(57)【要約】【課題】心電図波形から抽出される心拍の検出確度を推定する。【解決手段】心拍検出確度推定装置は、心電計１が測定した心電図波形のサンプリングデータの絶対値が所定の電位閾値よりも大きいときに、心拍の検出確度を最高値よりも低い値とする検出確度決定部３と、心電図波形のサンプリングデータの絶対値が電位閾値を上回った後に電位閾値以下になったときに、検出確度を、時間の経過に伴って一定の割合で高い方に復帰させる検出確度復帰部４とを備えている。【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の絶対値が所定の第１の電位閾値よりも大きいとき、もしくは前記第１の電位閾値より小さい所定の第２の電位閾値よりも前記サンプリングデータの絶対値が小さいときに、心拍ないしＲ−Ｒ間隔の検出確度を最高値よりも低く評価する検出確度決定ステップを含むことを特徴とする心拍検出確度推定方法。
【請求項２】
請求項１記載の心拍検出確度推定方法において、
前記検出確度決定ステップは、前記心電図波形のサンプリングデータの絶対値が前記第１の電位閾値よりも大きいときに、直ちに、前記検出確度を前記最高値よりも低い値とするステップを含むことを特徴とする心拍検出確度推定方法。
【請求項３】
請求項１記載の心拍検出確度推定方法において、
さらに、前記心電図波形のサンプリングデータの時間差分値をサンプリング時刻ごとに算出する時間差分値算出ステップを含み、
前記検出確度決定ステップは、前記心電図波形のサンプリングデータの絶対値が前記第１の電位閾値よりも大きく、かつ前記時間差分値の絶対値が所定の時間差分閾値よりも大きいときに、前記検出確度を前記最高値よりも低い値とするステップを含むことを特徴とする心拍検出確度推定方法。
【請求項４】
請求項２または３記載の心拍検出確度推定方法において、
さらに、前記心電図波形のサンプリングデータの絶対値が前記第１の電位閾値を上回った後に前記第１の電位閾値以下になったときに、前記検出確度を、時間の経過に伴って一定の第１の割合で高い方に復帰させる検出確度復帰ステップを含むことを特徴とする心拍検出確度推定方法。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の心拍検出確度推定方法において、
前記最高値よりも低い検出確度の値は、前記第１の電位閾値を超えたときの前記心電図波形のサンプリングデータの絶対値に応じて決定される値であることを特徴とする心拍検出確度推定方法。
【請求項６】
請求項１記載の心拍検出確度推定方法において、
前記検出確度決定ステップは、前記心電図波形のサンプリングデータの絶対値が前記第２の電位閾値よりも小さい状態が一定時間以上続いたときに、前記検出確度を前記最高値よりも低い値とするステップを含むことを特徴とする心拍検出確度推定方法。
【請求項７】
請求項６記載の心拍検出確度推定方法において、
さらに、前記心電図波形のサンプリングデータの絶対値が前記第２の電位閾値よりも小さい状態が一定時間以上続いた後に前記第２の電位閾値以上になったときに、前記検出確度を、時間の経過に伴って一定の第２の割合で高い方に復帰させる検出確度復帰ステップを含むことを特徴とする心拍検出確度推定方法。
【請求項８】
請求項６または７記載の心拍検出確度推定方法において、
前記最高値よりも低い検出確度の値は、予め設定された一定値であることを特徴とする心拍検出確度推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心電図波形から得られるＲ−Ｒ間隔などの心拍データについて、その検出確度を推定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、身体に装着することが可能な心電計測デバイスを用いて日常生活における心拍データを計測し、ヘルスケア等に役立てようという動きが活発である。シャツなどのウエアに電極を仕込んだタイプのデバイスは、装着することによる使用者への心理的・肉体的な負担も小さく、長時間の計測にも適している。しかしながら、体への締め付けが少ない分、体動等に伴ってＥＣＧ（Electrocardiogram、心電図）波形が容易に乱れてしまうという問題がある。ＥＣＧ波形が乱れた場合、得られる心拍データには必然的に誤りが含まれることになる。
【０００３】
特許文献１には、ＥＣＧ波形のＴ波を観測する場合において、Ｔ波のピーク値が非常に小さいものを、誤ったデータとして認識し校正する構成が開示されている。しかし、ＥＣＧ波形に大きなノイズが重畳した場合や、データの信憑性の指標等については言及されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５６３２５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の心電・心拍計測デバイスでは、ＥＣＧ波形に大きなノイズが重畳したり、ＥＣＧ波形の振幅が非常に小さかったりした場合、心拍の検出が困難となり、心電・心拍計測デバイスから出力される心拍データには偽の情報が含まれるようになるが、その心拍データを見ている使用者には、データがどの程度信頼できるものかが分からないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記のような点に鑑みてなされたものであり、ＥＣＧ波形のサンプリングデータから抽出される心拍やＲ−Ｒ間隔の検出確度を推定し、心拍やＲ−Ｒ間隔のデータの信憑性を指標化する心拍検出確度推定方法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】
【０００７】
本発明の心拍検出確度推定方法は、生体の心電図波形のサンプリングデータの絶対値が所定の第１の電位閾値よりも大きいとき、もしくは前記第１の電位閾値より小さい所定の第２の電位閾値よりも前記サンプリングデータの絶対値が小さいときに、心拍ないしＲ−Ｒ間隔の検出確度を最高値よりも低く評価する検出確度決定ステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の心拍検出確度推定方法の１構成例において、前記検出確度決定ステップは、前記心電図波形のサンプリングデータの絶対値が前記第１の電位閾値よりも大きいときに、直ちに、前記検出確度を前記最高値よりも低い値とするステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の心拍検出確度推定方法の１構成例は、さらに、前記心電図波形のサンプリングデータの時間差分値をサンプリング時刻ごとに算出する時間差分値算出ステップを含み、前記検出確度決定ステップは、前記心電図波形のサンプリングデータの絶対値が前記第１の電位閾値よりも大きく、かつ前記時間差分値の絶対値が所定の時間差分閾値よりも大きいときに、前記検出確度を前記最高値よりも低い値とするステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の心拍検出確度推定方法の１構成例は、さらに、前記心電図波形のサンプリングデータの絶対値が前記第１の電位閾値を上回った後に前記第１の電位閾値以下になったときに、前記検出確度を、時間の経過に伴って一定の第１の割合で高い方に復帰させる検出確度復帰ステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の心拍検出確度推定方法の１構成例において、前記最高値よりも低い検出確度の値は、前記第１の電位閾値を超えたときの前記心電図波形のサンプリングデータの絶対値に応じて決定される値である。
【０００８】
また、本発明の心拍検出確度推定方法の１構成例において、前記検出確度決定ステップは、前記心電図波形のサンプリングデータの絶対値が前記第２の電位閾値よりも小さい状態が一定時間以上続いたときに、前記検出確度を前記最高値よりも低い値とするステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の心拍検出確度推定方法の１構成例は、さらに、前記心電図波形のサンプリングデータの絶対値が前記第２の電位閾値よりも小さい状態が一定時間以上続いた後に前記第２の電位閾値以上になったときに、前記検出確度を、時間の経過に伴って一定の第２の割合で高い方に復帰させる検出確度復帰ステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の心拍検出確度推定方法の１構成例において、前記最高値よりも低い検出確度の値は、予め設定された一定値である。
【発明の効果】
【０００９】
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の絶対値が所定の第１の電位閾値よりも大きいとき、もしくは第１の電位閾値より小さい所定の第２の電位閾値よりもサンプリングデータの絶対値が小さいときに、心拍ないしＲ−Ｒ間隔の検出確度を最高値よりも低く評価することにより、心拍やＲ−Ｒ間隔のデータの信憑性を適切に指標化することができ、使用者に心拍やＲ−Ｒ間隔のデータがどの程度信頼できるかを知らせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る心拍検出確度推定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る心拍検出確度推定方法を説明するフローチャートである。
【図３】心電図波形の１例、心電図波形から抽出したＲ−Ｒ間隔、および本発明の第１の実施の形態に係る心拍検出確度推定方法で決定した検出確度を示す図である。
【図４】心電図波形の他の例、心電図波形から抽出したＲ−Ｒ間隔、および本発明の第１の実施の形態に係る心拍検出確度推定方法で決定した検出確度を示す図である。
【図５】心電図波形の他の例、心電図波形から抽出したＲ−Ｒ間隔、および本発明の第１の実施の形態に係る心拍検出確度推定方法で決定した検出確度を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る心拍検出確度推定装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る心拍検出確度推定方法を説明するフローチャートである。
【図８】心電図波形の１例、および心電図波形から抽出したＲ−Ｒ間隔を示す図である。
【図９】心電図波形の１例、本発明の第１の実施の形態に係る心拍検出確度推定方法で決定した検出確度、および心電図波形の時間差分値を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る心拍検出確度推定装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る心拍検出確度推定方法を説明するフローチャートである。
【図１２】心電図波形の１例、心電図波形から抽出したＲ−Ｒ間隔、および本発明の第３の実施の形態に係る心拍検出確度推定方法で決定した検出確度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１の実施の形態］
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１は本発明の第１の実施の形態に係る心拍検出確度推定装置の構成を示すブロック図である。心拍検出確度推定装置は、心電計１が測定した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の絶対値が所定の第１の電位閾値よりも大きいときに、心拍の検出確度を最高値よりも低い値とする検出確度決定部３と、ＥＣＧ波形のサンプリングデータの絶対値が第１の電位閾値を上回った後に第１の電位閾値以下になったときに、検出確度を、時間の経過に伴って一定の割合で高い方に復帰させる検出確度復帰部４と、ＥＣＧ波形のサンプリングデータとそのサンプリング時刻から心拍時刻を算出する心拍時刻算出部５とを備えている。
【００１２】
図２は本実施の形態に係る心拍検出確度推定方法を説明するフローチャートである。以下の実施の形態では、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。
【００１３】
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。
【００１４】
心拍時刻算出部５は、ＥＣＧ波形のサンプリングデータＸ（ｉ）とそのサンプリング時刻から、心拍時刻とＲ−Ｒ間隔のうち少なくとも一方を算出する。心拍時刻を求める方法としては、例えば特開２０１５−２１７０６０号公報に開示された技術がある。Ｒ−Ｒ間隔はＥＣＧ波形におけるＲ波と次のＲ波の間隔であり、心拍時刻を求めることができれば、心拍時刻の間隔としてＲ−Ｒ間隔を求めることが可能である。また、Ｒ−Ｒ間隔を求める別の方法として、例えば文献「“ECG Implementation on the TMS320C5515 DSP Medical Development Kit (MDK) with the ADS1298 ECG-FE”，Texas Instruments Incorporated，＜http://www.ti.com/lit/an/sprabj1/sprabj1.pdf＞，2011」に開示された技術がある。なお、本発明は、心拍時刻やＲ−Ｒ間隔を求める方法に関係なく適用することが可能である。
【００１５】
次に、検出確度決定部３は、ＥＣＧ波形のサンプリングデータＸ（ｉ）の絶対値に応じて、心拍時刻およびＲ−Ｒ間隔の検出確度をサンプリングデータ毎に決定する。具体的には、検出確度決定部３は、ＥＣＧ波形のサンプリングデータＸ（ｉ）の絶対値が所定の第１の電位閾値（例えば５０００μＶ）より大きい場合（図２ステップＳ１においてＹＥＳ）、検出確度がすでに最低値であれば（図２ステップＳ２においてＹＥＳ）、そのまま次のサンプリングデータのステップＳ１に移り、検出確度が最低値でなければ（図２ステップＳ２においてＮＯ）、検出確度を現在の値からサンプリングデータの絶対値に応じて予め設定された値だけ下げる（図２ステップＳ３）。サンプリングデータＸ（ｉ）の絶対値が第１の電位閾値以下の場合（ステップＳ１においてＮＯ）、検出確度が最高値であれば（ステップＳ４においてＹＥＳ）、そのまま次のサンプリングデータのステップＳ１に移り、検出確度が最高値でなければ（ステップＳ４においてＮＯ）、検出確度復帰部４は検出確度を、一定の第１の割合（例えば１秒間に２０％の割合）で確度が高い方に復帰させる（図２ステップＳ５）。
【００１６】
例えば特開２０１５−２１７０６０号公報に開示された技術のように、心拍時刻やＲ−Ｒ間隔を検出するための閾値をＥＣＧ波形のサンプリングデータに応じて常時更新する場合、ＥＣＧ波形に大きなノイズが重畳してサンプリングデータの絶対値が第１の電位閾値を超えると、心拍時刻やＲ−Ｒ間隔が不適切になるだけでなく、その閾値も不適切な値となる。特に、サンプリングデータから計算した特定の値の時間平均に基づいて閾値を決定する場合、ノイズ由来のピーク値を取り込むことによって閾値が大きく上昇し、ノイズの影響がある程度の時間続くことになる。そこで、検出確度を緩やかに復帰させることで、心拍時刻やＲ−Ｒ間隔のデータの信憑性が低い状態が続いていることを使用者に知らせるようにする。
【００１７】
こうして、ステップＳ１〜Ｓ５の処理がサンプリング時刻毎（サンプリングデータ毎）に繰り返し実行される。
【００１８】
体動に伴う心電計１の電極の浮きなどによる大きなノイズがＥＣＧ波形に混入すると、心拍の検出が困難になる。したがって、本実施の形態では、ＥＣＧ波形のサンプリングデータの絶対値が通常の変動範囲より非常に大きい場合、心拍の検出確度を低くする。これにより、本実施の形態では、心拍のデータの信憑性を適切に指標化することができ、使用者に心拍のデータがどの程度信頼できるかを知らせることができる。
【００１９】
なお、本実施の形態および以降の実施の形態の心拍検出確度推定装置に表示手段を設けて検出確度を表示するようにしてもよいし、通信手段を設けて検出確度を外部に送信するようにしてもよい。検出確度の活用形態は目的に応じて適宜決定すればよいことは言うまでもない。
【００２０】
図３（Ａ）はＥＣＧ波形の例を示す図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＥＣＧ波形から抽出されたＲ−Ｒ間隔を示す図、図３（Ｃ）は本実施の形態の心拍検出確度推定装置が図３（Ａ）のＥＣＧ波形について決定した検出確度を示す図である。図３（Ａ）の例では、ＥＣＧ波形も安定しており、Ｒ−Ｒ間隔も的確に得られている。
【００２１】
この図３（Ａ）の例では、ＥＣＧ波形の心電位が−５００〜１５００μＶの範囲にあり、心電位の絶対値が第１の電位閾値（例えば５０００μＶ）以下のため、Ｒ−Ｒ間隔の検出確度は１００％と評価されている。
【００２２】
図４（Ａ）はＥＣＧ波形の他の例を示す図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＥＣＧ波形から抽出されたＲ−Ｒ間隔を示す図、図４（Ｃ）は心拍検出確度推定装置が図４（Ａ）のＥＣＧ波形について決定した検出確度を示す図である。図４（Ａ）の例では、ＥＣＧ波形にＮ１，Ｎ２，Ｎ３で示すスパイク状のノイズがいくつか混入している。
【００２３】
これらのノイズは電位の絶対値が５０００μＶを超えているため、検出確度決定部３は、図４（Ｃ）に示すように、電位の絶対値が５０００μＶを超えた時点で、検出確度を下げる。このとき、心拍時刻やＲ−Ｒ間隔のデータの信憑性の低さが続いていることを使用者に知らせるため、検出確度をどれだけ下げた値にするかは、上記のとおり心電位の絶対値に応じて予め設定されており、心電位の絶対値が大きいほど検出確度が低くなるように設定されている。また、心電位の絶対値が５０００μＶ以下に復帰した場合、検出確度復帰部４は、検出確度を時間の経過に伴って一定の第１の割合（例えば１秒間に２０％の割合）で確度が高い方に復帰させる。
【００２４】
図４（Ａ）〜図４（Ｃ）の例では、ＥＣＧ波形にスパイクノイズが入る度に検出確度が下がった後で緩やかに回復し、検出確度が１００％になった後に、Ｒ−Ｒ間隔の抽出も再開されていることが分かる。
【００２５】
図５（Ａ）はＥＣＧ波形の他の例を示す図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＥＣＧ波形から抽出されたＲ−Ｒ間隔を示す図、図５（Ｃ）は心拍検出確度推定装置が図５（Ａ）のＥＣＧ波形について決定した検出確度を示す図である。
【００２６】
図５（Ｂ）の例では、Ｒ−Ｒ間隔が抽出されているよう見えるが、図５（Ａ）のＥＣＧ波形には、心拍とは関係のない、周期的な大振幅の棘波状のノイズが混入しており、このノイズを心拍と誤って検出している。ノイズの絶対値が２００００μＶを超えているため、本実施の形態の心拍検出確度推定装置は、図５（Ｃ）に示すように検出確度を低い数字のままとする。つまり、図５（Ａ）のＥＣＧ波形から抽出されたＲ−Ｒ間隔は信憑性が低いということを示している。
【００２７】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図６は本発明の第２の実施の形態に係る心拍検出確度推定装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の心拍検出確度推定装置は、記憶部２と、ＥＣＧ波形のサンプリングデータの絶対値が第１の電位閾値よりも大きく、かつサンプリングデータの時間差分値の絶対値が所定の時間差分閾値よりも大きいときに、心拍の検出確度を最高値よりも低い値とする検出確度決定部３ａと、検出確度復帰部４と、心拍時刻算出部５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値をサンプリング時刻ごとに算出する時間差分値算出部６とを備えている。
【００２８】
図７は本実施の形態に係る心拍検出確度推定方法を説明するフローチャートである。まず、時間差分値算出部６は、ＥＣＧ波形のサンプリングデータＸ（ｉ）の時間差分値Ｙ（ｉ）を算出するため、サンプリングデータＸ（ｉ）の１サンプリング後のデータＸ（ｉ＋１）と１サンプリング前のデータＸ（ｉ−１）とを記憶部２から取得して、サンプリングデータＸ（ｉ）の時間差分値Ｙ（ｉ）を次式のように算出する（図７ステップＳ１０）。
Ｙ（ｉ）＝Ｘ（ｉ＋１）−Ｘ（ｉ−１）                            ・・・（１）
【００２９】
検出確度決定部３ａは、ＥＣＧ波形のサンプリングデータＸ（ｉ）の絶対値が所定の第１の電位閾値（例えば５０００μＶ）よりも大きく（図７ステップＳ１１においてＹＥＳ）、かつ時間差分値算出部６が算出した時間差分値Ｙ（ｉ）の絶対値が所定の時間差分閾値（例えば１０００μＶ）よりも大きく（図７ステップＳ１２においてＹＥＳ）、さらに検出確度が最低値でない場合（図７ステップ１３においてＮＯ）、心拍時刻およびＲ−Ｒ間隔の検出確度を、最高値よりも低くなるようにサンプリングデータの絶対値に応じて予め設定された値だけ下げる（図７ステップＳ１４）。このステップＳ１４の処理は第１の実施の形態のステップＳ３と同じである。
【００３０】
また、検出確度決定部３ａは、ＥＣＧ波形のサンプリングデータＸ（ｉ）の絶対値が第１の電位閾値以下の場合（ステップＳ１１においてＮＯ）、あるいはサンプリングデータＸ（ｉ）の絶対値が第１の電位閾値より大であっても、時間差分値Ｙ（ｉ）の絶対値が時間差分閾値以下の場合（ステップＳ１２においてＮＯ）、検出確度が最高値であれば（図７ステップＳ１５においてＹＥＳ）、そのまま次のサンプリングデータのステップＳ１０に移り、検出確度が最高値でなければ（図７ステップＳ１５においてＮＯ）、検出確度復帰部４は検出確度を、一定の第１の割合（例えば１秒間に２０％の割合）で確度が高い方に復帰させる（図７ステップＳ１６）。
【００３１】
こうして、ステップＳ１０〜Ｓ１６の処理がサンプリング時刻毎（サンプリングデータ毎）に実行される。
【００３２】
ＥＣＧ波形は、通常であれば±３ｍＶ程度の範囲の値をとる。この範囲を大きく超えた値となる場合には、心臓の活動に由来する信号ではない激しいノイズが重畳している可能性が高い。そのような際には、心拍の検出確度は直ちに低いものと判断しうる。ただし、ＥＣＧ波形の基線の搖動の影響が大きい場合には、時間差分値を求めることによって、基線の搖動を相殺し、心拍に由来するピークを抽出することができるので、心拍のデータの信憑性を適切に評価することが可能になる。
【００３３】
図８（Ａ）はＥＣＧ波形の例を示す図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＥＣＧ波形から抽出されたＲ−Ｒ間隔を示す図、図９（Ａ）は図８（Ａ）と同じＥＣＧ波形を示す図、図９（Ｂ）は第１の実施の形態の心拍検出確度推定装置が図８（Ａ）、図９（Ａ）のＥＣＧ波形について決定した検出確度を示す図、図９（Ｃ）は図８（Ａ）、図９（Ａ）のＥＣＧ波形の時間差分値を示す図である。
【００３４】
図８（Ａ）、図９（Ａ）の例では、ＥＣＧ波形にノイズが重畳し、基線が搖動している。第１の実施の形態によれば、検出確度決定部３は、図９（Ｂ）に示すように、心電位の絶対値が第１の電位閾値（例えば５０００μＶ）を超えた時点で、検出確度を下げる。一方、図８（Ｂ）を見ると、Ｒ−Ｒ間隔は適切に抽出されている。図９（Ｃ）のように、ＥＣＧ波形の時間差分値を求めると、時間差分値の絶対値は時間差分閾値（例えば１０００μＶ）以内に収まっており、基線の搖動がない場合のＥＣＧ波形の値の変動範囲と同じレベルの値となっている。
【００３５】
したがって、第１の実施の形態では、図９（Ｂ）に示したように検出確度を下げるが、本実施の形態の検出確度決定部３ａは、時間差分値の絶対値が１０００μＶ以下であるため、心電位の絶対値が５０００μＶを超えた場合でも検出確度を下げることなく、最高値１００％を維持することになる。これにより、本実施の形態では、ノイズの混入によるＥＣＧ波形の基線の搖動に影響されることなく、心拍時刻やＲ−Ｒ間隔のデータの信憑性を適切に評価することができる。
【００３６】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図１０は本発明の第３の実施の形態に係る心拍検出確度推定装置の構成を示すブロック図であり、図１、図６と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の心拍検出確度推定装置は、記憶部２と、ＥＣＧ波形のサンプリングデータの絶対値が所定の第２の電位閾値よりも小さい状態が一定時間以上続いたときに、心拍の検出確度を最高値よりも低い値とする検出確度決定部３ｂと、ＥＣＧ波形のサンプリングデータの絶対値が第２の電位閾値よりも小さい状態が一定時間以上続いた後に第２の電位閾値以上になったときに、検出確度を、時間の経過に伴って一定の割合で高い方に復帰させる検出確度復帰部４ｂと、心拍時刻算出部５とを備えている。
【００３７】
図１１は本実施の形態に係る心拍検出確度推定方法を説明するフローチャートである。本実施の形態の検出確度決定部３ｂは、ＥＣＧ波形のサンプリングデータＸ（ｉ）の絶対値が所定の第２の電位閾値（例えば１００μＶ）以上の場合（図１１ステップＳ２１においてＮＯ）、検出確度が最高値であれば（図１１ステップＳ２５においてＹＥＳ）、そのまま次のサンプリングデータのステップＳ２１に移り、検出確度が最高値でなければ（図１１ステップＳ２５においてＮＯ）、検出確度復帰部４ｂは検出確度を一定の第２の割合（例えば０．５秒間に５０％の割合）で確度が高い方に復帰させる（図１１ステップＳ２６）。
【００３８】
また、検出確度決定部３ｂは、ＥＣＧ波形のサンプリングデータＸ（ｉ）の絶対値が連続して第２の電位閾値未満である状態の継続時間が一定時間以上になった場合（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、検出確度が最低値であれば（図１１ステップＳ２３においてＹＥＳ）、そのまま次のサンプリングデータのステップＳ２１に移り、検出確度が最低値であれば（図１１ステップＳ２３においてＮＯ）、検出確度を、最高値よりも低くなるように予め設定された一定値（例えば０％）とする（図１１ステップＳ２４）。
【００３９】
こうして、ステップＳ２１〜Ｓ２６の処理がサンプリング時刻毎（サンプリングデータ毎）に繰り返し実行される。その他の構成は第１の実施の形態で説明したとおりである。
【００４０】
心電計１の電極の位置や体表面との接触状況により、ＥＣＧ波形のサンプリングデータの絶対値が非常に小さくなる場合にも、心拍の検出が困難になる。したがって、本実施の形態では、ＥＣＧ波形のサンプリングデータの絶対値が通常の変動範囲より非常に小さい場合、心拍の検出確度を低くする。ただし、ＥＣＧ波形は基線（＝０）をまたいで変動するものであり、瞬間的に０や小さな値をとることは異常ではない。ＥＣＧ波形のサンプリングデータの絶対値が極めて小さく心拍検出が困難である場合や、電極外れなどによってＥＣＧ波形がフラットになる場合を鑑別するには、ＥＣＧ波形の絶対値が極めて小さな値をとっている状態が持続していることを確かめる必要がある。また、そのような状態が解消し、ＥＣＧ波形のサンプリングデータの絶対値が通常の範囲に戻った場合には、その後の心拍検出に影響が及ぶことは少ない。
【００４１】
そこで、本実施の形態では、上記の第２の割合を、第１の実施の形態で説明した第１の割合よりも大きい値とする。これにより、ＥＣＧ波形のサンプリングデータの絶対値が第２の電位閾値以上に復帰した場合には、検出確度を速やかに高い方に復帰させる。
【００４２】
図１２（Ａ）はＥＣＧ波形の例を示す図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のＥＣＧ波形から抽出されたＲ−Ｒ間隔を示す図、図１２（Ｃ）は本実施の形態の心拍検出確度推定装置が図１２（Ａ）のＥＣＧ波形について決定した検出確度を示す図である。図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）の例では、心電位の絶対値が第２の電位閾値（例えば１００μＶ）よりも小さい状態が一定時間以上続いた場合に（図１２（Ａ）の１２０，１２１の部分）、図１２（Ｃ）に示すように、検出確度を一定値（例えば０％）まで下げ、心電位の絶対値が１００μＶ以上になった際には、例えば、１００μＶ以上になっている期間に比例して検出確度を回復させるようにしている。また、検出確度が回復する途上においてＥＣＧ波形が１００μＶより低い領域を通過する間は、検出確度は低下も回復もしない横ばい状態となる。
【００４３】
心電位の絶対値が１００μＶよりも小さい状態が続いている間の検出確度は０％と評価されているが、再び心電位が観測されるようになると検出確度が速やかに１００％に戻り、Ｒ−Ｒ間隔も抽出され始めていることが分かる。
【００４４】
なお、第１の実施の形態と第３の実施の形態を組み合わせてもよいし、第２の実施の形態と第３の実施の形態を組み合わせてもよいことは言うまでもない。
【００４５】
第１〜第３の実施の形態で説明した心拍検出確度推定装置は、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第１〜第３の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】
【００４６】
本発明は、生体の心拍やＲ−Ｒ間隔を検出する技術に適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１…心電計、２…記憶部、３，３ａ，３ｂ…検出確度決定部、４，４ｂ…検出確度復帰部、５…心拍時刻算出部、６…時間差分値算出部。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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