる脈波を計測する。なお、RR間隔は、心電図の心拍(R波)の間隔であり、一定時間内の心拍数に応じた値となる。 The measuring device 20 measures the electrocardiogram of livestock. One example of the measuring device 20 is a wearable device attached to the body of the livestock. One example of the measuring device 20 is equipped with multiple electrodes, and measures the electrocardiogram by detecting the current flowing between the electrodes attached to the livestock. Another example of the measuring device 20 is equipped with a light source (LED or laser) and a photodiode, and measures a pulse wave from which an RR interval approximating the electrocardiogram can be obtained by detecting light emitted from the light source and reflected from the blood vessels of the livestock using the photodiode. The RR interval is the interval between heartbeats (R waves) on an electrocardiogram, and is a value corresponding to the heart rate within a certain period of time.

計測装置20は、計測した心電図を記憶装置30へ出力し、所定期間内に連続して計測された心電図から得られる心拍情報を時系列で記憶させる。これにより、心拍情報の経時的な変化を取得することができる。また、計測装置20は、計測した心電図を分娩時期予測装置10へ出力してもよい。計測装置20は、心電図を常時計測するようになっていてもよいし、所定の間隔で定期的に計測するようになっていてもよい。 The measuring device 20 outputs the measured electrocardiogram to the storage device 30 and stores the heart rate information obtained from electrocardiograms measured continuously within a predetermined period in chronological order. This makes it possible to obtain changes in heart rate information over time. The measuring device 20 may also output the measured electrocardiogram to the delivery timing prediction device 10. The measuring device 20 may be configured to measure the electrocardiogram continuously, or may be configured to measure it periodically at predetermined intervals.

記憶装置30は、分娩時期予測装置10にて使用されるプログラム及びデータを記憶する。記憶装置30は、計測装置20が計測した心電図を記憶している。記憶装置30は、一例として、所定期間内に連続して計測された心電図から得られる心拍情報を時系列に記憶している。記憶装置30は、心電図及び心拍情報を記憶するデータベースをクラウド又はサーバ上に有していてもよい。 The storage device 30 stores the programs and data used by the delivery timing prediction device 10. The storage device 30 stores electrocardiograms measured by the measurement device 20. As an example, the storage device 30 stores, in chronological order, heart rate information obtained from electrocardiograms measured continuously within a predetermined period. The storage device 30 may have a database on the cloud or a server that stores electrocardiograms and heart rate information.

記憶装置30は、計測装置20が計測した心電図から得られる心拍情報を、計測した時間と対応付けて記憶していることが好ましい。心拍情報は、所定期間内の心電図を表す波形データであり得る。 The storage device 30 preferably stores heart rate information obtained from the electrocardiogram measured by the measurement device 20 in association with the time of measurement. The heart rate information may be waveform data representing the electrocardiogram over a predetermined period of time.

出力装置40は、分娩時期予測装置10が予測した分娩時期に関する情報を出力する。出力装置40による出力の態様は特に限定されない。出力装置40は、例えば、当該情報を画像として表示する表示装置、当該情報を印刷する印刷装置、又は、当該情報を音声として出力する警報装置であってもよい。 The output device 40 outputs information regarding the delivery timing predicted by the delivery timing prediction device 10. The manner of output by the output device 40 is not particularly limited. The output device 40 may be, for example, a display device that displays the information as an image, a printing device that prints the information, or an alarm device that outputs the information as sound.

分娩時期予測装置10は、制御部11を備えている。制御部11は、分娩時期予測装置10の各部を統括して制御するものであり、一例として、プロセッサ及びメモリにより実現される。この例において、プロセッサはストレージ(不図示)にアクセスし、ストレージに格納されているプログラム(不図示)をメモリにロードし、当該プログラムに含まれる一連の命令を実行する。これにより、制御部11の各部が構成される。当該各部として、制御部11は、データ取得部12、データ変換部13、分析部14、及び予測部15を備えている。 The delivery timing prediction device 10 includes a control unit 11. The control unit 11 controls all of the components of the delivery timing prediction device 10, and is realized, for example, by a processor and memory. In this example, the processor accesses storage (not shown), loads a program (not shown) stored in the storage into memory, and executes a series of instructions contained in the program. This configures the components of the control unit 11. As these components, the control unit 11 includes a data acquisition unit 12, a data conversion unit 13, an analysis unit 14, and a prediction unit 15.

データ取得部12は、計測装置20により計測された心電図から得られる心拍情報を取得する。データ取得部12は、入力装置(不図示)からの予測の開始指示を表す入力信号に基づき、心拍情報を取得する。一例として、データ取得部12は、記憶装置30から心拍情報を読み出すか、計測装置20から直接心拍情報を取得するようになっていてもよい。データ取得部12は、取得した心拍情報をデータ変換部13へ出力する。 The data acquisition unit 12 acquires heart rate information obtained from an electrocardiogram measured by the measurement device 20. The data acquisition unit 12 acquires the heart rate information based on an input signal representing an instruction to start prediction from an input device (not shown). As an example, the data acquisition unit 12 may read the heart rate information from the storage device 30 or acquire the heart rate information directly from the measurement device 20. The data acquisition unit 12 outputs the acquired heart rate information to the data conversion unit 13.

データ変換部13は、心拍情報を取得して、心拍(R波)の間隔であるRR間隔を表すデータに変換する。データ変換部13は、一例として、所定期間内の心電図を表す波形データを取得し、当該波形データからRR間隔の時間的推移を表すRR間隔データ(心電図データ)を生成する。データ変換部は、生成したRR間隔データを、分析部14へ出力する。 The data conversion unit 13 acquires heartbeat information and converts it into data representing the RR interval, which is the interval between heartbeats (R waves). As an example, the data conversion unit 13 acquires waveform data representing an electrocardiogram over a predetermined period of time, and generates RR interval data (electrocardiogram data) from the waveform data that represents the changes in the RR interval over time. The data conversion unit outputs the generated RR interval data to the analysis unit 14.

ここで、波形データは、被験家畜の分娩予定日前1週間以上の心電図を表す波形データであり得、より好ましくは、被験家畜の分娩予定日前2週間以上の心電図を表す波形データである。波形データは、一例として、分娩予定日の1週間前から分娩予定日まで、より好ましくは、分娩予定日の2週間前から分娩予定日まで連続して計測された心電図を表す波形データである。分娩予定日は、家畜の種付け日に基づき設定され、一例として、乳牛の場合は種付け日から280日後であり得る。 Here, the waveform data may be waveform data representing the electrocardiogram of the test livestock one week or more before the expected calving date, and more preferably waveform data representing the electrocardiogram of the test livestock two weeks or more before the expected calving date. One example of the waveform data is waveform data representing electrocardiograms measured continuously from one week before the expected calving date until the expected calving date, more preferably from two weeks before the expected calving date until the expected calving date. The expected calving date is set based on the insemination date of the livestock, and, for example, in the case of dairy cows, may be 280 days after the insemination date.

分析部14は、被験家畜において測定した心電図から得られる心拍(R波)の間隔であるRR間隔の、所定期間における時間的推移を表すRR間隔データを、日周変動成分、トレンド成分、及び残差成分に分解する。分析部14は、図2に示すように、RR間隔データをトレンド分析することにより、RR間隔データを、日周変動成分、トレンド成分、及び残差成分に分解する。図2は、トレンド分析の概要を説明する図である。日周変動成分は、RR間隔の日毎の変動を表すデータ成分である。トレンド成分は、RR間隔の時間的推移の大まかな傾向を表すデータ成分である。残差成分は、日周変動及びトレンドのいずれでもない数値差を表すデータ成分である。分析部14は、トレンド成分を予測部15へ出力する。 The analysis unit 14 decomposes the RR interval data, which represents the temporal changes over a predetermined period of time in the RR interval, which is the interval between heartbeats (R waves) obtained from an electrocardiogram measured in the test livestock, into a diurnal fluctuation component, a trend component, and a residual component. As shown in Figure 2, the analysis unit 14 performs trend analysis on the RR interval data to decompose the RR interval data into a diurnal fluctuation component, a trend component, and a residual component. Figure 2 is a diagram illustrating an overview of trend analysis. The diurnal fluctuation component is a data component that represents the daily fluctuation of the RR interval. The trend component is a data component that represents the general tendency of the temporal changes in the RR interval. The residual component is a data component that represents a numerical difference that is neither a diurnal fluctuation nor a trend. The analysis unit 14 outputs the trend component to the prediction unit 15.

分析部14におけるRR間隔データのトレンド分析は、従来公知のトレンド分析アルゴリズムを用いて実行することができる。トレンド分析アルゴリズムとしては、一例として、STL(Seasonal Decomposition Of Time Series By Loess)分解(R. B. Clevelandら、Journal of Official Statistics, 6, 3-73, 1990)が挙げられる。 The trend analysis of the RR interval data in the analysis unit 14 can be performed using a conventionally known trend analysis algorithm. One example of a trend analysis algorithm is STL (Seasonal Decomposition of Time Series by Loess) decomposition (R. B. Cleveland et al., Journal of Official Statistics, 6, 3-73, 1990).

予測部15は、トレンド成分の変曲点に基づき、被験家畜の分娩時期を予測する。予測部15は、トレンド成分の変曲点を抽出する。トレンド成分の変曲点は、一例として、トレンド成分を表すトレンドグラフにおいて見られる、一過性のピーク値又は変曲点であり得る。予測部15におけるトレンド成分の変曲点の抽出方法は特に限定されず、トレンドグラフを目視で確認し、変曲点を抽出してもよい。トレンドグラフにおいて抽出される変曲点の例は、後述する実施例の結果を示す図5及び図6に示されている。 The prediction unit 15 predicts the time of delivery of the test livestock based on the inflection points of the trend component. The prediction unit 15 extracts the inflection points of the trend component. As an example, the inflection points of the trend component may be transient peak values or inflection points seen in a trend graph representing the trend component. The method for extracting the inflection points of the trend component in the prediction unit 15 is not particularly limited, and the inflection points may be extracted by visually checking the trend graph. Examples of inflection points extracted in the trend graph are shown in Figures 5 and 6, which show the results of the examples described below.

また、予測部15は、トレンド成分と、トレンド成分の移動平均との差が、0以上の最小値となる時点を、トレンド成分の変曲点として抽出してもよい。予測部15は、トレンド成分と移動平均との差が0になる点、又は、0以上の最小値となる点を変曲点として抽出する。 The prediction unit 15 may also extract, as an inflection point of the trend component, the point at which the difference between the trend component and the moving average of the trend component becomes a minimum value greater than or equal to 0. The prediction unit 15 extracts, as an inflection point, the point at which the difference between the trend component and the moving average becomes 0 or a minimum value greater than or equal to 0.

トレンド成分の変曲点を抽出するために用いられる移動平均は、前日の計測値から算出するものでもよく、算出時点においてその直前の所定時間の計測値から算出されるものでもよい。一例として、移動平均は、その算出時点の直前の6時間~18時間の平均値である。また、移動平均は、その算出時点の直前の8時間~15時間の平均値であることが好ましく、その算出時点の直前の10時間~13時間の平均値であることがより好ましく、一例として、その算出時点の直前の12時間の平均値である。 The moving average used to extract the inflection point of the trend component may be calculated from the measurement values of the previous day, or may be calculated from the measurement values of a specified time immediately prior to the calculation point. As an example, the moving average is the average value for the 6 to 18 hours immediately prior to the calculation point. Furthermore, the moving average is preferably the average value for the 8 to 15 hours immediately prior to the calculation point, and more preferably the average value for the 10 to 13 hours immediately prior to the calculation point. For example, it is the average value for the 12 hours immediately prior to the calculation point.

予測部15における移動平均の算出は、従来公知の移動平均算出アルゴリズムを用いて実行することができる。移動平均算出アルゴリズムとしては、一例として、DPO(Detrended Price Oscillator)及びMAD(Moving Average Deviation Rate)が挙げられる。予測部15は、これらの移動平均算出アルゴリズムを、算出時点の直前の所定時間の計測値を用いて移動平均を算出するように改変し、移動平均の算出に用い得る。トレンド成分とトレンド成分の移動平均との差に基づき抽出される変曲点の例は、後述する実施例の結果を示す図7~図10に示されている。 The calculation of the moving average in the prediction unit 15 can be performed using a conventionally known moving average calculation algorithm. Examples of moving average calculation algorithms include DPO (Detrended Price Oscillator) and MAD (Moving Average Deviation Rate). The prediction unit 15 can modify these moving average calculation algorithms to calculate the moving average using measured values from a predetermined time immediately prior to the calculation time, and use this to calculate the moving average. Examples of inflection points extracted based on the difference between the trend component and the moving average of the trend component are shown in Figures 7 to 10, which illustrate the results of the examples described below.

予測部15は、トレンド成分の変曲点から30時間~80時間後を、被験家畜の分娩時期として予測する。予測部15は、一例として、トレンド成分の変曲点から、35時間~75時後、好ましくは36時間~72時間後を、被験家畜の分娩時期として予測する。すなわち、予測部15は、トレンド成分の変曲点から2日~3日後を、被験家畜の分娩時期として予測する。予測部15は、予測した被験家畜の分娩時期を表す情報を、出力装置40へ出力する。予測部15は、予測した被験家畜の分娩時期を表す情報を、記憶装置30に格納してもよい。 The prediction unit 15 predicts the parturition time of the test livestock to be 30 to 80 hours after the inflection point of the trend component. As an example, the prediction unit 15 predicts the parturition time of the test livestock to be 35 to 75 hours, preferably 36 to 72 hours, after the inflection point of the trend component. In other words, the prediction unit 15 predicts the parturition time of the test livestock to be 2 to 3 days after the inflection point of the trend component. The prediction unit 15 outputs information indicating the predicted parturition time of the test livestock to the output device 40. The prediction unit 15 may store the information indicating the predicted parturition time of the test livestock in the storage device 30.

(分娩予測処理の流れ)
図3は、本発明の一態様に係る分娩時期予測装置が実行する分娩時期予測処理の一例を説明するフローチャートである。
(Flow of delivery prediction process)
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a delivery timing prediction process executed by a delivery timing prediction device according to an aspect of the present invention.

まず、データ取得部12は、計測装置20により計測された心電図から得られる心拍情報を取得する(ステップS11)。次に、データ変換部13は、心拍情報を取得して、RR間隔の時間的推移を表すRR間隔データを生成する(ステップS12)。そして、分析部14は、RR間隔データをトレンド分析し、日周変動成分、トレンド成分、及び残差成分に分解する(ステップS13)。予測部15は、トレンド成分の変曲点を抽出して被験家畜の分娩時期を予測し(ステップS14)、分娩時期予測処理を終了する。 First, the data acquisition unit 12 acquires heart rate information obtained from an electrocardiogram measured by the measurement device 20 (step S11). Next, the data conversion unit 13 acquires the heart rate information and generates RR interval data representing the temporal progression of the RR interval (step S12). The analysis unit 14 then performs trend analysis on the RR interval data and decomposes it into a diurnal fluctuation component, a trend component, and a residual component (step S13). The prediction unit 15 extracts the inflection point of the trend component and predicts the time of delivery of the test livestock (step S14), thereby completing the delivery time prediction process.

本発明の一態様に係る家畜の分娩時期予測方法及び分娩時期予測装置によれば、被験家畜の心電図に基づき、家畜の分娩時期を予測することができる。また、本発明の一態様に係る家畜の分娩時期予測方法及び分娩時期予測装置によれば、分娩予定日の所定期間前からの心電図に基づき分娩時期を予測するので、被験家畜の観察期間が短縮する。さらに、発明の一態様に係る家畜の分娩時期予測方法及び分娩時期予測装置によれば、分娩の2~3日前に分娩予定時期を予測することができるので、分娩のための準備時間を十分に確保することができる。 The livestock parturition timing prediction method and parturition timing prediction device according to one aspect of the present invention makes it possible to predict the parturition timing of a livestock subject based on the electrocardiogram of the subject livestock. Furthermore, the livestock parturition timing prediction method and parturition timing prediction device according to one aspect of the present invention predicts the parturition timing based on electrocardiograms taken a predetermined period before the expected parturition date, thereby shortening the observation period for the subject livestock. Furthermore, the livestock parturition timing prediction method and parturition timing prediction device according to one aspect of the present invention makes it possible to predict the expected parturition timing two to three days before parturition, ensuring sufficient time to prepare for parturition.

家畜の出産の際には、畜産従事者が立ち合い、サポートが必要となる場合が多い。分娩時期の予測ができないと、数日に渡って昼夜を問わない観察が必要となる場合がある。また、分娩時期の予測が直前であれば、分娩までに準備時間が取れず、十分なサポートができない場合がある。発明の一態様に係る家畜の分娩時期予測方法及び分娩時期予測装置によれば、分娩の数日前に分娩時期を予測することができるので、長期間の観察は不要であり、また、準備時間を十分に確保することができる。 When livestock give birth, livestock workers often need to be present and provide support. If the time of birth cannot be predicted, it may be necessary to observe the animal day and night for several days. Furthermore, if the time of birth is predicted at the last minute, there may not be enough time to prepare before the birth and sufficient support may not be possible. According to a method and device for predicting the time of livestock birth according to one aspect of the invention, the time of birth can be predicted several days in advance, eliminating the need for long-term observation and ensuring sufficient time for preparation.

(分娩時期予測方法の変形例)
本発明の一態様に係る家畜の分娩時期予測方法は、以下に示すように心電図を分析して、家畜の分娩時期を予測してもよい。
(Modification of the method for predicting the time of delivery)
A method for predicting the time of parturition in livestock according to one embodiment of the present invention may predict the time of parturition in livestock by analyzing an electrocardiogram as described below.

本発明の一態様に係る家畜の分娩時期予測方法の変形例は、被験家畜において測定した心電図から得られる心拍情報の、所定の時間幅における第1の平均値を、前日及び前々日の少なくとも一方の前記所定の時間幅における前記心拍情報の第2の平均値と比較する分析工程と、分析工程において比較した結果に基づき、被験家畜の分娩時期を予測する予測工程とを包含する。 A modified example of a method for predicting the timing of parturition in livestock according to one aspect of the present invention includes an analysis step of comparing a first average value of heart rate information obtained from an electrocardiogram measured in a test livestock over a predetermined time period with a second average value of the heart rate information over the predetermined time period on at least one of the previous day and the day before that, and a prediction step of predicting the timing of parturition in the test livestock based on the results of the comparison in the analysis step.

変形例に係る本発明の一態様に係る家畜の分娩時期予測方法の一例は、図1に示す家畜の分娩時期予測装置10において実行される家畜の分娩時期予測処理の変形例である。したがって、本実施形態においては、分娩時期予測装置10において実行される家畜の分娩時期予測処理の変形例として、本発明の一態様に係る家畜の分娩時期予測方法の変形例を説明する。なお、変形例においては、上述した本発明の一態様に係る家畜の分娩時期予測方法及び分娩時期予測装置と異なる点についてのみ説明し、共通する点についての説明は省略する。 An example of a livestock parturition timing prediction method according to an aspect of the present invention is a modified version of the livestock parturition timing prediction process executed in the livestock parturition timing prediction device 10 shown in FIG. 1. Therefore, in this embodiment, a modified version of the livestock parturition timing prediction method according to an aspect of the present invention will be described as a modified version of the livestock parturition timing prediction process executed in the livestock parturition timing prediction device 10. Note that in this modified version, only the differences from the livestock parturition timing prediction method and parturition timing prediction device according to an aspect of the present invention described above will be described, and a description of the common points will be omitted.

変形例において、分析部14は、被験家畜において測定した心電図から得られるRR間隔の、所定の時間幅における第1の平均値を、前日及び前々日の少なくとも一方の前記所定の時間幅における前記RR間隔の第2の平均値と比較する。分析部14は、データ変換部13が生成したRR間隔データを用いて、所定の時間幅における第1の平均値を算出する。そして、分析部14は、第1の平均値を算出するために用いた計測値を計測した日の前日及び前々日の少なくとも一方において、第1の平均値を算出した所定の時間幅と同一の時間幅における第2の平均値を算出する。 In a modified example, the analysis unit 14 compares a first average value of RR intervals obtained from an electrocardiogram measured in the test livestock over a predetermined time span with a second average value of the RR intervals over the predetermined time span on at least one of the previous day and the day before that. The analysis unit 14 calculates the first average value over the predetermined time span using the RR interval data generated by the data conversion unit 13. Then, the analysis unit 14 calculates a second average value over the same predetermined time span as the first average value calculated on at least one of the day before and the day before that on which the measurement values used to calculate the first average value were measured.

一例として、所定の時間幅は、1時~8時の間の連続した4時間~5時間、又は、13時~17時の間の連続した1時間~3時間の何れかである。分析部14は、ある日の1時~8時の間の連続した4時間~5時間のRR間隔の平均値を第1の平均値として算出し、その前日又は前々日の1時~8時の間の連続した4時間~5時間のRR間隔の平均値を第2の平均値として算出する。所定の時間幅は、一例として、2時00分~7時30分であり、好ましくは、2時30分~7時である。 As an example, the specified time span is either a four to five consecutive hour period between 1:00 and 8:00, or a one to three consecutive hour period between 1:00 and 17:00. The analysis unit 14 calculates the average value of the RR intervals over a four to five consecutive hour period between 1:00 and 8:00 on a certain day as the first average value, and calculates the average value of the RR intervals over a four to five consecutive hour period between 1:00 and 8:00 on the previous day or the day before that as the second average value. As an example, the specified time span is 2:00 to 7:30, preferably 2:30 to 7:00.

分析部14は、一例として、第1の平均値と第2の平均値とを比較し、第1の平均値が低下する点を抽出する。分析部14は、一例として、第1の平均値が第2の平均値に対して、所定の割合で低下している点を抽出する。ここで、所定の割合は、5%以上、8%以上、10%以上、14%以上、16%以上、又は、20%以上であり得る。分析部14は、第1の平均値と第2の平均値との比較結果を、予測部15へ出力する。 As an example, the analysis unit 14 compares the first average value with the second average value and extracts points where the first average value decreases. As an example, the analysis unit 14 extracts points where the first average value decreases by a predetermined percentage relative to the second average value. Here, the predetermined percentage may be 5% or more, 8% or more, 10% or more, 14% or more, 16% or more, or 20% or more. The analysis unit 14 outputs the comparison result between the first average value and the second average value to the prediction unit 15.

予測部15は、第1の平均値が第2の平均値よりも低いとき、第1の平均値の算出日から20時間~30時間後を被験家畜の分娩時期として予測する。予測部15は、一例として、第1の平均値の算出日から24時間以内を被験家畜の分娩時期として予測する。すなわち、予測部15は、第1の平均値の算出日の翌日を、被験家畜の分娩時期として予測する。予測部15は、予測した被験家畜の分娩時期を表す情報を、出力装置40へ出力する。予測部15は、予測した被験家畜の分娩時期を表す情報を、記憶装置30に格納してもよい。 When the first average value is lower than the second average value, the prediction unit 15 predicts that the test livestock's parturition time will be 20 to 30 hours after the calculation date of the first average value. As an example, the prediction unit 15 predicts that the test livestock's parturition time will be within 24 hours after the calculation date of the first average value. In other words, the prediction unit 15 predicts that the test livestock's parturition time will be the day after the calculation date of the first average value. The prediction unit 15 outputs information indicating the predicted parturition time of the test livestock to the output device 40. The prediction unit 15 may store the information indicating the predicted parturition time of the test livestock in the storage device 30.

予測部15は、一例として、第1の平均値が前記第2の平均値に対して5%以上低いとき、前記第1の平均値の算出日から20時間~30時間以内を被験家畜の分娩時期として予測する。予測部15は、一例として、第1の平均値が前記第2の平均値に対して5%以上、8%以上、10%以上、14%以上、16%以上、又は、20%以上低下しているとき、第1の平均値の算出日から20時間~30時間以内を被験家畜の分娩時期として予測する。 As an example, when the first average value is 5% or more lower than the second average value, the prediction unit 15 predicts that the test livestock will calve within 20 to 30 hours from the date on which the first average value was calculated. As an example, when the first average value is lower than the second average value by 5% or more, 8% or more, 10% or more, 14% or more, 16% or more, or 20% or more, the prediction unit 15 predicts that the test livestock will calve within 20 to 30 hours from the date on which the first average value was calculated.

予測部15は、一例として、2時30分~7時における第1の平均値が、その前日の2時30分~7時における第2の平均値との比で10%以上低下するとき、その24時間以内を分娩時期として予測する。また、予測部15は、一例として、2時30分~7時における第1の平均値が、その前々日の2時30分~7時における第2の平均値との比で8%以上低下するとき、その24時間以内を分娩時期として予測する。なお、第2の平均値が前々日の測定値から求められている場合、前々日及び前日の2日連続して第1の平均値が第2の平均値よりも低下しており、且つ、前々日の第2の平均値と比較して、第1の平均値が8%以下低下しているとき、その24時間以内を分娩時期として予測してもよい。 As an example, when the first average value from 2:30 to 7:00 is 10% or more lower than the second average value from 2:30 to 7:00 on the previous day, the prediction unit 15 predicts that the delivery period will be within 24 hours. Also, as an example, when the first average value from 2:30 to 7:00 is 8% or more lower than the second average value from 2:30 to 7:00 on the day before that, the prediction unit 15 predicts that the delivery period will be within 24 hours. Note that if the second average value is calculated from measurements taken on the day before that, and the first average value is lower than the second average value for two consecutive days, the day before that and the day before that, and the first average value is 8% or less lower than the second average value on the day before that, the delivery period may be predicted to be within 24 hours.

また、予測部15は、一例として、14時~16時における第1の平均値が、その前々日の14時~16時における第2の平均値との比で14%以上低下するとき、その24時間以内を分娩時期として予測する。 Furthermore, as an example, when the first average value from 2:00 PM to 4:00 PM is lower than the second average value from 2:00 PM to 4:00 PM on the day before that by 14% or more, the prediction unit 15 predicts that the delivery time will be within 24 hours.

予測部15は、予測した被験家畜の分娩時期を表す情報を、出力装置40へ出力する。予測部15は、予測した被験家畜の分娩時期を表す情報を、記憶装置30に格納してもよい。 The prediction unit 15 outputs information representing the predicted parturition time of the test livestock to the output device 40. The prediction unit 15 may store the information representing the predicted parturition time of the test livestock in the storage device 30.

(分娩時期予測処理の変形例の流れ)
図4は、本発明の一態様に係る分娩時期予測装置が実行する分娩時期予測処理の他の例を説明するフローチャートである。
(Flow of modified example of delivery time prediction process)
FIG. 4 is a flowchart illustrating another example of the delivery timing prediction process executed by the delivery timing prediction device according to one aspect of the present invention.

まず、データ取得部12は、計測装置20により計測された心電図から得られる心拍情報を取得する(ステップS21)。次に、データ変換部13は、心拍情報を取得して、心拍(R波)の間隔であるRR間隔の時間的推移を表すRR間隔データを生成する(ステップS22)。そして、分析部14は、RR間隔データの、所定の時間幅における第1の平均値を、前日又は前々日の所定の時間幅における第2の平均値と比較する(ステップS23)。予測部15は、第1の平均値と第2の平均値との予測結果に基づき被験家畜の分娩時期を予測し(ステップS24)、分娩時期予測処理を終了する。 First, the data acquisition unit 12 acquires heart rate information obtained from an electrocardiogram measured by the measurement device 20 (step S21). Next, the data conversion unit 13 acquires the heart rate information and generates RR interval data that represents the time progression of the RR interval, which is the interval between heart rates (R waves) (step S22). Then, the analysis unit 14 compares a first average value of the RR interval data over a predetermined time width with a second average value over a predetermined time width on the previous day or the day before that (step S23). The prediction unit 15 predicts the time of parturition of the test livestock based on the prediction results of the first average value and the second average value (step S24), and the parturition time prediction process ends.

〔ソフトウェアによる実現例〕
分娩時期予測装置10(以下、「装置」と呼ぶ)の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各制御ブロック(特に制御部11に含まれる各部)としてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。
[Software implementation example]
The functions of the delivery timing prediction device 10 (hereinafter referred to as the "device") can be realized by a program that causes a computer to function as the device, and a program that causes a computer to function as each control block of the device (particularly each part included in the control unit 11).

この場合、上記装置は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも1つの制御装置(例えばプロセッサ)と少なくとも1つの記憶装置(例えばメモリ)を有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により上記プログラムを実行することにより、上記各実施形態で説明した各機能が実現される。 In this case, the device includes a computer having at least one control device (e.g., a processor) and at least one storage device (e.g., a memory) as hardware for executing the program. The functions described in each of the above embodiments are realized by executing the program using this control device and storage device.

上記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、1または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。 The above program may be stored non-transitory on one or more computer-readable storage media. These storage media may or may not be included in the device. In the latter case, the program may be supplied to the device via any wired or wireless transmission medium.

また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。 Furthermore, some or all of the functions of each of the above control blocks can be realized by logic circuits. For example, integrated circuits incorporating logic circuits that function as each of the above control blocks are also included in the scope of the present invention. In addition, the functions of each of the above control blocks can also be realized by, for example, a quantum computer.

また、上記各実施形態で説明した各処理は、AI(Artificial Intelligence:人工知能)に実行させてもよい。この場合、AIは上記制御装置で動作するものであってもよいし、他の装置(例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等)で動作するものであってもよい。 Furthermore, each process described in each of the above embodiments may be executed by AI (Artificial Intelligence). In this case, the AI may run on the control device, or on another device (for example, an edge computer or a cloud server).

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims. Embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments are also included in the technical scope of the present invention.

家畜の心拍を測定して得られたRR間隔データを用いてトレンド分析を実施した。心拍の測定開始の前日又は2日前からホルター心電計を乳牛(7頭)の体に装着し、分娩予定日の目安となる受胎後280日の7日前から分娩日まで心拍の測定を開始した。原則、各日9時30分~10時、及び、15時30分~16時の間に給餌を行なった。午前の給餌前に、必要に応じて心電計の貼り直し、及び、バッテリ交換の作業を行ない、10時から記録を再開した。心電計のデータの取得は分娩時まで行なった。 Trend analysis was performed using RR interval data obtained by measuring the heart rates of livestock. Holter electrocardiogram monitors were attached to the bodies of seven dairy cows starting one day or two days before heart rate measurements began, and heart rate measurements began seven days before the expected calving date of 280 days after conception, until the day of calving. As a general rule, feeding was carried out between 9:30 and 10:00 and 15:30 and 16:00 each day. Before the morning feeding, the electrocardiogram monitors were reattached and batteries were replaced as necessary, and recording resumed from 10:00. Electrocardiogram data was collected until calving.

心電計で取得したデータから得られたRR間隔について、分娩時から逆算して30分毎に平均値を算出した。これらの30分毎の平均値を使って時系列解析を実施し、時間帯別の平均値を算出した。時系列解析は、欠損値の少なかった乳牛6頭について行ない、計算ソフトRを使って解析を行なった。時間帯別解析は乳牛7頭について行ない、Microsoft Excelを使って解析を行なった。実施例で表示した時間は、±15分未満の誤差を含んでいる。例えば、2時30分~7時の平均値を算出する場合は、2時35分~7時5分などの場合も含んでいる。 The RR intervals obtained from the data acquired by the electrocardiograph were calculated as averages every 30 minutes, counting backward from the time of delivery. These 30-minute averages were used to perform a time series analysis and calculate averages by time period. Time series analysis was performed on six dairy cows with few missing values, using the calculation software R. Hourly analysis was performed on seven dairy cows, using Microsoft Excel. The times shown in the examples include an error of less than ±15 minutes. For example, when calculating the average value from 2:30 to 7:00, this also includes periods such as 2:35 to 7:05.

時系列解析結果を図5及び6に示す。図5及び6は、実施例のトレンド分析の結果を示す図である。図5及び6は、乳牛毎の解析結果のグラフを示しており、グラフは、上からRR間隔データ、日周変動成分、トレンド成分、及び残差成分を示している。図5及び6において、トレンド成分のグラフに矢印で示すように、トレンド成分に変曲点又は一過性のピーク値がみられ、その36時間後~72時間後に分娩開始していた。 The results of the time series analysis are shown in Figures 5 and 6. Figures 5 and 6 show the results of the trend analysis of the example. Figures 5 and 6 show graphs of the analysis results for each dairy cow, and from top to bottom, the graphs show the RR interval data, diurnal fluctuation component, trend component, and residual component. In Figures 5 and 6, as indicated by the arrows on the trend component graphs, an inflection point or transient peak value was observed in the trend component, and parturition began 36 to 72 hours after that.

トレンド成分の変曲点を、トレンド成分とその移動平均との差に基づき抽出した結果を図7~10に示す。図7~10は、実施例の変曲点の抽出結果を示す図である。図7~10は、乳牛毎の解析結果のグラフを示しており、上のグラフは、RR間隔データのトレンド成分及びその移動平均を示し、下のグラフは、トレンド成分と移動平均との差を示している。図7及び8は、DPOにより算出した移動平均を用いた結果であり、差が0を超える最小値である矢印に示す点が変曲点である。図9及び10は、MADにより算出した移動平均を用いた結果であり、差が0を超える最小値である丸印を付した点が変曲点である。図7~10に示すように、トレンド成分と移動平均との差によりトレンド成分の変曲点が抽出され、その36時間後~72時間後に分娩開始していた。 Figures 7 to 10 show the results of extracting inflection points of the trend component based on the difference between the trend component and its moving average. Figures 7 to 10 show the results of extracting inflection points in the example. Figures 7 to 10 show graphs of the analysis results for each dairy cow, with the upper graph showing the trend component of the RR interval data and its moving average, and the lower graph showing the difference between the trend component and the moving average. Figures 7 and 8 show the results using the moving average calculated by DPO, with the points indicated by arrows where the difference is the smallest value exceeding 0 being the inflection points. Figures 9 and 10 show the results using the moving average calculated by MAD, with the points indicated by circles where the difference is the smallest value exceeding 0 being the inflection points. As shown in Figures 7 to 10, inflection points of the trend component were extracted based on the difference between the trend component and the moving average, and calving began 36 to 72 hours after that.

時間帯別解析の結果を図11及び12に示す。図11及び12は、実施例の時間帯別解析による分娩時期予測結果を示す図である。図11及び12に示すように、24時間以内のRR間隔は低下する傾向にあるがより詳細な傾向を調べるために、特定の時間に絞ってさらに解析した。2時30分頃~7時頃のRR間隔の平均値を図13に示し、14時頃~16時頃のRR間隔の平均値を図14に示す。 The results of the analysis by time period are shown in Figures 11 and 12. Figures 11 and 12 are diagrams showing the results of predicting the timing of delivery using the analysis by time period in the example. As shown in Figures 11 and 12, the RR interval within 24 hours tends to decrease, but to examine the trend in more detail, further analysis was performed by narrowing down to specific time periods. The average RR interval from around 2:30 to around 7:00 is shown in Figure 13, and the average RR interval from around 14:00 to around 16:00 is shown in Figure 14.

図13に示すように、及び14に示すように、2時30分頃~7時頃のRR間隔の平均値が前日との比で10%以上低下するときに、分娩が24時間以内に起きていた。また、2時30分頃~7時頃のRR間隔の平均値が2日連続低下して、前々日と比較して8%以上低下するとき、分娩が24時間以内に起きていた。さらに、図14に示すように、14時頃~16時頃のRR間隔の平均値が前々日との比で14%以上低下するとき、分娩が24時間以内に起きていた。 As shown in Figures 13 and 14, when the average RR interval between approximately 2:30 and 7:00 decreased by 10% or more compared to the previous day, delivery occurred within 24 hours. Also, when the average RR interval between approximately 2:30 and 7:00 decreased for two consecutive days and by 8% or more compared to the day before last, delivery occurred within 24 hours. Furthermore, as shown in Figure 14, when the average RR interval between approximately 2:00 and 4:00 PM decreased by 14% or more compared to the day before last, delivery occurred within 24 hours.

10 分娩時期予測装置
14 分析部
15 予測部
10 Delivery time prediction device 14 Analysis unit 15 Prediction unit

Claims (7)

被験家畜において測定した心電図から得られる心拍情報の、所定期間における時間的推移を表す心電図データを、日周変動成分、トレンド成分、及び残差成分に分解する分析工程と、
前記分析工程において得られた前記トレンド成分の変曲点に基づき、被験家畜の分娩時期を予測する予測工程と、
を包含し、
前記トレンド成分の変曲点は、前記トレンド成分と、前記トレンド成分の移動平均との差が、0以上の最小値となる時点である、
家畜の分娩時期予測方法。
an analysis step of decomposing electrocardiogram data representing time transitions of heart rate information obtained from electrocardiograms measured on test livestock over a predetermined period into a diurnal fluctuation component, a trend component, and a residual component;
A prediction step of predicting the delivery time of the test livestock based on the inflection point of the trend component obtained in the analysis step;
It encompasses
The inflection point of the trend component is a time point at which the difference between the trend component and the moving average of the trend component becomes a minimum value equal to or greater than 0.
A method for predicting the time of calving in livestock.
被験家畜において測定した心電図から得られる心拍情報の、所定期間における時間的推移を表す心電図データを、日周変動成分、トレンド成分、及び残差成分に分解する分析工程と、an analysis step of decomposing electrocardiogram data representing a time transition of heart rate information obtained from an electrocardiogram measured on a test livestock over a predetermined period into a diurnal fluctuation component, a trend component, and a residual component;
前記分析工程において得られた前記トレンド成分の変曲点に基づき、被験家畜の分娩時期を予測する予測工程と、A prediction step of predicting the delivery time of the test livestock based on the inflection point of the trend component obtained in the analysis step;
を包含し、It encompasses
前記トレンド成分の変曲点は、トレンド成分を表すトレンドグラフにおいて見られる、一過性のピーク値又は変曲点であり、The inflection point of the trend component is a transient peak value or inflection point seen in a trend graph representing the trend component,
前記トレンドグラフにおいてみられる変曲点は、前記トレンドグラフが上向きから下向きへと変化する点である、An inflection point seen in the trend graph is a point at which the trend graph changes from upward to downward.
家畜の分娩時期予測方法。A method for predicting the time of calving in livestock.
前記予測工程において、前記トレンド成分の変曲点から30時間~80時間後を、被験家畜の分娩時期として予測する、請求項1又は2に記載の家畜の分娩時期予測方法。 3. The method for predicting the time of parturition of livestock according to claim 1 or 2 , wherein in the prediction step, the parturition time of the test livestock is predicted to be 30 to 80 hours after the inflection point of the trend component. 前記所定期間は、被験家畜の分娩予定日前1週間以上である、請求項1又は2に記載の家畜の分娩時期予測方法。 The method for predicting the timing of livestock parturition described in claim 1 or 2, wherein the specified period is at least one week before the expected parturition date of the test livestock. 前記移動平均は、算出時点の直前の6時間~18時間の平均値である、請求項に記載の家畜の分娩時期予測方法。 2. The method for predicting the time of livestock parturition described in claim 1 , wherein the moving average is an average value for the 6 to 18 hours immediately prior to the calculation time. 被験家畜において測定した心電図から得られる心拍情報の、所定期間における時間的推移を表す心電図データを、日周変動成分、トレンド成分、及び残差成分に分解する分析部と、
前記分析部において得られた前記トレンド成分の変曲点に基づき、被験家畜の分娩時期を予測する予測部と、
を備え
前記トレンド成分の変曲点は、前記トレンド成分と、前記トレンド成分の移動平均との差が、0以上の最小値となる時点である、
家畜の分娩時期予測装置。
an analysis unit that decomposes electrocardiogram data representing time transitions of heart rate information obtained from electrocardiograms measured on test livestock over a predetermined period into a diurnal fluctuation component, a trend component, and a residual component;
A prediction unit that predicts the delivery time of the test livestock based on the inflection point of the trend component obtained in the analysis unit;
Equipped with
The inflection point of the trend component is a time point at which the difference between the trend component and the moving average of the trend component becomes a minimum value equal to or greater than 0.
A device for predicting livestock birth timing.
被験家畜において測定した心電図から得られる心拍情報の、所定期間における時間的推移を表す心電図データを、日周変動成分、トレンド成分、及び残差成分に分解する分析部と、an analysis unit that decomposes electrocardiogram data representing time transitions of heart rate information obtained from electrocardiograms measured on test livestock over a predetermined period into a diurnal fluctuation component, a trend component, and a residual component;
前記分析部において得られた前記トレンド成分の変曲点に基づき、被験家畜の分娩時期を予測する予測部と、A prediction unit that predicts the delivery time of the test livestock based on the inflection point of the trend component obtained in the analysis unit;
を備え、Equipped with
前記トレンド成分の変曲点は、トレンド成分を表すトレンドグラフにおいて見られる、一過性のピーク値又は変曲点であり、The inflection point of the trend component is a transient peak value or inflection point seen in a trend graph representing the trend component,
前記トレンドグラフにおいてみられる変曲点は、前記トレンドグラフが上向きから下向きへと変化する点である、An inflection point seen in the trend graph is a point at which the trend graph changes from upward to downward.
家畜の分娩時期予測装置。A device for predicting livestock birth timing.
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