(57)【要約】【課題】運動している検体から脈波を検出する際に、心拍成分以外のノイズの影響を軽減して、心拍成分が小さくなった場合にも、心拍成分をトラッキングすることが可能となる装置、方法、プログラム、及び記録媒体を提供する。【解決手段】運動している検体から検出された生体信号を処理する生体信号処理装置１であって、脈波信号を取得する脈波信号取得手段１１と、該脈波信号を周波数領域の脈波のスペクトルに変換する脈波周波数解析手段５５と、脈波のスペクトルに対して、過去の検出により得られた心拍数に対応する周波数を中心点として、上記の中心点の周波数から離れるにつれてスペクトル強度が減少する重み付けを行なう重み付け手段７２と、上記の重み付け手段で得られた脈波のスペクトルからスペクトル強度が最大のピークを検出するピーク検出手段７３とを備える。【選択図】図１
2016182165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動している検体から検出された生体信号を処理する生体信号処理装置であって、
該検体から検出された脈波を表す脈波信号を取得する脈波信号取得手段と、
該脈波信号を周波数解析して、周波数領域の脈波のスペクトルに変換する脈波周波数解析手段と、
上記の脈波周波数解析手段で得られた脈波のスペクトルに対して、過去の検出により得られた心拍数に対応する周波数を中心点として、上記の中心点の周波数から離れるにつれてスペクトル強度が減少する重み付けを行なう重み付け手段と、
上記の重み付け手段で得られた脈波のスペクトルからスペクトル強度が最大のピークを検出するピーク検出手段とを備える
ことを特徴とする、生体信号処理装置。
【請求項２】
運動している検体から検出された生体信号を処理する生体信号処理プログラムであって、コンピュータを、
該検体から検出された脈波信号を周波数解析して、周波数領域の脈波のスペクトルに変換する脈波周波数解析手段と、
上記の脈波周波数解析手段で得られた脈波のスペクトルに対して、過去の検出により得られた心拍数に対応する周波数を中心点として、上記の中心点の周波数から離れるにつれてスペクトル強度が減少する重み付けを行なう重み付け手段と、
上記の重み付け手段で得られた脈波のスペクトルからスペクトル強度が最大のピークを検出するピーク検出手段
として機能させるための生体信号処理プログラム。
【請求項３】
運動している検体から検出された生体信号を処理する生体信号処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、コンピュータを、
該検体から検出された脈波信号を周波数解析して、周波数領域の脈波のスペクトルに変換する脈波周波数解析手段と、
上記の脈波周波数解析手段で得られた脈波のスペクトルに対して、過去の検出により得られた心拍数に対応する周波数を中心点として、上記の中心点の周波数から離れるにつれてスペクトル強度が減少する重み付けを行なう重み付け手段と、
上記の重み付け手段で得られた脈波のスペクトルからスペクトル強度が最大のピークを検出するピーク検出手段
として機能させるための生体信号処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項４】
運動している検体から検出された生体信号を処理する生体信号処理方法であって、
該検体から検出された脈波信号を周波数解析して、周波数領域の脈波のスペクトルに変換する脈波周波数解析ステップと、
上記の脈波周波数解析ステップで得られた脈波のスペクトルに対して、過去の検出により得られた心拍数に対応する周波数を中心点として、上記の中心点の周波数から離れるにつれてスペクトル強度が減少する重み付けを行なう重み付けステップと、
上記の重み付けステップで得られた脈波のスペクトルからスペクトル強度が最大のピークを検出するピーク検出ステップとを備える
ことを特徴とする、生体信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運動している検体から検出された生体信号を処理する生体信号処理装置、生体信号処理方法、及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
測定対象となる検体にセンサを取り付けて、検体から、検体に由来する生体信号を検出することが行われている。また、検出された生体信号に処理を行い、生体信号から情報を取り出すことが行われている。
【０００３】
一例として、検体に脈波センサを装着して検体から脈波の検出を行い、検出された脈波に含まれる周波数成分をもとにした心拍数の測定が行なわれている。このとき、検出される脈波には、心臓の拍動（心拍）に由来する心拍成分に加えて、心拍成分以外の成分がノイズとして入ってくることがある。
【０００４】
例えば、検体が運動をしている場合には、血管内に検体の体の動き（体動）に応じた圧力変化が生じる。このため、運動中に検出される脈波には、心拍成分に加えて、検体が運動をすることによって体動に由来する体動成分がノイズとして入ってくる。すなわち、体動成分が、心拍成分を得ることに対する体動ノイズとして脈波に含まれることになる。このように、心拍成分以外のノイズが脈波に含まれる場合には、本来の脈波を検出することができず、心拍数の測定が困難となる。
【０００５】
運動中の心拍数を測定するための技術として、特許文献１では、心拍成分と体動成分とが混在した脈波信号を脈波センサで検出して、体動成分を除去する前の脈波信号に基づいて心拍数を検出する装置及び方法が開示されている。特許文献１では、脈波信号に基づいて心拍数を検出するにあたり、前回の心拍数算出処理で得られた心拍数を示すピークの周波数と近いピークを心拍成分のピークとみなして心拍数を算出している。具体的には、前回に心拍成分とみなしたピークを中心として前後のピークを含めた７本のピークの中で、最もパワーの大きいピークを心拍成分とみなして検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−８７８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された技術では、前回に心拍成分とみなしたピークの付近に体動成分のピークが現れた場合であって、その体動成分のピークが最もパワーの大きいピークとなるときには、その体動成分のピークを心拍成分とみなすことになる。このとき、脈波の検出を継続して、次第に心拍成分のピークと体動成分のピークとの現れる位置が離れていく場合に、体動成分のピークが心拍成分のピークよりも大きい場合には、体動成分のピークを心拍成分とみなしたまま、心拍数が得られることになる。この状態が続くことで、心拍成分のピークと体動成分のピークとの現れる位置がさらに離れて、前回に心拍成分とみなされた体動成分ピークの前後に心拍成分のピークが存在しなくなった場合には、本来の心拍成分のピークが心拍成分として検出されなくなる。このように、従来の技術では、前回検出されたピークを利用して心拍成分を検出する場合に、本来の心拍成分をトラッキングすることが困難となる場合があった。
【０００８】
また、脈波信号に含まれる、心拍由来の血流変化成分と、体動に起因する血流量変化成分との周波数が近接して、且つ位相が逆の場合には、これらの心拍成分と体動成分とが互いに打ち消しあうことがある。このとき、脈波センサによって得られる脈波の波形が小さくなる。通常、生体の運動においては、機械の如く一定の安定性を備えるものではないため、このような、位相の逆一致が続いて脈波の波形が小さくなることは長時間続くものではなく、一時的に現れるに止まる。しかしながら、一時的とはいえ、位相が逆一致したタイミングでは、脈波信号を周波数解析したスペクトルにおいて、心拍成分のピークが小さくなるため、本来の心拍成分のピークを心拍成分とみなして検出することができなくなり、心拍数の測定が困難となる。
【０００９】
本願発明は、このような課題に鑑みて創案されたものであり、運動している検体から脈波を検出する際に、心拍成分以外のノイズの影響を軽減して、心拍成分が小さくなった場合にも、心拍成分をトラッキングすることが可能となる装置、方法、プログラム、及び記録媒体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】
【００１０】
（１）ここで開示する生体信号処理装置は、運動している検体から検出された生体信号を処理する生体信号処理装置であって、該検体から検出された脈波を表す脈波信号を取得する脈波信号取得手段と、該脈波信号を周波数解析して、周波数領域の脈波のスペクトルに変換する脈波周波数解析手段と、上記の脈波周波数解析手段で得られた脈波のスペクトルに対して、過去の検出により得られた心拍数に対応する周波数を中心点として、上記の中心点の周波数から離れるにつれてスペクトル強度が減少する重み付けを行なう重み付け手段と、上記の重み付け手段で得られた脈波のスペクトルからスペクトル強度が最大のピークを検出するピーク検出手段とを備える。
【００１１】
（２）ここで開示する生体信号処理プログラムは、運動している検体から検出された生体信号を処理する生体信号処理プログラムであって、コンピュータを、該検体から検出された脈波信号を周波数解析して、周波数領域の脈波のスペクトルに変換する脈波周波数解析手段と、上記の脈波周波数解析手段で得られた脈波のスペクトルに対して、過去の検出により得られた心拍数に対応する周波数を中心点として、上記の中心点の周波数から離れるにつれてスペクトル強度が減少する重み付けを行なう重み付け手段と、上記の重み付け手段で得られた脈波のスペクトルからスペクトル強度が最大のピークを検出するピーク検出手段として機能させる。
【００１２】
（３）ここで開示するコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、運動している検体から検出された生体信号を処理する生体信号処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、コンピュータを、該検体から検出された脈波信号を周波数解析して、周波数領域の脈波のスペクトルに変換する脈波周波数解析手段と、上記の脈波周波数解析手段で得られた脈波のスペクトルに対して、過去の検出により得られた心拍数に対応する周波数を中心点として、上記の中心点の周波数から離れるにつれてスペクトル強度が減少する重み付けを行なう重み付け手段と、上記の重み付け手段で得られた脈波のスペクトルからスペクトル強度が最大のピークを検出するピーク検出手段として機能させる。
【００１３】
（４）ここで開示する生体信号処理方法は、運動している検体から検出された生体信号を処理する生体信号処理方法であって、該検体から検出された脈波信号を周波数解析して、周波数領域の脈波のスペクトルに変換する脈波周波数解析ステップと、上記の脈波周波数解析ステップで得られた脈波のスペクトルに対して、過去の検出により得られた心拍数に対応する周波数を中心点として、上記の中心点の周波数から離れるにつれてスペクトル強度が減少する重み付けを行なう重み付けステップと、上記の重み付けステップで得られた脈波のスペクトルからスペクトル強度が最大のピークを検出するピーク検出ステップとを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、運動している検体から脈波を検出する際に、重み付けによってノイズ成分の影響を抑制して、心拍成分が小さくなった際にも、心拍成分をトラッキングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に係る生体信号処理装置の機能構成の例を示すブロック図である。
【図２】一実施形態に係る生体信号処理装置のハードウェア構成の例を示すブロック図である。
【図３】一実施形態に係る生体信号処理装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】一実施形態に係る生体信号処理装置の信号処理の結果を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。
【００１７】
［１．構成］
本発明の一実施形態に係る生体信号処理装置、コンピュータに実行させるためのプログラム、同プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、及び生体信号処理方法について説明する。本実施形態では、体動検出手段として検体の加速度を検出する加速度センサを用いた生体信号処理装置を具体例として説明する。
【００１８】
［１−１．生体信号処理装置の全体構成］
図１及び図２を参照しながら、本実施形態に係る生体信号処理装置１の機能構成及びハードウェア構成について説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る生体信号処理装置１の機能構成例を示すブロック図である。図２は、本実施形態に係る生体信号処理装置１のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【００１９】
図２に示すように、生体信号処理装置１は、脈波センサ１２、ＡＤ変換器１３、脈波センサインターフェース１４、情報処理装置２１、外部メモリ８４を備えている。情報処理装置２１は、例えば、検出された信号を処理するためのモバイル端末機としての携帯情報端末（スマートフォン）によって構成されている。情報処理装置２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央処理装置）４１、メモリ８１、タッチパネルディスプレイ８２を備える。なお、脈波センサインターフェース１４を、「脈波センサＩ／Ｆ１４」ともいう。
【００２０】
図１に示すように、生体信号処理装置１を機能的に表すと、脈波信号取得部（脈波信号取得手段）１１、と情報処理装置２１とを備えて構成される。情報処理装置２１は、信号処理部４１、記憶部８１、表示部８２、及び操作部８３を備えて構成される。信号処理部４１は、情報処理装置２１内部のＣＰＵ４１で演算処理される機能部位であり、各機能は個別のプログラムとして構成されている。なお、本実施形態における信号処理部４１は、直流成分除去手段、積分処理手段、高周波成分除去手段、窓関数処理手段、脈波周波数解析手段、高調波減衰手段、重み付け手段、ピーク検出手段、及び心拍数算出手段として機能するものである。
【００２１】
生体信号処理装置１は、運動している検体から検出された生体信号を処理する。本実施形態では、生体信号処理装置１が、生体信号として脈波を検出して、脈波を表す脈波信号を処理する場合について説明する。本実施形態に係る生体信号処理装置１は、生体信号を処理して、検体の心拍数を検出するものであるから、心拍数検出装置１ということができる。同様に、本実施形態に係る生体信号処理プログラムは、心拍数検出プログラムということができる。また、本実施形態に係る生体信号処理方法は、心拍数検出方法ということができる。
【００２２】
［１−２．生体信号処理装置の各部構成］
＜脈波センサ＞
脈波センサ１２は、評価対象となる検体の脈波を検出して、脈波信号を出力するセンシングユニットである。脈波とは、心臓の拍動（心拍）により血液が大動脈に押し出された際に、血管内に発生した圧力変化が血管内に伝わって行く波動のことである。さらに、検体が運動する際には、血管内に体の動きに応じた圧力変化が生じることで、脈波には体動に由来する体動成分が加わる。すなわち、脈波センサ１２によって検出される脈波には、心拍に由来する心拍成分と、体動成分とが含まれている。本実施形態では、脈波センサ１２を指の先に装着して、この指の位置において、脈波センサ１２が指から脈波を検出する。
【００２３】
脈波センサ１２は、例えば、発光部として発光ダイオードを用い、受光部としてフォトダイオードやフォトトランジスタを用いて、透過光または反射光から脈波を検出する、光電式の測定器を利用することができる。または、検体の動脈上に圧電素子を押し付けて脈波を検出する、圧電式の測定器を利用することができる。または、血管の脈動に伴う皮膚または鼓膜部分の振動によって生じる空気の振動を検出できるマイクロホンを用いて、マイクロホンと振動源とを閉じた状態にして脈波を検出する測定器を利用してもよい。
【００２４】
脈波センサ１２は、脈波信号をアナログデータとして検出して、ＡＤ変換器１３に脈波信号を出力する。ＡＤ変換器１３は、入力された脈波信号をデジタルデータに変換する。本実施形態では、脈波信号のサンプリング周波数を１ｋＨｚとしている。
デジタルデータに変換された脈波信号は、Bluetooth（登録商標）を利用して、脈波センサＩ／Ｆ１４に無線信号として送信される。
【００２５】
脈波センサＩ／Ｆ１４は、脈波センサ１２及びＡＤ変換器１３と情報処理装置２１との情報をやりとりするユニットである。脈波センサＩ／Ｆ１４は、Bluetoothの受信部を備えるＵＳＢ（Universal Serial Bus）シリアルインターフェースである。脈波センサＩ／Ｆ１４は、ＡＤ変換器１３からの脈波信号を受信したら、情報処理装置２１に備えられた図示しないＵＳＢポート及びバスを介して、情報処理装置２１内のＣＰＵ４１に脈波信号を出力する。情報処理装置２１では、デジタルデータに変換された脈波信号が、信号処理部４１の直流成分除去部５１に入力される。
【００２６】
上述したように、脈波センサ１２は、脈波検出手段として機能する。また、ＡＤ変換器１３は、脈波信号変換手段として機能する。さらに、図１に示すように、脈波信号取得部１１は、脈波検出部（脈波検出手段）１２、脈波信号変換部（脈波信号変換手段）１３、及び脈波センサＩ／Ｆ１４を備えて構成される。脈波信号取得部１１は、検体の脈波を表す時系列の脈波信号を取得して、必要に応じて信号処理部４１によって処理が可能な形に脈波信号の変換を行い、信号処理部４１へ出力する機能部である。
【００２７】
＜メモリ＞
メモリ８１は、種々のデータやプログラムを格納する記憶部（記憶手段）８１である。メモリ８１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリや、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、またはＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Device）によって実現される。
【００２８】
メモリ８１は、脈波信号の波形データ、検出されたピークの周波数、並びに算出された心拍数を格納する。
また、メモリ８１は、ＣＰＵ４１に実行させることで、後述する直流成分除去部５１、積分処理部５２、高周波成分除去部５３、窓関数処理部５４、脈波周波数解析部５５、高調波減衰部５６、重み付け部７２、ピーク検出部７３、及び心拍数算出部７４としてそれぞれ機能させる、直流成分除去用プログラム、積分処理用プログラム、高周波成分除去用プログラム、窓関数処理用プログラム、脈波周波数解析用プログラム、高調波減衰用プログラム、重み付け用プログラム、ピーク検出用プログラム、及び拍数算出用プログラムを予め保存する。これらのプログラムをあわせて、本件のプログラム（生体信号処理プログラム）と称する。
【００２９】
＜タッチパネルディスプレイ＞
ディスプレイ８２（８３）は、信号処理されたデータを表示する表示部８２としての機能と、情報処理装置２１を操作するための操作情報を入力するための操作部８３としての機能とを併せ持つ。タッチパネルディスプレイ８２の液晶表示画面は、表示部８２として機能する。また、タッチパネルディスプレイ８２には、情報処理装置２１に所定の動作の実行を命令するための各種ボタンの画像が表示される。このボタンを操作者がタッチ操作することにより、タッチパネルディスプレイ８２が操作部８３として機能する。操作者はタッチパネルディスプレイ８２を操作して、情報処理装置２１及び生体信号処理装置１に各種機能を実行するよう動作させる。
【００３０】
タッチパネルディスプレイ８２は、算出された心拍数の値を表示する。また、図４に例示するように、タッチパネルディスプレイ８２は、検出した脈波信号の波形を表示する（符号Ａ１）。さらに、タッチパネルディスプレイ８２は、検出した脈波信号に対してローパスフィルター処理を行なった波形（符号Ｂ１）、脈波信号に対して周波数解析を行なった脈波スペクトル（符号Ｃ１）、脈波スペクトルに対して、高調波の減衰と重み付けとを行なった重み付けスペクトル（符号Ｄ１）を表示する。
【００３１】
なお、図４では、符号Ａ１，Ｂ１を付した波形は、横軸を０秒〜４０００ミリ秒の時間、縦軸を信号の強度として表示している。また、符号Ｃ１，Ｄ１を付したスペクトルは、横軸を心拍数、縦軸をスペクトル強度（パワー）の対数表示として表示している。具体的には、表示されている横軸の数値を１０で割った値が、スペクトルの横軸を表す心拍数（ｐｕｌｓｅ／ｍｉｎ）となる。また、表示されている縦軸の数字を１０で割った値が、スペクトルの縦軸を表すデシベル値（ｄＢ）となる。ただし、スペクトルの位置を適宜縦方向にシフトして表示しているため、各スペクトルにおいて、最大のポイントを０ｄＢと読み替えるものとする。例えば、符号Ｃ１，Ｄ１を付したスペクトルでは最大値が１０００の所にあるため、８００で−２０ｄＢ、４００で−６０ｄＢと読み替える。なお、スペクトルの横軸は、１分間あたり０〜４００回の心拍数を表しているが、これを心拍の１秒毎の周波数として捉える場合には、０〜６．６６７Ｈｚの周波数を表示しているといえる。
【００３２】
＜ＣＰＵ＞
ＣＰＵ４１は、種々の制御や演算を行なう処理装置であり、メモリ８１に格納された本件のプログラムを読み出して実行することにより、種々の機能を実現する。そして、ＣＰＵ４１が、これらのプログラムを実行することにより、図１で示すように、直流成分除去部５１、積分処理部５２、高周波成分除去部５３、窓関数処理部５４、脈波周波数解析部５５、高調波減衰部５６、重み付け部７２、ピーク検出部７３、及び心拍数算出部７４としてそれぞれ機能する。
【００３３】
本件のプログラムは、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ等）、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ＋Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ，ＨＤ  ＤＶＤ等）、ブルーレイディスク、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の、コンピュータ読取可能な記録媒体（例えば、外部メモリ８４）に記録された形態で提供される。そして、情報処理装置２１はその記録媒体からプログラムを読み取って内部記憶装置（例えば、メモリ８１）または外部記憶装置に転送し格納して用いる。または、それらのプログラムを、例えば磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の図示しない記憶装置（記録媒体）に記録しておき、その記憶装置から通信経路を介して情報処理装置２１に提供するようにしてもよい。
【００３４】
なお、本実施形態において、コンピュータとは、ハードウェアとオペレーティングシステムとを含む概念であり、オペレーティングシステムの制御の下で動作するハードウェアを意味している。又、オペレーティングシステムが不要でアプリケーションプログラム単独でハードウェアを動作させるような場合には、そのハードウェア自体がコンピュータに相当する。ハードウェアは、少なくとも、ＣＰＵ等のマイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたコンピュータプログラムを読み取るための手段とを備えている。
【００３５】
＜外部メモリ＞
外部メモリ８４は、情報処理装置２１へ、脈波信号の波形データを読み出すことができる。また、外部メモリ８４は、情報処理装置２１から、脈波信号の波形データ、検出されたピークの周波数、並びに算出された心拍数を書き込むことができる。さらに、この外部メモリ８４には、本件のプログラムを記録することもできる。この場合、これらのプログラムを必要に応じて、外部メモリ８４から読み出して、生体信号処理装置１に読み出すことが出来るようになっている。
【００３６】
［１−３．信号処理部］
図１に示すように、信号処理部４１は、直流成分除去部（直流成分除去手段）５１、積分処理部（積分処理手段）５２、高周波成分除去部（高周波成分除去手段）５３、窓関数処理部（窓関数処理手段）５４、脈波周波数解析部（脈波周波数解析手段）５５、高調波減衰部（高調波減衰手段）５６、重み付け部（重み付け手段）７２、ピーク検出部（ピーク検出手段）７３、及び心拍数算出部（心拍数算出手段）７４を備えて構成される。
【００３７】
＜直流成分除去部＞
直流成分除去部５１は、脈波信号取得部１１から入力された脈波信号に対して、脈波信号に含まれるＤＣ（直流）成分除去のためにハイパスフィルター処理を行う。例えば、心拍数３０に相当する０．５Ｈｚ以下をカットする１２ｄＢ／Ｏｃｔでのハイパスフィルター処理を行う。
【００３８】
＜積分処理部＞
積分処理部５２は、脈波信号に対して、加速度脈波から速度脈波へ、速度脈波から容積脈波へと変換するために積分処理を行う。脈波信号取得部１１により取得された脈波信号が、想定する波形である微分波形となるように、必要に応じて１回積分、または２回積分を行なう。１回の積分は、カットオフ周波数を０．５Ｈｚとした６ｄＢ／Ｏｃｔのローパスフィルター処理をかけることで行う。また、この積分処理をする場合には、信号の振幅を維持するために、適宜増幅処理を行う。なお、ここでいう「想定する波形である微分波形」とは、いわゆる速度脈波である。速度脈波とは、光電式の脈波系により検出される、血管の容量変化を捕らえた容量脈波を、１回微分した波形をいう。
【００３９】
＜高周波成分除去部＞
高周波成分除去部５３は、脈波信号に対して、高周波のノイズ成分を低減して脈波成分を通過させるためにローパスフィルター処理を行なう。例えば、カットオフ周波数を３．５Ｈｚとした１２ｄＢ／Ｏｃｔでのローパスフィルター処理を行う。なお、このカットオフ周波数は、心拍数２１０に相当している。
【００４０】
＜窓関数処理部＞
窓関数処理部５４は、脈波信号に対して、後述する脈波周波数解析部５５による周波数解析を行う準備として、所定範囲のデータに窓関数をかける処理を行う。窓関数としては、例えば、ハミング窓、ハニング窓、ブラックマン窓、カイザー窓等を利用することができる。本実施形態では、窓関数としてハミング窓を使用して、１６．３８４秒分に相当する、過去１６３８４サンプルのデータを切り出す。
【００４１】
＜脈波周波数解析部＞
脈波周波数解析部５５は、脈波信号に対して周波数解析を施して、周波数領域の脈波のスペクトルに変換する。周波数解析としては、例えば、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform；高速フーリエ解析）、ＭＥＭ（Maximum Entropy Method；最大エントロピー法）、もしくは自己相関解析、中でもＡＲ（Auto-regressive；自己回帰法）を用いることができる。または、広義にはWavelet法を用いることができる。本実施形態では、窓関数処理部５４におけるサンプル数に対応して１６８３４点のＦＦＴを行い、脈波信号のパワースペクトルを得る。脈波信号の周波数解析脈により得られるスペクトルを、脈波スペクトルと称する。
【００４２】
＜高調波減衰部＞
高調波減衰部５６は、脈動性信号に対して、後述するピーク検出部７３によるスペクトルピーク検出時に高調波を検出する事を避けるために高調波成分のキャンセル処理を行う。高調波成分のキャンセル処理は、ある周波数に対して２倍、３倍、またはそれ以上の整数倍の周波数にスペクトルピークがある場合に、脈波スペクトルからこの整数倍のピーク、中でも２倍または３倍のピークを相殺するものである。これにより、脈波信号に含まれる２次または３次高調波成分を減衰させる。
【００４３】
高調波成分のキャンセル処理は、脈波スペクトルのデータを２倍の周波数、または３倍の周波数にシフト（横軸を対数化して並行移動）し、これに所定の割合を掛けたものを元の脈波スペクトルから減算する事により行う。具体的に、脈波スペクトルのデータのシフトは、少なくとも心拍成分が含まれる周波数領域を、２倍または３倍の周波数領域に拡張する処理により行うことができる。または、基本波にあたるスペクトルピークの周波数のピーク部分を、２倍または３倍の周波数に単純平行移動する処理により行うことができる。または、横軸を対数化して、基本波にあたるスペクトルピークのピーク部分を、２倍または３倍の周波数に平行移動する処理により行うことができる。
【００４４】
シフトしたピークにかける割合は、例えば０％より大きく３００％までの範囲で行うことができる。中でも、５０％、１００％、２００％、３００％の割合で行うことができる。このときの割合が１００％の場合にはシフトしたピーク部分の成分をそのまま差し引くことになる。一方、割合が５０％の場合には、シフトしたピーク部分の成分のパワーを半分にしたものを差し引くことになる。また、２００％、３００％の場合には、シフトしたピーク部分の成分のパワーを２倍、３倍にしたものを差し引くことになる。
【００４５】
＜重み付け部＞
重み付け部７２は、高調波減衰部５６で得られた脈波スペクトルに対して、過去の検出により得られた心拍数に対応する周波数を中心点として、この中心点の周波数から離れるにつれてスペクトル強度が減少する重み付けを行ない、重み付けスペクトルを得る。重み付けスペクトルは、過去に検出されたピークから離れた周波数成分が抑制されて、過去に検出されたピーク付近の周波数成分が相対的に強調されたスペクトルである。
【００４６】
中心点は、過去に得られた心拍数に対応する周波数であるが、この周波数は、過去にピーク検出部７３によって検出されたピークの周波数を用いることができる。重み付け部７２は、記憶部８１に記録されている、過去のピーク検出によって得られた周波数を読み出して重み付けを行なう。重み付けを行なうことにより、過去に検出されたピークの両側の周波数成分を減衰させることで、過去に検出されたピークに追従することを、ロックするという。
【００４７】
過去の検出により得られた周波数の中でも、直近のものが検体の現時点での心拍数を反映することから、前回の心拍数の測定の際にピーク検出部７３によって検出された最大のピークの周波数を用いることが好ましい。なお、測定を始めた初回の場合であって、過去の検出により得られたデータがない場合には、重み付けによる処理を省いて、ピーク検出部７３による最大ピーク検出を行えばよい。
【００４８】
重み付けは、中心点から高周波数領域に向けてローパスフィルター処理をかけて、中心点から低周端数領域に向けてハイパスフィルター処理をかけることにより行う。または、中心点を中心周波数とした、バンドパスフィルタ処理をかけることによって行ってもよい。重み付けのフィルタの係数は、例えば、６ｄＢ／Ｏｃｔ、１２ｄＢ／Ｏｃｔ、１８ｄＢ／Ｏｃｔのスロープで行なう。この重み付けの係数は、計測結果の最大のピークに対するロックの強さをあらわす。重み付けの係数が高いほど、過去に検出されたピークを中心として両側の周波数成分が大きく減衰されることになるため、不測のノイズ成分による計測結果の変動を抑えることができる。一方、重み付けの係数が低い場合には、仮に心拍に由来する周波数成分以外ピークにロックした場合であっても、心拍に由来するピークが最大となった際には、本来の心拍に由来するピークにロックするように復帰しやすくなる。
【００４９】
＜ピーク検出部＞
ピーク検出部７３は、重み付け部７２で得られた脈波のスペクトルからパワーが最大のピークを検出する。最大のピークの検出は、重み付けされた脈波のスペクトルから、パワースペクトルのパワーが最大値を示すピークを抽出することにより行なう。このとき、平静時と運動時とでは心拍数が変動するが、通常、心拍に由来する心拍成分のピークは、０．５〜３．５Ｈｚの範囲内に現れる。このため、最大のピークの検出は、０．５〜３．５Ｈｚの範囲において行うようにしてもよい。さらに、ピーク検出部７３は、この最大ピークの周波数を得る。
【００５０】
＜心拍数算出部＞
心拍数算出部７４は、ピーク検出部７３で検出された最大のピークの周波数から心拍数を算出する。最大のピークの周波数（Ｈｚ）に対して６０を乗ずることで、１分間あたりの心拍の数を表す心拍数を得ることができる。また、心拍数算出部７４は、算出された心拍数を記憶部８１または表示部８２に出力する。
【００５１】
［２．動作］
以下、図３及び図４を参照しながら、本実施形態に係る生体信号処理装置１による処理や動作について説明する。ここでは、検体がウォーキングしている場合において、脈波センサ１２を手の指先に装着して、脈波を指の位置で測定して、心拍数の検出を行なった場合の動作について説明する。
【００５２】
図４は、この場合の結果を表すグラフである。図４では、検出した脈波信号の波形に符号Ａ１、検出した脈波信号に対してローパスフィルター処理を行なった波形に符号Ｂ１、脈波信号に対して周波数解析を行なった脈波スペクトルに符号Ｃ１、脈波スペクトルに対して、高調波の減衰と重み付けとを行なった重み付けスペクトルに符号Ｄ１を付して表している。
【００５３】
検体が運動をする場合には、一定の体の動きを繰り返すことで、体動に周期が現れる。例えばウォーキングやランニングをする場合には、左右のいずれかの脚を踏み出すとともに、脚の動きにあわせて両腕を前後に振る運動を周期的に行う。このとき、片方の脚を踏み出してから着地して再び踏み出すまでの動きを体動の１セットとして、この１セットに要する時間を体動の周期とする。この１セットにおける脚または腕の前後動の周期に応じた周波数、すなわち１セットが単位時間当たりに繰り返される回数を、体動の１倍の周波数、または単に、体動の周波数という。なお、上記の１セットに要する時間は、ウォーキングまたはランニングの場合では、二歩分の時間に相当する。
【００５４】
図３に示すフローチャート（ステップＳ１１〜Ｓ２１）に従って、本実施形態に係る生体信号処理装置１による処理の流れについて説明する。生体信号処理装置１は、脈波信号を取得して心拍数の算出及び表示を行なうまでを１サイクルとする処理を行う。さらに、生体信号処理装置１は、この１サイクルの処理を所定の単位時間ごとに繰り返し行うことで、単位時間おきの心拍数を得る。ここでは、１秒おきに心拍数を得る場合における、１サイクルの処理の流れを説明する。
【００５５】
まず、生体信号処理装置１は、脈波信号取得部１１によって脈波信号を取得する（ステップＳ１１、脈波信号取得ステップ）。本実施形態では、脈波センサ１２として、マイクロホンと振動源とを閉じた状態にして脈波を検出する測定器を利用して、検体の脈波を検出する。ＡＤ変換器１３により１ｋＨｚのサンプリング周期でデジタルデータに変換された脈波信号が、脈波センサＩ／Ｆ１４を介して直流成分除去部５１へと入力される。このときの脈波信号の波形は、図４に符号Ａ１を付して表される。検体が運動している状態の脈波を指先の位置で検出することで、脈波センサ１２は、心拍に由来する成分に加えて、体動に由来するノイズ成分が加わった脈波を検出する。
【００５６】
直流成分除去部５１は、脈波信号取得部１１から入力された脈波信号に対して、ハイパスフィルター処理を行う（ステップＳ１２、直流成分除去ステップ）。ハイパスフィルター処理によって直流成分が低減された脈波信号は、積分処理部５２へと入力される。
【００５７】
積分処理部５２は、直流成分除去部５１から入力された脈波信号に対して、速度脈波となるように積分処理を行う（ステップＳ１３、積分処理ステップ）。なお、本実施形態では、脈波信号が、想定する波形である速度脈波として得られているため、積分処理を行っていない。積分処理によって速度脈波となった脈波信号は、高周波成分除去部５３へと入力される。
【００５８】
高周波成分除去部５３は、積分処理部５２から入力された脈波信号に対して、ローパスフィルター処理を行なう（ステップＳ１４、高周波成分除去ステップ）。ローパスフィルター処理によって高周波のノイズ成分が除去された脈波信号は、窓関数処理部５４へと入力される。このときの脈波信号の波形は、図４に符号Ｂ１を付して表される。
【００５９】
窓関数処理部５４は、高周波成分除去部５３から入力された脈波信号に対して、窓関数をかける（ステップＳ１５、窓関数処理ステップ）。本実施形態では、ハミング窓を用いて、１６．３８４秒分に相当する１６３８４サンプルのデータを切り出す。なお、生体信号処理装置１による処理を１サイクル行う毎に、１０２４サンプル単位（約１秒）ずつデータの範囲を後に測定したデータにずらして切り出しを行なうことによって、約１秒ごとの間隔でデータを切り出して、後述する周波数解析を行う。これにより、窓関数によって切り出されたデータに対する、窓関数処理ステップ以降の処理は、約１秒ごとのデータに対して行うことになり、１秒ごとの心拍数が算出される。窓関数によって切り出された脈波信号のデータは、脈波周波数解析部５５へと入力される。
【００６０】
脈波周波数解析部５５は、窓関数処理部５４から入力された脈波信号に対して、周波数解析を行なう（ステップＳ１６、脈波周波数解析ステップ）。本実施形態では、１６３８４点のＦＦＴをかける。周波数解析によって、脈波信号は周波数領域の脈波スペクトルに変換されて、高調波減衰部５６へと入力される。このときの脈波スペクトルは、図４に符号Ｃ１を付して表される。本実施形態では検体がウォーキングしている状態の脈波を指先の位置で検出することで、脈波スペクトルには、心拍に由来する心拍成分のピークｃ１２と、体動に由来する体動成分のピークｃ１１，ｃ１３とが含まれる。中でも、体動成分のピークとしては、運動による体の動きに対応して、体動の周波数の１倍の位置にピークｃ１１と、体動の周波数の２倍の位置にピークｃ１３とが現れる。
【００６１】
高調波減衰部５６は、脈波周波数解析部５５から入力された脈波スペクトルに対して、高調波の減衰を行う（ステップＳ１７、高調波減衰ステップ）。本実施形態では、脈波スペクトルのデータを２倍の周波数、および３倍の周波数にシフトし、これに５０％を掛けたものを元の脈波スペクトルから減算する。高調波の減衰によって、２次または３次高調波成分が減衰された脈波スペクトルは、重み付け部７２へと入力される。
【００６２】
重み付け部７２は、記憶部８１から過去に算出された心拍数を読み出して、体動成分減衰部７１から入力された減衰スペクトルに対して、重み付けを行なう（ステップＳ１８、重み付けステップ）。本実施形態では、前回の心拍数の検出の際にピーク検出部７３によって検出された、ピークｃ１２の位置の最大のピークの周波数を中心点として、１２ｄＢ／Ｏｃｔのスロープで重み付けを行なう。重み付けによって、中心点の両側の周波数成分が減衰された重み付けスペクトルとなり、ピーク検出部７３へと入力される。このときの重み付けスペクトルは、図４に符号Ｄ１を付して表される。ピークｃ１１は、重み付けを受けることでパワーが減少して、ピークｄ１１となる。同様に、ｃ１３は、重み付けを受けることでパワーが減少して、ｄ１３となる。一方、ピークｃ１２は、ピークｄ１１及びピークｄ１３のパワーが減少していることで、最大のパワーを有するピークｄ１２となる。
【００６３】
ピーク検出部７３では、重み付け部７２から入力された重み付けスペクトルに対して、最大ピークの検出を行なう（ステップＳ１９、ピーク検出ステップ）。ここでは、図４に示すように、重み付けスペクトルの中で最大のパワーを示す、心拍成分のピークｄ１２を最大ピークとして検出する。検出された最大ピークの周波数は、心拍数算出部７４に入力される。
【００６４】
心拍数算出部７４では、ピーク検出部７３から入力された周波数から心拍数を算出する（ステップＳ２０、心拍数算出ステップ）。このとき、心拍数算出部７４は、算出された心拍数を記憶部８１に出力して、記憶部８１が心拍数を記録する。
さらに、算出された心拍数は表示部８２に入力されて、表示部８２は心拍数の表示を行なう（ステップＳ２１）。
【００６５】
上述したように、生体信号処理装置１は、ステップＳ１１〜Ｓ２１の処理を１サイクルとして繰り返して、１秒ごとに心拍数の算出を行う。このとき、前回のサイクルにおいてピーク検出部７３によって検出されたピークの周波数を中心として重み付けを行う。
【００６６】
［３．作用及び効果］
検体が一定の周期で運動をする場合には、脈波には体動の周期に応じた周波数の体動成分が含まれる。また、検体の運動に対応して、脈波スペクトルには体動の周波数成分のピークが現れる。
【００６７】
検体が運動をしていても心拍数は急激には変化しないことから、本来検出されるべき心拍数に由来する周波数成分のピークは、過去に検出されたピークと近い位置に現れると予測される。そこで、本実施形態では、脈波のスペクトルに対して、過去の検出により得られた心拍数に対応する周波数を中心点として、中心点の周波数から離れるにつれてスペクトル強度を減少させる、重み付けを行う。これにより、過去に検出されたピークの両側の周波数成分を減衰させることで、ノイズ成分の影響を抑えて、心拍に由来するピークにロックすることができる。よって、脈波スペクトルに、体動成分のような突発的な心拍成分以外のピークがノイズとして表れた場合であっても、この心拍成分以外の影響を抑制して、本来の心拍成分のピークをトラッキングすることができる。
【００６８】
ここで、脈波スペクトルの一例として、図４に示すように、符号Ｃ１を付して表される、手の指先で検出された脈波の脈波スペクトルには、体動の１倍の周波数の位置にピークｃ１１が、体動の２倍の周波数の位置にピークｃ１３が現れる。このように、一定の周期で運動している検体から検出される脈波には、体動の１倍の周波数成分と、体動の２倍の周波数成分とがともに含まれることがある。
【００６９】
本実施形態によれば、図４に示すように、符号Ｃ１で示される脈波スペクトルの体動の１倍と２倍の周波数成分のピークｃ１１，ｃ１３は、重み付けを受けることで抑制されて、重み付けスペクトルではピークｄ１１，ｄ１３となってパワーが減少する。これにより、心拍成分のピークｄ１２が最大のピークとなることで、心拍に由来するピークを、最大のピークとして正しく検出することができる。この結果、心拍成分のピークｄ１２から本来の心拍数を検出することが可能となる。
【００７０】
上述したように、本実施形態は、ある決まった時間で一定周期の繰り返しの運動をしている検体から脈波を検出するとともに、脈波信号に心拍成分と体動成分が含まれる場合に好適に利用することができる。このとき、本実施形態によれば、脈波スペクトルに重み付けを行うことで、脈波スペクトルから体動成分を抑制することができる。
【００７１】
上述した一定周期の繰り返しの運動とは、体の動きが単位時間当たりに繰り返される回数（周波数）が一定となるようにして行われる運動をいう。このような一定周期の繰り返しの運動とは、例えば、ランニング、ウォーキング、またはクロールもしくは背泳等の水泳が挙げられる。この他にも、ステップウォークのように、その場で足踏みや昇降をするような運動にも利用することができる。
【００７２】
また、ある決まった時間とは、窓関数をかけることで切り出されて周波数解析を受ける、所定の時間幅のことをいう。少なくともこの所定の時間幅の間の脈波信号に周波数解析を施した際に、周波数ごとの周波数成分に分解したスペクトルを得ることができる程度に一定周期の繰り返しの運動を行っていればよい。または、この所定の時間幅の間において、一定周期の繰り返しの運動を行っていることが好ましい。
【００７３】
また、本実施形態によれば、重み付けを行うことで、心拍成分以外のノイズ成分を検出するセンサを用いて信号を取得することなしに、脈波センサ１２により取得した脈波信号から心拍成分以外の影響を抑制することができる。例えば、加速度センサのような体動を検出するセンサを用いて検体の体動を検出して、取得した体動信号を利用した処理を行わずとも、心拍成分のピークをトラッキングすることができる。これにより、情報処理装置２１による処理の負荷を軽減するとともに、消費電力を抑えて、測定時間を延長することが可能となる。また、情報処理装置２１の小型化が可能となる。
【００７４】
さらに、本実施形態では、重み付けにより中心点の両側の成分のパワーを減少させるものの、中心点の両側のピークは、重み付け前のパワーに応じたパワーを有するピークとして、重み付けスペクトルに現れることになる。このため、仮に、前回の検出では心拍成分以外のピークを最大のピークとして検出しており、このピークの周波数を中心点として重み付けを行った場合であっても、その後に重み付けを受けた心拍成分のピークのパワーが最大となるのであれば、再び本来の心拍成分のピークにロックして、これをトラッキングすることができる。
【００７５】
またさらに、本実施形態によれば、重み付けを行った脈波スペクトルから、最大のピークを検出する。これにより、心拍に由来するピークを検出して、本来の心拍数を算出することが可能となる。
【００７６】
また、本実施形態によれば、過去の検出により得られた心拍数に対応する周波数を中心点として重み付けを行なうことにより、過去に検出されたピーク付近の周波数成分が相対的に強調される。これにより、例えば、脈波信号に含まれる心拍成分と、ノイズ成分として含まれる体動成分との位相が逆一致して、心拍成分のピークのパワーが小さくなった場合であっても、本来の心拍成分のピークを最大のピークとして検出することが可能となる。よって、位相の逆一致により脈波の波形が一時的に小さくなったような場合でも、本来の心拍数の算出を継続することができる。
【００７７】
［４．その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形、変更してすることが可能である。
【００７８】
［４−１．信号の検出位置について］
上記の実施形態では、脈波を指先の位置で検出した場合について説明した。脈波センサ１２の装着、及び脈波の検出位置はこれに限定されない。例えば、脈波は、指の付け根もしくは関節位置、腕、外耳道、耳珠、耳垂等の外耳、または頭部から検出してもよい。
【００７９】
［４−２．装置の構成について］
上記の実施形態では、情報処理装置２１としてスマートフォンを例示したが、情報処理装置２１はこれに限るものではない。例えば、タブレット型の端末（タブレットＰＣ）、デスクトップパソコン、ノートパソコン等、またはその他の測定機器、表示機器にも適用できる。
【００８０】
また、上記の実施形態では、表示部８２及び操作部８３としてタッチパネルディスプレイ８２を例示して説明したが、情報処理装置２１に接続される液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等を表示部８２として利用してもよく、または、測定結果もしくは信号処理の結果をプリンタ、オシロスコープ、又はペンレコーダ等の波形表示器に出力して波形の表示を行ってもよい。また、情報処理装置２１に設けられた物理キー（ハードウェアキー）により操作部８３を構成してもよく、情報処理装置２１に接続されるキーボードもしくはマウス等を操作部８３として利用してもよい。
【００８１】
［４−３．信号処理について］
上記の実施形態では、信号処理部４１における処理機能がプログラムとして構成されたものを例示したが、この機能の実現手段はプログラムに限定されない。例えば、信号処理部４１を、ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＣＰＵ等を内蔵したワンチップマイコンとして構成してもよいし、あるいは、デジタル回路やアナログ回路といった電子回路として形成してもよい。
【００８２】
上記の実施形態では、本件の生体信号処理プログラムが、各ステップを実行する個々のプログラムにより構成されている場合について説明したが、本件のプログラムは、個々のプログラムが組み合わされた一つのプログラムとして構成されていてもよい。または、個々のプログラムが組み合わされて複合したプログラムとなり、さらにこの複合したプログラムが一つのプログラムとして構成されていてもよい。
【００８３】
上記の実施形態では、脈波信号取得部１１が、脈波検出部１２と脈波信号変換部１３により、検体から脈波を検出してデジタルデータに変換された脈波信号を取得する場合について説明した。脈波信号は、メモリ８１または外部メモリ８４に保存された脈波信号のデータを読み出すことで取得してもよい。
【００８４】
上記の実施形態では、直流成分除去部５１における直流成分の除去、高周波成分除去部５３における高周波のノイズ成分の低減、高調波減衰部５６における高調波成分のキャンセル処理について説明した。これらの処理は、各成分を完全に除くことを要するものではなく、心拍数に由来するピークを検出できる程度に各成分を低減するものであればよい。
【００８５】
上記の実施形態では、積分処理部５２が、脈波信号に対して、速度脈波となるように積分処理を行う場合について説明した。脈波信号に対する処理は積分処理に限定されず、取得された脈波信号に応じて、微分処理を行うようにしてもよい。例えば、脈波センサ１２として、光電式の測定器を使用した場合には、脈波信号は容積脈波として取得される。この場合には、脈波信号に対して微分処理を行うことで、速度脈波を得るようにしてもよい。
【００８６】
上記の実施形態の動作の説明では、脈波センサ１２として、マイクロホンと振動源とを閉じた状態にして脈波を検出する測定器を利用して、脈波信号を速度脈波として取得して、積分処理及び微分処理を行っていない場合について説明した。これは、いわゆるクローズドキャビティを形成して脈波を検出する場合に相当する。これに対して、脈波センサ１２として、例えば、イヤホン（ヘッドホン）を利用して、マイクロホンと振動源とをほぼ閉じた状態にして脈波を検出する場合には、脈波信号が加速度脈波として取得される。この場合には、積分処理部５２が、脈波信号に対して１回の積分処理を行えばよい。
【００８７】
上記の実施形態では、窓関数処理部５４が、１６．３８４秒分に相当する１６３８４サンプルのデータを切り出して、１０２４サンプル単位で約１秒間隔で処理を行う場合について説明した。情報処理装置２１による処理はこれに限定されず、窓関数処理部５４が切り出すサンプルの幅を大きくして、より長い時間のサンプルデータを基に周波数解析を行うようにしてもよい。または、窓関数処理部５４が切り出すサンプルの幅を小さくして、より短い時間のサンプルデータを基に周波数解析を行うようにしてもよい。また、窓関数処理部５４が切り出しを行う時間の間隔を長くまたは短く変更してもよい。
【００８８】
上記の実施形態では、心拍数算出部７４が、ピーク検出部７３で検出された最大のピークの周波数から心拍数を算出する場合について説明した。心拍数算出部７４は、直近及び過去に算出された複数の心拍数の算出値の移動平均をとり、この移動平均値を心拍数として出力するようにしてもよい。これにより、過去の心拍数を含めた時系列の値が平滑化されて、より安定した心拍数を得ることが可能となる。このとき、脈波信号にノイズ成分が含まれて、心拍成分以外のピークを最大のピークとして一時的に検出して、突発的に心拍数が変動した場合であっても、安定した心拍数を出力することができる。
【００８９】
上記の実施形態では、信号処理部４１における一連の処理について説明したが、順番を入れ替え、あるいは一部を省略してもよい。例えば、高周波成分除去部５３によるローパスフィルター処理を省いてもよい。また、高調波減衰部５６による高調波成分のキャンセル処理を省いてもよい。
【００９０】
［４−４．生体信号の処理について］
上記の実施形態では、生体信号処理装置１は脈波信号を処理して、ピーク検出部７３が、パワーが最大のピークを検出して、心拍数算出部７４が、最大のピークの周波数から心拍数を算出する場合について説明した。生体信号処理装置１による生体信号の処理はこれに限られず、例えば、重み付け部７２で得られた脈波のスペクトルに対して、逆ＦＦＴ解析を行って脈波形を得て、この脈波形を表示するようにしてもよい。これにより、体動ノイズの影響を軽減した脈波の波形の評価を行うことができる。
【符号の説明】
【００９１】
１  生体信号処理装置
１１  脈波信号取得部（脈波信号取得手段）
１２  脈波検出部（脈波センサ）
４１  信号処理部（手段）
５５  脈波周波数解析部（脈波周波数解析手段）
７２  重み付け部（重み付け手段）
７３  ピーク検出部（ピーク検出手段）
【図１】
2016182165.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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