JP2021137332A - Biological information processing device, biological information processing system, and biological information processing method - Google Patents

Abstract

To provide a technique for determining whether acquisition of electrocardiographic information is normally executed.SOLUTION: A biological information processing device 500 comprises: a communication interface 590; and a processor 501 which acquires electrocardiographic signals, determines an error state based on variation in the signal electrocardiographic signals, and transmits the error state via the communication interface 590.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

以下の開示は、生物の精神的状態または肉体的状態を取得するための技術に関する。 The following disclosure relates to techniques for acquiring the mental or physical state of an organism.

従来から、生物の精神的または肉体的な状態を取得するための技術が知られている。例えば、特開２００９−２６１７２３号公報（特許文献１）には、心電計及びその制御方法が開示されている。特許文献１によると、心電図の記録開始前に、個々の誘導波形について、ノイズ混入の有無及び電極誤装着についての判定を行う。そして、ノイズ混入か電極誤装着のいずれかが判定された場合、操作者に通知する。 Conventionally, techniques for acquiring the mental or physical state of an organism have been known. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-261723 (Patent Document 1) discloses an electrocardiograph and a control method thereof. According to Patent Document 1, before starting recording of an electrocardiogram, it is determined for each induced waveform whether or not noise is mixed and whether or not electrodes are improperly attached. Then, when it is determined that either noise is mixed or the electrode is erroneously attached, the operator is notified.

特開２００９−２６１７２３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-261723

本開示の目的は、心電情報の取得が正常に行われているか否かを判断するための技術を提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide a technique for determining whether or not the acquisition of electrocardiographic information is normally performed.

本開示の一態様に従うと、通信インターフェイスと、心電信号を取得して、当該心電信号のバラツキに基づいてエラー状態を特定し、通信インターフェイスを介して当該エラー状態を送信するためのプロセッサと、を備える生体情報処理装置が提供される。 According to one aspect of the present disclosure, a communication interface and a processor for acquiring an electrocardiographic signal, identifying an error state based on the variation of the electrocardiographic signal, and transmitting the error state via the communication interface. A biometric information processing apparatus comprising the above is provided.

以上のように、本開示によれば、心電情報の取得が正常に行われているか否かを判断するための技術が提供される。 As described above, according to the present disclosure, a technique for determining whether or not the acquisition of electrocardiographic information is normally performed is provided.

第１の実施の形態にかかる生体情報処理システム１の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the biological information processing system 1 which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態にかかる生体情報処理システム１の機能構成を示す図である。It is a figure which shows the functional structure of the biological information processing system 1 which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態にかかる情報処理装置５００の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing procedure of the information processing apparatus 500 which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態にかかるエラーコードと信号の状態とを示す表である。It is a table which shows the error code and the state of a signal which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態にかかる各種の心電信号を示すイメージ図である。It is an image diagram which shows various electrocardiographic signals concerning the 1st Embodiment.

以下、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
＜第１の実施の形態＞
＜生体情報処理システムの全体構成＞ Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are designated by the same reference numerals. Their names and functions are the same. Therefore, the detailed description of them will not be repeated.
<First Embodiment>
<Overall configuration of biometric information processing system>

まず、図１を参照して、本実施の形態にかかる生体情報処理システム１の全体構成について説明する。図１は、本実施の形態にかかる生体情報処理システム１の全体構成を示す図である。本実施の形態にかかる生体情報処理システム１は、呼吸性の不整脈を有する動物にも適用することができる。なお、以下では、呼吸性の不整脈を有する動物を代表して犬の状態を判断する場合について説明する。 First, with reference to FIG. 1, the overall configuration of the biometric information processing system 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of the biometric information processing system 1 according to the present embodiment. The biological information processing system 1 according to the present embodiment can also be applied to an animal having a respiratory arrhythmia. In the following, a case where the state of a dog is judged on behalf of an animal having a respiratory arrhythmia will be described.

本実施の形態にかかる生体情報処理システム１は、主に、犬の胸部に取り付けられる心電取得用の電極４００と、心電信号を処理するための情報処理装置５００と、情報処理装置５００と通信可能な結果出力装置としての通信端末３００とを含む。 The biometric information processing system 1 according to the present embodiment mainly includes an electrocardiographic acquisition electrode 400 attached to the chest of a dog, an information processing device 500 for processing an electrocardiographic signal, and an information processing device 500. Includes a communication terminal 300 as a communicable result output device.

心電取得用の電極４００は、胸部等において、心臓部を挟むような位置に取り付けることが望ましく、例えば、両前足（または、前足と後ろ足）の肉球部など毛の生えていない場所であってもよい。また、毛を刈った状態であるか、ゲルなどが付着した電極、あるいは、突起状の構造を持ち、毛があっても皮膚と接触する構成であることが望ましい。あるいは、毛がある状態で、非接触で容量性材料を介して心電を誘導する形態が望ましい。それにより、犬等の表皮が毛に覆われた生物であっても心電を取得することが可能となる。本実施の形態においては、電極４００は、心臓部を挟む位置に取り付けた２個の電極に限定されず、電極４００の数は３個以上の電極を使用する構成としてもよい。
＜情報処理装置５００の構成＞ The electrode 400 for acquiring an electrocardiogram is preferably attached to a position such as the chest so as to sandwich the heart, and is a place where hair does not grow, for example, the paws of both forefoot (or forefoot and hindfoot). You may. Further, it is desirable that the hair is in a cut state, an electrode to which a gel or the like is attached, or a structure having a protrusion-like structure and in contact with the skin even if there is hair. Alternatively, a form in which the electrocardiogram is induced through a capacitive material in a non-contact manner in the presence of hair is desirable. As a result, even an organism whose epidermis is covered with hair, such as a dog, can acquire an electrocardiogram. In the present embodiment, the electrodes 400 are not limited to two electrodes attached at positions sandwiching the heart portion, and the number of electrodes 400 may be configured to use three or more electrodes.
<Configuration of information processing device 500>

次に、図２を参照して、情報処理装置５００の構成と基本的な処理とについて説明する。なお、図２は、本実施の形態にかかる情報処理装置５００の機能構成を示す図である。 Next, the configuration and basic processing of the information processing apparatus 500 will be described with reference to FIG. Note that FIG. 2 is a diagram showing a functional configuration of the information processing apparatus 500 according to the present embodiment.

本実施の形態にかかる情報処理装置５００は、フィルタ処理部(Analog filter circuit)５１０と、ＡＤ変換部(A/D converter)５２０と、オフセット処理部(Offset cancellation circuit)５３０と、メモリ(Memory)５４０と、状態判別部(State determination unit)５５０と、表示部(Display)５６０と、フラグ付与部(Flag generator)５７０と、データ作成部(Data creating unit)５８０と、通信インターフェイス(Communication interface)５９０と、演算回路(Arithmetic Circuit)５０２と、を含む。 The information processing apparatus 500 according to the present embodiment includes a filter processing unit (Analog filter circuit) 510, an AD conversion unit (A / D converter) 520, an offset processing unit (Offset cancellation circuit) 530, and a memory (Memory). 540, State determination unit 550, Display 560, Flag generator 570, Data creating unit 580, and Communication interface 590. And the Arithmetic Circuit 502.

電極４００から心電信号が入力されるとフィルタ処理部５１０において、バンドパスフィルタによるフィルタリングと増幅とが行われる。 When an electrocardiographic signal is input from the electrode 400, the filter processing unit 510 performs filtering and amplification by a bandpass filter.

その後、信号はＡＤ変換部５２０によって、ＡＤ変換が行われ、デジタルデータに変換される。ＡＤ変換データは、例えば、１ｋＨｚでサンプリングが実行される。本実施の形態においては、０〜３．３Ｖで測定された心電データが入力され、８ビットでＡＤ変換される。 After that, the signal is subjected to AD conversion by the AD conversion unit 520 and converted into digital data. The AD conversion data is sampled at 1 kHz, for example. In the present embodiment, the electrocardiographic data measured at 0 to 3.3 V is input and AD-converted by 8 bits.

心電信号は、オフセット処理部５３０において、±1.65Ｖに変換される。心電信号は、その他の信号前処理として、さらに追加のフィルタ処理を行う構成であってもよい。 The electrocardiographic signal is converted to ± 1.65V by the offset processing unit 530. The electrocardiographic signal may be configured to be further filtered as other signal preprocessing.

このように変換されたデータは、一旦メモリ５４０に保存される。データの処理は、一定間隔、例えば、１秒間隔で実施される。メモリ５４０は、ＳＤカードやＵＳＢメモリや外付けのメモリなどによって実現されてもよい。 The data converted in this way is temporarily stored in the memory 540. Data processing is performed at regular intervals, for example, at 1 second intervals. The memory 540 may be realized by an SD card, a USB memory, an external memory, or the like.

１秒間分のデータが保存されたところで、状態判別部５５０は、後述する所定の演算を行い、信号の状態を判別する。状態判別部５５０は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０１やメモリ５４０を含む制御部によって実現される。より詳細には、ＣＰＵ５０１が、メモリ５４０に格納されているプログラムを実行することによって、後述する各種の処理を実行する。 When the data for one second is saved, the state determination unit 550 performs a predetermined calculation described later to determine the state of the signal. The state determination unit 550 is realized by, for example, a control unit including a CPU (Central Processing Unit) 501 and a memory 540. More specifically, the CPU 501 executes various processes described later by executing the program stored in the memory 540.

判別結果は、たとえば、情報処理装置５００の表示部５６０から出力される。表示部５６０は、ディスプレイやＬＥＤライトなどであって、判別結果を示すテキストや画像を表示したり、判別結果に対応する色のライトを点灯させたりする。 The determination result is output from, for example, the display unit 560 of the information processing apparatus 500. The display unit 560 is a display, an LED light, or the like, and displays a text or an image indicating the discrimination result, or turns on a light of a color corresponding to the discrimination result.

また、判別の結果は、フラグ付与部５７０にも送られる。データ作成部５８０は、対象区間の心電データに対して、フラグ付与部５７０の状態フラグを結合させた送信用のデータを作成する。 The result of the determination is also sent to the flag giving unit 570. The data creation unit 580 creates data for transmission in which the state flag of the flag addition unit 570 is combined with the electrocardiographic data of the target section.

通信インターフェイス５９０は、通信アンテナやコネクタなどによって実現され、状態フラグ付きの心電データをデータ解析や表示のための通信端末３００やクラウドサーバ１００などに送信する。通信端末３００は、状態フラグが付された心電信号のグラフを表示したり、状態フラグとして所定のものが付された心電信号のグラフだけを抽出して表示したりする。 The communication interface 590 is realized by a communication antenna, a connector, or the like, and transmits electrocardiographic data with a status flag to a communication terminal 300, a cloud server 100, or the like for data analysis or display. The communication terminal 300 displays a graph of an electrocardiographic signal with a state flag, or extracts and displays only a graph of an electrocardiographic signal with a predetermined state flag.

演算回路５０２は、状態判別部５５０の信号の状態を判別結果に基づき、統計処理に利用できる対象区間の心電データを抽出し、該心電データに基づき、測定対象の犬の心拍数や呼吸数を算出する。心電データに基づく、犬の心拍数や呼吸数の算出方法は、国際出願公開公報のWO2018/055782A1に-開示された状態取得方法などを用いることができる。
＜状態判別処理方法＞ The arithmetic circuit 502 extracts the electrocardiographic data of the target section that can be used for statistical processing based on the discriminant result of the signal state of the state discriminating unit 550, and based on the electrocardiographic data, the heart rate and respiration of the dog to be measured. Calculate the number. As a method for calculating the heart rate and respiratory rate of a dog based on electrocardiographic data, the state acquisition method disclosed in WO2018 / 055782A1 of the International Application Publication Gazette can be used.
<Status determination processing method>

次に、図３を参照して、情報処理装置５００における状態判別処理について説明する。状態判別部５５０は、情報処理装置５００のＣＰＵ５０１などがメモリ５４０のプログラムを実行することによって実現される。 Next, the state determination process in the information processing apparatus 500 will be described with reference to FIG. The state determination unit 550 is realized by the CPU 501 of the information processing device 500 or the like executing the program of the memory 540.

まず、ＣＰＵ５０１は、ステップＳ１０１において、オフセット処理５３０を介して、０が中心となった入力信号Iが入力されると、1秒間の振幅の最大値Imax(n)を、所定の演算により算出する（nは秒。Imax(n)はあるn秒の期間の最大値の意）。ＣＰＵ５０１は、Inの最大値が第１の閾値より小さいどうかを比較する。ここでは、第１の閾値として、0.13Vが設定されている。第１の閾値は、例えば、０．０５Ｖ〜０．８２５Ｖの範囲で設定されることが好ましい。第１の閾値は、入力信号に心拍の検出が可能な振幅の信号が含まれているかを判定するものである。すなわち、システム全体において、発生するシステムノイズ相当の電圧値かそれ以上に設定することが望ましい。具体的には、第１の閾値が０．０５Ｖ未満の場合、システムを犬に対して装着したことにより定常的に混入するノイズや、回路等において自然発生するシステムノイズ成分を検出し、優位な入力があると誤判定する恐れがある。第１の閾値が０．８２５Ｖを超える場合、心拍を検出可能な信号が入力されているのにも関わらず、有効な入力信号が入っていないと誤判定する恐れがある。 First, in step S101, when the input signal I centered on 0 is input via the offset process 530, the CPU 501 calculates the maximum value Imax (n) of the amplitude for 1 second by a predetermined calculation. (N is seconds. Imax (n) means the maximum value for a period of n seconds). The CPU 501 compares whether the maximum value of In is smaller than the first threshold value. Here, 0.13V is set as the first threshold value. The first threshold is preferably set, for example, in the range of 0.05V to 0.825V. The first threshold value determines whether or not the input signal includes a signal having an amplitude capable of detecting a heartbeat. That is, it is desirable to set the voltage value corresponding to the generated system noise or higher in the entire system. Specifically, when the first threshold value is less than 0.05V, it is superior because it detects noise that is constantly mixed when the system is attached to a dog and system noise components that naturally occur in circuits and the like. There is a risk of erroneous judgment if there is input. When the first threshold value exceeds 0.825V, it may be erroneously determined that a valid input signal is not input even though a signal capable of detecting a heartbeat is input.

第１の閾値よりも小さい場合、ステップＳ１０２で、ＣＰＵ５０１は、エラーコード：３と分類コードを付与する。すなわち、暫定的なエラー状態であることを示す。ただし、エラーコード：３が過去に連続４回継続している場合には、ＣＰＵ５０１は、エラーコード：１を付与する。すなわち、確定的なエラー状態であることを示す。エラーコード１を付与された場合、エラーコード：１の判断基準として、エラーコード：３の継続回数は、ユーザーによって適宜変更することが可能である。ここで、エラーコード３が連続して合計５回継続しているということは、１秒単位で判定処理を行っているため、５秒間において、エラーコード３が継続したということを意味する。 If it is smaller than the first threshold value, in step S102, the CPU 501 assigns an error code: 3 and a classification code. That is, it indicates that it is a provisional error state. However, if the error code: 3 has been continued four times in a row in the past, the CPU 501 assigns the error code: 1. That is, it indicates that it is a definite error state. When the error code 1 is given, the number of continuations of the error code: 3 can be appropriately changed by the user as a criterion for determining the error code 1. Here, the fact that the error code 3 is continuously continued 5 times in total means that the error code 3 is continued in 5 seconds because the determination process is performed in units of 1 second.

第１の閾値よりも大きい場合、ステップＳ１０３で、ＣＰＵ５０１は、1秒の振幅の最大値Imax(n)が第２の閾値以上かどうかを比較する。ここでは、第２の閾値として1.65Vが設定されている。この場合、１．６５Ｖは、取りうる値の上限であり飽和していることを意味する（飽和電圧）。第２の閾値は、例えば、０．８２５Ｖ〜１．６５Ｖ の範囲で設定されることが好ましい。第２の閾値は、入力信号の振幅が大きすぎないかを判定するものである。第２の閾値が０．８２５Ｖ未満の場合、振幅の大きい心拍信号が入力されている場合に外部からのノイズの影響により大きすぎる振幅の信号が入力されていると誤判定する恐れがある。第２の閾値が１．６５Ｖは、本実施例の場合、入力信号の範囲が±１．６５Ｖであるため振幅の上限値となる。 If it is larger than the first threshold value, in step S103, the CPU 501 compares whether or not the maximum value Imax (n) of the amplitude of 1 second is equal to or larger than the second threshold value. Here, 1.65V is set as the second threshold value. In this case, 1.65V is the upper limit of possible values and means that it is saturated (saturation voltage). The second threshold is preferably set, for example, in the range of 0.825V to 1.65V. The second threshold value determines whether the amplitude of the input signal is too large. When the second threshold value is less than 0.825 V, when a heartbeat signal having a large amplitude is input, it may be erroneously determined that a signal having an excessively large amplitude is input due to the influence of external noise. The second threshold value of 1.65V is the upper limit of the amplitude because the range of the input signal is ± 1.65V in the case of this embodiment.

第２の閾値よりも大きい場合、ステップＳ１０４で、ＣＰＵ５０１は、1秒間において、Imax(n)がＳ１０３において第２の閾値を超えた回数を計測しておき、その回数が閾値以上であるかを比較する。所定の閾値と比較することで、入力信号に含まれる閾値を超える振幅が心拍に由来するものかノイズなどに由来するものかを判定する。ここでは、第２の閾値を超えた回数の閾値として５０が設定されている。回数が５０以上であれば、エラーコード：５を付与する。第２の閾値を超えた回数の閾値は、例えば、５回以上の範囲で設定されることが望ましく、ユーザーによって適宜変更することが可能である。５回未満の場合には、心拍数が３００以下の概算となり、振幅が大きくかつ心拍数が高い場合の入力信号であるにも関わらず、ノイズなどに由来する振幅の大きい信号であると誤判定する恐れがある。 If it is larger than the second threshold value, in step S104, the CPU 501 measures the number of times Imax (n) exceeds the second threshold value in S103 in 1 second, and determines whether the number of times exceeds the threshold value. compare. By comparing with a predetermined threshold value, it is determined whether the amplitude exceeding the threshold value included in the input signal is derived from the heartbeat or noise. Here, 50 is set as the threshold value of the number of times the second threshold value is exceeded. If the number of times is 50 or more, an error code: 5 is given. The threshold value for the number of times the second threshold value is exceeded is preferably set in the range of, for example, 5 times or more, and can be appropriately changed by the user. If it is less than 5 times, the heart rate is estimated to be 300 or less, and it is erroneously determined that the signal has a large amplitude due to noise or the like even though it is an input signal when the amplitude is large and the heart rate is high. There is a risk of

１秒間において、Imax(n)が第２の閾値を超えた回数が５０未満の場合、ステップＳ１０５において、ＣＰＵ５０１は、ノイズ演算として、オフセット除去された１秒間分の入力信号X(n)の値に対して、絶対値を計算する（式１）。

When the number of times Imax (n) exceeds the second threshold value is less than 50 in 1 second, in step S105, the CPU 501 performs the offset-removed value of the input signal X (n) for 1 second as a noise calculation. The absolute value is calculated for (Equation 1).

より詳細には、ＣＰＵ５０１は、前の１秒間のInの平均値：平均値I（n-1）を用いて各入力信号Inからオフセットを除去する計算を行い、その後、絶対値を計算する。心電の信号は、通常ベースラインを境に、上下にほぼ同じような振幅を持つ信号となる。そのため、振幅が変動したり、ノイズが混入したりしても平均値は同じような値となる。そのため、振幅の大きさを反映した数値を得るために、このような計算を行う。 More specifically, the CPU 501 performs a calculation for removing the offset from each input signal In using the average value of In for the previous 1 second: the average value I (n-1), and then calculates the absolute value. The electrocardiographic signal is usually a signal having substantially the same amplitude up and down with the baseline as the boundary. Therefore, even if the amplitude fluctuates or noise is mixed in, the average value becomes the same value. Therefore, such a calculation is performed in order to obtain a numerical value that reflects the magnitude of the amplitude.

その後、ＣＰＵ５０１は、標準偏差の計算を行う。ＣＰＵ５０１は、変動係数Cvを求めるために、計算対象の１秒間のXn平均値：平均値X（ｎ）で割り算を行う（式２）。

式２の変動係数の演算に関して、標準偏差は、振幅が大きいと大きくなるが、平均値を用いて除算を行うことで、その影響を除去して、値のばらつきを評価する。 After that, the CPU 501 calculates the standard deviation. In order to obtain the coefficient of variation Cv, the CPU 501 divides the calculation target by the average value of Xn for 1 second: the average value X (n) (Equation 2).

Regarding the calculation of the coefficient of variation in Equation 2, the standard deviation increases as the amplitude is large, but by dividing using the average value, the influence is removed and the variation in the values is evaluated.

ＣＰＵ５０１は、ステップＳ１０５において、計算結果が、閾値以下かどうかを比較する。ここでは、閾値を０．９としている。閾値以下でれば、ＣＰＵ５０１は、エラーコード：２を付与する。すなわち、ノイズが多いことを示す。また、閾値より大きければ、ＣＰＵ５０１は、エラーコード：４を付与する。すなわち、振幅が大きいことを示す。 In step S105, the CPU 501 compares whether or not the calculation result is equal to or less than the threshold value. Here, the threshold value is set to 0.9. If it is equal to or less than the threshold value, the CPU 501 assigns an error code: 2. That is, it indicates that there is a lot of noise. If it is larger than the threshold value, the CPU 501 assigns an error code: 4. That is, it indicates that the amplitude is large.

ステップＳ１０３において第２の閾値より小さい場合は、ＣＰＵ５０１は、ステップＳ１０５と同様にノイズ演算を行い、閾値以下かどうかを比較する（ステップＳ１０６）。ここでも、閾値を０．９としている。ＣＰＵ５０１は、閾値以下であれば、エラーコード：２を付与する。すなわち、ノイズが多いことを示す。また、ＣＰＵ５０１は、閾値より大きければ、エラーコード：０を付与する。すなわち、信号の取得が良好であることを示す。 If it is smaller than the second threshold value in step S103, the CPU 501 performs a noise calculation in the same manner as in step S105, and compares whether or not it is equal to or less than the threshold value (step S106). Again, the threshold is set to 0.9. If the CPU 501 is equal to or less than the threshold value, the CPU 501 assigns an error code: 2. That is, it indicates that there is a lot of noise. If the CPU 501 is larger than the threshold value, the CPU 501 assigns an error code: 0. That is, it indicates that the signal acquisition is good.

このようにして、情報処理装置５００は、心電信号の状態を判別する。本実施の形態においては、図４に示すようなエラーコードが準備されている。なお、図４は、エラーコード毎の、状態フラグの内容と、代表的な心電データの形状を含む図５の（Ａ）〜（Ｆ）の対応関係と、を示す。 In this way, the information processing device 500 determines the state of the electrocardiographic signal. In this embodiment, an error code as shown in FIG. 4 is prepared. Note that FIG. 4 shows the contents of the state flags for each error code and the correspondence between (A) to (F) of FIGS. 5 including the shape of typical electrocardiographic data.

状態判別部５５０としてのＣＰＵ５０１は、状態フラグとしてのエラーコードを付与した心電データをデータベースに保存する。データ作成部５８０としてＣＰＵ５０１は、状態判別部５５０が状態フラグとしてエラーコードを付与した状態に基づいて、表示部５６０に表示するべき情報を作成する。以下、状態フラグと、状態フラグに対応したデータ作成部によって作成された情報を列挙する。また、演算回路５０２はとしてＣＰＵ５０１は、エラーコードに応じて、統計処理を実施し、心拍数や呼吸数などの生体情報を演算する。
・エラーコード：０→心電振幅が良好に得られている状態。統計処理に用いる。
・エラーコード：１→装着に不具合がある可能性がある状態。統計処理には用いない。飼い主や管理者に対して、警告を表示する。
・エラーコード：２→何らかの理由で、ノイズが多い装着に不具合があるか、犬が動いていることでノイズが混入している状態。ただし、エラーコード：３やエラーコード：１とは、異なり、振幅が小さい状態ではない。統計処理には用いない。
・エラーコード：３→心電の振幅が小さい状態、暫定的なエラー状態であって、５回連続すると装着に不具合がある可能性を示すエラーコード：１を付与する。統計処理には用いない。たとえば、図５のＤの２４０秒付近の状態をいう。
・エラーコード：４→振幅が大きい状態であるが、統計処理に使える状態。ただし、何らかのノイズの可能性があるため、後ほど確認できるように、エラーコード：５とは異なるコードを付与する。統計処理に用いる。
・エラーコード：５→振幅が大きく、発振や体動ノイズが大きく混入している状態。統計処理には用いない。 The CPU 501 as the state determination unit 550 stores the electrocardiographic data to which the error code as the state flag is added in the database. As the data creation unit 580, the CPU 501 creates information to be displayed on the display unit 560 based on the state in which the state determination unit 550 gives an error code as a state flag. The status flags and the information created by the data creation unit corresponding to the status flags are listed below. Further, as the arithmetic circuit 502, the CPU 501 performs statistical processing according to the error code and calculates biological information such as heart rate and respiratory rate.
-Error code: 0 → A state in which the electrocardiographic amplitude is obtained well. Used for statistical processing.
-Error code: 1 → A state in which there may be a problem with mounting. Not used for statistical processing. Display a warning to owners and managers.
-Error code: 2 → There is a lot of noise for some reason. There is a problem with the installation, or the dog is moving and noise is mixed in. However, unlike the error code: 3 and the error code: 1, the amplitude is not small. Not used for statistical processing.
-Error code: 3 → An error code: 1 is given to indicate that there is a possibility that there is a problem with wearing after 5 times in a row in a state where the amplitude of the electrocardiogram is small or a provisional error state. Not used for statistical processing. For example, it refers to the state of D in FIG. 5 near 240 seconds.
-Error code: 4 → The amplitude is large, but it can be used for statistical processing. However, since there is a possibility of some kind of noise, a code different from the error code: 5 is assigned so that it can be confirmed later. Used for statistical processing.
-Error code: 5 → A state in which the amplitude is large and oscillation and body motion noise are greatly mixed. Not used for statistical processing.

なお、図５に、実際の入力信号（グレー実線、左軸：V、犬の心電信号）と、計算されたエラーコード（破線、右軸：エラーコードナンバー）の結果との対応関係を示す。 FIG. 5 shows the correspondence between the actual input signal (gray solid line, left axis: V, electrocardiographic signal of the dog) and the result of the calculated error code (broken line, right axis: error code number). ..

このように、本実施の形態にかかる情報処理装置５００は、心電の取得状態を識別し、情報処理装置５００や通信端末３００を介して、装着者に装着に不具合があることを通知したり改善を促したりすることができる。また、心電データに状態フラグを付して外部に出力することにより、後の統計処理において、統計に加えるべきではない信号を容易に排除することが可能となる。 In this way, the information processing device 500 according to the present embodiment identifies the acquisition state of the electrocardiogram, and notifies the wearer of the wearing problem via the information processing device 500 or the communication terminal 300. It can promote improvement. Further, by adding a state flag to the electrocardiographic data and outputting it to the outside, it is possible to easily exclude signals that should not be added to the statistics in the subsequent statistical processing.

また、本実施の形態においては、１秒間を一つの単位時間として、判別処理を行っているが、これに限るものではなく、１００ミリ秒以上の時間単位で設定可能である。ただし、１秒間から単位時間を変更すると時間の経過と関連する回数や変動係数の各閾値を併せて変更する必要がある。
＜第２の実施の形態＞ Further, in the present embodiment, the discrimination process is performed with 1 second as one unit time, but the present invention is not limited to this, and can be set in time units of 100 milliseconds or more. However, if the unit time is changed from 1 second, it is necessary to change each threshold value of the number of times and the coefficient of variation related to the passage of time.
<Second Embodiment>

上記の実施の形態においては、状態フラグを出力したり、状態フラグを心電データに付与してデータベースに蓄積したり、それらを通信端末３００やクラウドサーバ１００に提供したりするものであった。しかしながら、ＣＰＵ５０１は、エラーコードが０と４に対応する心電データのみを抽出して、それらを組み合わせて、通信端末３００やクラウドサーバ１００に提供してもよい。この場合は、エラーコードが３の場合、ＣＰＵ５０１は、データを一時的に蓄積しておき、５回連続してエラーコードが３になると、当該５回に相当する心電データを破棄するとともにエラーコードを１にする。そして、エラーコードが１にならずにエラーコードが０または４となると当該５回に相当する心電データを有効なものとしてその後の統計処理に利用する。
＜第３の実施の形態＞ In the above embodiment, the status flag is output, the status flag is added to the electrocardiographic data and stored in the database, and the status flags are provided to the communication terminal 300 or the cloud server 100. However, the CPU 501 may extract only the electrocardiographic data whose error codes correspond to 0 and 4, combine them, and provide them to the communication terminal 300 or the cloud server 100. In this case, when the error code is 3, the CPU 501 temporarily stores the data, and when the error code becomes 3 five times in a row, the electrocardiographic data corresponding to the five times is discarded and an error occurs. Set the code to 1. Then, when the error code becomes 0 or 4 instead of 1, the electrocardiographic data corresponding to the 5 times is regarded as valid and used for the subsequent statistical processing.
<Third embodiment>

上記の実施の形態にかかる生体情報処理システム１は、電極４００からの心電信号に基づいて情報処理装置５００が状態フラグの決定を行い、その結果を通信端末３００が出力するものであった。しかしながら、それらの１つの装置の全部または一部の役割が、別の装置によって担われてもよいし、複数の装置によって分担されてもよい。逆に、それら複数の装置の全部または一部の役割を、１つの装置が担ってもよいし、別の装置が担ってもよい。 In the biometric information processing system 1 according to the above embodiment, the information processing device 500 determines the state flag based on the electrocardiographic signal from the electrode 400, and the communication terminal 300 outputs the result. However, the roles of all or part of one of those devices may be shared by another device or by a plurality of devices. On the contrary, one device may play the role of all or a part of the plurality of devices, or another device may play the role.

例えば、情報処理装置５００の役割の一部を通信端末３００やサーバ１００が担ってもよい。例えば、通信端末３００が情報処理装置５００からの心電信号データをルータやキャリア網やインターネットなどを介してサーバ１００に送信する。そして、サーバ１００が状態フラグを決定し、当該情報を通信端末３００や情報処理装置５００に送信し、通信端末３００や情報処理装置５００が状態フラグや状態フラグが付された心電データをディスプレイやスピーカに出力する。
＜まとめ＞ For example, the communication terminal 300 or the server 100 may play a part of the role of the information processing device 500. For example, the communication terminal 300 transmits the electrocardiographic signal data from the information processing device 500 to the server 100 via a router, a carrier network, the Internet, or the like. Then, the server 100 determines the status flag, transmits the information to the communication terminal 300 and the information processing device 500, and the communication terminal 300 and the information processing device 500 displays the electrocardiographic data with the status flag and the status flag. Output to the speaker.
<Summary>

上記の実施の形態においては、通信インターフェイスと、心電信号を取得して、当該心電信号のバラツキに基づいてエラー状態を特定し、通信インターフェイスを介して当該エラー状態を送信するためのプロセッサと、を備える生体情報処理装置が提供される。 In the above embodiment, the communication interface and the processor for acquiring the electrocardiographic signal, identifying the error state based on the variation of the electrocardiographic signal, and transmitting the error state via the communication interface. A biometric information processing apparatus comprising the above is provided.

好ましくは、プロセッサは、心電信号の第１の所定以上の大きさの振幅が所定量以上検知されたか否かに基づいてエラー状態を特定する。 Preferably, the processor identifies the error state based on whether or not a first predetermined or greater amplitude of the electrocardiographic signal is detected by a predetermined amount or more.

好ましくは、プロセッサは、第２の所定以上の振幅がない状態である場合に暫定的なエラー状態と特定し、第２の所定未満の振幅が所定の時間以上続くと実際のエラー状態と特定する。 Preferably, the processor identifies a provisional error state when there is no second amplitude greater than or equal to the predetermined time, and identifies it as an actual error state when the second amplitude less than the predetermined time continues for a predetermined time or longer. ..

好ましくは、プロセッサは、暫定的なエラー状態における測定データを記憶しておき、実際のエラー状態に移行すると当該測定データを破棄し、実際のエラー状態に移行せずに暫定エラー状態が解除されると当該測定データを正常な測定データとして利用する。 Preferably, the processor stores the measurement data in the provisional error state, discards the measurement data when shifting to the actual error state, and cancels the provisional error state without shifting to the actual error state. And the measurement data is used as normal measurement data.

上記の実施の形態においては、電極部と、通信インターフェイスと、電極部から心電信号を取得して、当該心電信号のバラツキに基づいてエラー状態を特定し、通信インターフェイスを介して当該エラー状態を送信し、当該エラー状態に基づく情報を表示するための表示部と、を備える生体情報処理システムが提供される。 In the above embodiment, the electrocardiographic signal is acquired from the electrode portion, the communication interface, and the electrode portion, the error state is specified based on the variation of the electrocardiographic signal, and the error state is identified via the communication interface. Is provided, and a biometric information processing system including a display unit for displaying information based on the error state is provided.

好ましくは、プロセッサは、エラー状態を特定した結果に基づき、電極から取得した心電信号のうち、統計処理に利用できる対象区間の心電信号を抽出し、生体情報を演算する。 Preferably, the processor extracts the electrocardiographic signal of the target section that can be used for statistical processing from the electrocardiographic signals acquired from the electrodes based on the result of identifying the error state, and calculates the biometric information.

好ましくは、プロセッサは、飽和電圧以上の大きさの振幅が所定回数以上検知した期間に取得した心電データを用いて、生体情報を演算せず、表示部に生体情報が測定できない旨のエラーを通知する。 Preferably, the processor does not calculate the biometric information by using the electrocardiographic data acquired during the period when the amplitude of the saturation voltage or more is detected a predetermined number of times or more, and causes an error that the biometric information cannot be measured on the display unit. Notice.

好ましくは、プロセッサは、心電信号の振幅のうち最大振幅がシステムノイズ電圧よりも小さい所定の期間が所定の回数連続している場合、生体情報を演算せず、表示部に電極の装着位置を変更することを促す情報を表示させる。 Preferably, when the maximum amplitude of the electrocardiographic signal amplitude is smaller than the system noise voltage for a predetermined number of consecutive times, the processor does not calculate the biometric information and displays the electrode mounting position on the display unit. Display information prompting you to change.

好ましくは、プロセッサは、心電信号の振幅のうち最大振幅が飽和電圧であるが所定の回数未満の場合、および、心電信号の振幅のうち最大振幅が飽和電圧未満の当該期間における心電信号の振幅の標準偏差を算出し、標準偏差が所定の閾値よりも小さい場合、生体情報を算出する。 Preferably, the processor is an electrocardiographic signal when the maximum amplitude of the electrocardiographic signal is the saturation voltage but less than a predetermined number of times and during the period when the maximum amplitude of the electrocardiographic signal is less than the saturation voltage. The standard deviation of the amplitude of is calculated, and if the standard deviation is smaller than a predetermined threshold, biometric information is calculated.

上記の実施の形態においては、電極部と、電極部から心電信号を取得してエラー状態を特定する生体情報処理装置と、エラー状態を表示する表示部と、を備える生体情報処理システムが提供される。 In the above embodiment, a bio-information processing system including an electrode unit, a bio-information processing device that acquires an electrocardiographic signal from the electrode unit to identify an error state, and a display unit that displays an error state is provided. Will be done.

上記の実施の形態においては、心電信号を取得するステップと、心電信号のバラツキに基づいてエラー状態を特定するステップと、エラー状態を送信するステップと、備える生体情報処理方法が提供される。 In the above embodiment, a biometric information processing method including a step of acquiring an electrocardiographic signal, a step of identifying an error state based on a variation in the electrocardiographic signal, and a step of transmitting an error state is provided. ..

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present disclosure is shown by the scope of claims, not the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

１ ：生体情報処理システム
１００ ：クラウドサーバ
３００ ：通信端末
４００ ：電極
５００ ：情報処理装置
５０１ ：ＣＰＵ
５０２ ：演算回路
５１０ ：フィルタ処理部
５２０ ：ＡＤ変換部
５３０ ：オフセット処理部
５４０ ：メモリ
５５０ ：状態判別部
５６０ ：表示部
５７０ ：フラグ付与部
５８０ ：データ作成部
５９０ ：通信インターフェイス 1: Biometric information processing system 100: Cloud server 300: Communication terminal 400: Electrode 500: Information processing device 501: CPU
502: Arithmetic circuit 510: Filter processing unit 520: AD conversion unit 530: Offset processing unit 540: Memory 550: Status determination unit 560: Display unit 570: Flagging unit 580: Data creation unit 590: Communication interface

Claims (10)

通信インターフェイスと、
心電信号を取得して、当該心電信号のバラツキに基づいてエラー状態を特定し、前記通信インターフェイスを介して当該エラー状態を送信するためのプロセッサと、を備える生体情報処理装置。 Communication interface and
A biometric information processing apparatus comprising a processor for acquiring an electrocardiographic signal, identifying an error state based on the variation of the electrocardiographic signal, and transmitting the error state via the communication interface. 前記プロセッサは、前記心電信号の第１の所定以上の大きさの振幅が所定量以上検知されたか否かに基づいて前記エラー状態を特定する、請求項１に記載の生体情報処理装置。 The biometric information processing apparatus according to claim 1, wherein the processor identifies the error state based on whether or not a first predetermined or greater amplitude of the electrocardiographic signal is detected by a predetermined amount or more. 前記プロセッサは、第２の所定以上の振幅がない状態である場合に暫定的なエラー状態と特定し、前記第２の所定未満の振幅が所定の時間以上続くと実際のエラー状態と特定する、請求項１または２に記載の生体情報処理装置。 The processor identifies it as a provisional error state when there is no second predetermined amplitude or more, and identifies it as an actual error state when the second less than predetermined amplitude continues for a predetermined time or longer. The biometric information processing apparatus according to claim 1 or 2. 前記プロセッサは、前記暫定的なエラー状態における測定データを記憶しておき、実際のエラー状態に移行すると当該測定データを破棄し、実際のエラー状態に移行せずに暫定エラー状態が解除されると当該測定データを正常な測定データとして利用する、請求項３に記載の生体情報処理装置。 The processor stores the measurement data in the provisional error state, discards the measurement data when shifting to the actual error state, and cancels the provisional error state without shifting to the actual error state. The biometric information processing apparatus according to claim 3, wherein the measurement data is used as normal measurement data. 電極部と、
通信インターフェイスと、
前記電極部から心電信号を取得して、当該心電信号のバラツキに基づいてエラー状態を特定し、前記通信インターフェイスを介して当該エラー状態を送信し、
前記当該エラー状態に基づく情報を表示するための表示部と、を備える生体情報処理システム。 With the electrode part
Communication interface and
An electrocardiographic signal is acquired from the electrode portion, an error state is specified based on the variation of the electrocardiographic signal, and the error state is transmitted via the communication interface.
A biometric information processing system including a display unit for displaying information based on the error state. 前記プロセッサは、前記エラー状態を特定した結果に基づき、前記電極から取得した心電信号のうち、統計処理に利用できる対象区間の心電信号を抽出し、生体情報を演算する、請求項５に記載の生体情報処理システム。 According to claim 5, the processor extracts an electrocardiographic signal of a target section that can be used for statistical processing from the electrocardiographic signals acquired from the electrodes based on the result of identifying the error state, and calculates biometric information. The biometric information processing system described. 前記プロセッサは、飽和電圧以上の大きさの振幅が所定回数以上検知した期間に取得した心電データを用いて、生体情報を演算せず、前記表示部に前記生体情報が測定できない旨のエラーを通知する、請求項６に記載の生体情報処理システム。 The processor does not calculate the biometric information using the electrocardiographic data acquired during the period when the amplitude of the saturation voltage or more is detected a predetermined number of times or more, and causes an error to the effect that the biometric information cannot be measured on the display unit. The biometric information processing system according to claim 6, which is notified. 前記プロセッサは、前記心電信号の振幅のうち最大振幅がシステムノイズ電圧よりも小さい所定の期間が所定の回数連続している場合、前記生体情報を演算せず、前記表示部に前記電極の装着位置を変更することを促す情報を表示させる、請求項５〜７の何れかに記載の生体情報処理システム。 When a predetermined period in which the maximum amplitude of the amplitude of the electrocardiographic signal is smaller than the system noise voltage is continuous for a predetermined number of times, the processor does not calculate the biometric information and attaches the electrode to the display unit. The biometric information processing system according to any one of claims 5 to 7, wherein information prompting the user to change the position is displayed. 前記プロセッサは、前記心電信号の振幅のうち最大振幅が飽和電圧であるが所定の回数未満の場合、および、前記心電信号の振幅のうち最大振幅が飽和電圧未満の当該期間における前記心電信号の振幅の標準偏差を算出し、前記標準偏差が所定の閾値よりも小さい場合、前記生体情報を算出する、請求項５〜８の何れかに記載の生体情報処理システム。 The processor uses the electrocardiogram when the maximum amplitude of the electrocardiographic signal is the saturation voltage but less than a predetermined number of times, and during the period when the maximum amplitude of the electrocardiographic signal is less than the saturation voltage. The biometric information processing system according to any one of claims 5 to 8, wherein the standard deviation of the amplitude of No. is calculated, and when the standard deviation is smaller than a predetermined threshold value, the biometric information is calculated. 心電信号を取得するステップと、
前記心電信号のバラツキに基づいてエラー状態を特定するステップと、
前記エラー状態を送信するステップと、備える生体情報処理方法。 Steps to get an electrocardiogram and
The step of identifying the error state based on the variation of the electrocardiographic signal and
A step of transmitting the error state and a biometric information processing method provided.

Images