(57)【要約】【課題】計測器の異常によって誤検出した異常な瞬時心拍を対象とし、当該瞬時心拍が時間的には正常の範囲内にある場合であっても、当該瞬時心拍の異常判別を実現する。【解決手段】実施形態における瞬時心拍信頼性評価装置は、被験者の心電を計測する心電計測手段から出力される信号に基づいて心電のＲ波を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出した、時系列で隣接する２つのＲ波の間隔である瞬時心拍を算出する算出手段と、前記抽出手段により抽出した、前記隣接する２つのＲ波のそれぞれの計測状態の種別に応じて、当該Ｒ波の間隔である、前記算出手段により算出した瞬時心拍の計測状態の信頼性を数値で評価する評価手段とを有する。【選択図】図１
2018094156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の心電を計測する心電計測手段から出力される信号に基づいて心電のＲ波を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出した、時系列で隣接する２つのＲ波の間隔である瞬時心拍を算出する算出手段と、
前記抽出手段により抽出した、前記隣接する２つのＲ波のそれぞれの計測状態の種別に応じて、当該Ｒ波の間隔である、前記算出手段により算出した瞬時心拍の計測状態の信頼性を数値で評価する評価手段と
を備える瞬時心拍信頼性評価装置。
【請求項２】
前記Ｒ波の計測状態は、前記Ｒ波の第１の計測状態、および前記Ｒ波の第２の計測状態を含み、
前記Ｒ波の第１の計測状態は、当該Ｒ波の電位が条件を満たす大きさとなる異常計測状態であり、
前記Ｒ波の第２の計測状態は、当該Ｒ波の電位が前記条件を満たす大きさとならない正常計測状態であり、
前記瞬時心拍の計測状態は、前記瞬時心拍の第１の計測状態、および前記瞬時心拍の第２の計測状態を含み、
前記瞬時心拍の前記第１の計測状態は、当該瞬時心拍を構成する第１および第２のＲ波の計測状態がいずれも前記正常計測状態であることを示し、
前記瞬時心拍の前記第２の計測状態は、当該瞬時心拍を構成する第１のＲ波の計測状態および前記瞬時心拍を構成する第２のＲ波の計測状態の少なくとも一方が前記異常計測状態であることを示す
請求項１に記載の瞬時心拍信頼性評価装置。
【請求項３】
前記瞬時心拍の計測状態は、第１の値から第２の値までの範囲を定めた評価値を含み、
前記評価値は、前記算出手段により算出された瞬時心拍を構成する一方および他方のＲ波の計測状態がいずれも前記正常計測状態であるときに前記範囲の第１の値を示し、
前記評価値は、前記算出手段により算出された瞬時心拍を構成する第１のＲ波の計測状態および前記瞬時心拍を構成する第２のＲ波の計測状態の少なくとも一方が前記異常計測状態であるときに前記範囲の第２の値を示す
請求項２に記載の瞬時心拍信頼性評価装置。
【請求項４】
前記Ｒ波の計測状態は、前記Ｒ波の第１の計測状態、前記Ｒ波の第２の計測状態および前記Ｒ波の第３の計測状態を含み、
前記Ｒ波の第１の計測状態は、当該Ｒ波の電位が条件を満たす大きさとなる異常計測状態であり、
前記Ｒ波の第２の計測状態は、当該Ｒ波の電位が前記条件を満たす大きさとならない一方で、前記Ｒ波の電位の基線の変動が条件を満たす大きさとなるノイズであり、
前記Ｒ波の第３の計測状態は、前記異常計測状態および前記ノイズに該当しない正常計測状態であり、
前記瞬時心拍の計測状態は、前記瞬時心拍の第１の計測状態、前記瞬時心拍の第２の計測状態、前記瞬時心拍の第３の計測状態、前記瞬時心拍の第４の計測状態、前記瞬時心拍の第５の計測状態、および前記瞬時心拍の第６の計測状態を含み、
前記瞬時心拍の前記第１の計測状態は、当該瞬時心拍を構成する一方および他方のＲ波の計測状態がいずれも前記正常計測状態であることを示し、
前記瞬時心拍の前記第２の計測状態は、当該瞬時心拍を構成する一方のＲ波の計測状態が前記正常計測状態で、他方の計測状態が前記ノイズであることを示し、
前記瞬時心拍の前記第３の計測状態は、当該瞬時心拍を構成する一方および他方のＲ波の計測状態がいずれも前記ノイズであることを示し、
前記瞬時心拍の前記第４の計測状態は、当該瞬時心拍を構成する一方のＲ波の計測状態が前記正常計測状態で、他方の計測状態が前記異常計測状態であることを示し、
前記瞬時心拍の前記第５の計測状態は、当該瞬時心拍を構成する一方のＲ波の計測状態が前記ノイズで、他方の計測状態が前記異常計測状態であることを示し、
前記瞬時心拍の前記第６の計測状態は、当該瞬時心拍を構成する一方および他方のＲ波の計測状態がいずれも前記異常計測状態であることを示す
請求項１に記載の瞬時心拍信頼性評価装置。
【請求項５】
前記瞬時心拍の計測状態は、第１の値から第２の値までの範囲を定めた評価値を含み、
前記評価値は、前記算出手段により算出された瞬時心拍を構成する一方および他方のＲ波の計測状態がいずれも前記正常計測状態であるときに前記範囲の第１の値を示し、
前記評価値は、前記算出手段により算出された瞬時心拍を構成する一方のＲ波の計測状態が前記正常計測状態であって、他方のＲ波の計測状態が前記ノイズであるときに前記第１の値より前記第２の値に近い第１の中間値を示し、
前記評価値は、前記算出手段により算出された瞬時心拍を構成する一方および他方のＲ波の計測状態がいずれも前記ノイズであるときに前記第１の中間値より前記第２の値に近い第２の中間値を示し、
前記評価値は、前記算出手段により算出された瞬時心拍を構成する一方のＲ波の計測状態が前記正常計測状態であって、他方のＲ波の計測状態が前記異常計測状態であるときに前記第２の中間値より前記第２の値に近い第３の中間値を示し、
前記評価値は、前記算出手段により算出された瞬時心拍を構成する一方および他方のＲ波の計測状態がいずれも前記ノイズであるときに前記第３の中間値より前記第２の値に近い第４の中間値を示し、
前記評価値は、前記算出手段により算出された瞬時心拍を構成する一方および他方のＲ波の計測状態がいずれも前記異常計測状態であるときに前記範囲の第２の値を示す
請求項４に記載の瞬時心拍信頼性評価装置。
【請求項６】
装置に適用される方法であって、
被験者の心電を計測する心電計測手段から出力される信号に基づいて心電のＲ波を抽出し、
前記抽出した、時系列で隣接する２つのＲ波の間隔である瞬時心拍を算出し、
前記抽出した、前記隣接する２つのＲ波のそれぞれの計測状態の種別に応じて、当該Ｒ波の間隔である、前記算出した瞬時心拍の計測状態の信頼性を数値で評価する
瞬時心拍信頼性評価方法。
【請求項７】
請求項１に記載の瞬時心拍信頼性評価装置の一部分として動作するコンピュータに用いられるプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記抽出手段、前記算出手段、および前記評価手段
として機能させるための瞬時心拍信頼性評価処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、瞬時心拍信頼性評価装置、方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自律神経には、交感神経と迷走神経の２つがある。交感神経および迷走神経は各臓器などに広く分布し、循環や代謝をはじめとする不随意な身体機能を制御する。多くの場合、交感神経と迷走神経が１つの臓器を拮抗的に支配すると言われている。
【０００３】
自律神経活動の１つである交感神経活動は、暗算負荷などのストレス刺激によって亢進することが知られている。
【０００４】
一方、もう一つの自律神経活動である迷走神経活動は、当該迷走神経各臓器において主に副交換性の神経活動を担うことから、副交感神経活動と同等に理解されることも多い。なお、迷走神経とは、厳密には脳神経の１つである第Ｘ神経の名称であり、脳から各臓器などに至る当該神経すべてを指す。このため、例えば心臓迷走神経のように、支配対象となっている臓器の名称を付記することで、対象臓器における副交感神経活動を示す場合がある。
【０００５】
自律神経が支配する臓器の１つに心臓がある。心臓は交感神経および迷走神経によって拮抗的に支配されており、交感神経活動と迷走神経活動の静的なバランスを反映すると言われている（例えば非特許文献３参照）。
【０００６】
図４は、瞬時心拍（ＲＲＩ）の一例を示す図である。特に、図４に示すような、時系列で隣接する（以下、単に隣接すると称することがある）２つのＲ波の間隔である瞬時心拍（ＲＲＩ：R-R interval）のゆらぎは交感神経活動と迷走神経活動の両方によって変化することが知られている。なお、Ｒ波とは、心電図計測によって得られる心電波形の１つであり、心臓の脱分極活動を反映している（例えば非特許文献４参照）。
【０００７】
実環境で自律神経活動を推定する手法として、瞬時心拍変動の周波数スペクトル解析が挙げられる。この手法によれば、不等間隔である瞬時心拍を周波数スペクトルで解析した際の低周波成分（以降HRVLF）は、交感神経活動と心臓迷走神経活動とを反映する指標として解釈され、高周波成分（以降HRVHF）は、心臓迷走神経活動を反映する指標として解釈される（例えば非特許文献３参照）。
【０００８】
心電図を計測する手段の１つとして、ホルター（Holter）心電計などのウェアラブルなデバイスがある。これらのデバイスを用いて取得される心電図は、電極の変形やズレをはじめとする電極異常、あるいは、体動、発汗、静電気など様々な要因によって計測異常が生じる（例えば非特許文献５参照）。図５は、心電図における計測異常の一例を示す図である。この計測異常は、心電図では図５に示すようなノイズ（Ｗ１）やアーチファクト（Ｗ２）（異常計測状態）という形で確認できる。
【０００９】
図５に示した通り、アーチファクトとして観測される波形はＲ波と類似しており、１つ以上連続して観測される。このため、心電図を解析してＲ波を抽出するアルゴリズムが、アーチファクトをＲ波と誤判断して不必要に抽出してしまう場合がある。
【００１０】
HRVLFおよびHRVHFは、解析対象となるすべてのデータが正常な瞬時心拍を示す場合でのみ、自律神経活動を反映する。ここでいう正常な瞬時心拍とは、計測対象と計測器両方において異常がないときの瞬時心拍を意味する。計測対象の異常とは、被験者の不整脈などを指し、計測器の異常とは、心電図で計測異常が生じている状態を指す。
【００１１】
計測異常の１つであるアーチファクトをＲ波と誤判断した波形（以降では、このような波形を計測異常Ｒ波と表記する）は、その発生機序から心臓の脱分極活動を一切反映しない。このため、解析対象となる瞬時心拍を構成するＲ波のうち、少なくとも１つがアーチファクトをＲ波と誤判断したものである場合、HRVLFおよびHRVHFのいずれも自律神経活動を反映するとは言えない。
【００１２】
瞬時心拍の異常値を除外する手法として、瞬時心拍の時間特徴量を使用するものがある。具体的な例としては、瞬時心拍の下限値・上限値と、前後の瞬時心拍との差分値に閾値を設定し、当該閾値を逸脱したものを除外する手法（例えば非特許文献１参照）（以降、第１の従来手法と呼ぶ）や、瞬時心拍の正規分布から外れた波形を除外する手法（非特許文献２参照）（以降、第２の従来手法と呼ぶ）がある。第２の従来手法中では、「瞬時心拍の平均±標準偏差」による異常値検出が最も簡便なものであり、一般的に２σあるいは３σルールが用いられることが多い。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】佐久間大輝ら，座位状態での心拍測定を用いたリアルタイムなストレス緩和システム，マルチメディア、分散協調とモバイルシンポジウム2013論文集，pp.1188-1195，2013
【非特許文献２】横田康成ら，心拍変動時系列変化を用いた敗血症の前駆症状モニタリング，第54回自動制御連合講演会，pp.1258-1261，2011
【非特許文献３】井上博，循環器疾患と自律神経機能 第2版，医学書院，2001
【非特許文献４】奥出潤，これならわかる！かんたんポイント心電図 第2版，医学書院，2011
【非特許文献５】日本光電，雑音混入のメカニズムと対策：きれいな心電図を記録するポイント  〜ホルター心電図編〜，（2016年10月6日確認）,http://www.nihonkohden.co.jp/iryo/point/holter/mechanism.html
【非特許文献６】渡辺重行ら，心電図の読み方パーフェクトマニュアル，羊土社，2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
瞬時心拍は時間の経過とともに変化する値であるため、動的に閾値を設定することが難しい。このため、一般に上記の第１従来手法では、病理的な異常判断に用いられる値を各種閾値として設定する。すなわち、瞬時心拍の異常値が病理的に正常な範囲内である場合には、当該瞬時心拍を異常として検出できない。
【００１５】
また、上記の第２の従来手法では、正規分布から逸脱した値を検出するため、平均値、標準偏差、中央値、四分位数をはじめとする各種統計値に基づいて閾値を設定する。異常値の判別を行うためには、正常な瞬時心拍に対するこれらの統計値を算出する必要があるが、この段階において正常な瞬時心拍を特定することはできない。よって、異常な瞬時心拍が多くなると、その存在が正常とみなされてしまうため、当該瞬時心拍を異常として検出できなくなる。
【００１６】
また、いずれの従来手法においても、計測器の異常は考慮されていない。すなわち、アーチファクトをＲ波と誤判断した計測異常Ｒ波を少なくとも１つ以上含む瞬時心拍について、時間的な長さが病理的に正常である場合、あるいは正常な瞬時心拍によって仮定される正規分布の範囲内である場合、第２の従来手法による異常な瞬時心拍の検出は不可能である。
【００１７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、計測器の異常によって誤検出した異常な瞬時心拍を対象とし、当該瞬時心拍が時間的には正常の範囲内にある場合であっても、当該瞬時心拍の異常判別を実現できる瞬時心拍信頼性評価装置、瞬時心拍信頼性評価方法およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、この発明の実施形態における瞬時心拍信頼性評価装置の第１の態様は、被験者の心電を計測する心電計測手段から出力される信号に基づいて心電のＲ波を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出した、時系列で隣接する２つのＲ波の間隔である瞬時心拍を算出する算出手段と、前記抽出手段により抽出した、前記隣接する２つのＲ波のそれぞれの計測状態の種別に応じて、当該Ｒ波の間隔である、前記算出手段により算出した瞬時心拍の計測状態の信頼性を数値で評価する評価手段とを有する装置を提供する。
【００１９】
上記構成の瞬時心拍信頼性評価装置の第２の態様は、第１の態様において、前記Ｒ波の計測状態は、前記Ｒ波の第１の計測状態、および前記Ｒ波の第２の計測状態を含み、前記Ｒ波の第１の計測状態は、当該Ｒ波の電位が条件を満たす大きさとなる異常計測状態であり、前記Ｒ波の第２の計測状態は、当該Ｒ波の電位が前記条件を満たす大きさとならない正常計測状態であり、前記瞬時心拍の計測状態は、前記瞬時心拍の第１の計測状態、および前記瞬時心拍の第２の計測状態を含み、前記瞬時心拍の前記第１の計測状態は、当該瞬時心拍を構成する第１および第２のＲ波の計測状態がいずれも前記正常計測状態であることを示し、前記瞬時心拍の前記第２の計測状態は、当該瞬時心拍を構成する第１のＲ波の計測状態および前記瞬時心拍を構成する第２のＲ波の計測状態の少なくとも一方が前記異常計測状態であることを示す装置を提供する。
【００２０】
上記構成の瞬時心拍信頼性評価装置の第３の態様は、第２の態様において、前記瞬時心拍の計測状態は、第１の値から第２の値までの範囲を定めた評価値を含み、前記評価値は、前記算出手段により算出された瞬時心拍を構成する一方および他方のＲ波の計測状態がいずれも前記正常計測状態であるときに前記範囲の第１値を示し、前記評価値は、前記算出手段により算出された瞬時心拍を構成する第１のＲ波の計測状態および前記瞬時心拍を構成する第２のＲ波の計測状態の少なくとも一方が前記異常計測状態であるときに前記範囲の第２の値を示す
装置を提供する。
【００２１】
上記構成の瞬時心拍信頼性評価装置の第４の態様は、第１の態様において、前記Ｒ波の計測状態は、前記Ｒ波の第１の計測状態、前記Ｒ波の第２の計測状態および前記Ｒ波の第３の計測状態を含み、前記Ｒ波の第１の計測状態は、当該Ｒ波の電位が条件を満たす大きさとなる異常計測状態であり、前記Ｒ波の第２の計測状態は、当該Ｒ波の電位が前記条件を満たす大きさとならない一方で、前記Ｒ波の電位の基線の変動が条件を満たす大きさとなるノイズであり、前記Ｒ波の第３の計測状態は、前記異常計測状態および前記ノイズに該当しない正常計測状態であり、前記瞬時心拍の計測状態は、前記瞬時心拍の第１の計測状態、前記瞬時心拍の第２の計測状態、前記瞬時心拍の第３の計測状態、前記瞬時心拍の第４の計測状態、前記瞬時心拍の第５の計測状態、および前記瞬時心拍の第６の計測状態を含み、前記瞬時心拍の前記第１の計測状態は、当該瞬時心拍を構成する一方および他方のＲ波の計測状態がいずれも前記正常計測状態であることを示し、前記瞬時心拍の前記第２の計測状態は、当該瞬時心拍を構成する一方のＲ波の計測状態が前記正常計測状態で、他方の計測状態が前記ノイズであることを示し、前記瞬時心拍の前記第３の計測状態は、当該瞬時心拍を構成する一方および他方のＲ波の計測状態がいずれも前記ノイズであることを示し、前記瞬時心拍の前記第４の計測状態は、当該瞬時心拍を構成する一方のＲ波の計測状態が前記正常計測状態で、他方の計測状態が前記異常計測状態であることを示し、前記瞬時心拍の前記第５の計測状態は、当該瞬時心拍を構成する一方のＲ波の計測状態が前記ノイズで、他方の計測状態が前記異常計測状態であることを示し、前記瞬時心拍の前記第６の計測状態は、当該瞬時心拍を構成する一方および他方のＲ波の計測状態がいずれも前記異常計測状態であることを示す装置を提供する。
【００２２】
上記構成の瞬時心拍信頼性評価装置の第５の態様は、第４の態様において、前記瞬時心拍の計測状態は、第１の値から第２の値までの範囲を定めた評価値を含み、前記評価値は、前記算出手段により算出された瞬時心拍を構成する一方および他方のＲ波の計測状態がいずれも前記正常計測状態であるときに前記範囲の第１の値を示し、前記評価値は、前記算出手段により算出された瞬時心拍を構成する一方のＲ波の計測状態が前記正常計測状態であって、他方のＲ波の計測状態が前記ノイズであるときに前記第１の値より前記第２の値に近い第１の中間値を示し、前記評価値は、前記算出手段により算出された瞬時心拍を構成する一方および他方のＲ波の計測状態がいずれも前記ノイズであるときに前記第１の中間値より前記第２の値に近い第２の中間値を示し、前記評価値は、前記算出手段により算出された瞬時心拍を構成する一方のＲ波の計測状態が前記正常計測状態であって、他方のＲ波の計測状態が前記異常計測状態であるときに前記第２の中間値より前記第２の値に近い第３の中間値を示し、前記評価値は、前記算出手段により算出された瞬時心拍を構成する一方および他方のＲ波の計測状態がいずれも前記ノイズであるときに前記第３の中間値より前記第２の値に近い第４の中間値を示し、前記評価値は、前記算出手段により算出された瞬時心拍を構成する一方および他方のＲ波の計測状態がいずれも前記異常計測状態であるときに前記範囲の第２の値を示す装置を提供する。
【００２３】
本発明の実施形態における瞬時心拍信頼性評価方法の態様は、装置に適用される方法であって、被験者の心電を計測する心電計測手段から出力される信号に基づいて心電のＲ波を抽出し、前記抽出した、時系列で隣接する２つのＲ波の間隔である瞬時心拍を算出し、前記抽出した、前記隣接する２つのＲ波のそれぞれの計測状態の種別に応じて、当該Ｒ波の間隔である、前記算出した瞬時心拍の計測状態の信頼性を数値で評価する方法を提供する。また、計測状態の信頼性を数値で評価する方法に代えて、例えば、信頼性の高低を示す横棒グラフの長さ（例えば横棒グラフの長さが長いほど信頼性が高い）などで評価する方法でもよい。
【００２４】
本発明の実施形態における瞬時心拍信頼性評価処理プログラムの態様は、第１の態様における瞬時心拍信頼性評価装置の一部分として動作するコンピュータに用いられるプログラムであって、前記コンピュータを、前記抽出手段、前記算出手段、および前記評価手段として機能させるためのプログラムを提供する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、計測器の異常によって誤検出した異常な瞬時心拍を対象とし、当該瞬時心拍が時間的には正常の範囲内にある場合であっても、当該瞬時心拍の異常判別を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態における瞬時心拍信頼性評価装置の構成例を示す図。
【図２】本発明の実施形態における瞬時心拍信頼性評価装置による処理手順の一例を示すフローチャート。
【図３】ＱＲＳ群の電位振幅の絶対値と、Ｒ波の電位の関係の一例を示す図。
【図４】瞬時心拍（ＲＲＩ）の一例を示す図。
【図５】心電図における計測異常の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら、この発明に係わる実施形態を説明する。  
一実施形態では、瞬時心拍を構成する２つのＲ波の電位情報に基づいて当該瞬時心拍の信頼を評価することで、異常判別を実現可能にする。なお、瞬時心拍の評価においては、電位情報に加えて、従来の時間情報を考慮してもよい。
【００２８】
（構成）
図１は、本発明の実施形態における瞬時心拍信頼性評価装置の構成例を示す図である。図１に示す瞬時心拍信頼性評価装置１０は、心電図計測部１１および瞬時心拍信頼性評価部１２を備える。一例として、瞬時心拍信頼性評価装置１０は、心電図計測部１１を被験者（ユーザ）に装着可能なウェアラブルデバイスとし、瞬時心拍信頼性評価部１２をスマートフォン、タブレット型端末、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などのコンピュータデバイスとしたシステムにより実現される。例えば、コンピュータデバイスは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサと、プロセッサに接続されるメモリと、心電図計測部１１と（例えば無線で）通信するための通信インタフェースと、を備える。なお、瞬時心拍信頼性評価装置１０の実現形態は、この例に限定されるものではない。例えば、瞬時心拍信頼性評価装置１０は１つのデバイスとして実現されてもよい。また、心電図計測部１１は瞬時心拍信頼性評価装置１０の外部に設けられてもよい。言い換えると、瞬時心拍信頼性評価装置１０は、心電図計測部１１に相当する外部の心電計測装置から被験者の心電を計測した結果を取得してもよい。
【００２９】
実施形態と従来技術との相違点は、瞬時心拍の時間情報ではなく、瞬時心拍を構成する２つのＲ波の電位情報に基づいて当該瞬時心拍を評価することが挙げられる。
【００３０】
心電図計測部１１は、被験者の心電図を計測し、計測結果を瞬時心拍信頼性評価部１２に送る。心電は、循環器系の生体信号であり、例えば、心室の収縮と同期した周期的な信号を含む。心電図計測部１１は、少なくとも２極の電極によって心電の計測を行う。計測結果は、心電図におけるＲ波相当の心電を抽出可能なデータを含む。例えば、計測結果は心電図のデータを含む。心電図計測部１１は、Ｒ波相当の心電波形を計測することができればよく、その実現形態は問わない。例えば、心電図計測部１１はホルター心電計からなる。
【００３１】
瞬時心拍信頼性評価部１２は、心電図計測部１１から計測結果を受け取り、受け取った計測結果に基づいて被験者の瞬時心拍の信頼性を評価する。例えば、瞬時心拍信頼性評価部１２は、Ｒ波抽出部１２１、Ｒ波関連情報記録部１２２、瞬時心拍算出部１２３、瞬時心拍記録部１２４、瞬時心拍評価部１２５を備える。
【００３２】
Ｒ波抽出部１２１、Ｒ波関連情報記録部１２２、瞬時心拍算出部１２３、瞬時心拍記録部１２４、瞬時心拍評価部１２５の機能は、例えば、プロセッサがメモリに格納されているプログラムを読み出して実行することにより実現される。なお、これらの機能の一部または全部は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの回路によって実現されてもよい。
【００３３】
Ｒ波抽出部１２１は、心電図計測部１１で取得した心電図を解析し、Ｒ波を抽出する。また、Ｒ波抽出部１２１は、抽出したＲ波の情報を、Ｒ波関連情報記録部１２２に記録する。
【００３４】
Ｒ波関連情報記録部１２２は、不揮発性メモリなどの記憶媒体を含み、この記憶媒体に対し、Ｒ波抽出部１２１で抽出したＲ波の情報を記録する。本実施形態は、Ｒ波の計測状態として、正常計測状態とアーチファクトとの少なくとも２種類の計測状態が区別可能な情報をＲ波関連情報記録部１２２への記録対象とするが、それ以外の情報については特に指定しない。例えば、抽出されたＲ波が出現した時間の情報をＲ波関連情報記録部１２２への記録対象としても良い。また、具体的な記録形式については特に指定しない。
【００３５】
瞬時心拍算出部１２３は、Ｒ波抽出部１２１で抽出したＲ波に基づき、隣接する２つのＲ波間の間隔である瞬時心拍を算出する。瞬時心拍算出部１２３は、算出した瞬時心拍の情報を瞬時心拍記録部１２４に記録する。
【００３６】
瞬時心拍記録部１２４は、不揮発性メモリなどの記憶媒体を含み、この記憶媒体に対し、瞬時心拍算出部１２３で算出した瞬時心拍の情報を記録する。瞬時心拍記録部１２４への具体的な記録形式については特に指定しないが、例えば、（１）瞬時心拍の行列や、（２）瞬時心拍を構成する１つ目のＲ波の時刻情報と瞬時心拍との２つから構成されるデータ行列、が挙げられる。
【００３７】
なお、瞬時心拍記録部１２４の機能は本実施形態において必須の機能ではない。この機能は、Ｒ波の電位情報に加え、瞬時心拍の時間情報も考慮して瞬時心拍を評価する場合のみに必要となる。
【００３８】
瞬時心拍評価部１２５は、Ｒ波関連情報記録部１２２に記録される情報を基に、瞬時心拍算出部１２３で算出した瞬時心拍の信頼性を評価する。具体的な評価手法については、後述する動作例で述べる。
【００３９】
（動作例）
次に、実施形態の動作例について説明する。本実施形態では、Ｒ波の計測状態の例として、アーチファクト、ノイズ、正常計測状態の３種類を考慮する場合を仮定し、Ｒ波の電位情報を記録する場合について説明する。また、ノイズを考慮せず、アーチファクト、正常計測状態の２種類を考慮してもよい。以降では、電位情報のみを使用して瞬時心拍を評価する場合について述べる。
【００４０】
具体的な処理手順を以下に示す。図２は、本発明の実施形態における瞬時心拍信頼性評価装置による処理手順の一例を示すフローチャートである。  
心電図計測部１１は、最低でも２極の電極によって心電図の計測を行う（Ｓ１）。
【００４１】
Ｒ波抽出部１２１は、心電図計測部１１で計測した心電図からＲ波を抽出する。Ｒ波抽出部１２１は、抽出した各Ｒ波の電位情報をＲ波関連情報記録部１２２に記録する。
【００４２】
瞬時心拍算出部１２３は、Ｒ波抽出部１２１で抽出したＲ波に基づき、隣接する２つのＲ波から瞬時心拍を算出する（Ｓ２）。瞬時心拍の時間情報も考慮に入れて瞬時心拍の計測状態の評価を行なう場合のみ、瞬時心拍算出部１２３は、算出した瞬時心拍の情報を瞬時心拍記録部１２４に記録する。
【００４３】
瞬時心拍評価部１２５は、Ｒ波関連情報記録部１２２に記録した、Ｒ波の電位情報に基づいて、瞬時心拍の計測状態を評価する。なお、同等の判別が行えるのであれば、瞬時心拍評価部１２５は、Ｒ波の電位情報に代えて別の基準を用いて瞬時心拍の計測状態を評価しても良い。例えば、瞬時心拍評価部１２５は、心電図の統計情報に基づいて計測状態の異常判別を行い、当該異常判別の結果と、計測したＲ波の情報とを組み合わせた情報に基づいて瞬時心拍の計測状態を評価しても良い。
【００４４】
瞬時心拍の計測状態の評価の一例を説明する。本実施形態では、瞬時心拍評価部１２５は、瞬時心拍を構成する２つのＲ波の電位情報に基づいて、正常計測状態、ノイズ、アーチファクトの３種類の計測状態をＲ波の計測状態として判別する。
【００４５】
本実施形態では、瞬時心拍評価部１２５の図示しない内部メモリは、以下の表１に記載される、Ｒ波の計測状態の評価基準を記憶しており、瞬時心拍評価部１２５は、この評価基準に基づき、当該Ｒ波の計測状態がアーチファクトであるかどうかを判別する（Ｓ３）。
【００４６】
【表１】
2018094156.tif 000003
【００４７】
瞬時心拍評価部１２５は、Ｓ３でアーチファクトではないと判別されたＲ波の計測状態について、ノイズ（正常計測状態と比較して電位の基線が一定以上変動している波形）であるかどうかの判別を行なう（Ｓ４）。この判別本処理についても、基線変動を検出できる手法であれば実現手段は問わない。
【００４８】
本実施形態では、瞬時心拍評価部１２５は、判別対象のＲ波の電位（図３中の矢印の先端部)と、判別対象のＲ波を含むＱＲＳ群（心電）の電位振幅の絶対値（図３参照）が閾値を超えた場合に当該Ｒ波をノイズと判別する。本実施形態では、この閾値を0.5mVと仮定する。図３は、ＱＲＳ群の電位振幅の絶対値と、Ｒ波の電位の関係の一例を示す図である。
【００４９】
瞬時心拍評価部１２５は、Ｓ３、Ｓ４でアーチファクトやノイズであると判別されなかったＲ波の計測状態が正常計測状態であると判別する（Ｓ５）。
【００５０】
瞬時心拍評価部１２５は、各Ｒ波について判別された計測状態に基づき、隣接する２つのＲ波から構成される瞬時心拍の計測状態を評価する（Ｓ６）。正常計測状態、ノイズ、アーチファクトの３種を考慮する場合、瞬時心拍を構成するＲ波の計測状態の判別結果の組み合わせは、以下の表２に示す通し番号＃１〜＃９で示されるパタンのいずれかとなる。なお、通し番号の形式は上記に限られない。
【００５１】
【表２】
2018094156.tif 000004
【００５２】
表２における判別結果の「Ｒ」は正常計測状態を示し、「Ｎ」はノイズを示し、「Ａ」はアーチファクトを示す。つまり、表２における通し番号＃１に対応する判別結果の「Ｒ、Ｒ」は、隣接する１つ目および２つ目のＲ波の計測状態の判別結果がともに正常計測状態であることを示す。表２における通し番号＃２に対応する判別結果の「Ｒ、Ｎ」は、隣接する１つ目のＲ波の計測状態の判別結果が正常状態で、２つ目のＲ波の計測状態の判別結果がノイズであることを示す。表２における通し番号＃３に対応する判別結果の「Ｎ、Ｒ」は、隣接する１つ目のＲ波の計測状態の判別結果がノイズで、２つ目のＲ波の計測状態の判別結果が正常状態であることを示す。表２における通し番号＃４に対応する判別結果の「Ｎ、Ｎ」は、隣接する１つ目および２つ目のＲ波の計測状態の判別結果がともにノイズであることを示す。
【００５３】
表２における通し番号＃５に対応する判別結果の「Ｒ、Ａ」は、隣接する１つ目のＲ波の計測状態の判別結果が正常状態で、２つ目のＲ波の計測状態の判別結果がアーチファクトであることを示す。表２における通し番号＃６に対応する判別結果の「Ａ、Ｒ」は、隣接する１つ目のＲ波の計測状態の判別結果がアーチファクトで、２つ目のＲ波の計測状態の判別結果が正常状態であることを示す。表２における通し番号＃７に対応する判別結果の「Ｎ、Ａ」は、隣接する１つ目のＲ波の計測状態の判別結果がノイズで、２つ目のＲ波の計測状態の判別結果がアーチファクトであることを示す。表２における通し番号＃８に対応する判別結果の「Ａ、Ｎ」は、隣接する１つ目のＲ波の計測状態の判別結果がアーチファクトで、２つ目のＲ波の計測状態の判別結果がノイズであることを示す。表２における通し番号＃９に対応する判別結果の「Ａ、Ａ」は、隣接する１つ目および２つ目のＲ波の計測状態の判別結果がともにアーチファクトであることを示す。
【００５４】
表２における「状態の詳細」は、表２における同じ行の判別結果に基づく、隣接する２つのＲ波の計測状態の詳細を示す。  
「状態の詳細」の表現では、瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の判別結果の組み合わせのみを区別し、時系列の前後を区別しない。つまり、表２に示した例では、計測状態の判別結果の組み合わせは通し番号＃１〜＃９に対応する９通りであるが、＃２、＃３に対応する「状態の詳細」は同じ「片方は正常計測状態、他方はノイズ」で、＃５、＃６に対応する「状態の詳細」は同じ「片方は正常計測状態、他方はアーチファクト」で、＃７、＃８に対応する「状態の詳細」は同じ「片方はノイズ、他方はアーチファクト」となる。このため、表２における「状態の詳細」は６通りである。
【００５５】
本実施形態では、表２の「状態の詳細」ごとの評価を行う場合について説明するが、それ以外の評価基準を設けても良い。例えば、同じ「状態の詳細」であっても、２つのＲ波の前後の情報が判別可能な評価基準を設けても良い。
【００５６】
瞬時心拍評価部１２５は、「状態の詳細」がユーザに容易に区別できるよう、各状態に別個の評価値を割り当てる。評価値の一例を表２の「評価値」として示す。なお、この評価値はあくまでも一例であり、本実施形態では評価値の決め方を特に規定しない。
【００５７】
次に、表２における「評価値」について説明する。この「評価値」は、表２における同じ行の「状態の詳細」で示される状態である、瞬時心拍を構成する２つのＲ波のそれぞれの計測状態の信頼性を、最低値の０（信頼性が最も低い）から最高値の１（信頼性が最も高い）の間の数値で表現し、「状態の詳細」で示される各状態に対し、０．２刻みで異なる評価値を割り当てたものである。なお、評価値の範囲や、各状態に対する評価値の刻み方は特に限られず、例えば１から１０の間で各状態に対し１刻みで異なる評価値を割り当ててもよいし、また、各状態の間で評価値の刻み幅が異なっていてもよい。また、上記のように、最低値の０（信頼性が最も低い）から最高値の１（信頼性が最も高い）の間の数値で表現することに代えて、最低値の０（信頼性が最も高い）から最高値の１（信頼性が最も低い）の間の数値で表現してもよい。
【００５８】
評価値の具体例を説明する。表２に示すように、通し番号＃１における「状態の詳細」が「２つとも正常計測状態」のとき、この通し番号＃１における「評価値」は、最高値の「１」となる。  
また、「状態の詳細」の表現と同じく、「評価値」の表現では、瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の判別結果の組み合わせのみを区別し、時系列の前後を区別しない。つまり、表２に示すように、通し番号＃２における「判別結果」が「Ｒ、Ｎ」で、通し番号＃３における「判別結果」が、時系列の前後が入れ替わった「Ｎ、Ｒ」であるのに対し、これら通し番号＃２、＃３における「状態の詳細」は、共通した「片方は正常計測状態、他方はノイズ」であり、これら通し番号＃２、＃３における「評価値」は、＃１における「評価値」に対して０．２減じた、共通した中間値「０．８」である。  
また、通し番号＃４における「状態の詳細」は、「２つともノイズ」であって、この通し番号＃４における「評価値」は、＃２における「評価値」に対して０．２減じた中間値「０．６」である。
【００５９】
通し番号＃５、＃６における「状態の詳細」は、共通した「片方は正常計測状態、他方はアーチファクト」であり、これら通し番号＃５、＃６における「評価値」は、＃３、＃４における「評価値」に対して０．２減じた、共通した中間値「０．４」である。
【００６０】
通し番号＃７、＃８における「状態の詳細」は、共通した「片方はノイズ、他方はアーチファクト」であり、これら通し番号＃７、＃９における「評価値」は、＃５、＃６における「評価値」に対して０．２減じた、共通した中間値「０．２」である。  
通し番号＃９における「状態の詳細」は、「２つともアーチファクト」であり、この通し番号＃９における「評価値」は、＃７、＃８における「評価値」に対して０．２減じた、最低値の「０」である。
【００６１】
また、各Ｒ波の計測状態として、ノイズを考慮せずに、アーチファクト、正常計測状態の２種類を考慮するときは、表２における各Ｒ波の計測状態の判別結果を「Ｒ、Ｒ」、「Ｒ、Ａ」、「Ａ、Ｒ」、「Ａ、Ａ」の４通りとして、表２における「状態の詳細」を、（１）判別結果「Ｒ、Ｒ」に対応する「２つとも正常計測状態」および、（２）判別結果「Ｒ、Ａ」、「Ａ、Ｒ」、「Ａ、Ａ」に対応する「少なくとも一方がアーチファクト」の２通りとしてもよい。  
この場合、「状態の詳細」の「２つとも正常計測状態」に対応する評価値を最高値の「１」とし、「状態の詳細」の「少なくとも一方がアーチファクト」に対応する評価値を最低値の「０」とすることができる。
【００６２】
次に、本発明によって生じる効果について説明する。  
本発明では、Ｒ波の電位情報に基づいて瞬時心拍を評価することで、計測系（計測機器）の異常に由来する瞬時心拍を判別することが可能となる。
【００６３】
また、瞬時心拍評価部１２５以降の各処理で、瞬時心拍の計測状態の評価値を用いることにより、当該処理による評価による神経活動推定精度を向上させることができる。例えば、自律神経活動を推定する場合、表２の評価値が１以上である計測状態に対応する瞬時心拍のみを解析対象とすることで、生体のみに由来する値を用いることが可能となり、より正確に自律神経活動を推定することが可能となる。また、Ｒ波抽出部１２１のアルゴリズムが、ノイズからも正確にＲ波を抽出できるものであれば、評価値が０．６以上である計測状態に対応する瞬時心拍を解析対象とすることが可能となり、自律神経活動の推定精度の向上と、推定可能時間の担保との双方を両立することが可能となる。
【００６４】
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００６５】
また、各実施形態に記載した手法は、計算機（コンピュータ）に実行させることができるプログラム（ソフトウエア手段）として、例えば磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ等）、半導体メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等）等の記録媒体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布することもできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、計算機に実行させるソフトウエア手段（実行プログラムのみならずテーブルやデータ構造も含む）を計算機内に構成させる設定プログラムをも含む。本装置を実現する計算機は、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、また場合により設定プログラムによりソフトウエア手段を構築し、このソフトウエア手段によって動作が制御されることにより上述した処理を実行する。なお、本明細書でいう記録媒体は、頒布用に限らず、計算機内部あるいはネットワークを介して接続される機器に設けられた磁気ディスクや半導体メモリ等の記憶媒体を含むものである。
【符号の説明】
【００６６】
１０…瞬時心拍信頼性評価装置、１１…心電図計測部、１２…瞬時心拍信頼性評価部、１２１…Ｒ波抽出部、１２２…Ｒ波関連情報記録部、１２３…瞬時心拍算出部、１２４…瞬時心拍記録部、１２５…瞬時心拍評価部。
【図１】
2018094156.tif 000005
【図２】
2018094156.tif 000006
【図３】
2018094156.tif 000007
【図４】
2018094156.tif 000008
【図５】
2018094156.tif 000009