(57)【要約】【課題】ある期間に測定した瞬時心拍の特性の可視化を実現する。【解決手段】実施形態における瞬時心拍評価装置は、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波の間隔である少なくとも２つの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を評価する評価手段と、前記評価手段により評価した瞬時心拍に対し、当該評価の種別に応じた色情報を決定する色情報決定手段とを有する。【選択図】図１
2018094173.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波の間隔である少なくとも２つの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を評価する評価手段と、
前記評価手段により評価した瞬時心拍に対し、当該評価の種別に応じた色情報を決定する色情報決定手段と
を備える瞬時心拍評価装置。
【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に記載の瞬時心拍評価装置。
【請求項３】
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波の電位の基線の動揺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る
請求項１に記載の瞬時心拍評価装置。
【請求項４】
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３に記載の瞬時心拍評価装置。
【請求項５】
前記評価手段は、
前記瞬時心拍の計測状態における、当該瞬時心拍を構成する時系列における先のＲ波の計測状態に対する、後のＲ波の計測状態の順序を評価し、
前記色情報決定手段は、
前記評価手段による前記瞬時心拍の評価の種別および前記評価手段により評価した前記順序に基づいて前記色情報を決定する
請求項４に記載の瞬時心拍評価装置。
【請求項６】
前記評価手段は、
前記瞬時心拍の時間の長短を評価し、
前記色情報決定手段は、
前記評価手段による前記瞬時心拍の評価の種別、前記評価手段により評価した前記順序、および前記評価手段により評価した前記瞬時心拍の時間の長短に基づいて前記色情報を決定する
請求項５に記載の瞬時心拍評価装置。
【請求項７】
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波の間隔である少なくとも２つの瞬時心拍を算出し、
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を評価し、
前記評価した瞬時心拍に対し、当該評価の種別に応じた色情報を決定する
瞬時心拍評価方法。
【請求項８】
請求項１に記載の瞬時心拍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、前記評価手段および前記色情報決定手段
として機能させるための瞬時心拍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、被験者の生体情報である瞬時心拍の特性を評価する瞬時心拍評価装置、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１つの自律神経活動である迷走神経活動は、迷走神経が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】
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する心電図は、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）という形で確認できる。
【０００８】
計測異常のうち、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波と誤判断して抽出してしまう場合もある（以降では、このような波形を計測異常Ｒ波と表記する）。計測異常Ｒ波は、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、瞬時心拍を構成するＲ波のうち、少なくとも１つが計測異常Ｒ波である場合、当該瞬時心拍は誤りであると言える。
【０００９】
瞬時心拍の可視化手法の例として、図６に示すグラフ（第１の従来手法）（例えば非特許文献１参照）や、図７に示すローレンツプロット（第２の従来手法）（例えば非特許文献２参照）が挙げられる。これらの可視化手法は、瞬時心拍の変化の把握などに用いられている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】ストレスと自律神経の科学（2016年10月13日確認），http://hclab.sakura.ne.jp/stress_novice_LFHF.html，
【非特許文献２】辻裕介，介護リフトの下降運動における被介護者の心理的負担評価に関する研究，三重大学大学院工学研究科  平成25年度修士論文，2014
【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】
【００１１】
上記の第１および第２の従来手法では、描画対象である瞬時心拍すべてを同じように表現する。このため、（１）正常に計測した瞬時心拍と、（２）瞬時心拍を構成するＲ波のひとつ以上が計測異常Ｒ波である瞬時心拍とを区別することができない。
【００１２】
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、ある期間に測定した瞬時心拍の特性の可視化を実現することができる瞬時心拍評価装置、瞬時心拍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】
【００１３】
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波の間隔である少なくとも２つの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を評価する評価手段と、前記評価手段により評価した瞬時心拍に対し、当該評価の種別に応じた色情報を決定する色情報決定手段とを有する装置を提供する。
【００１４】
上記構成の瞬時心拍評価装置の第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。
【００１５】
上記構成の瞬時心拍評価装置の第３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波の電位の基線の動揺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る装置を提供する。
【００１６】
上記構成の瞬時心拍評価装置の第４の態様は、第３の態様において、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。
【００１７】
上記構成の瞬時心拍評価装置の第５の態様は、第４の態様において、前記評価手段は、前記瞬時心拍の計測状態における、当該瞬時心拍を構成する時系列における先のＲ波の計測状態に対する、後のＲ波の計測状態の順序を評価し、前記色情報決定手段は、前記評価手段による前記瞬時心拍の評価の種別および前記評価手段により評価した前記順序に基づいて前記色情報を決定する装置を提供する。
【００１８】
上記構成の瞬時心拍評価装置の第６の態様は、第５の態様において、前記評価手段は、前記瞬時心拍の時間の長短を評価し、前記色情報決定手段は、前記評価手段による前記瞬時心拍の評価の種別、前記評価手段により評価した前記順序、および前記評価手段により評価した前記瞬時心拍の時間の長短に基づいて前記色情報を決定する
前記色情報を決定する装置を提供する。
【００１９】
本発明の実施形態における瞬時心拍評価方法の態様は、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波の間隔である少なくとも２つの瞬時心拍を算出し、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を評価し、前記評価した瞬時心拍に対し、当該評価の種別に応じた色情報を決定する方法を提供する。
【００２０】
本発明の実施形態における瞬時心拍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、前記評価手段および前記色情報決定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】
【００２１】
本発明によれば、ある期間に測定した瞬時心拍の特性の可視化を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態における瞬時心拍可視化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可視化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。
【図６】瞬時心拍の一例を示す図。
【図７】瞬時心拍の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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Ｒ波の情報あるいは瞬時心拍の時間情報の少なくともひとつ以上に基づいて瞬時心拍のパタン分けを行い、当該パタンに従って瞬時心拍に対応するカラーコードを決定する。なお、パタン分けについては、以下の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のいずれか１種類以上の情報を含むこととする。
【００２４】
（ａ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の組み合わせ情報（瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の組み合わせを示す情報）
（ｂ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の順序情報（瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の順序を示す情報）
（ｃ）瞬時心拍の時間情報（瞬時心拍の時間を示す情報）
(構成)
図１は、本発明の実施形態における瞬時心拍可視化装置の構成例を示す図である。図１に示す瞬時心拍可視化装置（瞬時心拍評価装置）１０は、心電図計測部１１および瞬時心拍可視化部（瞬時心拍評価部）１２を備える。一例として、瞬時心拍可視化装置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、瞬時心拍可視化部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、瞬時心拍可視化装置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、瞬時心拍可視化装置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は瞬時心拍可視化装置１０の外部に設けられてもよい。言い換えると、瞬時心拍可視化装置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。
【００２５】
実施形態と従来技術との相違点は、（１）瞬時心拍を構成するＲ波の情報、あるいは（２）瞬時心拍の時間情報の少なくとも１種類に基づいて、被験者の瞬時心拍の１つ１つについて、対応するカラーコードを決定することが挙げられる。
【００２６】
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可視化部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。
【００２７】
瞬時心拍可視化部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を可視化する。例えば、瞬時心拍可視化部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、色情報決定部１２６を備える。  
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、色情報決定部１２６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。
【００２８】
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波に関連する情報を、Ｒ波関連情報記録部１２２に記録する。
【００２９】
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。Ｒ波抽出部１２１による処理は、瞬時心拍を構成するＲ波の情報を用いる場合に必須である。  
本実施形態では、瞬時心拍を構成するＲ波の情報を用いる場合は、計測異常Ｒ波を検出するため、後述する正常計測状態とアーチファクト（異常計測状態）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。
【００３０】
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、算出した瞬時心拍を示す情報を瞬時心拍記録部１２４に記録することができる。
【００３１】
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を示す情報を記録する。瞬時心拍記録部１２４による処理は、瞬時心拍の時間情報を用いる場合に必須である。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ひとつめのＲ波の時刻情報と瞬時心拍の２つから構成されるデータ行列、が挙げられる。
【００３２】
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、あるいは瞬時心拍記録部１２４に記録される情報のうち１種類以上を用い、各記録部に保持した値に基づいて、瞬時心拍を評価する。具体的な評価手法については、後述する動作例で述べる。
【００３３】
色情報決定部１２６は、瞬時心拍評価部１２５による評価結果に基づき、瞬時心拍算出部１２３により算出した各瞬時心拍に対応する色情報（例えば、色相、明度、彩度を示す情報）を決定する。色情報決定部１２６による処理は、瞬時心拍評価部１２５による評価の結果に基づき、色相、明度、彩度に相当する情報の１種類以上を決定することを特徴とする。具体的な処理については、以下の動作例で述べる。
【００３４】
（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、上記の「（ａ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の組み合わせ情報」、「（ｂ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の順序情報」、「（ｃ）瞬時心拍の時間情報」でなる３種類の情報に基づいて、色情報決定部１２６が、瞬時心拍算出部１２３により算出した各瞬時心拍に対応する色情報を決定する場合について述べる。  
本実施形態では、計測異常Ｒ波を区別するため、Ｒ波の計測状態として、（１）正常計測状態、（２）ノイズ、（３）アーチファクトでなる３種類の計測状態を想定する。これらの区別を行うため、Ｒ波抽出部１２１は、Ｒ波関連情報記録部１２２にＲ波の電位情報を記録する。
【００３５】
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可視化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）。  
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。
【００３６】
瞬時心拍算出部１２３は、Ｒ波抽出部１２１で取得した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。
【００３７】
瞬時心拍評価部１２５は、Ｒ波関連情報記録部１２２に保存したＲ波の電位情報、および瞬時心拍記録部１２４に保存した瞬時心拍の時間情報に基づいて、瞬時心拍を評価する。
【００３８】
具体的には、瞬時心拍評価部１２５は、まず、瞬時心拍を構成する２つのＲ波の電位情報に基づいて、「（ａ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の組み合わせ情報」および「（ｂ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の順序情報」を求める。瞬時心拍評価部１２５は、Ｒ波の電位情報から、正常計測状態、ノイズ、アーチファクトの３種類の計測状態を判別する。
【００３９】
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、この評価基準を用い、Ｒ波関連情報記録部１２２に保存した情報で示されるＲ波の電位が3.5mV以上である場合に、当該Ｒ波の計測状態がアーチファクトであると判別する（Ｓ３）。  
なお、同等の判別が行なえるのであれば別の評価基準を用いても良い。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を評価しても良い。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
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う（Ｓ４）。この判別についても、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。  
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。  
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）。  
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、上記の「（ａ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の組み合わせ情報」、および「（ｂ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の順序情報」を求める。正常計測状態、ノイズ、アーチファクトの三種を考慮する場合、上記の「（ａ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の組み合わせ情報（状態の詳細と称することもある）」、および「（ｂ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の順序情報（単に、順序と称することもある）」のパタンは、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。
【００４２】
【表２】
2018094173.tif 000004
【００４３】
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。  
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。
【００４４】
表２における「（ａ）状態の詳細」は、上記の「（ａ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の組み合わせ情報」を意味し、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。  
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「（ａ）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「（ａ）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「（ａ）状態の詳細」は同じ「片方はノイズ、他方はアーチファクト」であるため、表２における「（ａ）状態の詳細」は６通りである。
【００４５】
表２における「（ｂ）順序」は、上記の「（ｂ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の順序情報」であり、表２における同じ行の判別結果で示される、２つのＲ波の計測状態が同じであれば、表２の「（ｂ）順序」の値を「０」と表現する。  
また、表２における同じ行の判別結果で示される、２つのＲ波の計測状態が異なる場合については、ノイズがアーチファクトより良い計測状態で、正常計測状態がノイズより良い計測状態であると定義して説明する。例えば、先に計測した、つまり１つ目のＲ波の計測状態が、後に計測した、つまり２つ目のＲ波の計測状態より良ければ（例えば、表２の通し番号＃２の行のように、１つ目のＲ波の計測状態が「Ｒ」で、２つ目のＲ波の計測状態が「Ｎ」であるとき）、表２の「（ｂ）順序」の値を「１」と表現し、２つ目のＲ波の計測状態が１つ目のＲ波の計測状態より良ければ（例えば、表２の通し番号＃３の行のように、１つ目のＲ波の計測状態が「Ｎ」で、２つ目のＲ波の計測状態が「Ｒ」であるとき）、表２の「（ｂ）順序」の値を「−１」と表現する。ここでは、「（ｂ）順序」の値は、各Ｒ波の計測状態に応じて「０」、「１」または「−１」で表現したが、これに限られず、例えば「０」、「５」、「−５」や「０」、「１００」、「−１００」、「０」、「１」、「４」などで表現してもよい。つまり、瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の順序と値の対応がとれていれば、それぞれの値の正負は問わない。また、それぞれの値は連続した値でなくともよい。
【００４６】
瞬時心拍評価部１２５は、表２に示すように、Ｒ波の計測状態の詳細を区別できる情報を生成する。本実施形態では、「（ａ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の詳細」、「（ｂ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の順序情報」をまとめて、通し番号（＃１、＃２、…）を用いて、表２に示すように関連付けた情報を生成して内部メモリに記憶しておく。  
そして、瞬時心拍評価部１２５は、表２に示す情報と、瞬時心拍記録部１２４に記録した瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の判別結果とを照合して、該当する「（ａ）状態の詳細」と、「（ｂ）順序」の値を表２に示す情報から特定し、この特定した結果を、瞬時心拍算出部１２３により算出した瞬時心拍について「（ａ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の詳細」、「（ｂ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の順序情報」として求める（Ｓ６）。なお、通し番号の形式は上記に限られない。
【００４７】
瞬時心拍評価部１２５は、瞬時心拍記録部１２４に記録した情報を基に、瞬時心拍の時間情報を評価する（Ｓ７）。この時間情報の評価については、瞬時心拍の時間の長短の評価が行えるものであれば良く、本実施形態では具体的な評価方法については規定しない。本実施形態では、正常な瞬時心拍の時間情報を基準として、延長、正常、短縮の３種の時間情報を想定し、以下の表３に示す、瞬時心拍の時間情報の評価基準を瞬時心拍評価部１２５の内部メモリに記憶しておく。  
そして、瞬時心拍評価部１２５は、表３における評価基準の列で示される各行の評価基準と、瞬時心拍記録部１２４に記録した瞬時心拍とを照合して、表３における各行の評価基準のうち、評価対象の１つの瞬時心拍（ＲＲＩ）と、評価対象となるすべての瞬時心拍の平均μ、標準偏差σの関係が条件を満たす評価基準と特定する。そして、瞬時心拍評価部１２５は、この評価基準の列に対応付けられる「（ｃ）時間情報」の列の「延長」、「正常」、「短縮」のいずれかを特定し、この特定した結果を、瞬時心拍算出部１２３により算出した瞬時心拍についての「（ｃ）瞬時心拍の時間情報」として評価する。
【００４８】
【表３】
2018094173.tif 000005
【００４９】
次に、色情報決定部１２６は、Ｓ６、Ｓ７において瞬時心拍評価部１２５で求めた、瞬時心拍算出部１２３により算出した瞬時心拍に関する「（ａ）「瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の組み合わせ情報」、「（ｂ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の順序情報」、「（ｃ）瞬時心拍の時間情報」を基に、これらの情報を可視化するための色情報を決定する。本実施形態では、色の要素情報である色相、明度、彩度と、瞬時心拍の各種の情報（ａ）、（ｂ）、（ｃ）とを以下のように対応付ける場合について説明する。
【００５０】
「（ａ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の組み合わせ情報」に対応する色情報：色相
「（ｂ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の順序情報」に対応する色情報：明度
「（ｃ）瞬時心拍の時間情報」に対応する色情報：彩度
なお、色の要素情報の種別（色相、明度、彩度）と瞬時心拍の各種の情報（ａ）、（ｂ）、（ｃ）との対応は上記に限られない。例えば、「（ａ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の組み合わせ情報」に対応する要素情報を上記のように色相のままとし、「（ｂ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の順序情報」に対応する要素情報を彩度に変更し、「（ｃ）瞬時心拍の時間情報」に対応する要素情報を明度に変更しても良い。また、色相、明度、彩度の種別の設定の一例を以降で説明するが、上記の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の内容に応じた色が区別できれば、設定内容は特に限られない。  
また、本実施形態では、瞬時心拍評価部１２５が、上記の「（ａ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の組み合わせ情報」に対応する色情報、「（ｂ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の順序情報」、「（ｃ）瞬時心拍の時間情報」の全てを評価しない形態、例えば上記のうち１種類のみを評価する形態や２種類のみを評価する形態であってもよい。例えば、瞬時心拍評価部１２５が「（ｃ）瞬時心拍の時間情報」を評価せず、「（ａ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の組み合わせ情報」と「（ｂ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の順序情報」の2種類を評価する構成である場合は、残りの評価対象の情報にそれぞれ対応する色の要素情報を上記の色相、明度、彩度から２種類とすればよい。
【００５１】
以下、色相、明度、彩度の設定の詳細について説明する。色情報決定部１２６は、表２に示される各行の「（ａ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の組み合わせ情報」のそれぞれに対応する色相を設定し、この情報を内部メモリに記憶する（Ｓ８）。本実施形態では、以下の表４に示す通り、通し番号が大きくなるに従って青から赤に変化するように、表４の「（ａ）の対応色相」の列における＃１〜＃９の各行に色相を設定し、この情報を図示しない内部メモリに記憶する。
【００５２】
【表４】
2018094173.tif 000006
【００５３】
表４では、「（ａ）情報の詳細」に対応する色相を「（ａ）の対応色相」として示し、「（ｂ）順序」に対応する明度を「（ｂ）の対応明度」として示し、「（ａ）情報の詳細」で定められる色相および「（ｂ）順序」で定められる明度で定まる色情報を「（ａ），（ｂ）で決まる色」として示した例を示す。
【００５４】
また、色情報決定部１２６は、表２に示される「（ｂ）順序」の値に対応する明度を表４の「（ｂ）順序」の列における＃１〜＃９の各行に設定し、この情報を内部メモリに記憶する（Ｓ９）。本実施形態では、色情報決定部１２６は、２つのＲ波の計測状態の判別結果が両方とも正常である場合（「（ｂ）順序」の値＝０）に純色そのままを用いた明度を表４の「（ｂ）順序」の列における該当の行に設定する。  
また、色情報決定部１２６は、片方の計測状態の判別結果が計測異常Ｒ波である場合で先に計測したＲ波の状態が良いとき（「（ｂ）順序」の値＝１）は純色よりも明るい色になるような明度を表４の「（ｂ）順序」の列における該当の行に設定し、後に計測したＲ波の状態が良いとき（「（ｂ）順序」の値＝−１）は純色よりも暗い色になるような明度を表４の「（ｂ）順序」の列における該当の行に設定する。
【００５５】
表４に示した例では、色情報決定部１２６は、グレースケールを用いて、ある行の「（ｂ）順序」の値＝０のときは純色のままの明度（表４では灰色で表現）を、同じ行における「（ｂ）の対応明度」の列に設定し、ある行の「（ｂ）順序」の値＝１のときは純色の明度の1.2倍の明度（表４では、上記の灰色より明るい色である、薄い灰色で表現）を、同じ行における「（ｂ）の対応明度」の列に設定し、ある行の「（ｂ）順序」の値＝−１のときは純色の0.8倍の明度（表４では、上記の灰色より暗い色である、黒で表現）を同じ行における「（ｂ）の対応明度」の列に設定する。
【００５６】
また、色情報決定部１２６は、Ｓ８で設定した色相とＳ９で設定した明度とで定まる色の情報を、表４の「（ａ），（ｂ）で決まる色」の列における＃１〜＃９の各行に設定し、この情報を内部メモリに記憶する。  
色情報決定部１２６は、表３で示される「（ｃ）瞬時心拍の時間情報」の「延長」、「正常」、「短縮」のそれぞれに対応するように定めた彩度と、表４の「（ａ），（ｂ）で決まる色」で示される色とで定まる、つまり色相、明度、彩度を反映した色情報を、以下の表５における「（ａ），（ｂ），（ｃ）で決まる色」の「（ｃ）延長」、「（ｃ）正常」、「（ｃ）短縮」の各列に対応する＃１〜＃９の各行に設定し、この情報を内部メモリに記憶する（Ｓ１０）。
【００５７】
本実施形態では、色情報決定部１２６は、表３にしたがって求めた「（ｃ）瞬時心拍の時間情報」が「延長」である場合は、純色と同じ彩度を用いる。これを基準とし、色情報決定部１２６は、表３にしたがって求めた「（ｃ）瞬時心拍の時間情報」が「正常」である場合、「短縮」である場合、の順に低い彩度を設定する。
【００５８】
【表５】
2018094173.tif 000007
【００５９】
表５に示した例では、色情報決定部１２６は、「（ｃ）瞬時心拍の時間情報」である「延長」、「正常」、「短縮」の順に彩度が低くなるように、表５における「（ａ），（ｂ），（ｃ）で決まる色」のカラーコードを、表５における「（ａ），（ｂ），（ｃ）で決まる色」の「（ｃ）延長」、「（ｃ）正常」、「（ｃ）短縮」の各列に対応する＃１〜＃９の各行に対して設定する。
【００６０】
表５に示した例では、色情報決定部１２６が、「（ｃ）瞬時心拍の時間情報」が「延長」である場合の彩度をHSL系での「255（純色と同等）」（表５では、例えば「青（彩度高）」として表現）に、「（ｃ）瞬時心拍の時間情報」が「正常」である場合の彩度をHSL系の「200」（表５では、例えば「青（彩度中）」として表現）に、「（ｃ）瞬時心拍の時間情報」が「短縮」である場合の彩度をHSL系の「150」（表５では、例えば「青（彩度低）」として表現）に設定した例を示す。
【００６１】
次に、色情報決定部１２６は、Ｓ６、Ｓ７において瞬時心拍評価部１２５で求めた、瞬時心拍算出部１２３により算出した瞬時心拍に関する「（ａ）「瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の組み合わせ情報」、「（ｂ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の順序情報」、「（ｃ）瞬時心拍の時間情報」と、表２、表３に示した情報とを照合することで、瞬時心拍評価部１２５で評価した瞬時心拍に関する「（ａ）「状態の詳細」、「（ｂ）順序」、「（ｃ）時間情報」とを求める。
【００６２】
そして、色情報決定部１２６は、これら求めた情報と表５に示した情報とを照合することで、瞬時心拍評価部１２５で評価した瞬時心拍について、「（ａ）「瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の組み合わせ情報」、「（ｂ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の順序情報」、「（ｃ）瞬時心拍の時間情報」を可視化するための色情報を表５から特定し、この特定した色情報を図示しないモニタなどに表示する（Ｓ１１）。これにより、瞬時心拍の特性を可視化することができる。
【００６３】
本実施形態では、彩度のカラーコードを決定するために、算出対象の瞬時心拍の情報が１つ以上を含むことを条件とするが、それ以外の情報については含まなくても良い。  
例えば、瞬時心拍の１つ１つを円で表現する場合、色情報決定部１２６は、「（ａ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の組み合わせ」の情報と、「（ｂ）瞬時心拍を構成する２つのＲ波の計測状態の順序」の情報を基にカラーコードを決定し、「（ｃ）瞬時心拍の時間情報」に基づいて、瞬時心拍について描画する円の大きさを定める、と言うような可視化手法を行っても良い。本実施形態では、カラーコードを用いて瞬時心拍を描画する図形のスタイルについては、特に規定しない。
【００６４】
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、瞬時心拍を構成するＲ波の情報あるいは瞬時心拍の時間情報の少なくとも１種類以上に基づいて瞬時心拍のパタン分けを行い、当該パタンに従って対応するカラーコードを決定することで、瞬時心拍の計測状況や時間的特性を直観的に可視化することができる。
【００６５】
本発明は、瞬時心拍を可視化する際のカラーコードを、瞬時心拍の情報に基づいて決定するものであるため、グラフやローレンツプロットといった従来の可視化手法と組み合わせることもできる。すなわち、従来の可視化手法において、瞬時心拍の計測状況や時間的特性の可視化手法を付与することが可能となる。
【００６６】
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。
【００６７】
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】
【００６８】
１０…瞬時心拍可視化装置、１１…心電図計測部、１２…瞬時心拍可視化部、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、１２６…色情報決定部。
【図１】
2018094173.tif 000008
【図２】
2018094173.tif 000009
【図３】
2018094173.tif 000010
【図４】
2018094173.tif 000011
【図５】
2018094173.tif 000012
【図６】
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【図７】
2018094173.tif 000014