Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPS624971B2 - - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPS624971B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS624971B2
JPS624971B2 JP55097820A JP9782080A JPS624971B2 JP S624971 B2 JPS624971 B2 JP S624971B2 JP 55097820 A JP55097820 A JP 55097820A JP 9782080 A JP9782080 A JP 9782080A JP S624971 B2 JPS624971 B2 JP S624971B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
peak
period
signal
time
autocorrelation function
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55097820A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5722736A (en
Inventor
Toshinori Hirano
Shoichi Murase
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Terumo Corp
Original Assignee
Terumo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Terumo Corp filed Critical Terumo Corp
Priority to JP9782080A priority Critical patent/JPS5722736A/en
Priority to US06/281,163 priority patent/US4463425A/en
Priority to FR8113883A priority patent/FR2495330A1/en
Priority to DE19813128171 priority patent/DE3128171A1/en
Priority to CA000381973A priority patent/CA1174733A/en
Publication of JPS5722736A publication Critical patent/JPS5722736A/en
Publication of JPS624971B2 publication Critical patent/JPS624971B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 技術分野 この発明は、生体信号時に胎児の心拍信号をト
ランスジユーサで変換して得られた電気信号の周
期を測定する周期測定装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Background of the Invention] Technical Field The present invention relates to a period measuring device that measures the period of an electrical signal obtained by converting a fetal heartbeat signal using a transducer at the time of a biological signal.

先行技術 生体信号の周期を測定する方式として従来、生
体信号の自己相関関数を求め、この自己相関関数
から周期を測定する相関方式による周期測定が知
られている。
Prior Art Conventionally, as a method for measuring the period of a biological signal, a period measurement method using a correlation method is known in which an autocorrelation function of the biological signal is determined and the period is measured from this autocorrelation function.

相関方式による周期測定方式とは、生体信号を
表わす電気信号を適当なサンプリング周期でサン
プリングし、サンプリングされたデータから生体
信号の自己相関関数を計算し、計算された自己相
関関数から生体信号のピークを検出し、周期を求
めるものである。
The period measurement method using the correlation method is to sample the electrical signal representing the biological signal at an appropriate sampling period, calculate the autocorrelation function of the biological signal from the sampled data, and calculate the peak of the biological signal from the calculated autocorrelation function. It detects and calculates the period.

ところで相関方式による周期測定は、生体信号
の自己相関関数を求めれば、生体信号の心拍の周
期の近くでピークが得られることに基いている。
しかしながら一般的に周期に対応する真のピーク
の付近には動揺成分等による小さなピークが存在
する場合が多い。また生体信号を検出する際に外
部から雑音成分が加わる場合もある。
Incidentally, period measurement using the correlation method is based on the fact that if the autocorrelation function of the biological signal is determined, a peak of the biological signal can be obtained near the period of the heartbeat.
However, in general, there are often small peaks due to vibration components etc. in the vicinity of the true peak corresponding to the period. Additionally, noise components may be added from the outside when detecting biological signals.

生体信号の正しい周期を測定するためには、こ
れら成分による複数のピークのうち生体信号の周
期に対応する真のピークを検出することが必要で
ある。
In order to measure the correct period of the biological signal, it is necessary to detect the true peak corresponding to the period of the biological signal among the plurality of peaks due to these components.

また従来の相関関数方式による周期の測定にお
いては、生体信号の全周期域にわたる自己相関関
数をはじめに計算し、この自己相関関数から周期
性を示すピークを検出して生体信号の周期を測定
するという方式を用いている。
In addition, when measuring the period using the conventional correlation function method, the autocorrelation function over the entire period range of the biological signal is calculated first, and the peak indicating periodicity is detected from this autocorrelation function to measure the period of the biological signal. method is used.

従来技術の問題点 しかしながらこのような方式では、自己相関関
数を記憶させるためのメモリとして大容量メモリ
を必要とする。また生体信号の全周期域にわたつ
て自己相関関数を計算しているので生体信号の周
期が小さい場合には無意味な計算作業を多量に行
つてしまう可能性もあり実時間処理の観点からみ
て望ましいものではなかつた。
Problems with the Prior Art However, such a method requires a large capacity memory for storing the autocorrelation function. In addition, since the autocorrelation function is calculated over the entire period range of the biological signal, if the period of the biological signal is small, there is a possibility that a large amount of meaningless calculation work will be performed, which is difficult from a real-time processing perspective. It was not desirable.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は上述のような事情に鑑みてなされた
ものであつて、その目的は、生体信号の自己相関
関数を記憶するメモリの必要記憶容量を低減せし
め、かつ自己相関関数から得られる複数のピーク
のうち生体信号の周期に対応する真のピークを検
出し正しい周期を測定することのできる周期測定
装置を提供することである。
This invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to reduce the required storage capacity of a memory for storing the autocorrelation function of biological signals, and to It is an object of the present invention to provide a period measuring device that can detect the true peak corresponding to the period of a biological signal and measure the correct period.

この発明によれば、生体信号をあらわす電気信
号を所定のサンプリング周期でサンプリングする
サンプリング手段と、該サンプリング手段によつ
て得られたデータを用いて、前記電気信号の自己
相関関数を計算する自己相関関数計算手段と、計
算された自己相関関数のピークを検出し検出され
たピークを記憶するピーク検出手段と、該ピーク
記憶手段に記憶されたピークより後で発生したピ
ークを記憶されたピークと比較して、後で発生し
たピークが大きいときに出力信号を発生するピー
ク比較手段と、該比較手段の出力信号によつて前
記ピーク記憶手段に記憶されるピークを更新する
更新手段とを備えて成るピーク検出手段と、該ピ
ーク検出手段の前記比較手段からの出力信号を受
ける毎に計時を再開し、測定周期の実質的に最小
値に対応する時間を計時したとき信号を出力する
計時手段と、該計時手段からの出力信号を受けて
その時のピークの時間軸上の位置によつて決定さ
れる位相差変数の値に対応した時間を計算する周
期計算手段と、を具備して成ることを特徴とする
周期測定装置が提供される。
According to the present invention, there is provided a sampling means for sampling an electrical signal representing a biological signal at a predetermined sampling period, and an autocorrelation function for calculating an autocorrelation function of the electrical signal using data obtained by the sampling means. function calculation means; peak detection means for detecting peaks of the calculated autocorrelation function and storing the detected peaks; and comparing peaks occurring after the peaks stored in the peak storage means with the stored peaks. and a peak comparing means for generating an output signal when a later generated peak is large; and an updating means for updating the peak stored in the peak storage means by the output signal of the comparing means. a peak detection means; and a timekeeping means that restarts timekeeping every time it receives an output signal from the comparison means of the peak detection means, and outputs a signal when a time corresponding to a substantially minimum value of the measurement cycle is counted; It is characterized by comprising period calculation means for receiving the output signal from the time measurement means and calculating the time corresponding to the value of the phase difference variable determined by the position of the peak at that time on the time axis. A period measuring device is provided.

ピーク検出手段は、計時手段が信号を出力した
時のピークの値を基準にしてピーク検出レベルが
設定されるレベル設定手段を備え、このレベルを
越えるピークを検出することが好ましい。
It is preferable that the peak detection means includes level setting means for setting a peak detection level based on the peak value when the timer outputs the signal, and detects a peak exceeding this level.

〔発明の具体的説明〕[Specific description of the invention]

以下この発明の実施例の装置を胎児の心拍信号
の周期測定に使用した場合について第1図ないし
第5図を参照しながら説明する。
Hereinafter, the case where the apparatus according to the embodiment of the present invention is used for measuring the cycle of a fetal heartbeat signal will be explained with reference to FIGS. 1 to 5.

ところで生体信号を一定のサンプリング周期T
sでサンプリングして得られる各サンプリング時
のデータをf(k)(ただしk=1,2,3…n)と
すると、この生体信号の自己相関関数A()は(1)
式であらわされる。
By the way, biological signals are sampled at a constant sampling period T.
If the data at each sampling time obtained by sampling at s is f(k) (k = 1, 2, 3...n), the autocorrelation function A () of this biological signal is (1)
It is expressed by the formula.

(1)式においてτは生体信号をあらわす電気信号
に位相差を与える位相差変数であり、kはサンプ
リング序数である。nは1サンプリングサイクル
におけるサンプリング回数であり、1サンプリン
グサイクルとは、n回のサンプリングによつて位
相差変数τの或る値における1つの自己相関関数
値を計算する過程をいう。
In equation (1), τ is a phase difference variable that gives a phase difference to an electrical signal representing a biological signal, and k is a sampling ordinal number. n is the number of times of sampling in one sampling cycle, and one sampling cycle refers to the process of calculating one autocorrelation function value at a certain value of the phase difference variable τ by sampling n times.

(1)式は展開すると(2)式のようにあらわされる。 When equation (1) is expanded, it can be expressed as equation (2).

()=1/n {f(1)f(1+τ)+f(2)f(2+τ) +f(3)f(3+τ) +…+f(o)f(n+τ)} …(2) (2)式は位相差変数τだけ時間軸上でずれている
二つの時刻におけるサンプリングデータf(k)とf
(k+τ)との積f(k)f(k+τ)をn回加える
ことによつて生体信号の自己相関関数が得られる
ことを意味している。すなわち第1図を参照して
説明すると、位相差変数τが値mに定められてい
る場合の自己相関関数A(n)は、時間軸上でサン
プリング周期Tsの間隔でサンプリングされたデ
ータのうち時間軸上で位相差変数τ=mに対応す
る時間だけずれた二つのサンプリングデータ、例
えばf(1)とf(m+1),f(2)とf(m+2),…
f(n+m)とf(o)…等の積、f(1)f(m+
1),f(2)f(m+2)…f(o)f(m+n)…等
をn回加えることによつて求められることにな
る。
A () = 1/n {f (1) f (1 + τ) + f (2) f (2 + τ) + f (3) f (3 + τ) +...+f (o) f (n + τ)} ...(2) (2 ) formula is the sampling data f(k) and f at two times that are shifted on the time axis by the phase difference variable τ.
This means that the autocorrelation function of the biological signal can be obtained by adding the product f(k)f(k+τ) with (k+τ) n times. That is, to explain with reference to Fig. 1, the autocorrelation function A (n) when the phase difference variable τ is set to the value m is the autocorrelation function A (n) of data sampled at intervals of sampling period T s on the time axis. Among them, two sampling data that are shifted by the time corresponding to the phase difference variable τ = m on the time axis, for example, f (1) and f (m + 1), f (2) and f (m + 2), ...
The product of f(n+m) and f (o) ...etc., f (1) f(m+
1), f (2) f (m+2)...f (o) f (m+n)..., etc., are added n times.

なおここでf(1)を最新のデータとする。 Note that here, f (1) is the latest data.

このような自己相関関数計算形態を胎児の心拍
信号について適用した場合を第2図を参照して説
明する。
A case in which such an autocorrelation function calculation form is applied to a fetal heartbeat signal will be described with reference to FIG. 2.

胎児心拍信号の周期はほぼ300msないし
1500msの範囲にある。したがつて心拍信号を表
わす電気信号の全周期域にわたる自己相関関数を
計算するためには、測定周期の最小値を300msと
し最大1500msまでの位相差を設定して自己相関
関数を求める必要がある。すなわち位相差変数τ
を300/Tsないし1500/Tsの範囲で変化させる
必要がある。そしてこの範囲内で位相差変数τが
心拍信号の周期Tに定められた時、すなわちm=
Tと定められた時自己相関関数は最大のピークを
有するから、この最大のピークを検出することに
より心拍信号を表わす電気信号の周期を求めるこ
とができる。
The period of the fetal heartbeat signal is approximately 300ms.
It is in the range of 1500ms. Therefore, in order to calculate the autocorrelation function over the entire period range of the electrical signal representing the heartbeat signal, it is necessary to set the minimum measurement period to 300ms and the phase difference to a maximum of 1500ms to calculate the autocorrelation function. . That is, the phase difference variable τ
It is necessary to vary the value between 300/ Ts and 1500/ Ts . When the phase difference variable τ is set to the period T of the heartbeat signal within this range, that is, m=
Since the autocorrelation function has the maximum peak when T is determined, the period of the electrical signal representing the heartbeat signal can be determined by detecting this maximum peak.

先に述べたように通常胎児の心拍信号の最小周
期はほぼ300msであるから自己相関関数の計算は
測定周期の実質的な最小値すなわち300msから開
始する。すなわち第1のサンプリングサイクルに
おいて周期300msについての自己相関関数を求め
る。この場合、位相差変数τはτ=300/Tsで求
められ、サンプリング周期Tsを5msと設定すれ
ば位相差変数τは60となる。自己相関関数の計算
においては、それに先立つてまず、サンプリング
周期Ts=5msをもつて心拍信号のサンプリング
を行い、各サンプリングによつて得られたデータ
f(1),f(2),f(3),…f(o)をメモリに記憶させて
おく。これらのデータを用いて、位相差変数τ=
60についての自己相関関数A(60)を求める。自
己相関関数A(60)の求め方は第1図を参照して
述べた方式による。すなわち、位相差変数τ=60
だけずれた二つのサンプリング時における二つの
データf(k)とf(k+60)、例えばf(1)とf(1
+60),f(2)とf(2+60),…の積を計算し、こ
れら積の総和を求める。このようにして位相差変
数τを60と設定したときの自己相関関数A(60)
を求める。A(60)の値は、比較のため次のサン
プリングサイクルにおける自己相関関数が得られ
るまでメモリに記憶しておく。
As mentioned above, since the minimum period of a fetal heartbeat signal is usually approximately 300 ms, the calculation of the autocorrelation function starts from the practical minimum value of the measurement period, ie, 300 ms. That is, an autocorrelation function for a period of 300 ms is determined in the first sampling cycle. In this case, the phase difference variable τ is determined by τ=300/T s , and if the sampling period T s is set to 5 ms, the phase difference variable τ becomes 60. In calculating the autocorrelation function, first, the heartbeat signal is sampled with a sampling period T s = 5ms, and the data obtained by each sampling is
Store f (1) , f (2) , f (3) , ... f (o) in memory. Using these data, the phase difference variable τ=
Find the autocorrelation function A(60) for 60. The autocorrelation function A(60) is determined by the method described with reference to FIG. That is, the phase difference variable τ=60
Two data f(k) and f(k+60) at two sampling times shifted by 1, for example, f (1) and f(1
+60), f (2) and f (2 + 60), ..., and calculate the sum of these products. Autocorrelation function A(60) when the phase difference variable τ is set to 60 in this way
seek. The value of A(60) is stored in memory for comparison until the autocorrelation function for the next sampling cycle is obtained.

次に第2サンプリングサイクルに移り、位相差
変数τの値を“1”だけ進めA(61)についての
自己相関関数計算を行う。A(61)の自己相関関
数計算はA(60)の場合の計算形態と実質的に同
じであるので省略することにする。自己相関関数
A(61)と、先に計算し記憶しておいた自己相関
関数A(60)とを比較する。比較結果から連続す
る二つのサンプリングサイクル間における変化状
態を調べる。そして二つのサンプリングサイクル
間に増加から減少の状態変化があれば、サンプリ
ングサイクルにピークがあることになる。
Next, in the second sampling cycle, the value of the phase difference variable τ is advanced by "1" and the autocorrelation function calculation for A(61) is performed. The autocorrelation function calculation for A(61) is substantially the same as that for A(60), so it will be omitted. The autocorrelation function A(61) is compared with the previously calculated and stored autocorrelation function A(60). The state of change between two consecutive sampling cycles is investigated from the comparison results. If there is a state change from increase to decrease between two sampling cycles, then there is a peak in the sampling cycle.

上述のような方式においては、1サンプリング
サイクル中に位相差変数τのある値についての自
己相関関数を計算し、その計算結果をメモリに記
憶し、次のサンプリングサイクルにおける“1”
だけ進めた位相差変数τでの自己相関関数の計算
結果と比較することによりピークを検出するもの
であるので、最新のサンプリングサイクルにおけ
る自己相関関数計算値のみを記憶しておけばよ
く、メモリ容量の低減化が図れる。
In the above-mentioned method, the autocorrelation function for a certain value of the phase difference variable τ is calculated during one sampling cycle, the calculation result is stored in memory, and "1" is calculated in the next sampling cycle.
Since the peak is detected by comparing the calculation result of the autocorrelation function with the phase difference variable τ advanced by can be reduced.

ところで先にも述べたように自己相関関数から
得られるピークの中には信号の周期に対応する本
来のピークの他に、その付近に存在する傾向のあ
るピークまで検出されてしまう。正しい周期を測
定するためには、これらピークの中から周期に対
応する本来のピークすなわち真のピークを検出す
る必要がある。
By the way, as mentioned above, among the peaks obtained from the autocorrelation function, in addition to the original peak corresponding to the period of the signal, peaks that tend to exist in the vicinity are also detected. In order to measure the correct period, it is necessary to detect the original peak corresponding to the period, that is, the true peak, from among these peaks.

真のピークとなり得る可能性のあるピークとし
て検出するための条件として、閾値としての最小
レベルを定め、この最小レベルに基いてレベルチ
エツクを行うことと、あるピークが検出された場
合、そのピーク検出後、最小測定周期に対応する
時間だけ自己相関関数の計算を続け計算された自
己相関関数値と記憶されている自己相関関数値と
を比較し、最小測定周期に対応する時間にそれ以
上の大きさのピークが検出されないとき、そのピ
ークを真のピーク検出信号として出力する。
The conditions for detecting a peak as a potential true peak are to set a minimum level as a threshold and perform a level check based on this minimum level, and if a peak is detected, the peak detection After that, the autocorrelation function continues to be calculated for the time corresponding to the minimum measurement period, and the calculated autocorrelation function value is compared with the stored autocorrelation function value, and the calculation is performed for the time corresponding to the minimum measurement period. When no peak is detected, that peak is output as a true peak detection signal.

レベルチエツクは、ピークとして検出すべき信
号に対し或る閾値を定め、ピークがこの閾値を越
えているか否かによつてそのピークが検出するも
のであるか否かを定めるものである。
In the level check, a certain threshold value is set for a signal to be detected as a peak, and whether or not the peak is to be detected is determined depending on whether the peak exceeds this threshold value.

この閾値はその時の信号の状態に応じて最適な
値を選ぶようにする。一般に周期を示す真のピー
ク値は、信号の強度、波形に影響されるが、特に
問題となるのは雑音である。つまり雑音が少ない
ほど真のピークは大きくはつきりと現われるが、
雑音が多いと何れが真のピークか識別することが
困難になる。
The optimal value for this threshold value is selected depending on the signal state at that time. Generally, the true peak value indicating the period is affected by the signal strength and waveform, but noise is a particular problem. In other words, the less noise there is, the more clearly the true peak appears, but
When there is a lot of noise, it becomes difficult to identify which is the true peak.

このような理由でピーク検出に際しては、その
時の信号の状態に応じた閾値を設定する必要が生
じるわけである。
For this reason, when detecting a peak, it is necessary to set a threshold value according to the state of the signal at that time.

この一例として本実施例では前回の測定で採用
したピーク、すなわち最新の真のピークを基準に
して例えばその1/2の値を閾値に設定している。
As an example of this, in this embodiment, the peak adopted in the previous measurement, that is, the latest true peak is set as a reference, and a value that is, for example, 1/2 of that is set as the threshold value.

第3図を参照して説明すると、今時刻t1にてピ
ークP1が検出されたとしよう。ピークP1が検出さ
れるとまずピークP1の1/2のレベルL1が閾値とし
て設定される。レベルL1が設定されると、その
後検出されるピークはレベルL1を超えるものの
みとなる。図の例では時刻t2にピークP2が存在し
ているが、このピークP2はその時の閾値として設
定されているレベルL1以下であるので真のピー
クとなり得る可能性のあるピークとしては検出さ
れない。次に時刻t3においてピークP3が存在して
いる。このピークP3はレベルL1を超えるもので
あり、しかも前のピークP1より大きなピークであ
るので真のピークとなり得る可能性のあるピーク
として検出される。ピークP3が検出されると閾値
の変更が行われ、ピークP3のレベルの1/2のレベ
ルL3が新たな閾値として設定される。レベルL3
が設定された後はその後検出されるピークはレベ
ルL3を超えるものに限定される。以下同様にし
て新たな閾値のレベルを超えるピークが検出さ
れ、それが前の閾値のときのピークを超える毎に
閾値が変更され、変更された閾値を超えるピーク
のみが検出される。
To explain with reference to FIG. 3, assume that peak P 1 is detected at current time t 1 . When the peak P 1 is detected, first, a level L 1 which is 1/2 of the peak P 1 is set as a threshold value. Once level L 1 is set, only peaks that exceed level L 1 will be detected thereafter. In the example shown in the figure, peak P 2 exists at time t 2 , but since this peak P 2 is below the level L 1 set as the threshold at that time, it is not considered a peak that could be a true peak. Not detected. Next, a peak P3 exists at time t3 . Since this peak P 3 exceeds the level L 1 and is larger than the previous peak P 1 , it is detected as a peak that has the possibility of becoming a true peak. When the peak P 3 is detected, the threshold value is changed, and a level L 3 that is 1/2 of the level of the peak P 3 is set as a new threshold value. Level L 3
After is set, peaks detected thereafter are limited to those exceeding level L3 . Thereafter, a peak exceeding the new threshold level is detected in the same manner, and each time the peak exceeds the previous threshold level, the threshold value is changed, and only peaks exceeding the changed threshold value are detected.

このようにして偽ピークの検出を阻止すること
ができる。なお閾値としては閾値を超えたピーク
の都度新しい閾値とする代りに、前の周期検出時
のピークによつて決定された閾値を次の周期検出
時に一定のまま使用することも可能である。
In this way, detection of false peaks can be prevented. Note that instead of setting a new threshold value each time a peak exceeds the threshold value, it is also possible to use the threshold value determined by the peak at the time of the previous cycle detection as it is at the time of the next cycle detection.

このようなレベルチエツクを行うことにより、
ピークの検出後測定周期の実質的に最小値に対応
する時間だけ自己相関関数の計算を続け、検出さ
れたピークとそれより後に検出されたピークとを
比較し、この時間内にそれ以上の大きさのピーク
が存在しないか否かの確認と合せて真のピークの
検出精度が一層向上する。
By performing such a level check,
After the peak is detected, the calculation of the autocorrelation function is continued for a time corresponding to substantially the minimum value of the measurement period, and the detected peak is compared with the peak detected after it, In addition to checking whether or not a true peak exists, the accuracy of detecting a true peak is further improved.

前述のように自己相関関数から得られるピーク
には周期に対応する真のピークの他に、この真の
ピークの付近に存在するいくつかのピークも含ま
れている。正しい周期を測定するためには、これ
らピークのうち真のピークを検出しなければなら
ない。付近に存在するピークは一般に真のピーク
にかなり近接して存在しているものであることか
ら、あるピークを検出した後一定時間自己相関関
数の計算をつづけ、その一定時間内に検出された
ピーク以上の大きさのピークが存在しているか否
かを確認することにより、付近にも存在するピー
クを真のピークとして検出してしまうことが防止
される。この一定時間は、測定周期に対応する時
間の最小値に定めれば充分であり、また最小値に
設定することによつて測定結果を生体信号の真の
周期に等しい間隔で得ることができる。このため
実施例では、ピーク検出後自己相関関数の計算を
続ける時間は測定周期の実質的に最小値に対応す
る時間すなわち300msに定めている。
As described above, the peak obtained from the autocorrelation function includes not only the true peak corresponding to the period but also several peaks that exist near this true peak. In order to measure the correct period, the true peak among these peaks must be detected. Since peaks that exist nearby are generally located quite close to the true peak, after a certain peak is detected, the calculation of the autocorrelation function is continued for a certain period of time, and the peaks detected within that certain period of time are calculated. By checking whether or not a peak of the above magnitude exists, it is possible to prevent a peak that also exists nearby from being detected as a true peak. It is sufficient to set this constant time to the minimum value of the time corresponding to the measurement period, and by setting it to the minimum value, measurement results can be obtained at intervals equal to the true period of the biological signal. Therefore, in the embodiment, the time to continue calculating the autocorrelation function after peak detection is set to 300 ms, which corresponds to substantially the minimum value of the measurement period.

第4図を参照して説明すると、図示するよう
に、今時刻t11においてピークP1が検出されたと
すると、この検出時t11から300msの間すなわち時
刻t12まで自己相関関数計算を継続する。そして
第4図に示されるように時刻t21においてピーク
P1より大きなピークP2が検出されたとしよう。こ
の場合にはピークP1はクリアして捨て、ピークP2
を新たなピークとしてその後300msの間すなわち
時刻t22まで継続して自己相関関数計算を行い、
その間にピークP2より大きなピークが存在しない
場合にはピークP2を真のピークとして検出するも
のである。第4図においてピークP2が検出された
時刻t21の後300ms以内すなわち時刻t22までのあ
る時刻t31においてピークP2より小振幅のピーク
P3が得られたとしよう。しかしながらピークP2
りも振幅の小さなピークP3は真のピークとなり得
る可能性のあるピークとしては採用されない。こ
のようにして時刻t21以後300msが経過するとすな
わち時刻t22に達すると時刻t21にて得られたピー
クP2が周期を示す真のピークとして検出される。
この時点において相関関数計算を終了し、周期計
算を行う。このようにして求めた真のピークP2
得られたときの位相差変数τの値すなわちτ
周期Tに対応するものであり、周期TはT=t2×
sなる式で与えられる(Tsはサンプリング周
期)。すなわち、真のピークP2の時間軸上の位置
は時刻t22から300msだけ時間軸上でさかのぼるこ
とにより求められ、求められた真のピークの時間
軸上の位置によつて決定される位相差変数τの値
τに対応した時間が生体信号をあらわす電気信
号の周期Tとなり、周期Tは、T=τ×Ts
与えられる(Tsはサンプリング周期)。次の周期
測定は再びτ=60(周期300msに対応する)から
始め、同様に行われる。
To explain with reference to FIG. 4, as shown in the figure, if the peak P 1 is detected at the current time t 11 , the autocorrelation function calculation is continued for 300 ms from the detection time t 11 , that is, until the time t 12 . . Then, as shown in Fig. 4, there is a peak at time t21 .
Suppose a peak P 2 larger than P 1 is detected. In this case, peak P 1 is cleared and discarded, and peak P 2
As a new peak, autocorrelation function calculation is continued for 300ms, that is, until time t 22 ,
If there is no peak larger than peak P 2 between them, peak P 2 is detected as a true peak. In FIG. 4 , a peak with smaller amplitude than peak P 2 occurs within 300 ms after time t 21 when peak P 2 is detected, that is, at a certain time t 31 up to time t 22 .
Suppose we get P 3 . However, the peak P3 , which has a smaller amplitude than the peak P2 , is not adopted as a potential peak that can be a true peak. In this way, when 300 ms passes after time t 21 , that is, when time t 22 is reached, the peak P 2 obtained at time t 21 is detected as a true peak indicating the period.
At this point, the correlation function calculation is finished, and the cycle calculation is performed. The value of the phase difference variable τ when the true peak P 2 obtained in this way is obtained, that is, τ 2 , corresponds to the period T, and the period T is T = t 2 ×
It is given by the formula T s (T s is the sampling period). In other words, the position of the true peak P 2 on the time axis is found by going back 300 ms from time t 22 on the time axis, and the phase difference is determined by the position of the found true peak on the time axis. The time corresponding to the value τ 2 of the variable τ becomes the period T of the electrical signal representing the biological signal, and the period T is given by T=τ 2 ×T s (T s is the sampling period). The next period measurement starts again from τ=60 (corresponding to a period of 300 ms) and is performed in the same way.

以上のようにして生体信号の正しい周期が測定
される。なお、第4図において、τ,τはそ
れぞれピークP1,P3の時間軸上の位置によつて決
定される位相差変数の値を示す。
In the manner described above, the correct period of the biological signal is measured. In FIG. 4, τ 1 and τ 3 indicate the values of phase difference variables determined by the positions of the peaks P 1 and P 3 on the time axis, respectively.

ここで、相関関数計算を300msから始め、(生
体信号周期T+300ms)で終了していることは、
真のピークの検出、測定結果の出力時期という点
で重要な意味を含んでいる。
Here, the correlation function calculation starts from 300ms and ends at (biological signal period T + 300ms).
This has important implications in terms of detecting true peaks and outputting measurement results.

まず真のピークの検出については、測定対象の
生体信号のとり得る最小周期以下では真のピーク
が存在することはあり得ず、また最小周期以内の
間隔で真のピークが存在することもあり得ない。
したがつてこのようにして確認されたピークは真
の周期の二倍の周期のピークを示す可能性を完全
になくすことができる。
First, regarding the detection of true peaks, it is impossible for a true peak to exist below the minimum cycle that the biological signal to be measured can take, and it is also impossible for a true peak to exist at an interval within the minimum cycle. do not have.
Therefore, it is possible to completely eliminate the possibility that the peak confirmed in this way shows a peak with a period twice the true period.

測定結果の出力時期という点に関しては、生体
信号の真の周期に同期して測定結果を出力するこ
とができるという効果がある。すなわち周期測定
を最小周期の300msから始めているが、一方ピー
ク確認期間として最小周期に等しい300msを設定
しているので、結果的に真の周期に等しい時間間
隔で測定結果を出力することができる。例えば真
の周期が500msであれば測定結果も500ms毎に出
力される。周期が変化した場合には出力される間
隔もそれに応じて変化する。これは、相関関数計
算間隔がデータサンプリング周期に一致していれ
ば、相関関数計算が時間軸上を実時間で進行する
ということ、すなわち信号の最小周期からこの最
小周期と真の周期との和であらわされる時間まで
の時間についての相関計算は真のピークであるか
否かの確認のための最小周期に等しい時間内に行
われることによるものである。
Regarding the output timing of the measurement results, there is an effect that the measurement results can be output in synchronization with the true cycle of the biological signal. That is, the period measurement is started from the minimum period of 300 ms, but on the other hand, the peak confirmation period is set to 300 ms, which is equal to the minimum period, so that the measurement results can be output at time intervals equal to the true period. For example, if the true cycle is 500ms, the measurement results will also be output every 500ms. When the period changes, the output interval also changes accordingly. This means that if the correlation function calculation interval matches the data sampling period, the correlation function calculation will proceed in real time on the time axis, that is, from the minimum period of the signal to the sum of this minimum period and the true period. This is because the correlation calculation for the time up to the time represented by is performed within a time equal to the minimum period for checking whether or not it is a true peak.

第5図は、第1図ないし第4図を参照して述べ
た周期測定を行なうためのこの発明の周期測定装
置の1実施例の構成を概略的に示しているもので
ある。
FIG. 5 schematically shows the configuration of one embodiment of the period measuring device of the present invention for performing the period measurement described with reference to FIGS. 1 to 4.

第5図に示す実施例を説明すると、トランスジ
ユーサ22は婦人の腹部W上に配置されて胎児の
心拍数信号を検出する。トランスジユーサ22か
ら出力された心拍信号を表わす電気信号はそれに
結合された前処理回路23によつて適当な波形成
形がなされた後、第2図に示されるように、サン
プリング回路24において所定のサンプリング周
期をもつてサンプリングされ、デジタル信号
f(1),f(2),…f(m+1),f(m+2)…,f
(m+n)の形態にアナログ−デジタル変換(A
−D変換)される。
In the embodiment shown in FIG. 5, the transducer 22 is placed on the abdomen W of a woman and detects the heart rate signal of the fetus. The electrical signal representing the heartbeat signal output from the transducer 22 is given an appropriate waveform shape by the preprocessing circuit 23 coupled thereto, and then processed into a predetermined waveform by the sampling circuit 24, as shown in FIG. A digital signal sampled with a sampling period
f (1) , f (2) ,...f (m+1), f (m+2)..., f
Analog-to-digital conversion (A
-D conversion).

サンプリング回路24でサンプリングされたか
つA−D変換されたデータf(1),f(2),…f(m
+1),f(m+2),…はそれに接続されたデー
タメモリ26に記憶される。データメモリ26は
複数のシフトレジスタで構成されており、新しい
データが入力される毎にそれまで記憶されていた
データがそれぞれ1ビツトづつ移動し、最も古い
データは押し出されて消滅する。データメモリ2
6には乗算器28が接続されており、乗算器28
には加算器30が接続されている。乗算器28
は、位相差変数τの値がmである場合、f(1)・f
(m+1),f(2)・f(m+2),…なる乗算を行
い、複数の積を求める。乗算器28により求めら
れた積f(1)・f(m+1),f(2)・f(m+2),
…は加算器によりf(1)・f(m+1)+f(2)・f
(m+2)…なる加算が行われ、和が求められ
る。この和は、位相差変数τがmである場合の自
己相関関数A(n)をあらわす。すなわち、乗算器
28および加算器30は、自己相関関数を計算す
るための計算回路を構成しており、上記したよう
に、データメモリ26に記憶されているデータを
用いて実質的に(2)式の計算を行い自己相関関数を
計算する。すなわち各サンプリングサイクル毎に
ある値に定められた位相差変数τについての自己
相関関数の計算を行う。加算器30にはピーク検
出器32が接続されており、このピーク検出器3
2は小容量の記憶手段と比較手段とを有する(詳
細な構成については第6図参照)。ピーク検出器
32の前記記憶手段には、一サンプリングサイク
ル以前の自己相関関数計算値、例えばA(m−
1)、が記憶されており、記憶されているこの計
算値と新たに入力されてくる次のサンプリングサ
イクルの計算値A(n)とを比較手段で比較すると
共に、新たに入力されてきた計算値A(n)が前に
記憶されていた値A(m−1)より大きい場合に
は新たに入力されてきた計算値A(n)を記憶す
る。ピーク検出器32は、自己相関関数計算値の
うち最大の値のもののみを記憶するだけで充分で
あるので、その記憶手段は小容量のものでよい。
連続する二つのサンプリングサイクルにおける自
己相関関数計算値を比較し、その増減状態を調
べ、連続する二つの計算値の比較から増加から減
少の傾向が認められた場合その最初のサンプリン
グサイクルにピークが存在することになる。ピー
ク検出器32にはピークレベルチエツク回路34
が接続されている。ピークレベルチエツク回路3
4は比較器を主要要素として構成され、ピーク検
出器32からのピーク検出信号と、基準レベルを
示す基準信号とが入力される。そしてピークレベ
ルチエツク回路34は、ピーク検出器32によつ
て検出されたピークのレベルと基準レベルとを比
較する。基準レベルとしては例えば先にも述べた
ように前回測定された真のピークの1/2のレベル
が設定される。検出されたピークが基準レベルを
越えるものであると、ピークレベルチエツク回路
34は信号を出力する。計時手段はピーク検出器
32からの出力信号とピークレベルチエツク回路
34からの出力信号とを共に受ける毎にリセツト
されて計時を再開し、測定周期の実質的に最小値
に対応する時間を計時したとき信号を出力する。
ピーク確認回路36は、このような計時を行う計
時手段であるカウンタを主要構成とするものであ
り、ピーク検出器32からの出力信号とピークレ
ベルチエツク回路34からの出力信号とを共に受
ける毎にリセツトされて計時を再開し、測定周期
の実質的に最小値に対応する時間、この実施例で
は300ms,を計時したとき、上記検出されたピー
クを真のピークと判断して真のピーク検出信号を
出力する。計数動作時間を300msとしたのは、先
に述べたように、通常胎児の最小心拍信号周期は
ほぼ300msであり、最小心拍信号周期内に真のピ
ークが存在することはあり得ないので検出ピーク
が真のピークであるか否かを確認するのには
300msで充分であるからである。
Data f (1) , f (2) , ... f (m
+1), f(m+2), . . . are stored in a data memory 26 connected thereto. The data memory 26 is composed of a plurality of shift registers, and each time new data is input, the previously stored data is moved one bit at a time, and the oldest data is pushed out and disappears. data memory 2
6 is connected to a multiplier 28, and the multiplier 28
An adder 30 is connected to. Multiplier 28
is f (1)・f when the value of the phase difference variable τ is m
(m+1), f (2)・f(m+2), ... is performed to obtain multiple products. The products obtained by the multiplier 28 are f (1)・f(m+1), f (2)・f(m+2),
… is f (1)・f(m+1)+f (2)・f by the adder
(m+2)... is added, and the sum is obtained. This sum represents the autocorrelation function A (n) when the phase difference variable τ is m. That is, the multiplier 28 and the adder 30 constitute a calculation circuit for calculating the autocorrelation function, and as described above, using the data stored in the data memory 26, substantially (2) Calculate the formula and calculate the autocorrelation function. That is, an autocorrelation function is calculated for the phase difference variable τ set to a certain value for each sampling cycle. A peak detector 32 is connected to the adder 30.
2 has a small capacity storage means and a comparison means (see FIG. 6 for the detailed structure). The storage means of the peak detector 32 stores the autocorrelation function calculated value before one sampling cycle, for example, A(m-
1), is stored, and the comparison means compares this stored calculated value with the newly input calculated value A (n) of the next sampling cycle, and also compares the newly input calculated value A (n). If the value A (n) is larger than the previously stored value A (m-1), the newly input calculated value A (n) is stored. Since it is sufficient for the peak detector 32 to store only the maximum value among the autocorrelation function calculation values, its storage means may have a small capacity.
Compare the calculated values of the autocorrelation function in two consecutive sampling cycles and check the increase/decrease state. If a trend from increasing to decreasing is observed from the comparison of the two consecutive calculated values, a peak exists in the first sampling cycle. I will do it. The peak detector 32 includes a peak level check circuit 34.
is connected. Peak level check circuit 3
Reference numeral 4 is configured with a comparator as a main element, and a peak detection signal from the peak detector 32 and a reference signal indicating a reference level are inputted thereto. The peak level check circuit 34 then compares the level of the peak detected by the peak detector 32 with a reference level. As the reference level, for example, as described above, a level that is 1/2 of the true peak measured last time is set. If the detected peak exceeds the reference level, the peak level check circuit 34 outputs a signal. Each time the timing means receives both the output signal from the peak detector 32 and the output signal from the peak level check circuit 34, it is reset and restarts timing, and measures the time corresponding to substantially the minimum value of the measurement cycle. Outputs a signal when
The peak confirmation circuit 36 mainly includes a counter which is a timekeeping means for performing such timekeeping, and each time it receives both the output signal from the peak detector 32 and the output signal from the peak level check circuit 34. When the timer is reset and the timer restarts, and the time corresponding to the minimum value of the measurement period (300ms in this example) is measured, the detected peak is determined to be the true peak and the true peak detection signal is output. Output. The reason for setting the counting operation time to 300 ms is that, as mentioned earlier, the minimum heartbeat signal period of a fetus is usually approximately 300ms, and it is impossible for a true peak to exist within the minimum heartbeat signal period, so the detected peak To check whether is a true peak or not, use
This is because 300ms is sufficient.

ピーク検出器32、ピークレベルチエツク回路
34、ピーク確認回路36は、例えば第6図に示
すような回路で構成される。メモリ52は比較器
54からの書込み信号の制御のもとに加算器30
で計算された自己相関関数計算値を読込み記憶す
るものである。比較器54は、加算器30からの
新たな自己相関関数計算値A(n)と、それ以前に
メモリ52に記憶されていた自己相関関数計算値
例えばA(m−1)とを比較する。新たな自己相
関関数計算値A(n)のほうが大きい場合には、比
較器54からの出力信号により、メモリ52の内
容は、この新たな自己相関関数計算値A(n)に更
新される。比較器54の出力信号はまた、AND
ゲート60を介してカウンタ62に入力される。
メモリ52に記憶されている自己相関関数計算値
(n)はピークレベルをチエツクするための比較
器56に入力され、比較器56にて、基準レベル
発生器58から入力されている基準レベルと比較
される。基準レベル発生器58は、前回の測定に
おける真のピークの、例えば、1/2のレベルを求
め、このレベルを基準レベルとして出力するもの
である。比較の結果、メモリ52に記憶されてい
る自己相関関数計算値A(n)のレベルが基準レベ
ルを越えるものである場合には、比較器56は信
号を出力する。比較器54,56の出力信号は
ANDゲート60に入力される。比較器54,5
6の出力信号が共に存在するときANDゲート6
0は信号を出力する。ANDゲート60の出力信
号はピーク確認回路を構成するカウンタ62にリ
セツト信号として入力される。カウンタ62は、
ANDゲート60の出力信号を受ける毎に計時を
再開し、測定周期の実質的に最小値に対応する時
間、この実施例では300ms、を計時すると、具体
的には300msに相当する数のクロツクパルスを計
数すると、信号を出力する。カウンタ62の出力
信号は真のピーク検出信号として周期計算手段と
しての周期計算回路38に入力されると共に、メ
モリクリア信号としてメモリ52に入力される。
The peak detector 32, peak level check circuit 34, and peak confirmation circuit 36 are constructed of, for example, a circuit as shown in FIG. The memory 52 is connected to the adder 30 under the control of the write signal from the comparator 54.
The autocorrelation function calculated value is read and stored. Comparator 54 compares the new autocorrelation function calculation value A (n) from adder 30 with the autocorrelation function calculation value previously stored in memory 52, for example A(m-1). If the new autocorrelation function calculation value A (n) is larger, the contents of the memory 52 are updated to this new autocorrelation function calculation value A (n) by the output signal from the comparator 54. The output signal of comparator 54 is also AND
It is input to a counter 62 via a gate 60.
The calculated autocorrelation function value A (n) stored in the memory 52 is input to a comparator 56 for checking the peak level, and the comparator 56 compares it with the reference level input from the reference level generator 58. be compared. The reference level generator 58 obtains, for example, a half level of the true peak in the previous measurement, and outputs this level as a reference level. As a result of the comparison, if the level of the calculated autocorrelation function value A (n) stored in the memory 52 exceeds the reference level, the comparator 56 outputs a signal. The output signals of comparators 54 and 56 are
It is input to AND gate 60. Comparator 54,5
AND gate 6 when both output signals of 6 are present
0 outputs a signal. The output signal of the AND gate 60 is input as a reset signal to a counter 62 constituting a peak confirmation circuit. The counter 62 is
If the clock is restarted every time the output signal of the AND gate 60 is received, and the time corresponding to the minimum value of the measurement period (300 ms in this embodiment) is counted, specifically, the number of clock pulses corresponding to 300 ms is counted. When counted, it outputs a signal. The output signal of the counter 62 is input as a true peak detection signal to the period calculation circuit 38 as a period calculation means, and is also input to the memory 52 as a memory clear signal.

以上のような構成ならびに動作により、ピーク
検出、ピークの確認が行われ、真のピークが検出
されることになる。
With the configuration and operation described above, peak detection and peak confirmation are performed, and the true peak is detected.

ピーク確認回路36に接続された周期計算回路
38はピーク確認回路36からの出力信号すなわ
ち真のピーク検出信号を受けると、その時のピー
クの時間軸上の位置によつて決定される位相差変
数τの値に対応した時間を計算する。この時間は
心拍信号をあらわす電気信号の周期Tに対応する
ものである。すなわち、真のピークが得られたと
きの位相差変数τの値は周期Tに対応するもので
あり、したがつて周期Tは真のピークの時間軸上
の位置によつて決定される位相差変数τの値に対
応した時間であらわされる。周期計算回路38に
接続された心拍数計算回路40は計算された周期
に基いて心拍数を計算する。心拍数計算回路40
は制御回路42に接続されている。制御回路42
には、例えば発光ダイオード(LED)を備えた
表示器44が接続されている。表示器44は制御
回路42を介して心拍数計算回路40から出力さ
れる信号に基いて心拍信号の心拍数を表示する。
制御回路42には、この時、心拍数計算回路40
からの信号が雑音成分を含んでいる場合あるいは
プローブはずれが生じたような場合、心拍数計算
回路40からの信号を表示器44へ入力しないよ
うに制御して誤まつた心拍数の表示を阻止するよ
うな補助手段を備えているとよい。しかし、これ
はこの発明と直接関係はないので詳細な説明は省
略する。
When the period calculation circuit 38 connected to the peak confirmation circuit 36 receives the output signal from the peak confirmation circuit 36, that is, the true peak detection signal, it calculates a phase difference variable τ determined by the position of the peak on the time axis at that time. Calculate the time corresponding to the value of. This time corresponds to the period T of the electrical signal representing the heartbeat signal. In other words, the value of the phase difference variable τ when the true peak is obtained corresponds to the period T, and therefore the period T is the phase difference determined by the position of the true peak on the time axis. It is expressed as a time corresponding to the value of the variable τ. A heart rate calculation circuit 40 connected to the period calculation circuit 38 calculates the heart rate based on the calculated period. Heart rate calculation circuit 40
is connected to the control circuit 42. Control circuit 42
A display device 44 including, for example, a light emitting diode (LED) is connected to the display device 44 . The display 44 displays the heart rate of the heartbeat signal based on the signal output from the heart rate calculation circuit 40 via the control circuit 42.
At this time, the control circuit 42 includes a heart rate calculation circuit 40.
If the signal from the heart rate calculation circuit 40 contains a noise component or if the probe is dislodged, the signal from the heart rate calculation circuit 40 is controlled not to be input to the display 44 to prevent false heart rate display. It is a good idea to have auxiliary means to do so. However, since this is not directly related to this invention, detailed explanation will be omitted.

制御回路42はまた、サンプリング回路24に
クロツクパルスを出力して、サンプリング回路2
4におけるサンプリングタイミングを制御してい
る。制御回路42はさらに、一サンプリング毎に
乗算器28に位相差変数τの値を指示する信号を
出力する。位相差変数τの値は、第1のサンプリ
ングサイクルにおいては、心拍信号の周期の実質
的に最小値に対応する時間に対応する値、例えば
τ=(m−1)から始め、サンプリングサイクル
の進行にしたがつてτ=m,τ=(m+1),τ=
(m+2),…というように、順次進められる。乗
算器28は制御回路42からの信号の指示する位
相差変数τの値だけはなれた二つのデータ、例え
ば位相差変数τの値がmであるとき、f(1)および
f(m+1)、をデータメモリ26から読出し、
その積f(1)・f(m+1)を求める。制御回路4
2は加算器30にタイミング信号を出力し、加算
器30は制御回路42からのタイミング信号に基
いて、乗算器28で順次計算される計算結果
f(1)・f(m+1),f(2)・f(m+2),…を加
算していく。すなわち、乗算器28と加算器30
とで制御回路42による制御のもとにデータメモ
リからデータを読出して実質的に(2)式に示す自己
相関関数A(n)の計算を行う。
The control circuit 42 also outputs a clock pulse to the sampling circuit 24 to
The sampling timing in 4 is controlled. The control circuit 42 further outputs a signal instructing the value of the phase difference variable τ to the multiplier 28 for each sampling. The value of the phase difference variable τ starts from a value corresponding to a time substantially corresponding to the minimum value of the period of the heartbeat signal, e.g. Accordingly, τ=m, τ=(m+1), τ=
(m+2), . . . and so on. The multiplier 28 calculates two data that are separated by the value of the phase difference variable τ indicated by the signal from the control circuit 42, for example, f (1) and f (m+1) when the value of the phase difference variable τ is m. Read from the data memory 26,
Find the product f (1)・f(m+1). Control circuit 4
2 outputs a timing signal to the adder 30, and the adder 30 outputs the calculation results sequentially calculated by the multiplier 28 based on the timing signal from the control circuit 42.
Add f (1)・f(m+1), f (2)・f(m+2), etc. That is, multiplier 28 and adder 30
Under the control of the control circuit 42, the data is read from the data memory and the autocorrelation function A (n) shown in equation (2) is substantially calculated.

制御回路42にはさらに基準レベル検出器46
が接続されている。基準レベル検出器46は制御
回路42から適当な時間間隔で出力されてくるタ
イミング信号にしたがつて、サンプリングされた
データに符号付けする場合の最適な基準レベル
(ゼロレベル)を検出し、サンプリング回路24
に最適基準レベル指示信号を出力する。データに
符号付けする際データの正負のバランスが良好に
とられているほど得られる自己相関関数は確実な
周期性をあらわすものであるが、基準レベル検出
器46はそのための最適値を求めるためのもので
あり、サンプリングの際データの最大値、最小値
あるいは平均値を検出して基準レベルの最適値を
求めるものである。
The control circuit 42 further includes a reference level detector 46.
is connected. The reference level detector 46 detects the optimum reference level (zero level) for coding the sampled data according to the timing signal output from the control circuit 42 at appropriate time intervals, and detects the optimum reference level (zero level) for coding the sampled data. 24
Outputs an optimum reference level indication signal to When coding data, the better the balance between positive and negative data is maintained, the more reliable the obtained autocorrelation function represents periodicity. During sampling, the maximum value, minimum value, or average value of data is detected to determine the optimal value of the reference level.

以上述べたようにこの発明によれば、自己相関
関数の計算を、時間軸上で、生体信号の測定周期
の実質的に最小値からはじめ、ピーク検出後もそ
の実質的な最小値に対応する時間だけ自己相関関
数の計算を続け、ピークの検出後の前記最小値に
対応する前記時間内に最初のピークより大きなピ
ークが存在しないとき、上記検出したピークを真
のピークとして検出するようにしたことにより、
本来の信号の周期を示す真のピークのみを確実に
検出することができそれによつて正しい周期を測
定することができるばかりでなく、自己相関関数
計算範囲が前記実質的な最小値からこの最小値と
測定すべき最大値までに限定され、前記最小値以
下の計算が不要になるので、無意味な計算が省か
れ実時間処理に有効であると共に、測定すべき信
号の周期に等しい時間間隔で測定結果を出力する
ことのできる周期測定装置を提供することができ
る。
As described above, according to the present invention, the calculation of the autocorrelation function is started from the substantially minimum value of the measurement period of the biological signal on the time axis, and even after the peak is detected, the calculation of the autocorrelation function is started from the substantially minimum value of the measurement period of the biological signal. The calculation of the autocorrelation function is continued for a period of time, and when there is no peak larger than the first peak within the time period corresponding to the minimum value after the detection of the peak, the detected peak is detected as a true peak. By this,
Not only is it possible to reliably detect only the true peak indicating the period of the original signal, thereby making it possible to measure the correct period, but also the autocorrelation function calculation range is from the above-mentioned practical minimum value to this minimum value. It is limited to the maximum value to be measured, and calculations below the minimum value are unnecessary, meaningless calculations are eliminated and it is effective for real-time processing. A period measuring device capable of outputting measurement results can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、この発明による周期測定装置におけ
る自己相関関数の計算形態を説明するために用い
た図、第2図は、この発明の周期測定装置を胎児
心拍数の周期測定に適用した場合を説明するため
の胎児心拍信号を示す図、第3図は、胎児心拍信
号の自己相関関数から得られる複数のピークのう
ち真のピークを検出するためのレベルチエツクを
説明するための図、第4図は、この発明の装置に
おいて検出したピークが真のピークであるか否か
を確認するために、ピークを検出した後一定時間
自己相関関数の計算を続ける動作を説明するため
の図、第5図は、この発明の周期測定装置の1実
施例の構成を概略的に示すブロツクダイヤグラ
ム、および第6図は、第5図に示す周期測定装置
におけるピーク検出器、ピークレベルチエツク回
路およびピーク確認回路の詳細な構成を示す図で
ある。 23……前処理回路、24……サンプリング回
路、26……データメモリ、28……乗算器、3
0……加算器、32……ピーク検出器、34……
ピークレベルチエツク回路、36……ピーク確認
回路、38……周期計算回路、40……心拍数計
算回路、42……制御回路、44……表示器、4
6……基準レベル検出器。
FIG. 1 is a diagram used to explain the calculation form of the autocorrelation function in the period measuring device according to the present invention, and FIG. 2 shows the case where the period measuring device according to the present invention is applied to periodic measurement of fetal heart rate. FIG. 3 is a diagram showing a fetal heartbeat signal for explanation, and FIG. Figure 5 is a diagram for explaining the operation of continuing to calculate an autocorrelation function for a certain period of time after detecting a peak in order to confirm whether the peak detected by the apparatus of the present invention is a true peak. The figure is a block diagram schematically showing the configuration of one embodiment of the period measuring device of the present invention, and FIG. 6 is a peak detector, peak level check circuit, and peak confirmation circuit in the period measuring device shown in FIG. FIG. 23... Preprocessing circuit, 24... Sampling circuit, 26... Data memory, 28... Multiplier, 3
0... Adder, 32... Peak detector, 34...
Peak level check circuit, 36... Peak confirmation circuit, 38... Cycle calculation circuit, 40... Heart rate calculation circuit, 42... Control circuit, 44... Display, 4
6...Reference level detector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 生体信号をあらわす電気信号を所定のサンプ
リング周期でサンプリングするサンプリング手段
と、 該サンプリング手段によつて得られたデータを
用いて、前記電気信号の自己相関関数を計算する
自己相関関数計算手段と、 計算された自己相関関数のピークを検出し検出
されたピークを記憶するピーク検出手段と、該ピ
ーク記憶手段に記憶されたピークより後で発生し
たピークを記憶されたピークと比較して、後で発
生したピークが大きいときに出力信号を発生する
ピーク比較手段と、該比較手段の出力信号によつ
て前記ピーク記憶手段に記憶されるピークを更新
する更新手段とを備えて成るピーク検出手段と、 該ピーク検出手段の前記比較手段からの出力信
号を受ける毎に計時を再開し、測定周期の実質的
に最小値に対応する時間を計時したとき信号を出
力する計時手段と、 該計時手段からの出力信号を受けてその時のピ
ークの時間軸上の位置によつて決定される位相差
変数の値に対応した時間を計算する周期計算手段
と、 を具備して成ることを特徴とする周期測定装置。 2 前記ピーク検出手段は、前記計時手段が信号
を出力した時のピークの値を基準にしてピーク検
出レベルが設定されるレベル設定手段を備え、こ
のレベルを越えるピークを検出することを特徴と
する、特許請求の範囲第1項に記載の周期測定装
置。
[Scope of Claims] 1. Sampling means for sampling an electrical signal representing a biological signal at a predetermined sampling period; and a self-correlation function for calculating an autocorrelation function of the electrical signal using data obtained by the sampling means. correlation function calculation means; peak detection means for detecting peaks of the calculated autocorrelation function and storing the detected peaks; and peaks occurring after the peaks stored in the peak storage means as stored peaks. The peak comparing means compares and generates an output signal when a later generated peak is larger, and the updating means updates the peak stored in the peak storage means by the output signal of the comparing means. and a clocking means that restarts timekeeping every time it receives an output signal from the comparison means of the peak detection means and outputs a signal when a time corresponding to a substantially minimum value of the measurement cycle is counted. , period calculation means for receiving the output signal from the time measurement means and calculating the time corresponding to the value of the phase difference variable determined by the position of the peak at that time on the time axis; Characteristic period measuring device. 2. The peak detection means is characterized in that it includes a level setting means for setting a peak detection level based on the peak value when the timer outputs the signal, and detects a peak exceeding this level. , a period measuring device according to claim 1.
JP9782080A 1980-07-17 1980-07-17 Cycle measuring system Granted JPS5722736A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9782080A JPS5722736A (en) 1980-07-17 1980-07-17 Cycle measuring system
US06/281,163 US4463425A (en) 1980-07-17 1981-07-07 Period measurement system
FR8113883A FR2495330A1 (en) 1980-07-17 1981-07-16 PERIOD MEASURING SYSTEM
DE19813128171 DE3128171A1 (en) 1980-07-17 1981-07-16 Period measuring device
CA000381973A CA1174733A (en) 1980-07-17 1981-07-17 Period measurement system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9782080A JPS5722736A (en) 1980-07-17 1980-07-17 Cycle measuring system

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63278598A Division JPH021566A (en) 1988-11-04 1988-11-04 Cycle measuring instrument

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5722736A JPS5722736A (en) 1982-02-05
JPS624971B2 true JPS624971B2 (en) 1987-02-02

Family

ID=14202368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9782080A Granted JPS5722736A (en) 1980-07-17 1980-07-17 Cycle measuring system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5722736A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100450344B1 (en) * 2001-10-26 2004-10-01 주식회사 트루라인시스템즈 Light projected screen board and its manufacturing method

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59198122A (en) * 1983-04-25 1984-11-09 Tokuyama Soda Co Ltd Manufacture of roughened polypropylene film
JPS6023023A (en) * 1983-07-20 1985-02-05 Tokuyama Soda Co Ltd Roughened polypropylene film and preparation thereof
JPS60262625A (en) * 1984-06-11 1985-12-26 Tokuyama Soda Co Ltd Polypropylene film
JPH021566A (en) * 1988-11-04 1990-01-05 Terumo Corp Cycle measuring instrument
JP5127526B2 (en) * 2008-03-25 2013-01-23 株式会社東芝 Pulse wave measuring device and pulse wave measuring method
EP2496143A4 (en) * 2009-11-04 2014-08-20 Glaxo Group Ltd Heart rate monitor
JP5516428B2 (en) 2010-10-14 2014-06-11 株式会社村田製作所 Pulsation period calculation device and biological sensor provided with the same
CN102613964B (en) * 2012-03-12 2013-12-25 深圳市视聆科技开发有限公司 Method and system for acquiring physiological signal cycle

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS535888A (en) * 1976-07-05 1978-01-19 Toitsu Kogyo Kk System for counting fatal pulse

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100450344B1 (en) * 2001-10-26 2004-10-01 주식회사 트루라인시스템즈 Light projected screen board and its manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5722736A (en) 1982-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4463425A (en) Period measurement system
US4403184A (en) Autocorrelation apparatus and method for approximating the occurrence of a generally periodic but unknown signal
US4456959A (en) Period measurement system
US4573479A (en) Systems and methods for monitoring the fetal heart
US4137907A (en) Systolic pressure determining apparatus and process using integration to determine pulse amplitude
JPS5867235A (en) Method and apparatus for measuring cardiac pulse
GB1605051A (en) Method of detecting signals
JPS624971B2 (en)
NO854672L (en) TELEPHONE DEVICES AND PROCEDURES FOR FREQUENCY SAMPLING.
US3833797A (en) Statistical noise processor
JP3097882B2 (en) Ultrasonic transducer
ATE92639T1 (en) PROCEDURE FOR EMI SUPPRESSION IN ULTRASONIC DISTANCE MEASUREMENTS.
JPH021566A (en) Cycle measuring instrument
JP3236710B2 (en) Measurement device for RMS values
JPS6122570B2 (en)
JP3741226B2 (en) Pulse measuring device
JPS61207973A (en) Correlation type time difference meter
JPH05212006A (en) Heartbeat interval measuring instrument
RU2122349C1 (en) Method for detection of qrs-syndrome and detection of moment of its emergence
JPH0123069B2 (en)
JPS6122572B2 (en)
JP3047264B2 (en) Time measurement device
SU439274A1 (en) Electrocardiogram Interval Measurement Device (ECG)
SU1481795A1 (en) Digital correlator for detection of echo-signals
SU1045162A2 (en) Digital phase meter having constant measuring time