(57)【要約】【課題】基線搖動のある心電図波形のデータからでも、心拍およびその時刻を的確に検出する。【解決手段】心拍検出装置は、心電図波形のサンプリングデータ列からサンプリングデータの時間差分の正負反転値を算出する時間差分正負反転値算出部３と、処理対象のサンプリング時刻よりも前の一定の時間範囲の正負反転値と処理対象のサンプリング時刻よりも後の一定の時間範囲の正負反転値のうちの最大値を検出する最大値検出部４と、処理対象のサンプリング時刻の正負反転値から最大値を引いた減算値を算出する減算値算出部５と、処理対象のサンプリング時刻について算出された最新の減算値から所定時間前の減算値までの範囲における減算値の変化量を算出し、変化量を積算する積算値算出部６と、積算値が閾値を超えたときに、処理対象のサンプリング時刻を心拍時刻とする心拍時刻決定部７を備える。【選択図】  図３
2018175152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の心電図波形のサンプリングデータ列からサンプリングデータの時間差分の正負反転値をサンプリング時刻ごとに算出する第１のステップと、
処理対象のサンプリング時刻よりも前の一定の時間範囲の前記正負反転値と前記処理対象のサンプリング時刻よりも後の一定の時間範囲の前記正負反転値のうちの最大値をサンプリング時刻ごとに検出する第２のステップと、
前記処理対象のサンプリング時刻の前記正負反転値から前記最大値を引いた減算値をサンプリング時刻ごとに算出する第３のステップと、
前記処理対象のサンプリング時刻について算出された最新の前記減算値から所定時間前の前記減算値までの範囲における前記減算値の変化量をサンプリング時刻ごとに算出する第４のステップと、
最新の前記減算値から所定時間前の前記減算値までの範囲における前記減算値の変化量を積算する第５のステップと、
この第５のステップによって算出された積算値が所定の閾値を超えたときに、前記処理対象のサンプリング時刻を心拍時刻とする第６のステップとを含むことを特徴とする心拍検出方法。
【請求項２】
請求項１記載の心拍検出方法において、
前記第５のステップは、最新の前記減算値から所定時間前の前記減算値までの範囲における前記減算値の変化量の中に、減少量が含まれる場合、この減少量を積算から除外し、増加量である変化量のみを積算するステップを含むことを特徴とする心拍検出方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の心拍検出方法において、
前記第２のステップは、
前記第１のステップによって算出された正負反転値を第１のＦＩＦＯバッファに入力するステップと、
前記第１のＦＩＦＯバッファの出力を第２のＦＩＦＯバッファに入力し、この第２のＦＩＦＯバッファの出力を第３のＦＩＦＯバッファに入力するステップと、
前記第１のＦＩＦＯバッファに格納された正負反転値および前記第３のＦＩＦＯバッファに格納された正負反転値のうちの最大値をサンプリング時刻ごとに検出するステップとを含み、
前記第３のステップは、
前記第１のステップによって算出された正負反転値を第４のＦＩＦＯバッファに入力するステップと、
この第４のＦＩＦＯバッファの出力値から前記最大値を引いた減算値をサンプリング時刻ごとに算出するステップとを含むことを特徴とする心拍検出方法。
【請求項４】
請求項３記載の心拍検出方法において、
前記第４のＦＩＦＯバッファの大きさに相当する時間間隔をＬ１、前記第１のＦＩＦＯバッファの大きさに相当する時間間隔をＬ２、前記第２のＦＩＦＯバッファの大きさに相当する時間間隔をＬ３、前記第３のＦＩＦＯバッファの大きさに相当する時間間隔をＬ４とするとき、Ｌ１＝Ｌ２＋Ｌ３／２かつＬ２＝Ｌ４であることを特徴とする心拍検出方法。
【請求項５】
生体の心電図波形のサンプリングデータ列からサンプリングデータの時間差分の正負反転値をサンプリング時刻ごとに算出する時間差分正負反転値算出部と、
処理対象のサンプリング時刻よりも前の一定の時間範囲の前記正負反転値と前記処理対象のサンプリング時刻よりも後の一定の時間範囲の前記正負反転値のうちの最大値をサンプリング時刻ごとに検出する最大値検出部と、
前記処理対象のサンプリング時刻の前記正負反転値から前記最大値を引いた減算値をサンプリング時刻ごとに算出する減算値算出部と、
前記処理対象のサンプリング時刻について算出された最新の前記減算値から所定時間前の前記減算値までの範囲における前記減算値の変化量をサンプリング時刻ごとに算出する変化量算出部と、
最新の前記減算値から所定時間前の前記減算値までの範囲における前記減算値の変化量を積算する積算処理部と、
この積算処理部によって算出された積算値が所定の閾値を超えたときに、前記処理対象のサンプリング時刻を心拍時刻とする心拍時刻決定部とを備えることを特徴とする心拍検出装置。
【請求項６】
請求項５記載の心拍検出装置において、
前記積算処理部は、最新の前記減算値から所定時間前の前記減算値までの範囲における前記減算値の変化量の中に、減少量が含まれる場合、この減少量を積算から除外し、増加量である変化量のみを積算することを特徴とする心拍検出装置。
【請求項７】
請求項５または６記載の心拍検出装置において、
前記最大値検出部は、
前記時間差分正負反転値算出部によって算出された正負反転値を入力とする第１のＦＩＦＯバッファと、
前記第１のＦＩＦＯバッファの出力を入力とする第２のＦＩＦＯバッファと、
前記第２のＦＩＦＯバッファの出力を入力とする第３のＦＩＦＯバッファと、
前記第１のＦＩＦＯバッファに格納された正負反転値および前記第３のＦＩＦＯバッファに格納された正負反転値のうちの最大値をサンプリング時刻ごとに検出する検出処理部とから構成され、
前記減算値算出部は、
前記時間差分正負反転値算出部によって算出された正負反転値を入力とする第４のＦＩＦＯバッファと、
この第４のＦＩＦＯバッファの出力値から前記最大値を引いた減算値をサンプリング時刻ごとに算出する減算処理部とから構成されることを特徴とする心拍検出装置。
【請求項８】
請求項７記載の心拍検出装置において、
前記第４のＦＩＦＯバッファの大きさに相当する時間間隔をＬ１、前記第１のＦＩＦＯバッファの大きさに相当する時間間隔をＬ２、前記第２のＦＩＦＯバッファの大きさに相当する時間間隔をＬ３、前記第３のＦＩＦＯバッファの大きさに相当する時間間隔をＬ４とするとき、Ｌ１＝Ｌ２＋Ｌ３／２かつＬ２＝Ｌ４であることを特徴とする心拍検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心電図波形から心拍（Ｒ波）を検出するための心拍検出方法および心拍検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＥＣＧ（Electrocardiogram、心電図）波形は、心臓の電気的な活動を観測したものであり、一般的な方法では電極を体表面に取り付けて計測する。ＥＣＧ波形から抽出される心拍数は運動強度の指標となり、また心拍変動は自律神経機能の評価などに活用される。ＥＣＧ波形に対し心拍検出などのデータ処理を行う際には、ＥＣＧ波形は一定の時間間隔でサンプリングされた離散的なデータ列として扱われる。
【０００３】
図６に、一般的なＥＣＧ波形の例を示す。ＥＣＧ波形は、連続した心拍の波形からなり、１つの心拍波形は、それぞれ心房や心室の活動を反映したＰ波、Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波、Ｔ波等の成分からなっている。そのうち、心室の収縮に伴うものがＲ波であり、振幅も大きいため、心拍の検出はＲ波を目安にして行われることが多い。
【０００４】
従来の心拍検出方法として、以下のような文献が公知である。特許文献１には、ＥＣＧ波形の時間差分値のピークと、その前後の一定の時間領域での値を調べた結果に基づいて、心拍を検出する構成が開示されている。
【０００５】
ところで、ＥＣＧ波形を計測する際、波形にノイズが加わることがある。特に、電極を備えたシャツなどの、ウエアラブルな心電計測デバイスを用いて取得されたＥＣＧ波形では、体動等に伴うノイズが混入し易い。従来の心拍検出方法では、このようなノイズの混入により、心拍検出の誤りが誘発されるという問題点があった。特に、ＥＣＧ波形の基線の急激な搖動を、心拍と誤って検出してしまうことがある。
【０００６】
図７は、従来の問題点を説明する図であり、ＥＣＧ波形のサンプリングデータの一部を示す図である。図７の横軸は時間、縦軸は心電位［μＶ］である。なお、サンプリング間隔は５ｍｓである。
図８は、図７のＥＣＧ波形の時間差分「（ｎ＋１）番目のサンプリング値−（ｎ−１）番目のサンプリング値」をとって正負を反転した値を示す図であり、横軸は時間、縦軸は心電位の差分値［μＶ］である。ＥＣＧ波形の時間差分をとることで、Ｒ波〜Ｓ波の急峻な心電位の低下に伴う上向きのピーク（Ｒ）が、心拍のリズムに沿って出現しているのが見て取れる。
【０００７】
また図９は、図８の各時点のデータ列について、対象の時点Ｔよりも前の一定の時間領域（Ｔ−Δｔ２）〜（Ｔ−Δｔ１）の時間差分の正負反転値および対象の時点Ｔよりも後の一定の時間領域（Ｔ＋Δｔ１）〜（Ｔ＋Δｔ２）の時間差分の正負反転値のうちの最大値を、対象の時点Ｔの時間差分の正負反転値から減じた減算値ｂを時間軸上にプロットした図である。ここでは、Δｔ１＝２５ｍｓ、Δｔ２＝１２５ｍｓとしている。横軸は時間、縦軸は心電位の差分値由来の値であり、単位は［μＶ］である。このデータ列は、図８の各点に対する、その前後一定の時間領域の値のクリアランスの高さを表している。つまり、図８のデータ列の、Ｒ波由来のピークを選択的に強調したものになっている。
【０００８】
また、図９中の◆印３０は、特許文献１の方法に則って検出した心拍時刻とＲ−Ｒ間隔［ｍｓ］とを示している。
図７のＥＣＧ波形に戻ると、破線９０の部分で基線に急激な搖動が生じている。図８および図９では、この基線の搖動に対応するピークＸが現れている。特許文献１に開示された従来の心拍検出方法では、図９の閾値ＴＨを超えたピークを心拍として検出するが、Ｒ波由来のピークだけでなく、ＥＣＧ波形の基線の搖動によるピークＸを、心拍として誤って検出してしまっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２０１６／０３９１８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、基線搖動のあるＥＣＧ波形データからでも、心拍およびその時刻を的確に検出することができる心拍検出方法および心拍検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の心拍検出方法は、生体の心電図波形のサンプリングデータ列からサンプリングデータの時間差分の正負反転値をサンプリング時刻ごとに算出する第１のステップと、処理対象のサンプリング時刻よりも前の一定の時間範囲の前記正負反転値と前記処理対象のサンプリング時刻よりも後の一定の時間範囲の前記正負反転値のうちの最大値をサンプリング時刻ごとに検出する第２のステップと、前記処理対象のサンプリング時刻の前記正負反転値から前記最大値を引いた減算値をサンプリング時刻ごとに算出する第３のステップと、前記処理対象のサンプリング時刻について算出された最新の前記減算値から所定時間前の前記減算値までの範囲における前記減算値の変化量をサンプリング時刻ごとに算出する第４のステップと、最新の前記減算値から所定時間前の前記減算値までの範囲における前記減算値の変化量を積算する第５のステップと、この第５のステップによって算出された積算値が所定の閾値を超えたときに、前記処理対象のサンプリング時刻を心拍時刻とする第６のステップとを含むことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の心拍検出方法の１構成例において、前記第５のステップは、最新の前記減算値から所定時間前の前記減算値までの範囲における前記減算値の変化量の中に、減少量が含まれる場合、この減少量を積算から除外し、増加量である変化量のみを積算するステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の心拍検出方法の１構成例において、前記第２のステップは、前記第１のステップによって算出された正負反転値を第１のＦＩＦＯバッファに入力するステップと、前記第１のＦＩＦＯバッファの出力を第２のＦＩＦＯバッファに入力し、この第２のＦＩＦＯバッファの出力を第３のＦＩＦＯバッファに入力するステップと、前記第１のＦＩＦＯバッファに格納された正負反転値および前記第３のＦＩＦＯバッファに格納された正負反転値のうちの最大値をサンプリング時刻ごとに検出するステップとを含み、前記第３のステップは、前記第１のステップによって算出された正負反転値を第４のＦＩＦＯバッファに入力するステップと、この第４のＦＩＦＯバッファの出力値から前記最大値を引いた減算値をサンプリング時刻ごとに算出するステップとを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の心拍検出方法の１構成例において、前記第４のＦＩＦＯバッファの大きさに相当する時間間隔をＬ１、前記第１のＦＩＦＯバッファの大きさに相当する時間間隔をＬ２、前記第２のＦＩＦＯバッファの大きさに相当する時間間隔をＬ３、前記第３のＦＩＦＯバッファの大きさに相当する時間間隔をＬ４とするとき、Ｌ１＝Ｌ２＋Ｌ３／２かつＬ２＝Ｌ４である。
【００１３】
また、本発明の心拍検出装置は、生体の心電図波形のサンプリングデータ列からサンプリングデータの時間差分の正負反転値をサンプリング時刻ごとに算出する時間差分正負反転値算出部と、処理対象のサンプリング時刻よりも前の一定の時間範囲の前記正負反転値と前記処理対象のサンプリング時刻よりも後の一定の時間範囲の前記正負反転値のうちの最大値をサンプリング時刻ごとに検出する最大値検出部と、前記処理対象のサンプリング時刻の前記正負反転値から前記最大値を引いた減算値をサンプリング時刻ごとに算出する減算値算出部と、前記処理対象のサンプリング時刻について算出された最新の前記減算値から所定時間前の前記減算値までの範囲における前記減算値の変化量をサンプリング時刻ごとに算出する変化量算出部と、最新の前記減算値から所定時間前の前記減算値までの範囲における前記減算値の変化量を積算する積算処理部と、この積算処理部によって算出された積算値が所定の閾値を超えたときに、前記処理対象のサンプリング時刻を心拍時刻とする心拍時刻決定部とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、心電図波形の基線の搖動に起因する偽のピークを誤って検出することなく、的確に心拍検出を行うことができる。
【００１５】
また、本発明では、最新の減算値から所定時間前の減算値までの範囲における減算値の変化量の中に、減少量が含まれる場合、この減少量を積算から除外し、増加量である変化量のみを積算することにより、Ｒ波由来のピークをさらに強調することができ、より的確な心拍検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、対象の時点の前後一定の時間領域における時間差分正負反転値の最大値を、対象の時点の時間差分正負反転値から減じた減算値を示す図である。
【図２】図２は、図１の減算値の増加量を積算した値を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施例に係る心拍検出装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施例に係る心拍検出方法を説明するフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の実施例に係る心拍検出方法による心拍の検出結果を示す図である。
【図６】図６は、心電図波形の例を示す図である。
【図７】図７は、心電図波形のサンプリングデータの１例を示す図である。
【図８】図８は、図７の心電図波形の時間差分正負反転値を示す図である。
【図９】図９は、対象の時点の前後一定の時間領域における時間差分正負反転値の最大値を、対象の時点の時間差分正負反転値から減じた減算値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［発明の原理］
図１は、図９の一部を拡大した図である。ここでは、サンプリング毎の減算値ｂのデータが分かるように点で示した。図１の減算値ｂのデータ列には、Ｒ波由来のピークと、ＥＣＧ波形の基線の搖動によるピークＸとが現れている。Ｒ波由来のピークの部分は、データ毎の変化量が大きいことが分かる。特に、破線１０で囲んだ部分は、２０ｍｓほどの間に大きく単調増加している。そこで、２０ｍｓ間の増加量の積算値をとることで、このピークをさらに強調することができる。
【００１８】
図２は、図１に示した減算値ｂの増加量を２０ｍｓの期間にわたって積算した値ｄを示す図である。図２の横軸は時間、縦軸は心電位の差分値由来の値であり、単位は［μＶ］である。図２によれば、破線１０で囲んだ部分の、Ｒ波由来のピークが強調されている一方、破線９０で囲んだ部分の、ＥＣＧ波形の基線の搖動に由来する部分のピークが減殺されていることが分かる。したがって、適切な閾値に基づくことで、Ｒ波由来のピークのみを検出することが可能になる。
【００１９】
［実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図３は本発明の実施例に係る心拍検出装置の構成を示すブロック図、図４は本発明の実施例に係る心拍検出方法を説明するフローチャートである。心拍検出装置は、ＥＣＧ波形のサンプリングデータ列を出力する心電計１と、ＥＣＧ波形のサンプリングデータ列とサンプリング時刻の情報とを記憶する記憶部２と、ＥＣＧ波形のサンプリングデータ列からサンプリングデータの時間差分の正負反転値をサンプリング時刻ごとに算出する時間差分正負反転値算出部３と、処理対象のサンプリング時刻よりも前の一定の時間範囲の正負反転値と処理対象のサンプリング時刻よりも後の一定の時間範囲の正負反転値のうちの最大値をサンプリング時刻ごとに検出する最大値検出部４と、処理対象のサンプリング時刻の正負反転値から最大値を引いた減算値をサンプリング時刻ごとに算出する減算値算出部５と、処理対象のサンプリング時刻について算出された最新の減算値から所定時間前の減算値までの範囲における減算値の変化量をサンプリング時刻ごとに算出し、これらの変化量を積算する積算値算出部６と、積算値が所定の閾値を超えたときに、処理対象のサンプリング時刻を心拍時刻とする心拍時刻決定部７とを備えている。
【００２０】
最大値検出部４は、時間差分正負反転値算出部３によって算出された時間差分正負反転値を入力とするＦＩＦＯバッファ（First In,First Out）４０と、ＦＩＦＯバッファ４０の出力値を入力とするＦＩＦＯバッファ４１と、ＦＩＦＯバッファ４１の出力値を入力とするＦＩＦＯバッファ４２と、ＦＩＦＯバッファ４０に格納された時間差分正負反転値およびＦＩＦＯバッファ４２に格納された時間差分正負反転値のうちの最大値をサンプリング時刻ごとに検出する検出処理部４３とから構成される。
【００２１】
減算値算出部５は、時間差分正負反転値算出部３によって算出された時間差分正負反転値を入力とするＦＩＦＯバッファ５０と、ＦＩＦＯバッファ５０の出力値から、最大値検出部４によって検出された最大値を引いた減算値をサンプリング時刻ごとに算出する減算処理部５１とから構成される。
【００２２】
積算値算出部６は、減算処理部５１によって算出された減算値を記憶する記憶部６０と、最新の減算値から所定時間前の減算値までの範囲における減算値の変化量をサンプリング時刻ごとに算出する変化量算出部６１と、最新の減算値から所定時間前の減算値までの範囲における減算値の変化量を積算する積算処理部６２とから構成される。
【００２３】
以下、本実施例の心拍検出方法を説明する。ここでは、１つの心拍を検出し、その心拍時刻を得るまでの手順を説明する。このような心拍時刻の算出をＥＣＧ波形データの期間にわたって繰り返すことによって、心拍時刻の時系列データが得られる。
【００２４】
本実施例では、ＥＣＧ波形をサンプリングしたデータ列をＤ（ｉ）とする。ｉ（ｉ＝１，２，…）は１サンプリングのデータに付与される番号である。番号ｉが大きくなる程、サンプリング時刻が後になることは言うまでもない。
【００２５】
心電計１は、図示しない生体（人体）のＥＣＧ波形を測定し、ＥＣＧ波形のサンプリングデータ列Ｄ（ｉ）を出力する。このとき、心電計１は、各サンプリングデータにサンプリング時刻の情報を付加して出力する。なお、ＥＣＧ波形の具体的な測定方法は周知の技術であるので、詳細な説明は省略する。
記憶部２は、心電計１から出力されたＥＣＧ波形のサンプリングデータ列Ｄ（ｉ）とサンプリング時刻の情報とを記憶する。
【００２６】
時間差分正負反転値算出部３は、サンプリングデータＤ（ｉ）の時間差分正負反転値Ｙ（ｉ）を算出するため、サンプリングデータＤ（ｉ）の１サンプリング後のデータＤ（ｉ＋１）と１サンプリング前のデータＤ（ｉ−１）とを記憶部２から取得する（図４ステップＳ１）。そして、時間差分正負反転値算出部３は、サンプリングデータＤ（ｉ）の時間差分正負反転値Ｙ（ｉ）を次式のようにサンプリング時刻ごとに算出する（図４ステップＳ２）。
Ｙ（ｉ）＝−｛Ｄ（ｉ＋１）−Ｄ（ｉ−１）｝                      ・・・（１）
【００２７】
時間差分正負反転値算出部３は、算出した時間差分正負反転値Ｙ（ｉ）をサンプリング時刻ごとにＦＩＦＯバッファ５０に入力する（図４ステップＳ３）。入力された値は、ＦＩＦＯバッファ５０内に保持され、ＦＩＦＯバッファ５０の大きさに相当する時間（時間差分正負反転値がＦＩＦＯバッファ５０に入力されてから出力されるまでの遅延時間）の後、減算処理に用いられることになる。
【００２８】
また、時間差分正負反転値算出部３は、算出した時間差分正負反転値Ｙ（ｉ）をサンプリング時刻ごとにＦＩＦＯバッファ４０に入力する（図４ステップＳ４）。ＦＩＦＯバッファ４０の出力はＦＩＦＯバッファ４１に入力され（図４ステップＳ５）、ＦＩＦＯバッファ４１の出力はＦＩＦＯバッファ４２に入力される（図４ステップＳ６）。ＦＩＦＯバッファ４０〜４２は、一定の時間範囲での時間差分正負反転値の最大値を求めるためのものである。
【００２９】
ＦＩＦＯバッファ４１の大きさに相当する時間間隔Ｌ３（時間差分正負反転値がＦＩＦＯバッファ４１に入力されてから出力されるまでの遅延時間）は、Ｒ波由来のピークの幅（概ね１０ｍｓ程度である）に対して十分広くしておく必要があり、５０ｍｓ程度が好ましい。また、ＦＩＦＯバッファ４０の大きさに相当する時間間隔Ｌ２（時間差分正負反転値がＦＩＦＯバッファ４０に入力されてから出力されるまでの遅延時間）、およびＦＩＦＯバッファ４２の大きさに相当する時間間隔Ｌ４（時間差分正負反転値がＦＩＦＯバッファ４２に入力されてから出力されるまでの遅延時間で、Ｌ２＝Ｌ４）は、１００ｍｓ程度が適当である。また、ＦＩＦＯバッファ５０の大きさに相当する時間間隔Ｌ１は、Ｌ１＝Ｌ２＋Ｌ３／２とすればよい。したがって、上記の数値例で言えば、Ｌ１は１２５ｍｓとなる。Ｌ１＝Ｌ２＋Ｌ３／２かつＬ２＝Ｌ４とすることにより、ＦＩＦＯバッファ５０の出力値ａの時刻（処理対象のサンプリング時刻）に対して、−（Ｌ２＋Ｌ３／２）〜−（Ｌ３／２）の範囲と（Ｌ３／２）〜（Ｌ２＋Ｌ３／２）の範囲について最大値Ｍを求めることができ、出力値ａから最大値Ｍを減算することが可能となる。
【００３０】
検出処理部４３は、ＦＩＦＯバッファ４０に格納された時間差分正負反転値およびＦＩＦＯバッファ４２に格納された時間差分正負反転値のうちの最大値Ｍをサンプリング時刻ごとに検出する（図４ステップＳ７）。
減算処理部５１は、ＦＩＦＯバッファ５０の出力値ａから最大値Ｍを引いた減算値ｂ＝ａ−Ｍをサンプリング時刻ごとに算出する（図４ステップＳ８）。この減算処理部５１によって算出された減算値ｂは記憶部６０に格納される。
【００３１】
変化量算出部６１は、減算処理部５１によって算出された減算値ｂ（ｉ）の１サンプリング前の減算値ｂ（ｉ−１）に対する変化量ｃ（ｉ）を次式のように算出する（図４ステップＳ９）。
ｃ（ｉ）＝ｂ（ｉ）−ｂ（ｉ−１）                                ・・・（２）
【００３２】
変化量算出部６１は、記憶部６０に記憶されている値を用いて、式（２）のような変化量ｃを、減算処理部５１によって算出された最新の減算値ｂ（ｉ）から所定時間（本実施例では２０ｍｓ）前の減算値ｂ（ｉ−Ｎ−１）までの範囲（Ｎは最新から所定時間前までの時間範囲に含まれる減算値ｂの個数）についてサンプリング時刻ごとに算出する。
【００３３】
積算処理部６２は、最新の減算値ｂ（ｉ）から所定時間前の減算値ｂ（ｉ−Ｎ−１）までの範囲について変化量算出部６１がサンプリング時刻ごとに算出した変化量ｃ（ｉ），ｃ（ｉ−１），ｃ（ｉ−２），・・・・，ｃ（ｉ−Ｎ−１）を次式のように積算する（図４ステップＳ１０）。
ｄ（ｉ）＝ｃ（ｉ）＋ｃ（ｉ−１）＋ｃ（ｉ−２）＋・・・・＋ｃ（ｉ−Ｎ−１）
・・・（３）
【００３４】
ただし、積算処理部６２は、積算対象の変化量ｃ（ｉ），ｃ（ｉ−１），ｃ（ｉ−２），・・・・，ｃ（ｉ−Ｎ−１）に、符号が負の減少量が含まれる場合、この減少量を積算から除外し、符号が正の増加量である変化量ｃのみを積算した値ｄ（ｉ）を算出する。
【００３５】
心拍時刻決定部７は、積算値ｄ（ｉ）が所定の閾値ＴＨを超えたときに（図４ステップＳ１１においてｙｅｓ）、この積算値ｄ（ｉ）のサンプリング時刻を心拍時刻とする（図４ステップＳ１２）。
【００３６】
なお、積算値ｄ（ｉ）は、時間差分正負反転値算出部３が算出した時間差分正負反転値よりも時間間隔Ｌ１だけ過去の時間差分正負反転値（出力値ａ）のサンプリング時刻を処理対象のサンプリング時刻として求めたものである。出力値ａのサンプリング時刻の情報は記憶部２から取得することが可能である。
こうして、ステップＳ１〜Ｓ１２の処理をサンプリング周期ごとに繰り返し実行することで、心拍時刻の時系列データが得られる。
【００３７】
図５は、図９に示した減算値のデータ列に対し、本実施例の方法に従って心拍検出を行った結果を示す図である。図５の横軸は時間、縦軸は心電位の差分値由来の値であり、単位は［μＶ］である。実線の波形は２０ｍｓ間の増加量の積算値ｄを示している。また、図中の◆印７０は、本実施例の方法に従って検出した心拍時刻とＲ−Ｒ間隔［ｍｓ］とを示している。図７のＥＣＧ波形では、破線９０の部分で基線に急激な搖動が生じていたが、本実施例によれば、破線９０の部分の基線搖動によるピークは減殺され、Ｒ波に由来するピークのみが適切に検出されていることが分かる。
【００３８】
本実施例で説明した記憶部２と時間差分正負反転値算出部３と最大値検出部４と減算値算出部５と積算値算出部６と心拍時刻決定部７とは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って本実施例で説明した処理を実行する。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、生体の心拍を検出する技術に適用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１…心電計、２，６０…記憶部、３…時間差分正負反転値算出部、４…最大値検出部、５…減算値算出部、６…積算値算出部、７…心拍時刻決定部、４０〜４２，５０…ＦＩＦＯバッファ、４３…検出処理部、５１…減算処理部、６１…変化量算出部、６２…積算処理部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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