(57)【要約】【課題】生体の心拍を正確に測定する。【解決手段】センサ１０により得られた生体の心拍波形信号はピークホールド部１８でピークホールドされる。パターン検出・周期判定部２０は、階段状のピークホールド信号から順次増大するパターンを検出し、これを心電図におけるＰ波とＲ波に対応させて最大ピークのＲ波を検出する。Ｒ波の時間間隔から心拍を算出する。順次増大するパターンが検出できない場合、順次減少するパターンを補完的に検出し、これを心電図におけるＲ波とＴ波に対応させて最大ピークのＲ波を検出する。【選択図】図１
2009112624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体信号センサにより得られた心拍波形信号から心拍を測定する装置であって、
前記心拍波形信号の低周波成分を除去するハイパスフィルタ手段と、
前記ハイパスフィルタ手段からの信号のピークレベルを保持するピークホールド手段と、
前記ピークホールド手段からのピークホールド信号を処理する処理手段であって、ピークレベルが順次階段状に増大するパターンを抽出し、前記パターンの最大ピークを心電図のＲ波として抽出する処理手段と、
抽出した前記Ｒ波の時間間隔に基づいて心拍を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする心拍測定装置。
【請求項２】
生体信号センサにより得られた心拍波形信号から心拍を測定する装置であって、
前記心拍波形信号の低周波成分を除去するハイパスフィルタ手段と、
前記ハイパスフィルタ手段からの信号のピークレベルを保持するピークホールド手段と、
前記ピークホールド手段からのピークホールド信号を処理する処理手段であって、ピークレベルが順次階段状に減少するパターンを抽出し、前記パターンの最大ピークを心電図のＲ波として抽出する処理手段と、
抽出した前記Ｒ波の時間間隔に基づいて心拍を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする心拍測定装置。
【請求項３】
生体信号センサにより得られた心拍波形信号から心拍を測定する装置であって、
前記心拍波形信号の低周波成分を除去するハイパスフィルタ手段と、
前記ハイパスフィルタ手段からの信号のピークレベルを保持するピークホールド手段と、
前記ピークホールド手段からのピークホールド信号を処理する処理手段であって、ピークレベルが順次階段状に増大するパターンを抽出するとともに、前記増大するパターンが抽出できない場合に補完的に順次階段状に減少するパターンを抽出し、前記増大するパターンあるいは前記減少するパターンの最大ピークを心電図のＲ波として抽出する処理手段と、
抽出した前記Ｒ波の時間間隔に基づいて心拍を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする心拍測定装置。
【請求項４】
生体信号センサにより得られた心拍波形信号から心拍を測定する装置であって、
前記心拍波形信号の低周波成分を除去するハイパスフィルタ手段と、
前記ハイパスフィルタ手段からの信号のピークレベルを保持するピークホールド手段と、
前記ピークホールド手段からのピークホールド信号を処理する処理手段であって、ピークレベルが順次階段状に増大するパターンを抽出し、前記増大するパターンの最大ピークを心電図のＲ波として抽出するとともに、ピークレベルが順次階段状に減少するパターンを抽出し、前記減少するパターンの最大ピークを心電図のＲ波として抽出する処理手段と、
前記増大するパターンから抽出した前記Ｒ波の時間間隔に基づいて第１心拍を算出するとともに、前記減少するパターンから抽出した前記Ｒ波の時間間隔に基づいて第２心拍を算出し、前記第１心拍と前記第２心拍の統計処理から心拍を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする心拍測定装置。
【請求項５】
請求項１、３、４のいずれかに記載の装置において、
前記処理手段は、前記増大するパターンの隣接する２つのピークの時間間隔がしきい値を超える場合に前記最大ピークを心電図のＲ波として抽出することを特徴とする心拍測定装置。
【請求項６】
請求項２、３、４のいずれかに記載の装置において、
前記処理手段は、前記減少するパターンの隣接する２つのピークの時間間隔がしきい値を超える場合に前記最大ピークを心電図のＲ波として抽出することを特徴とする心拍測定装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の装置において、
前記生体信号センサは、心拍に伴う生体の動きを圧力として検出する圧力センサであることを特徴とする心拍測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は心拍測定装置、特に生体信号センサにより検出された心拍波形信号からノイズを除去して心拍を測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、生体信号センサから得られた心拍波形信号から心拍を測定する装置が知られている。例えば、特許文献１には、生体信号センサから得られる生体信号に含まれる心拍信号のピークタイミングを検出し、検出されたピークタイミングと隣り合うピークタイミングの時間的間隔に基づいて心拍数を算出することが記載されている。具体的には、心拍に対応した信号を抽出し、抽出信号のレベルピーク値を保持して得られるエンベロープ信号を取得し、エンベロープ信号をＡ／Ｄ変換し、デジタル心拍信号が増加傾向から減少傾向に推移する推移時点を検出し、推移時点から０．５秒間、増加傾向に転じなければ検出した推移時点をピークタイミングと判定することが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４０９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようにピークタイミングを検出し、検出されたピークタイミングと隣り合うピークタイミングの時間的間隔に基づいて心拍数を算出する場合、検出されたピークタイミングが必ず生体の心拍に基づいたピークタイミングでなければならない。しかしながら、実際の検出においては心拍信号が生体の種類や生体の状態、生体を取り巻く環境等により突発的なピークや連続したピーク等を備えた複雑な波形となり、突発的なピークをピークタイミングと誤検出する、あるいは連続したピーク等によりピークタイミングを検出できない事態が生じ得ることとなり、心拍数を正確に算出することができない問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、突発的なピークや連続したピーク等のノイズの影響によらず、正確に心拍を測定することができる装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、生体信号センサにより得られた心拍波形信号から心拍を測定する装置であって、前記心拍波形信号の低周波成分を除去するハイパスフィルタ手段と、前記ハイパスフィルタ手段からの信号のピークレベルを保持するピークホールド手段と、前記ピークホールド手段からのピークホールド信号を処理する処理手段であって、ピークレベルが順次階段状に増大するパターンを抽出し、前記パターンの最大ピークを心電図のＲ波として抽出する処理手段と、抽出した前記Ｒ波の時間間隔に基づいて心拍を算出する算出手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、生体信号センサにより得られた心拍波形信号から心拍を測定する装置であって、前記心拍波形信号の低周波成分を除去するハイパスフィルタ手段と、前記ハイパスフィルタ手段からの信号のピークレベルを保持するピークホールド手段と、前記ピークホールド手段からのピークホールド信号を処理する処理手段であって、ピークレベルが順次階段状に減少するパターンを抽出し、前記パターンの最大ピークを心電図のＲ波として抽出する処理手段と、抽出した前記Ｒ波の時間間隔に基づいて心拍を算出する算出手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、生体信号センサにより得られた心拍波形信号から心拍を測定する装置であって、前記心拍波形信号の低周波成分を除去するハイパスフィルタ手段と、前記ハイパスフィルタ手段からの信号のピークレベルを保持するピークホールド手段と、前記ピークホールド手段からのピークホールド信号を処理する処理手段であって、ピークレベルが順次階段状に増大するパターンを抽出するとともに、前記増大するパターンが抽出できない場合に補完的に順次減少するパターンを抽出し、前記増大するパターンあるいは前記減少するパターンの最大ピークを心電図のＲ波として抽出する処理手段と、抽出した前記Ｒ波の時間間隔に基づいて心拍を算出する算出手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、生体信号センサにより得られた心拍波形信号から心拍を測定する装置であって、前記心拍波形信号の低周波成分を除去するハイパスフィルタ手段と、前記ハイパスフィルタ手段からの信号のピークレベルを保持するピークホールド手段と、前記ピークホールド手段からのピークホールド信号を処理する処理手段であって、ピークレベルが順次階段状に増大するパターンを抽出し、前記増大するパターンの最大ピークを心電図のＲ波として抽出するとともに、ピークレベルが順次階段状に減少するパターンを抽出し、前記減少するパターンの最大ピークを心電図のＲ波として抽出する処理手段と、前記増大するパターンから抽出した前記Ｒ波の時間間隔に基づいて第１心拍を算出するとともに、前記減少するパターンから抽出した前記Ｒ波の時間間隔に基づいて第２心拍を算出し、前記第１心拍と前記第２心拍の統計処理から心拍を算出する算出手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ピークホールド信号の順次増大するパターンあるいは順次減少するパターンを心電図のＰ波とＲ波のパターン、あるいはＲ波とＴ波のパターンの反映として抽出することによりＲ波を検出するので、Ｒ波単独で検出する場合に比べてノイズの影響によらず確実にＲ波を検出し心拍を算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について、生体信号センサとして圧力センサを用いる場合について説明する。
【００１２】
図１に、本実施形態における心拍測定装置１の構成ブロック図を示す。人間や動物等の生体の所定位置に設けられた圧力センサ１０からのセンサ信号（心拍波形信号）が心拍測定装置１に供給される。
【００１３】
心拍測定装置１は、アンチエイリアスフィルタ１２、Ａ／Ｄ変換器１４、ＦＩＲハイパスフィルタ１６、ピークホールド部１８、パターン検出・周期判定部２０、及び心拍数表示部２２を備える。アンチエイリアスフィルタ１２は、カットオフ周波数ｆｃ＝２０Ｈｚのローパスフィルタであり、圧力センサ１０から供給されたセンサ信号（心拍波形信号）の２０Ｈｚ以上の高周波成分を除去することでサンプリング時の折り返し雑音（エイリアス）を排除してＡ／Ｄ変換器１４に供給する。Ａ／Ｄ変換器１４は、高周波成分が除去されたセンサ信号（心拍波形信号）１００を所定のサンプリング周波数でデジタル信号に変換してＦＩＲハイパスフィルタ１６に供給する。ＦＩＲ（有限インパルス応答）ハイパスフィルタ１６は、カットオフ周波数ｆｃ＝５Ｈｚのハイパスフィルタであり、５Ｈｚ以下の低周波成分を除去してピークホールド部１８に供給する。ピークホールド部１８は、低周波成分が除去された信号のピーク値をホールドし、パターン検出・周期判定部２０に供給する。パターン検出・周期判定部２０は、供給されたピークホールド信号２００から特定のパターンを検出し、そのパターンに含まれる特定のピークを抽出してその周期を判定することで心拍数を算出する。パターン検出・周期判定部２０で検出されるピークは、後に詳述するように心電図におけるＲ波に対応するピークである。パターン検出・周期判定部２０は、算出した心拍数を心拍数表示部２２に供給する。心拍数表示部２２は、ＬＣＤや有機ＥＬで構成され、供給された心拍数を表示する。心拍数表示部２２は、心拍数のデータをＳＤメモリ等の外部記憶媒体に供給してもよい。パターン検出・周期判定部２０は、プロセッサ及びワーキングメモリを備えるＩＣで構成される。
【００１４】
図２Ａ及び図２Ｂに、図１における各部の信号波形を示す。図２Ａは、アンチエイリアスフィルタ１２から供給されるセンサ信号（心拍波形信号）１００の信号波形である。生体の所定位置に設けられた圧力センサが心拍に伴う生体の動きを圧力変化として検出する。図２Ｂは、ハイパスフィルタ１６で低周波成分が除去され、かつ、ピークホールド部１８でピークホールドされたピークホールド信号２００の波形であり階段状の波形である。なお、図２Ｃは、比較のため、図２Ａに示すセンサ信号をハイパスフィルタ１６で低周波成分を除去し、絶対値化した後にローパスフィルタでエンベロープを抽出した信号波形である。ピークを検出するためにはこのようにローパスフィルタを用いてエンベロープを検出することも可能であるが、フィルタリングを行うために信号レベルが減衰してしまい、心拍信号のレベルが低い場合にそのピークを的確に捉えることが困難となる。これに対し、本実施形態のようにローパスフィルタを用いてエンベロープ信号を抽出するのではなく、単にピークホールド回路でピークホールドして階段状の信号を得る構成とすることで、図２Ｂに示すように信号レベルの減衰を抑制することができる。
【００１５】
図３に、ハイパスフィルタ１６からの信号１５０、及びピークホールド部１８からの階段状ピークホールド信号２００を示す。パターン検出・周期判定部２０は、このような階段状のピークホールド信号２００から、信号レベルが順次増大しているパターンを検出する。このように順次増大しているパターンを心電図におけるＰ波とＲ波に対応させる。そして、Ｐ波に対応するピークとＲ波に対応するピークの時間間隔を算出し、算出した時間間隔ｔが所定の範囲内にある場合に、これらのピークは確かにＰ波とＲ波に対応するピークであるとみなし、これらのピークのうちの最大のピークをＲ波として特定する。時間間隔ｔに加え、ピーク値ａ、ｂ、特にピーク間のレベル値ｂがしきい値を超える場合にこれらのピークが確かにＰ波とＲ波に対応するピークであるとみなしてもよい。また、パターン検出・周期判定部２０は、階段状のピークホールド信号２００から、信号レベルが順次減少しているパターンを検出してもよい。このように順次減少しているパターンを心電図におけるＲ波とＴ波に対応させる。そして、Ｒ波に対応するピークとＴ波に対応するピークの時間間隔を算出し、算出した時間間隔が所定の範囲内にある場合に、これらのピークは確かにＲ波とＴ波に対応するピークであるとみなし、これらのピークのうちの最大のピークをＲ波として特定する。
【００１６】
ここで、心電図におけるＲ波について説明する。図４に、心電図、すなわち心臓の活動電位の時間的変化の正常波形を示す。典型的な正常波形は、心拍１回毎に大きくＰ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔの５つの波で構成され、中でも目立つＱ、Ｒ、Ｓ波は一括してＱＲＳ波と呼ばれる。図にはないが、これ以外にもＵ波という波が存在する。Ｐ波は、心房の興奮により起こる活動電位の波であり、ＱＲＳ波は、心室の興奮により起こる活動電位の波であり、Ｔ波は興奮した心室の心筋細胞が再分極する過程で起こる活動電位の波である。心房に溜まった血液を心室に送るために心室が収縮する、このときの活動電位がＰ波であり、この時心室が膨張状態になる。次に、心室が激しく収縮し、心室の血液を全身に送り出す。このときの活動電位がＲ−Ｔ波となる。本実施形態では、心拍を検出する際の基準となるＲ波のピークを検出するに際し、Ｒ波に隣接してＰ波のピーク、あるいはＴ波のピークがあることを利用してＲ波のピークを検出する。すなわち、例えばＰ波とＲ波のように隣接した２つのピークが存在し、２つのピークのレベルがＰ波のレベルとＲ波のレベルの関係のように順次大きくなる、すなわち階段状のピークホールド信号において順次レベルが増大するようなパターンとなる場合に、２つのピークは確かにＰ波とＲ波に相当するピークであって、そのうちの大きい方がＲ波のピークであると特定する。
【００１７】
パターン検出・周期判定部２０は、ピークホールド信号２００から順次増大するパターンを検出してもよく、あるいは順次減少するパターンを検出してもよい。いずれの場合でも、最大ピークがＲ波に対応するピークである。また、パターン検出・周期判定部２０は、ピークホールド信号２００から順次増大するパターンを検出するとともに、順次減少するパターンを検出してもよい。例えば、まず、順次増大するパターンを検出し、順次増大するパターンが検出されない場合に、次に順次減少するパターンを検出してもよい。順次増大するパターンあるいは順次減少するパターンの少なくともいずれかによりＲ波に対応するピークを抽出し、これらのピークの時間間隔から心拍を算出することができる。
【００１８】
図５及び図６に、ピークホールド信号２００から順次増大するパターンと順次減少するパターンを検出する場合のパターン検出・周期判定部２０の処理フローチャートを示す。
【００１９】
図５において、まず、階段状のピークホールド信号２００が供給されると、今回のピーク値が前回のピーク値よりも大きいか否か、つまり順次増大（上昇）しているか否かを判定する（Ｓ１０１）。順次増大している場合、アップカウンタの値が０であるか否かを確認する（Ｓ１０２）。アップカウンタは、階段状のピークホールド信号２００が段階的に増大している場合に１ずつインクリメントされるパラメータであり、初期値は０にリセットされている。最初に増大していると判定された場合には、アップダウンカウンタは初期値０のままである。最初の増大である場合（Ｓ１０２でＹＥＳと判定）、次にピークホールド信号２００が減少している場合に１ずつインクリメントされるダウンカウンタを０にリセットした上で（Ｓ１０３）、現在の値（最新値）を新たな最大値とするように更新する（Ｓ１０４）。そして、更新後の最大値の時間データをメモリに記憶する（Ｓ１０５）。また、アップカウンタを１だけインクリメントする（Ｓ１０６）。
【００２０】
以後、再びＳ１０１以降の処理を繰り返す。今回のピーク値が前回のピーク値よりも大きいか否か、つまり順次増大しているか否かを判定し（Ｓ１０１）、順次増大している場合、アップカウンタの値が０であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。Ｓ１０６でアップカウンタがインクリメントされている場合、アップカウンタは０ではないのでＳ１０２でＮＯと判定され、次に、今回の値である最新値がしきい値、例えば２５０（レベル値）を超えるものであり、かつ、最新値が現在の最大値（Ｓ１０４で更新された最大値）との差がしきい値、例えば１２０（レベル値）を超えるか否かを判定する（Ｓ１０７）。この判定は、心電図におけるＰ波とＲ波のレベル差に基づくものであり、図４に示すようにＲ波はＰ波よりもレベルが大きい。したがって、このような有意な大小関係が存在するか否かを判定するための処理である。最新値及び差分値がいずれもしきい値を超える、つまり、前回のピークよりも今回のピークの方が有意に大きいと判定された場合には、Ｐ波とＲ波に対応するピークを検出した可能性があるので、さらに、これらのピークの時間間隔を算出し、算出した時間間隔がしきい値、例えば８０ｍｓｅｃを超えているか否かを判定する（Ｓ１０８）。この判定は、心電図におけるＰ波とＲ波の時間差に基づくものであり、図４に示すようにＰ波とＲ波との間には一定の時間差が存在する。従って、このような有意な時間差が存在するか否かを判定するための処理である。２つのピークの時間間隔がしきい値を超える場合には、確かにＰ波とＲ波に対応するピークであると確定し、今回の値を最大値として更新する（Ｓ１０４）。そして、最大値の時間データをメモリに記録し（Ｓ１０５）、アップカウンタをさらに１だけインクリメントする（Ｓ１０６）。Ｓ１０７でＮＯ、つまり今回のピーク値がしきい値を超えない場合や、今回の値と最大値との差がしきい値を超えない場合には、Ｐ波とＲ波に対応するピークではなくノイズであるとして最大値は更新しない。また、Ｓ１０８でＮＯ、つまり２つのピークの時間間隔がしきい値を超えない場合もＰ波とＲ波に対応するピークではなくノイズであるとして最大値は更新しない。その後、再びＳ１０１以降の処理を繰り返し、今回の値が前回の値より大きいか否かを判定する（Ｓ１０１）。
【００２１】
一方、Ｓ１０１で今回の値が前回の値よりも小さい場合、図６の処理に移行する。図６において、まず、アップカウンタが２であるか否かを判定する（Ｓ２０１）。２つのピークが存在し、順次２回増大する場合には図５のＳ１０６でアップカウンタは２に設定されている。これはＰ波とＲ波のピークに対応するものであるから、メモリに記憶された時間データを用いて前回検出されたＲ波のピークと今回検出されたＲ波のピークの時間間隔を算出する（Ｓ２０２）。次に、このように算出された周期が所定の範囲内に存在するか否かを判定する（Ｓ２０３）。所定の範囲は、正常な心拍数の範囲に応じて設定され、例えば下限は０．２ｓ、上限は２ｓｅｃに設定される。算出された周期が所定の範囲内にある場合、算出された周期は心拍数として確からしい値であるとみなし、過去の心拍数との移動平均を算出して心拍数表示部２２に供給する（Ｓ２０４）。そして、メモリに記憶された最大値及び最小値をクリアし、最大値時間データを更新し、アップカウンタを０にリセットする（Ｓ２０５）。
【００２２】
また、Ｓ２０１でアップカウンタが２でない、例えば１である場合、Ｒ波に対応するピークを検出することなくピークホールド信号２００が減少したことを意味するから、次に、順次減少するパターンを検出する処理に移行する。すなわち、まず、アップカウンタが１であり、かつ、ダウンカウンタが１であるか否かを判定する（Ｓ２０７）。ダウンカウンタの初期値は０であり、順次増大するパターンが検出された場合には図５のＳ１０３で０にリセットされているから、順次増大するパターンから順次減少するパターンに変化した場合には、ダウンカウンタは未だ０のままである。そこで、Ｓ１０７でＮＯと判定された場合には、さらにアップカウンタが１であり、かつ、ダウンカウンタが０であるか否かを判定する（Ｓ２１０）。この条件を満たす場合、最小値を今回の値である最新値に更新し（Ｓ２１１）、最小値の時間データをメモリに記憶してダウンカウンタを１だけインクリメントする（Ｓ２０６）。そして、再びＳ１０１以降の処理を繰り返す。
【００２３】
Ｓ１０１以降の処理を繰り返し、再び今回の値が前回の値より小さい場合、アップカウンタが２であるか否かを判定する（Ｓ２０１）。アップカウンタが例えば１の場合にはＮＯと判定され、次に、アップカウンタが１であり、かつ、ダウンカウンタが１であるか否かを判定する（Ｓ２０７）。Ｓ２０６でダウンカウンタが１だけインクリメントされてダウンカウンタの値が１に設定されている場合、Ｓ２０７でＹＥＳと判定される。これは、階段状のピークホールド信号２００が１回だけ増大した後減少に転じ、２回連続して順次減少したことを意味する。したがって、Ｒ波とＴ波に相当するピークである可能性があるので、メモリに記憶されている最大値がしきい値である２５０を超えており、かつ、最大値とＳ２１１で更新した最小値の差がしきい値である１２０を超えているか否かを判定する（Ｓ２０８）。この判定は、心電図におけるＲ波とＴ波のレベル差に基づくものであり、図４に示すようにＲ波はＴ波よりもレベルが大きい。したがって、このような有意な大小関係が存在するか否かを判定するための処理である。最大値及び差分値がいずれもしきい値を超える場合には、Ｒ波とＴ波に対応するピークを検出した可能性があるので、さらに、これらのピークの時間間隔を算出し、算出した時間間隔がしきい値、例えば８０ｍｓｅｃを超えているか否かを判定する（Ｓ２０９）。この判定は、心電図におけるＲ波とＴ波の時間差に基づくものであり、図４に示すようにＲ波とＴ波との間には一定の時間差が存在する。従って、このような有意な時間差が存在するか否かを判定するための処理である。２つのピークの時間間隔がしきい値を超える場合には、確かにＲ波とＴ波に対応するピークであると確定し、最大値としてメモリに記憶してあるピークはＲ波に対応するピークであるとしてその時間間隔を算出する（Ｓ２０２）。そして、算出した周期が所定の範囲内にあるか否かを判定し（Ｓ２０３）、所定の範囲内にある場合に周期の移動平均を算出して心拍数表示部２２に供給する（Ｓ２０４）。その後、最大値、最小値、最大値の時間データをクリアするとともに、アップカウンタを０にリセットする（Ｓ２０５）。また、ダウンカウンタをさらに１だけインクリメントする（Ｓ２０６）。ダウンカウンタをインクリメントする結果、２回連続して減少する場合にはダウンカウンタの値は２となり、再びＳ１０１以降の処理を繰り返して再び今回の値が前回より小さいと判定された場合、アップカウンタ＝０、かつダウンカウンタ＝２であるためＳ２０１、Ｓ２０７、Ｓ２１０でいずれもＮＯと判定され、Ｒ波に相当するピークが検出されることはない。
【００２４】
このように、本実施形態では、階段状のピークホールド信号２００から順次増大する（２回連続して増大する）パターンを検出してＲ波を特定し、あるいは順次増大するパターンが検出されない場合には順次減少するパターン（２回連続して減少するパターン）を補完的に検出することでＲ波を特定し、特定したＲ波の時間間隔から心拍数を算出する。単独のＲ波を検出するのではなく、Ｐ波に続くＲ波のパターン、あるいはＲ波に続くＴ波のパターンを検出する構成であるため、ノイズの影響にもかかわらず確実にＲ波を検出することが可能である。
【００２５】
なお、本実施形態において、階段状のピークホールド信号２００から順次増大するパターンのみを検出してＲ波を特定してもよい。この場合、Ｓ２０１でＮＯと判定された場合には最大値及び最大値時間データをクリアし、アップカウンタを０にリセットして再びＳ１０１の処理を繰り返す。また、同様に階段状のピークホールド信号２００から順次減少するパターンのみを検出してＲ波を特定してもよい。この場合、図５においてＳ１０１を前回の値より小さいと読み替え、Ｓ１０２をダウンカウンタと読み替え、Ｓ１０７を最大値−最小値と読み替え、Ｓ１０４、Ｓ１０５を最小値と読み替え、Ｓ１０６をダウンカウンタと読み替え、Ｓ２０１をダウンカウンタと読み替えればよい。
【００２６】
さらに、階段状のピークホールド信号２００から順次増大するパターンのみを検出してＲ波を特定し、その周期から心拍数を算出し、これと並行して、階段状のピークホールド信号２００から順次減少するパターンのみを検出してＲ波を特定し、その周期から心拍数を算出し、２つの心拍数の統計的処理、例えば平均値を算出することで最終的な心拍数を算出することも可能である。算出された２つの心拍数のうちのいずれかを特定の基準（例えば小さい方を採用するとの基準）に基づいて採用してもよい。
【００２７】
本実施形態に含まれる心拍算出方法を以下に列挙する。
（Ａ）階段状ピークホールド信号２００から順次増大するパターンを検出してＲ波を特定し、Ｒ波の周期から心拍を算出する。
（Ｂ）階段状ピークホールド信号２００から順次減少するパターンを検出してＲ波を特定し、Ｒ波の周期から心拍を算出する。
（Ｃ）階段状ピークホールド信号２００から順次増大するパターンを検出するとともに、これが検出できない場合に補完的に順次減少するパターンを検出してＲ波を特定し、Ｒ波の周期から心拍を算出する。
（Ｄ）階段状ピークホールド信号２００から順次増大するパターンを検出してＲ波を特定し、Ｒ波の周期から心拍を算出するとともに、順次減少するパターンを検出してＲ波を特定し、Ｒ波の周期から心拍を算出し、２つの心拍から最終的な心拍を算出する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態の構成ブロック図である。
【図２Ａ】センサ信号（心拍波形信号）のタイミングチャートである。
【図２Ｂ】ピークホールド信号のタイミングチャートである。
【図２Ｃ】絶対値化及びローパスフィルタを介した信号のタイミングチャートである。
【図３】階段状ピークホールド信号の拡大タイミングチャートである。
【図４】心電図の波形説明図である。
【図５】実施形態の処理フローチャート（その１）である。
【図６】実施形態の処理フローチャート（その２）である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  圧力センサ、１２  アンチエイリアスフィルタ、１４  Ａ／Ｄ変換器、１６  ハイパスフィルタ、１８  ピークホールド部、２０  パターン検出・周期判定部、２２  心拍数表示部。
【図１】
2009112624.tif 000003
【図２Ａ】
2009112624.tif 000004
【図２Ｂ】
2009112624.tif 000005
【図２Ｃ】
2009112624.tif 000006
【図３】
2009112624.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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