(57)【要約】【課題】心電図波形の振幅が部分的に小さくなっているデータから心拍およびその時刻を正確に検出する。【解決手段】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から、連続する２点のサンプリングデータ間の電位の減少幅が減少幅閾値を超え、かつ極大値となる点を検出する検出部３と、電位の減少幅が減少幅閾値を超え、かつ極大値となったときの連続する２点のサンプリングデータを、心電図波形のＲ波からＳ波への変化を代表する２点のデータとみなし、心電図波形上でこの２点のデータを結ぶ直線が、心拍時刻を決定するための所定の電位と交わる時刻を心拍時刻として算出する心拍時刻算出部４とを備える。【選択図】  図１
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【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から、連続する２点のサンプリングデータ間の電位の減少幅が減少幅閾値を超え、かつ極大値となる点を検出する検出ステップと、
前記電位の減少幅が前記減少幅閾値を超え、かつ極大値となったときの前記連続する２点のサンプリングデータを、前記心電図波形のＲ波からＳ波への変化を代表する２点のデータとみなし、心電図波形上でこの２点のデータを結ぶ直線が、心拍時刻を決定するための所定の電位と交わる時刻を心拍時刻として算出する心拍時刻算出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、
前記検出ステップは、前記連続する２点のデータ間の電位の減少幅の極大値の平均に基づいて前記減少幅閾値を更新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、
前記心拍時刻算出ステップは、心電図波形上で前記２点のデータを結ぶ直線が前記所定の電位と交わる時刻を算出したときに、この時刻と直前の心拍時刻とが一定時間以上離れているかどうかを判定し、直前の心拍時刻と一定時間以上離れていない場合には、算出した時刻を心拍時刻として採用しないことを特徴とする心拍検出方法。
【請求項４】
請求項１または２記載の心拍検出方法において、
前記心拍時刻算出ステップは、心電図波形上で前記２点のデータを結ぶ直線が前記所定の電位と交わる時刻を算出したときに、この時刻を心拍時刻とみなした場合の心拍間隔が、直前の心拍間隔から一定割合以上増加していないかを判定し、心拍間隔が一定割合以上増加している場合には、算出した時刻を心拍時刻として採用しない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から、連続する２点のサンプリングデータ間の電位の減少幅が減少幅閾値を超え、かつ極大値となる点を検出する検出手段と、
前記電位の減少幅が前記減少幅閾値を超え、かつ極大値となったときの前記連続する２点のサンプリングデータを、前記心電図波形のＲ波からＳ波への変化を代表する２点のデータとみなし、心電図波形上でこの２点のデータを結ぶ直線が、心拍時刻を決定するための所定の電位と交わる時刻を心拍時刻として算出する心拍時刻算出手段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、
前記検出手段は、前記連続する２点のデータ間の電位の減少幅の極大値の平均に基づいて前記減少幅閾値を更新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、
前記心拍時刻算出手段は、心電図波形上で前記２点のデータを結ぶ直線が前記所定の電位と交わる時刻を算出したときに、この時刻と直前の心拍時刻とが一定時間以上離れているかどうかを判定し、直前の心拍時刻と一定時間以上離れていない場合には、算出した時刻を心拍時刻として採用しないことを特徴とする心拍検出装置。
【請求項８】
請求項５または６記載の心拍検出装置において、
前記心拍時刻算出手段は、心電図波形上で前記２点のデータを結ぶ直線が前記所定の電位と交わる時刻を算出したときに、この時刻を心拍時刻とみなした場合の心拍間隔が、直前の心拍間隔から一定割合以上増加していないかを判定し、心拍間隔が一定割合以上増加している場合には、算出した時刻を心拍時刻として採用しない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間隔（Ｒ−Ｒ間隔）などの生体情報を抽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、体表面に電極を置いて、心臓の電気的な活動を観測したものである。ＥＣＧ波形の誘導法、すなわち電極の配置には、四肢や胸部を用いた様々な種類がある。胸部誘導のうち、Ｖ３〜Ｖ５誘導は、電極を左胸に配置するものである。また、ＥＣＧ波形を長時間モニタする場合に用いられるＣＣ５誘導では、電極を左胸と右胸に配置する。これらの誘導は、振幅の大きい安定した波形が得られるという利点がある。
【０００３】
図７に、ＥＣＧ波形の例を示す。図７の縦軸は電位、横軸は時間である。ＥＣＧ波形は、連続した心拍波形からなり、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。
ＥＣＧ波形から得られるＲ−Ｒ間隔などの生体情報は、自律神経の働きを反映する指標であることが知られている。日常生活の中でのＥＣＧ波形をとり、検出した心拍から心拍変動のデータを解析することは、自律神経機能の評価に有用である。
【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波形の基線の搖動を除去するための構成が開示されている。また特許文献２には、ＥＣＧ波形の山と谷との振幅に基づいた閾値でＲ波を認識する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−７８６９５号公報
【特許文献２】特開２００３−５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の心拍検出方法には次のような問題点があった。日常生活での心拍データを記録あるいは解析しようとする場合、長時間にわたる多数の心拍を含むＥＣＧデータにおいては、すべての心拍において明確な波形が得られるわけではなく、ある心拍の波形の振幅が、成分毎あるいは部分的に小さくなってしまうことがある。波形の振幅の低下は、生体（人体）の活動に伴って生体−電極間のインピーダンスが大きくなることによる信号レベルの低下や、同じく生体の活動に伴ってサンプリング周波数に対して波形の変化が速くなることによるデータの取りこぼしなどに起因する。
【０００７】
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は従来の問題点を説明する図であり、振幅が部分的に低下したＥＣＧ波形の例を示す図である。図８（Ａ）〜図８（Ｃ）においても縦軸は電位、横軸は時間である。図８（Ａ）の例では、１００の部分でＲ波の振幅が小さく、図８（Ｂ）の例では、１０１の部分でＳ波の振幅が小さくなっている。また図８（Ｃ）の例では、１０２の部分でＲ波とＳ波の振幅が小さくなっている。図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に示したようなＥＣＧ波形に対して、心拍をＲ波あるいはＳ波の振幅レベルに基づいて検出しようとすると、正しく検出できず、心拍をカウントし損ねてしまう。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、ＥＣＧ波形の振幅が部分的に小さくなっているデータからでも、心拍およびその時刻を正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】
【０００９】
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から、連続する２点のサンプリングデータ間の電位の減少幅が減少幅閾値を超え、かつ極大値となる点を検出する検出ステップと、前記電位の減少幅が前記減少幅閾値を超え、かつ極大値となったときの前記連続する２点のサンプリングデータを、前記心電図波形のＲ波からＳ波への変化を代表する２点のデータとみなし、心電図波形上でこの２点のデータを結ぶ直線が、心拍時刻を決定するための所定の電位と交わる時刻を心拍時刻として算出する心拍時刻算出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、前記検出ステップは、前記連続する２点のデータ間の電位の減少幅の極大値の平均に基づいて前記減少幅閾値を更新するステップを含むことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の心拍検出方法の１構成例において、前記心拍時刻算出ステップは、心電図波形上で前記２点のデータを結ぶ直線が前記所定の電位と交わる時刻を算出したときに、この時刻と直前の心拍時刻とが一定時間以上離れているかどうかを判定し、直前の心拍時刻と一定時間以上離れていない場合には、算出した時刻を心拍時刻として採用しない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、前記心拍時刻算出ステップは、心電図波形上で前記２点のデータを結ぶ直線が前記所定の電位と交わる時刻を算出したときに、この時刻を心拍時刻とみなした場合の心拍間隔が、直前の心拍間隔から一定割合以上増加していないかを判定し、心拍間隔が一定割合以上増加している場合には、算出した時刻を心拍時刻として採用しないことを特徴とするものである。
【００１１】
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から、連続する２点のサンプリングデータ間の電位の減少幅が減少幅閾値を超え、かつ極大値となる点を検出する検出手段と、前記電位の減少幅が前記減少幅閾値を超え、かつ極大値となったときの前記連続する２点のサンプリングデータを、前記心電図波形のＲ波からＳ波への変化を代表する２点のデータとみなし、心電図波形上でこの２点のデータを結ぶ直線が、心拍時刻を決定するための所定の電位と交わる時刻を心拍時刻として算出する心拍時刻算出手段とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、生体の心電図波形のサンプリングデータから、連続する２点のサンプリングデータ間の電位の減少幅が減少幅閾値を超え、かつ極大値となる点を検出し、このときの連続する２点のサンプリングデータを、心電図波形のＲ波からＳ波への変化を代表する２点のデータとみなし、心電図波形上でこの２点のデータを結ぶ直線が、心拍時刻を決定するための所定の電位と交わる時刻を心拍時刻として算出する。本発明では、Ｒ波からＳ波へ電位が急峻に減少している部分に基づいて心拍を検出し、その部分の電位が所定の電位をとるべき時刻を算出して心拍時刻とすることで、サンプリング周波数が低く、また波形の振幅の変動を含むデータ列からでも、正確に心拍を検出し、その時刻列に基づいて、精度の高いＲ−Ｒ間隔等の生体情報を抽出することができる。
【００１３】
また、本発明では、連続する２点のデータ間の電位の減少幅の極大値の平均に基づいて減少幅閾値を更新する。心電図波形では、個人差や電極の装着具合によって、各成分の振幅や変化の度合いは異なってくる。Ｒ波からＳ波への変化を代表する２点を識別するための減少幅閾値を、心電図波形データの、それまでの２点間の減少幅の極大値の平均に基づいて設定することで、個人差等に起因する波形の違いの影響を低減することができる。
【００１４】
また、本発明では、心電図波形上で２点のデータを結ぶ直線が所定の電位と交わる時刻を算出したときに、この時刻と直前の心拍時刻とが一定時間以上離れているかどうかを判定し、直前の心拍時刻と一定時間以上離れていない場合には、算出した時刻を心拍時刻として採用しないようにする。心拍間隔には一般的な正常値の範囲があり、それに比して非常に短い心拍間隔を検出した場合、体動などによって心電図波形に重畳されるノイズ等を誤って心拍と認識している可能性が高い。算出した心拍時刻の候補が、直前の心拍時刻と一定時間以上離れていることを条件として課すことで、ノイズ等による誤検出を防ぐことができる。
【００１５】
また、本発明では、心電図波形上で２点のデータを結ぶ直線が所定の電位と交わる時刻を算出したときに、この時刻を心拍時刻とみなした場合の心拍間隔が、直前の心拍間隔から一定割合以上増加していないかを判定し、心拍間隔が一定割合以上増加している場合には、算出した時刻を心拍時刻として採用しないようにする。ある心拍の検出に失敗した場合、その心拍の前後の心拍の心拍間隔として得られるデータは、実際のものに比べて倍程度の大きな値となり、自律神経機能の評価等に用いるのは適当でない。検出する心拍間隔が一定割合以上増加していないことを条件として課すことで、心拍の検出に失敗している誤ったデータを生体情報の解析対象から除外することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の原理を説明する図である。
【図２】本発明の原理を説明する図である。
【図３】本発明の原理を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る心拍検出装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態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６】本発明の実施の形態に係る心拍検出装置の別の構成を示すブロック図である。
【図７】心電図波形の例を示す図である。
【図８】従来の問題点を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［発明の原理］
図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図３（Ａ）、図３（Ｂ）は本発明の原理を説明する図である。図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、Ｒ波の振幅が小さい場合（図８（Ａ））において心拍時刻を算出する例を示している。図１（Ａ）は、図８（Ａ）のＥＣＧ波形のサンプリングデータの一部（図８（Ａ）の１００の部分）を示す図であり、横軸は時間［ｍｓ］、縦軸はデジタル値に置き換えられた電位［任意単位］を表している。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の連続する２点における電位の減少幅（つまり、電位の差分）をプロットした図である。ここで、電位の減少幅ΔＶは以下のように計算できる。
ΔＶ＝Ｘ（ｉ）−Ｘ（ｉ＋１）                                    ・・・（１）
【００１８】
式（１）においてＸ（ｉ）はｉ番目のサンプリングデータであり、Ｘ（ｉ＋１）はＸ（ｉ）の１サンプリング後のサンプリングデータである。図１（Ｂ）の点Ａにおいて、電位の減少幅ΔＶは、Ｒ波からＳ波への変化を代表する２点を識別するための閾値Ｔｈを超え、かつ極大値となっている。この点Ａを特定することによって、心拍を検出することができる。Ｒ波からＳ波への変化に伴って電位が減少するので、点Ａにおける電位の減少幅ΔＶは正の値となる。したがって、閾値Ｔｈとしては正の値を設定する。
【００１９】
図１（Ａ）において、図１（Ｂ）の点Ａに対応するのは、点Ｂのサンプリングデータと点Ｃのサンプリングデータであり、これらを、Ｒ波からＳ波への変化を代表する２点のサンプリングデータと特定することができる。この連続する２点のサンプリングデータを結ぶ直線と、心拍時刻を算出するための電位Ｌとが交わる時刻を、当該心拍の心拍時刻Ｔとすることができる。
【００２０】
同様に、図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、Ｓ波の振幅が小さい場合（図８（Ｂ））において心拍時刻を算出する例を示しており、図２（Ａ）は、図８（Ｂ）の１０１の部分のサンプリングデータを示す図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の連続する２点における電位の減少幅をプロットした図である。同様に、図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、Ｒ波とＳ波の振幅が小さい場合（図８（Ｃ））において心拍時刻を算出する例を示しており、図３（Ａ）は、図８（Ｃ）の１０２の部分のサンプリングデータを示す図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の連続する２点における電位の減少幅をプロットした図である。
図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図３（Ａ）、図３（Ｂ）の例においても、図１（Ａ）、図１（Ｂ）の例と同様の方法で心拍時刻Ｔを求めることができる。
【００２１】
［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図４は本発明の実施の形態に係る心拍検出装置の構成を示すブロック図、図５は本発明の実施の形態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、心電計１と、記憶部２と、検出部３と、心拍時刻算出部４とを備えている。
【００２２】
以下、本実施の形態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、その心拍時刻を算出す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逐次得られ、この時系列データから心拍変動の指標も算出することができる。
【００２３】
本実施の形態では、ＥＣＧ波形をサンプリングしたデータ列をＸ（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。また、Ｒ波からＳ波への変化を代表する連続する２点のサンプリングデータ間の電位の減少幅の極大値のデータ列をＰ（ｋ）（ｋ＝１，２，…）とする。
【００２４】
また、図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図３（Ａ）、図３（Ｂ）で説明したように、Ｒ波からＳ波への変化を代表する連続する２点のサンプリングデータを識別するための減少幅閾値をＴｈ、心拍時刻を算出するための電位をＬとする。本実施の形態では、心拍を検出する度に減少幅閾値Ｔｈを更新する。具体的には、連続する２点のサンプリングデータ間の電位の減少幅の極大値の平均に係数ｒを乗じることで、減少幅閾値Ｔｈを算出する。
【００２５】
減少幅閾値Ｔｈの初期値は、ＥＣＧ波形の初めの数秒間における、連続する２点のサンプリングデータ間の電位の減少幅の極大値に基づいて、例えばその最大値の０．７倍程度の値に設定するのが適当である。電位Ｌは、典型的な振幅を持つＲ波の電位とＳ波の電位間の中間の値、ないしはＥＣＧ波形の基線の値とするとよい。また、係数ｒ（０＜ｒ＜１）は０．５〜０．７程度の値が適当である。
【００２６】
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Ｘ（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Ｘ（ｉ）とサンプリング時刻の情報とを記憶する。
【００２７】
検出部３は、連続する２点のサンプリングデータ間の電位の減少幅が減少幅閾値Ｔｈを超え、かつ極大値となる点（タイミング）を検出する。図５では、ＥＣＧ波形のデータ列の、ｎ個目のデータから調べはじめて、ｍ個目の心拍を検出しようとしているところを示している。
【００２８】
初めに、検出部３は、サンプリングデータ列Ｘ（ｉ）を逐次読み出すための番号（カウンタ変数）ｉを初期値（ここではｎ）にセットする（図５ステップＳ１）。次に、検出部３は、記憶部２からデータＸ（ｉ）と１つ後のデータＸ（ｉ＋１）とを読み出し、この連続する２点のデータ間の電位の減少幅ΔＶ（ｉ）＝Ｘ（ｉ）−Ｘ（ｉ＋１）と減少幅閾値Ｔｈとを比較する（図５ステップＳ２）。
【００２９】
検出部３は、電位の減少幅ΔＶ（ｉ）＝Ｘ（ｉ）−Ｘ（ｉ＋１）が減少幅閾値Ｔｈに等しいか小さいときは、データＸ（ｉ）の付近にＲ波からＳ波への変化を代表する２点のデータはないと判断し、ｉ＝ｉ＋１として（図５ステップＳ３）、ステップＳ２に戻る。こうして、電位の減少幅ΔＶ（ｉ）＝Ｘ（ｉ）−Ｘ（ｉ＋１）が減少幅閾値Ｔｈより大きくなるまで、ステップＳ２，Ｓ３の処理が繰り返される。
【００３０】
検出部３は、ステップＳ２において電位の減少幅ΔＶ（ｉ）＝Ｘ（ｉ）−Ｘ（ｉ＋１）が減少幅閾値Ｔｈより大きいとき、データＸ（ｉ）の付近にＲ波からＳ波への変化を代表する２点のデータがあると判断し、連続する２点のデータ間の電位の減少幅の極大値を求める手順に移る。
【００３１】
まず、検出部３は、検出しようとしているｍ番目の心拍の、連続する２点のデータ間の電位の減少幅の極大値Ｐ（ｍ）の初期値を、Ｘ（ｉ）−Ｘ（ｉ＋１）に設定して記憶し（図５ステップＳ４）、極大値Ｐ（ｍ）を検出するためのカウンタ変数ｊを１にセットする（図５ステップＳ５）。
【００３２】
検出部３は、記憶部２からデータＸ（ｉ＋ｊ）と１つ後のデータＸ（ｉ＋１＋ｊ）とを読み出し、この連続する２点のデータ間の電位の減少幅ΔＶ（ｉ＋ｊ）＝Ｘ（ｉ＋ｊ）−Ｘ（ｉ＋１＋ｊ）と極大値Ｐ（ｍ）とを比較し（図５ステップＳ６）、電位の減少幅ΔＶ（ｉ＋ｊ）＝Ｘ（ｉ＋ｊ）−Ｘ（ｉ＋１＋ｊ）が極大値Ｐ（ｍ）に等しいか小さいときは、極大値Ｐ（ｍ）の値は変えずにステップＳ８に移る。
【００３３】
また、検出部３は、電位の減少幅ΔＶ（ｉ＋ｊ）＝Ｘ（ｉ＋ｊ）−Ｘ（ｉ＋１＋ｊ）が極大値Ｐ（ｍ）より大きいときは、極大値Ｐ（ｍ）の値をＸ（ｉ＋ｊ）−Ｘ（ｉ＋１＋ｊ）に更新して記憶し（図５ステップＳ７）、ステップＳ８に移る。ステップＳ８では、検出部３は、電位の減少幅ΔＶが減少幅閾値Ｔｈを超えてから、減少幅ΔＶの極大値Ｐ（ｍ）を求めるまでの範囲を指定する所定値ｊｍａｘを、カウンタ変数ｊが超えていないかどうかを判定する。
【００３４】
検出部３は、カウンタ変数ｊが所定値ｊｍａｘを超えていなければ、ｊ＝ｊ＋１として（図５ステップＳ９）、ステップＳ６に戻る。こうして、カウンタ変数ｊが所定値ｊｍａｘを超えるまで、ステップＳ６〜Ｓ９の処理が繰り返される。
【００３５】
検出部３は、カウンタ変数ｊが所定値ｊｍａｘを超えると、電位の減少幅ΔＶの極大値Ｐ（ｍ）の探索を終了し、極大値Ｐ（ｍ）が最新値に更新されたときの２点のデータＸ（ｉ＋ｘ）とＸ（ｉ＋１＋ｘ）を、Ｒ波からＳ波への変化を代表する連続する２点のデータとして特定すると共に（すなわち、Ｐ（ｍ）＝Ｘ（ｉ＋ｘ）−Ｘ（ｉ＋１＋ｘ）で、ｘは０〜ｊｍａｘのいずれかの値）、測定開始時以降に検出した極大値Ｐ（ｋ）（ｋ＝１，２，・・・・，ｍ）の平均値に所定の係数ｒを乗じた値を、最新の減少幅閾値Ｔｈとして更新する（図５ステップＳ１０）。前記のとおり、図５では、ｍ個目の心拍を検出しようとしているところを説明しているので、既に（ｍ−１）個の極大値を検出し終えており、新たに極大値Ｐ（ｍ）を検出したことで計ｍ個の極大値が得られているので、ｍ個の極大値Ｐ（ｋ）の平均値に係数ｒを乗じることになる。
【００３６】
次に、心拍時刻算出部４は、生体の心臓が拍動した時刻である心拍時刻Ｔを算出する。具体的には、心拍時刻算出部４は、検出部３によって検出された、ＥＣＧ波形上の２点のデータＸ（ｉ＋ｘ）とＸ（ｉ＋１＋ｘ）とを結ぶ直線（乃至はその延長線）が、所定の電位Ｌと交わる時刻Ｔを計算する（図５ステップＳ１１）。上記のとおりデータＸ（ｉ＋ｘ）とＸ（ｉ＋１＋ｘ）に対応するサンプリング時刻の情報は、記憶部２に保存されている。心拍時刻算出部４は、データＸ（ｉ＋ｘ）のサンプリング時刻とＸ（ｉ＋１＋ｘ）のサンプリング時刻の情報を記憶部２から読み出し、この２点のサンプリング時刻から線形補間などの方法により時刻Ｔを算出すればよい。
【００３７】
続いて、心拍時刻算出部４は、ステップＳ１１で時刻Ｔを計算したときに、この時刻Ｔと直前の心拍時刻Ｔ(-1)とが一定時間以上離れているかどうかを判定し（図５ステップＳ１２）、時刻Ｔが直前の心拍時刻Ｔ(-1)と一定時間以上離れていない場合には、計算した時刻Ｔを、心拍時刻として採用することなく廃棄して、ステップＳ３に移る。
【００３８】
さらに、心拍時刻算出部４は、ステップＳ１１で計算した時刻Ｔを心拍時刻とみなした場合の心拍間隔（Ｔ−Ｔ(-1)）が、直前の心拍間隔（Ｔ(-1)−Ｔ(-2)）から一定割合以上増加していないかを判定し（図５ステップＳ１３）、心拍間隔の増加率（Ｔ−Ｔ(-1)）／（Ｔ(-1)−Ｔ(-2)）が一定値以上であれば、心拍間隔が一定割合以上増加しているとし、計算した時刻Ｔを、心拍時刻として採用することなく廃棄して、ステップＳ３に移る。
【００３９】
心拍時刻算出部４は、時刻Ｔと直前の心拍時刻Ｔ(-1)とが一定時間以上離れていて、心拍間隔の増加率（Ｔ−Ｔ(-1)）／（Ｔ(-1)−Ｔ(-2)）が一定値未満であれば、ステップＳ１１で計算した時刻Ｔを心拍時刻として採用する（図５ステップＳ１４）。
【００４０】
ステップＳ１４の終了後、ｉ＝ｉ＋１としてステップＳ２に戻る。これにより、次の心拍の検出が開始される。または、検出すべき心拍間隔の最低値よりも小さい、ある一定時間に相当する数だけ、ｉの値をスキップさせて、ステップＳ２に戻ってもよい。こうして、ステップＳ２〜Ｓ１４の処理を繰り返すことで、心拍時刻の時系列データが得られ、この時系列データから心拍変動の指標を得ることができる。
【００４１】
なお、図６に示すように、心電計１から出力されるＥＣＧ波形のサンプリングデータ列にハイパスフィルタ処理を施すＦＩＲ（Finite Impulse Response、有限インパルス応答）フィルタ５を設けることにより、ＥＣＧ波形の基線の搖動を取り除き、心拍検出の信頼性を高めるようにしてもよい。
【００４２】
本実施の形態の心拍検出方法は、大きなＲ波と深いＳ波が得られるＥＣＧの誘導、例えばＶ３ないしＶ５誘導のＥＣＧ波形へ適用することで、著しい効果が得られる。また、日常生活でのＥＣＧ波形をとる際に用いられることの多い、ＣＣ５ないしは類似の誘導のＥＣＧ波形に適用することは、特に好適である。
本実施の形態の心拍検出方法に従えば、正確な心拍時刻のデータ列を高い時間分解能で得ることができ、そのデータ列を基に、精度の高い心拍変動の指標を得ることができる。
【００４３】
本実施の形態で説明した記憶部２と検出部３と心拍時刻算出部４とＦＩＲフィルタ５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の形態で説明した処理を実行する。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
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】
【００４５】
１…心電計、２…記憶部、３…検出部、４…心拍時刻算出部、５…ＦＩＲフィルタ。
【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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