JP5800776B2 - Biological motion information detection device - Google Patents

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Description

人の心拍動、呼吸動や体動を含み得る生体動を表す生体信号から心拍動や呼吸動を表す周期的変動信号成分の周期を検出する生体動情報検装置に関する。   The present invention relates to a biological motion information detecting device that detects a period of a periodically varying signal component representing a heartbeat or a respiratory motion from a biological signal representing a biological motion that may include a human heartbeat, a respiratory motion, or a body motion.

本願出願の発明者は、心拍や呼吸等の生体信号の抽出装置を提案している（特許文献１参照）。この装置では、生体信号からサンプリングされた多くの信号レベル値に基づいて、同一レベル値であって変化傾向（上昇傾向または下降傾向）が同一であり、かつ、時間軸上でそれらのサンプリングタイミングが最も近い当該生体信号上の２つの点が同位相点として検出され、それら同位相点間の時間が同位相点間ランニング距離として演算される。そして、得られた同位相点間ランニング距離が統計的に処理され、例えば、発生回数の最も多い同位相点間ランニング距離が、例えば、呼吸等の周期的変動信号成分の主要周期として出力される。
The inventor of the present application has proposed an apparatus for extracting biological signals such as heartbeat and respiration (see Patent Document 1). In this apparatus, based on many signal level values sampled from a biological signal, the same level value and the same change tendency ( upward trend or downward trend) are used, and the sampling timings on the time axis are the same. The two closest points on the biological signal are detected as in-phase points, and the time between these in-phase points is calculated as the in-phase running distance. Then, the obtained in-phase running distance is statistically processed. For example, the in-phase running distance having the largest number of occurrences is output as the main period of the periodically varying signal component such as respiration. .

特許４１２２００３号公報Japanese Patent No. 412.2003

上述したような生体信号の抽出装置は、同位相点ランニング距離（２つの同位相点間の時間）を得ることで、心拍動や呼吸動を表す信号成分の周期を得ることができる。しかしながら、サンプリングされた多くの信号レベル値の１つ１つを選んで同位相点であるか否かの判定を行わなければならず、処理の対象となるデータの量が非常に多く、また、得られた多くの同位相点間ランニング距離についての統計的な処理も必要である。このため、高速にて処理結果（周期）を得ることが難しい。   The biological signal extraction device as described above can obtain the period of the signal component representing the heartbeat or the respiratory motion by obtaining the in-phase point running distance (time between two in-phase points). However, each of the many sampled signal level values must be selected to determine whether they are in phase, and the amount of data to be processed is very large, Statistical processing is also required for the many in-phase running distances obtained. For this reason, it is difficult to obtain a processing result (period) at high speed.

一方、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を利用して周波数成分を計算する方法が知られている。しかし、この方法では、生体信号において非常に低い周波数（非常に大きい周期）の呼吸動信号成分の周期を検出するには、ＦＦＴの周波数分解能が不足して誤差が大きくなってしまうという欠点がある。   On the other hand, a method for calculating a frequency component using Fast Fourier Transform (FFT) is known. However, in this method, in order to detect the period of the respiratory motion signal component having a very low frequency (very large period) in the biological signal, there is a drawback that the frequency resolution of the FFT is insufficient and the error becomes large. .

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたもので、生体信号から呼吸動や心拍動を表す周期的変動信号成分の周期情報をより少ない処理量にて精度よく検出することのできる生体動情報検出装置を提供するものである。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and a living body capable of accurately detecting period information of a periodic fluctuation signal component representing respiratory motion or heartbeat from a biological signal with a smaller processing amount. A moving information detection apparatus is provided.

本発明に係る生体動情報検出装置は、人の心拍動、呼吸動及び体動を含み得る生体動を表す生体信号から該生体信号に含まれる周期的変動信号成分の周期を検出する生体動情報検出装置であって、前記生体信号の信号レベル値をサンプリングするサンプリング手段と、該サンプリング手段にて得られた信号レベル値からある信号レベル値を注目信号レベル値として選ぶ注目信号レベル値選択手段と、該注目信号レベル値選択手段にて選ばれた前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングから所定時間離れたタイミングを含む所定時間ウィンドウ内において前記注目信号レベル値と同一の信号レベル値を、前記サンプリング手段にて得られた信号レベル値から、対応信号レベル値として抽出する対応信号レベル値抽出手段と、前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングと、前記対応信号レベル値のサンプリングタイミングとに基づいて、周期的変動信号成分の周期を表す周期情報を生成する周期情報生成手段とを有する構成とすることができる。
The biological motion information detection apparatus according to the present invention detects biological motion information that detects a period of a periodic variation signal component included in a biological signal from a biological signal that represents biological motion that may include human heartbeat, respiratory motion, and body motion. A detecting device for sampling a signal level value of the biological signal; and a target signal level value selecting unit for selecting a certain signal level value as a target signal level value from the signal level value obtained by the sampling unit; A signal level value identical to the signal level value of interest within a predetermined time window including a timing separated from the sampling timing of the signal level value of interest selected by the signal level value selection unit Corresponding signal level value extracting means for extracting as a corresponding signal level value from the signal level value obtained in step 1, and the signal of interest And the sampling timing of the bell value, the corresponding signal level value based on the sampling timing may be configured with a periodicity information generating means for generating a periodic information representing the period of the periodic variation signal component.

このような構成により、生体信号からサンプリングされた信号レベル値から選択される注目信号レベル値のサンプリングタイミングから所定時間離れたタイミングを含む所定時間ウィンドウ内において前記注目信号レベル値と同一の信号レベル値が、前記生体信号からサンプリングされた多くの信号レベル値から、対応信号レベル値として抽出され、前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングと、前記対応信号レベル値のサンプリングタイミングとに基づいて、前記生体信号に含まれる周期的変動信号成分の周期を表す周期情報が生成される。   With such a configuration, the same signal level value as the target signal level value within a predetermined time window including a timing separated from the sampling timing of the target signal level value selected from the signal level value sampled from the biological signal by a predetermined time Is extracted as a corresponding signal level value from many signal level values sampled from the biological signal, and based on the sampling timing of the signal level value of interest and the sampling timing of the corresponding signal level value, Period information representing the period of the periodic fluctuation signal component included in the is generated.

前記対応信号レベル値を抽出するために用いられる前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングからの所定時間を、呼吸動を表す信号成分等の前記周期的変動信号の既知であるおおよその周期に設定することにより、前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングと、該注目信号レベル値と同一のレベル値となる前記対応信号レベル値のサンプリングタイミングと間の時間が、前記周期的変動信号の真の周期により近いものとなり得る。   A predetermined time from the sampling timing of the signal level value of interest used for extracting the corresponding signal level value is set to a known approximate period of the periodic variation signal such as a signal component representing respiratory motion. Thus, the time between the sampling timing of the target signal level value and the sampling timing of the corresponding signal level value that is the same level value as the target signal level value is closer to the true cycle of the periodic variation signal Can be.

本発明に係る生体動情報検出装置において、前記周期情報生成手段は、前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングと、前記対応信号レベル値のサンプリングタイミングとの間の時間をランニング距離として演算するランニング距離演算手段を有し、該ランニング距離演算手段にて得られた前記ランニング距離に基づいて前記周期情報を生成する構成とすることができる。   In the biological motion information detecting device according to the present invention, the period information generating means calculates a running distance by calculating a time between the sampling timing of the signal level value of interest and the sampling timing of the corresponding signal level value as a running distance. Means for generating the period information based on the running distance obtained by the running distance calculating means.

このような構成により、前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングと、前記対応信号レベル値のサンプリングタイミングとの間の時間（ランニング距離）に基づいた前記周期的変動信号成分の周期情報が得られる。   With such a configuration, the periodic information of the periodically varying signal component based on the time (running distance) between the sampling timing of the signal level value of interest and the sampling timing of the corresponding signal level value is obtained.

また、本発明に係る生体動情報検出装置において、前記周期情報生成手段は、前記対応信号レベル値抽出手段にて複数の対応信号レベル値が抽出された場合、前記ランニング距離演算手段により前記複数の対応信号レベル値に対して得られる複数のランニング距離に基づいて前記周期情報を生成する構成とすることができる。   Further, in the biological motion information detecting device according to the present invention, when the plurality of corresponding signal level values are extracted by the corresponding signal level value extracting unit, the period information generating unit is configured to perform the plurality of the plurality of corresponding signal level values by the running distance calculating unit. The period information may be generated based on a plurality of running distances obtained for the corresponding signal level value.

このような構成により、注目信号レベル値のサンプリングタイミングから所定時間離れたタイミングを含む所定時間ウィンドウ内において前記注目信号レベル値と同一の信号レベル値が、前記生体信号からサンプリングされた多くの信号レベル値に複数存在することにより、複数の対応信号レベル値が抽出された場合、前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングと、前記複数の対応信号レベル値のサンプリングタイミングとによって演算される複数のランニング距離に基づいて、前記周期的変動信号成分の周期情報が生成される。   With such a configuration, a number of signal levels that are sampled from the biological signal have the same signal level value as the target signal level value within a predetermined time window including a timing that is a predetermined time away from the sampling timing of the target signal level value. When a plurality of corresponding signal level values are extracted due to the presence of a plurality of values in the value, a plurality of running distances calculated by the sampling timing of the target signal level value and the sampling timing of the plurality of corresponding signal level values are obtained. Based on this, periodic information of the periodic fluctuation signal component is generated.

更に、本発明に係る生体動情報検出装置において、前記周期情報生成手段は、前記ランニング距離演算手段により前記複数の対応信号レベル値に対して得られる複数のランニング距離から１つのランニング距離を決めるランニング距離決定手段を有し、該ランニング距離決定手段により得られた前記１つのランニング距離に基づいて前記周期情報を生成する構成とすることができる。   Further, in the biological motion information detecting apparatus according to the present invention, the period information generating means determines a running distance from a plurality of running distances obtained for the plurality of corresponding signal level values by the running distance calculating means. A distance determining unit may be included, and the period information may be generated based on the one running distance obtained by the running distance determining unit.

このような構成により、注目信号レベル値のサンプリングタイミングから所定時間離れたタイミングを含む所定時間ウィンドウ内において前記注目信号レベル値と同一の信号レベル値が、前記生体信号からサンプリングされた多くの信号レベル値に複数存在することにより、複数の対応信号レベル値が抽出された場合、前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングと、前記複数の対応信号レベル値のサンプリングタイミングとによって複数のランニング距離が演算されると、その複数のランニング距離から１つのランニング距離が決められ、その決められたランニング距離に基づいて周期情報が生成される。   With such a configuration, a number of signal levels that are sampled from the biological signal have the same signal level value as the target signal level value within a predetermined time window including a timing that is a predetermined time away from the sampling timing of the target signal level value. When a plurality of corresponding signal level values are extracted due to the existence of a plurality of corresponding signal level values, a plurality of running distances are calculated based on the sampling timing of the target signal level value and the sampling timing of the plurality of corresponding signal level values. Then, one running distance is determined from the plurality of running distances, and period information is generated based on the determined running distance.

前記複数のランニング距離から決められる１つのランニング距離は、前記複数のランニング距離から選択されるものであっても、前記複数のランニング距離の平均値等、複数のランニング距離を加味して生成される新たなランニング距離であってもよい。   One running distance determined from the plurality of running distances is generated in consideration of a plurality of running distances, such as an average value of the plurality of running distances, even if selected from the plurality of running distances. It may be a new running distance.

また、本発明に係る生体動情報検出装置において、前記対応信号レベル値抽出手段にて複数の対応信号レベル値が抽出された場合に、該複数の対応信号レベル値に対する複数のサンプリングタイミングから１つのタイミングを決めるタイミング決定手段を有し、前記ランニング距離演算手段は、前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングと前記タイミング決定手段にて得られた前記１つのタイミングとの間の時間を前記ランニング距離として演算する構成とすることができる。   Further, in the biological motion information detecting device according to the present invention, when a plurality of corresponding signal level values are extracted by the corresponding signal level value extracting unit, one of the plurality of sampling timings for the plurality of corresponding signal level values is extracted. Timing determining means for determining timing; and the running distance calculating means calculates a time between the sampling timing of the signal level value of interest and the one timing obtained by the timing determining means as the running distance. It can be set as the structure to do.

このような構成により、注目信号レベル値のサンプリングタイミングから所定時間離れたタイミングを含む所定時間ウィンドウ内において前記注目信号レベル値と同一の信号レベル値が、前記生体信号からサンプリングされた多くの信号レベル値に複数存在することにより、複数の対応信号レベル値が抽出された場合、その複数の対応信号レベル値に対応する複数のサンプリングタイミングから１つのタイミングが決定され、前記注目信号レベル値のサンプリングタイムと前記決定されたタイミングとの間の時間がランニング距離として演算される。そして、そのランニング距離に基づいて周期的変動信号成分の周期情報が生成される。   With such a configuration, a number of signal levels that are sampled from the biological signal have the same signal level value as the target signal level value within a predetermined time window including a timing that is a predetermined time away from the sampling timing of the target signal level value. When a plurality of corresponding signal level values are extracted due to the presence of a plurality of values, one timing is determined from a plurality of sampling timings corresponding to the plurality of corresponding signal level values, and the sampling time of the signal level value of interest And the determined timing is calculated as a running distance. Then, periodic information of the periodic fluctuation signal component is generated based on the running distance.

更に、本発明に係る生体動情報検出装置において、前記対応信号レベル値抽出手段は、前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングから人の呼吸の既知の周期に基づいて決められる呼吸インターバル時間離れたタイミングを含む第１時間ウィンドウ内において前記注目信号レベル値と同一の信号レベル値を、前記サンプリング検出手段により得られた信号レベル値から、前記対応信号レベル値として抽出し、前記周期情報生成手段は、前記周期的変動信号成分としての呼吸動を表す信号成分の周期を表す呼吸周期情報を生成する構成とすることができる。   Further, in the biological motion information detecting device according to the present invention, the corresponding signal level value extracting means sets a timing separated from a sampling interval of the signal level value of interest by a breathing interval time determined based on a known period of human breathing. A signal level value that is the same as the signal level value of interest within the first time window that is included, is extracted as the corresponding signal level value from the signal level value obtained by the sampling detection means, and the period information generation means is It can be set as the structure which produces | generates the respiratory cycle information showing the period of the signal component showing the respiratory motion as a periodic fluctuation signal component.

このような構成により、生体信号からサンプリングされた信号レベル値が注目信号レベル値から選択される注目信号レベル値のサンプリングタイミングから人の呼吸の既知の周期に基づいて決められる呼吸インターバル時間離れたタイミングを含む第１時間ウィンドウ内において前記注目信号レベル値と同一の信号レベル値が、前記生体信号からサンプリングされた多くの信号レベル値から、対応信号レベル値として抽出される。そして、前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングと、前記対応信号レベル値のサンプリングタイミングとに基づいて、前記生体信号に含まれる呼吸動を表す信号成分の周期を表す呼吸周期情報が生成される。   With such a configuration, the timing at which the signal level value sampled from the biological signal is separated from the sampling timing of the target signal level value selected from the target signal level value based on the known period of human breathing. Is extracted as a corresponding signal level value from a number of signal level values sampled from the biological signal. Then, based on the sampling timing of the signal level value of interest and the sampling timing of the corresponding signal level value, respiratory cycle information representing the cycle of the signal component representing the respiratory motion included in the biological signal is generated.

注目信号レベル値のサンプリングタイミングから人の呼吸の既知の周期に基づいて決められる呼吸インターバル時間を用いて対応信号レベル値を抽出しているので、その注目信号レベル値のサンプリングタイミングと、該注目信号レベル値と同一のレベルとなる前記対応信号レベル値のサンプリングタイミングとの間の時間が、呼吸動を表す信号成分の真の周期、即ち、呼吸の周期により近いものとなり得る。   Since the corresponding signal level value is extracted from the sampling timing of the attention signal level value using the respiration interval time determined based on the known period of human breathing, the sampling timing of the attention signal level value and the attention signal The time between the sampling timing of the corresponding signal level value, which is the same level as the level value, can be closer to the true cycle of the signal component representing respiratory motion, that is, the cycle of breathing.

また、本発明に係る生体動情報検出装置において、前記対応信号レベル値抽出手段にて用いられる前記呼吸インターバル時間を可変設定する呼吸インターバル設定手段を有する構成とすることができる。   Moreover, the biological motion information detection apparatus according to the present invention may include a breathing interval setting unit that variably sets the breathing interval time used by the corresponding signal level value extracting unit.

このような構成により、生体信号の検出の対象となる人の年齢、体調等に合わせて呼吸インターバル時間を変えることができるので、生体信号における呼吸動を表す信号成分の周期情報をより精度良く検出することができる。   With such a configuration, since the breathing interval time can be changed according to the age, physical condition, etc. of the person who is the detection target of the biological signal, the period information of the signal component representing the respiratory motion in the biological signal can be detected with higher accuracy. can do.

また、本発明に係る生体動情報検出装置において、前記対応信号レベル値抽出手段にて用いられる前記第１時間ウィンドウを可変設定する第１時間ウィンドウ設定手段を有する構成とすることができる。   The biological movement information detecting apparatus according to the present invention may include a first time window setting unit that variably sets the first time window used by the corresponding signal level value extracting unit.

このような構成により、呼吸インターバル時間が生体信号の検出の対象となる人の呼吸の周期に正確に合致していなくても、対応信号レベル値を抽出すべき範囲としての第１時間ウィンドウを調整することにより、適正な対応信号レベル値を検出することができる。   With such a configuration, the first time window as a range in which the corresponding signal level value should be extracted is adjusted even if the breathing interval time does not exactly match the breathing cycle of the person who is the detection target of the biological signal. By doing so, an appropriate corresponding signal level value can be detected.

更に、本発明に係る生体動情報検出装置において、前記生体信号から前記呼吸動を表す信号成分を除去して呼吸動除去生体信号を生成するフィルタ手段を有し、前記サンプリング手段は、前記生体信号に代えて前記フィルタ手段にて得られた前記呼吸動除去生体信号の信号レベル値をサンプリングし、前記対応信号レベル値抽出手段は、前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングから人の心拍の既知の周期に基づいて決められる心拍インターバル時間離れたタイミングを含む第２時間ウィンドウ内において前記注目信号レベル値と同一の信号レベル値を、前記サンプリング手段により得られた信号レベル値から、前記対応信号レベル値として抽出し、前記周期情報生成手段は、前記周期的変動信号成分としての心拍動を表す信号成分の周期を表す心拍周期情報を生成す構成とすることができる。   Furthermore, in the biological movement information detecting device according to the present invention, the biological movement information detecting apparatus includes a filter unit that generates a respiratory movement-removed biological signal by removing a signal component representing the respiratory movement from the biological signal, and the sampling unit includes the biological signal. Instead, the signal level value of the respiratory movement-removed biological signal obtained by the filter unit is sampled, and the corresponding signal level value extracting unit extracts a known cycle of the human heartbeat from the sampling timing of the signal level value of interest. A signal level value identical to the signal level value of interest within a second time window including a timing that is determined based on the heartbeat interval time is used as the corresponding signal level value from the signal level value obtained by the sampling means. The periodic information generating means extracts a signal component representing a heartbeat as the periodic variation signal component; It may be configured to generate a cardiac cycle information indicating the period.

このような構成により、生体信号から呼吸動を表す信号成分を除去して残った呼吸動除去生体信号からサンプリングされた信号レベル値から選択される注目信号レベル値のサンプリングタイミングから人の心拍の周期に基づいて決められる心拍インターバル時間離れたタイミングを含む第２時間ウィンドウ内において前記注目信号レベル値と同一の信号レベル値が、前記呼吸動除去生体信号からサンプリングされた多くの信号レベル値から、対応信号レベル値として抽出される。そして、前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングと、前記対応信号レベル値のサンプリングタイミングとに基づいて、前記呼吸動除去生体信号に含まれる周期的変動信号成分としての心拍動を表す信号成分の周期を表す心拍周期情報が生成される。   With such a configuration, the human heartbeat cycle from the sampling timing of the signal level value of interest selected from the signal level value sampled from the remaining respiratory motion-removed biological signal after removing the signal component representing respiratory motion from the biological signal The same signal level value as the signal level value of interest within the second time window including the timing separated from the heartbeat interval time determined based on the number of signal level values sampled from the respiratory motion-removed biological signal Extracted as a signal level value. Then, based on the sampling timing of the signal level value of interest and the sampling timing of the corresponding signal level value, the period of the signal component representing the heartbeat as the periodic fluctuation signal component included in the respiratory motion removal biological signal is determined. Representing cardiac cycle information is generated.

注目信号レベル値のサンプリングタイミングから人の心拍の周期に基づいて決められる心拍インターバル時間を用いて、呼吸動除去生体信号から対応信号レベル値を抽出しているので、その注目信号レベル値のサンプリングタイミングと、該注目信号レベル値と同一のレベルとなる前記対応信号レベル値のサンプリングタイミングとの間の時間が、心拍動を表す信号成分の真の周期、即ち、心拍の周期により近いものとなり得る。   Since the corresponding signal level value is extracted from the respiratory motion-removed biological signal using the heartbeat interval time determined from the sampling timing of the target signal level value based on the heartbeat cycle of the person, the sampling timing of the target signal level value And the sampling timing of the corresponding signal level value that is the same level as the target signal level value can be closer to the true cycle of the signal component representing the heartbeat, that is, the cycle of the heartbeat.

また、本発明に係る生体動情報検出装置において、前記対応信号レベル値抽出手段にて用いられる前記心拍インターバル時間を可変設定する心拍インターバル設定手段を有する構成とすることができる。   Moreover, the biological motion information detection apparatus according to the present invention may include a heartbeat interval setting unit that variably sets the heartbeat interval time used by the corresponding signal level value extraction unit.

このような構成により、生体信号の検出の対象となる人の年齢、体調等に合わせて心拍インターバル時間を変えることができるので、呼吸動除去生体信号における心拍動を表す信号成分の周期情報をより精度良く検出することができる。   With such a configuration, the heartbeat interval time can be changed in accordance with the age, physical condition, etc. of the person who is the detection target of the biological signal, so that the period information of the signal component representing the heartbeat in the respiratory movement-removed biological signal is more It can be detected with high accuracy.

また、本発明に係る生体動情報検出装置において、前記対応信号レベル値抽出手段にて用いられる前記第２時間ウィンドウを可変設定する第２時間ウィンドウ設定手段を有する構成とすることができる。   The biological motion information detecting apparatus according to the present invention may further include second time window setting means for variably setting the second time window used by the corresponding signal level value extracting means.

このような構成により、心拍インターバル時間が生体信号の検出の対象となる人の心拍の周期に正確に合致していなくても、対応信号レベル値を抽出すべき範囲としての第２時間ウィンドウを調整することにより、適正な対応信号レベル値を検出することができる。   With such a configuration, the second time window is adjusted as a range in which the corresponding signal level value should be extracted even when the heartbeat interval time does not exactly match the heartbeat cycle of the person who is the target of the detection of the biological signal. By doing so, an appropriate corresponding signal level value can be detected.

更に、本発明に係る生体動情報検出装置において、前記サンプリング手段は、前記生体信号の信号レベルを所定範囲内のデジタル信号レベル値に変換し、該デジタル信号レベル値をサンプリングされた信号レベル値として出力するアナログ・デジタル変換器を有し、前記アナログ・デジタル変換器から出力されるデジタル信号レベル値が、前記所定範囲の上限値となるときに、体動のあることを表す体動情報を出力する体動情報出力手段を有する構成とすることができる。   Furthermore, in the biological motion information detecting apparatus according to the present invention, the sampling means converts the signal level of the biological signal into a digital signal level value within a predetermined range, and the digital signal level value is used as a sampled signal level value. It has an analog / digital converter to output, and when the digital signal level value output from the analog / digital converter is the upper limit value of the predetermined range, body movement information indicating the presence of body movement is output. The body movement information output means can be configured.

このような構成により、心拍動や呼吸動に比べて非常に大きな動きとなる体動のあることを、より簡単な処理にて検出し、知らせることができる。   With such a configuration, it is possible to detect and notify that there is a body movement that is a very large movement compared to a heartbeat or a respiratory movement with a simpler process.

本発明に係る生体動情報検出装置によれば、生体信号からサンプリングされた信号レベル値から選択される注目信号レベル値と、その注目信号レベル値のサンプリングタイミングから所定時間離れたタイミングを含む所定時間ウィンドウ内において当該注目信号レベル値と同一の信号レベル値である対応信号レベル値との関係に基づいて周期情報が生成されるので、より少ない処理量にてその周期情報を得ることができる。また、前記対応信号レベル値を抽出するために用いられる前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングからの所定時間を、前記周期的変動信号の既知であるおおよその周期に設定することにより、前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングと、該注目信号レベル値と同一のレベル値となる前記対応信号レベル値のサンプリングタイミングと間の時間が、前記周期的変動信号の真の周期により近いものとなり得るので、前記周期情報をより精度良く検出することができる。
According to the biological motion information detecting device of the present invention, a predetermined time including a target signal level value selected from signal level values sampled from a biological signal and a timing separated from the sampling timing of the target signal level value by a predetermined time. Since the period information is generated based on the relationship with the corresponding signal level value that is the same signal level value as the signal level value of interest in the window, the period information can be obtained with a smaller amount of processing. In addition, by setting a predetermined time from the sampling timing of the signal level value of interest used for extracting the corresponding signal level value to the known approximate period of the periodic variation signal, the signal level of interest Since the time between the sampling timing of the value and the sampling timing of the corresponding signal level value that is the same level value as the signal level value of interest can be closer to the true period of the periodic variation signal, the period Information can be detected with higher accuracy.

本発明の実施の形態に係る生体動情報検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the biological motion information detection apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図１に示す生体動情報検出装置にて処理すべき生体信号の信号波形の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of the signal waveform of the biological signal which should be processed with the biological movement information detection apparatus shown in FIG. 図２に示す生体信号から呼吸動を表す信号成分を除去して得られた呼吸動除去生体信号の波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the waveform of the respiratory movement removal biological signal obtained by removing the signal component showing respiratory movement from the biological signal shown in FIG. 図３Ａに示す信号をレベル調整して得られる呼吸動除去生体信号の波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the waveform of the respiratory movement removal biological signal obtained by adjusting the level of the signal shown to FIG. 3A. 図１に示す生体動情報検出装置にてなされる生体動信号のサンプリング処理の流れを示フローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the sampling process of the biological body movement signal made with the biological body movement information detection apparatus shown in FIG. サンプリングされた信号レベル値ｙ及びサンプリングタイミングｔの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the sampled signal level value y and the sampling timing t. 体動が発生した場合の生体信号の信号波形の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of the signal waveform of the biosignal when a body movement generate | occur | produces. 図１に示す生体動情報検出装置にてなされる生体信号から呼吸動を表す信号成分の周期情報を検出するための処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process for detecting the period information of the signal component showing a respiratory motion from the biological signal made with the biological movement information detection apparatus shown in FIG. 模式的に表した生体信号の波形Ｓbm、呼吸インターバル時間ＴＢ、時間ウィンドウＴＷ、及びランニング距離ＴＲＬの関係を示す図である。Waveform Sbm of schematically represents biomedical signals, respiratory interval time T B, it is a diagram showing the relationship between the time window T W, and the running distance T RL. 複数の対応信号レベル値が抽出される生体信号の波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the waveform of the biomedical signal from which a some corresponding | compatible signal level value is extracted.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の実施の一形態に係る周期的変動信号情報検出装置である生体動情報検出装置は、図１に示すように構成される。   A biological motion information detection apparatus which is a periodic fluctuation signal information detection apparatus according to an embodiment of the present invention is configured as shown in FIG.

図１において、この生体動情報検出装置は、ベッドに敷かれたパッド１００、パッド１００に設けられた振動センサ１０（例えば、圧電センサ）、入力回路１１、第１アナログ・デジタル変換回路１２、タイミング信号生成回路１９及び処理ユニット２０を有している。ベッドに敷かれたパッド１００に伝わる人の呼吸動、心拍動、体動等の生体動に応じた振動が振動センサ１０により検出され（例えば、特許第４４２３４８１号公報参照）、振動センサ１０から出力される前記振動に応じた検出信号が入力回路１１に供される。入力回路１１は、振動センサ１０からの検出信号に対してレベル調整、ノイズ除去等の処理を施して、呼吸動、心拍動、体動等の生体動を表す生体信号Ｓbmを出力する。   In FIG. 1, this biological motion information detection apparatus includes a pad 100 laid on a bed, a vibration sensor 10 (for example, a piezoelectric sensor) provided on the pad 100, an input circuit 11, a first analog / digital conversion circuit 12, a timing. A signal generation circuit 19 and a processing unit 20 are included. The vibration sensor 10 detects vibrations according to biological movements such as respiratory movements, heartbeat movements, and body movements transmitted to the pad 100 laid on the bed (see, for example, Japanese Patent No. 4234481) and outputs from the vibration sensor 10. A detection signal corresponding to the vibration is supplied to the input circuit 11. The input circuit 11 performs processing such as level adjustment and noise removal on the detection signal from the vibration sensor 10 and outputs a biological signal Sbm representing biological motion such as respiratory motion, heartbeat, and body motion.

入力回路１１から出力される生体信号Ｓbmは、例えば、図２に示すように、人の心拍動を表す信号成分Ｈｂ、人の呼吸動を表す信号成分Ｂｔ及び各種ノイズを含んでいる。また、後述するように、生体信号Ｓbmは、ベッド（パッド１００）上での不定期な人の動き（体動）に応じて変化し得る。   For example, as shown in FIG. 2, the biological signal Sbm output from the input circuit 11 includes a signal component Hb representing a human heartbeat, a signal component Bt representing a human respiratory motion, and various noises. Further, as will be described later, the biological signal Sbm can change according to irregular movements (body movements) on the bed (pad 100).

第１アナログ・デジタル変換回路１２は、タイミング信号生成回路１９からのタイミング信号に同期して入力回路１１からの生体信号Ｓbmを、例えば、２５６段階のデジタル信号レベル値（以下、単に、信号レベル値という）ｙに変換する。この第１アナログ・デジタル変換回路１２は、所定レベル以上の信号（アナログ信号）が入力されると、その出力（信号レベル値）を最大値ｙＭＡＸ（２５６）に固定する。 The first analog / digital conversion circuit 12 converts the biological signal Sbm from the input circuit 11 in synchronization with the timing signal from the timing signal generation circuit 19 into, for example, a 256-stage digital signal level value (hereinafter simply referred to as a signal level value). To y). When a signal (analog signal) of a predetermined level or higher is input to the first analog / digital conversion circuit 12, the output (signal level value) is fixed to the maximum value y MAX (256).

生体動情報検出装置は、更に、フィルタ回路１３、調整回路１４及び第２アナログ・デジタル変換回路１５を有している。フィルタ回路１３（フィルタ手段）は、入力回路１１から出力される体動信号Ｓbmから極めて周波数の低い（周期の長い）呼吸動に対応する信号成分Ｂｔを除去し、例えば、図３Ａに示すような呼吸動除去生体信号Ｓhbを出力する。この呼吸動除去生体信号Ｓhbは、比較的周波数の高い（周期の短い）心拍動に対応した心信号成分Ｈｂを含み得る。フィルタ回路１３から出力された呼吸動除去生体信号Ｓhbは、調整回路１４によって、例えば、図３Ｂに示すように、処理され易いレベルに調整された後に、第２アナログ・デジタル変換回路１５に供給される。第２アナログ・デジタル変換回路１５は、第１アナログ・デジタル変換回路１２と同様に、タイミング信号生成回路１９からのタイミング信号に同期して、調整回路１４を介して供給される呼吸動除去生体信号Ｓhb（図３Ｂ参照）を、例えば、２５６段階の信号レベル値ｙに変換する。この第２アナログ・デジタル変換回路１５も第１アナログ・デジタル変換回路１２と同様に、所定レベル以上の信号（アナログ信号）が入力されると、その出力（信号レベル値）を最大値ｙＭＡＸ（２５６）に固定する。 The biological movement information detection apparatus further includes a filter circuit 13, an adjustment circuit 14, and a second analog / digital conversion circuit 15. The filter circuit 13 (filter means) removes the signal component Bt corresponding to the respiratory motion having a very low frequency (long cycle) from the body motion signal Sbm output from the input circuit 11, for example, as shown in FIG. A respiratory motion removal biological signal Shb is output. This respiratory motion removal biological signal Shb can include a cardiac signal component Hb corresponding to a heartbeat with a relatively high frequency (short cycle). The respiratory movement-removed biological signal Shb output from the filter circuit 13 is adjusted to a level that can be easily processed by the adjustment circuit 14 as shown in FIG. 3B, for example, and then supplied to the second analog / digital conversion circuit 15. The Similarly to the first analog / digital conversion circuit 12, the second analog / digital conversion circuit 15 synchronizes with the timing signal from the timing signal generation circuit 19 and supplies the respiratory motion removed biological signal via the adjustment circuit 14. Shb (see FIG. 3B) is converted into, for example, a 256-level signal level value y. Similarly to the first analog / digital conversion circuit 12, the second analog / digital conversion circuit 15 also outputs the output (signal level value) to the maximum value y MAX ( 256).

更に、生体動情報検出装置は、操作部１６、記憶部１７及び表示部１８を有し、操作部１６での操作に従って処理ユニット２０が各種処理を実行し、処理ユニット２０での処理により得られた情報等が記憶部１７に保存される。また、処理ユニット２０は、処理の過程で得られた各種情報やユーザとのインターフェースに必要な情報等を表示部１８に表示させることができる。   Furthermore, the biological motion information detection apparatus includes an operation unit 16, a storage unit 17, and a display unit 18, and the processing unit 20 executes various processes according to operations on the operation unit 16, and is obtained by processing in the processing unit 20. The information is stored in the storage unit 17. Further, the processing unit 20 can display various information obtained in the course of processing, information necessary for an interface with the user, and the like on the display unit 18.

処理ユニット２０は、例えば、図４に示す手順に従って、生体信号Ｓbmの信号レベル値ｙのサンプリングに係る処理を実行する（サンプリング手段）。   The processing unit 20 executes, for example, processing related to sampling of the signal level value y of the biological signal Sbm according to the procedure shown in FIG. 4 (sampling means).

図４において、処理ユニット２０は、第１アナログ・デジタル変換回路１２から出力される生体信号Ｓbmの信号レベル値ｙを取得するとともに、その取得時刻（内部タイマ値）をサンプリングタイミングとして取得する（Ｓ１１）。そして、処理ユニット２０は、取得した信号レベル値ｙとサンプリングタイミングｔとを対応づけて記憶部１７に格納する（Ｓ１２）。処理ユニット２０は、取得した信号レベル値ｙが最大値ｙＭＡＸ（２５６）であるか否かを判別し（Ｙ１３）、その信号レベル値ｙが最大値ｙＭＡＸでなければ（Ｓ１３でＮＯ）、第１アナログ・デジタル変換回路１２から出力される次の信号レベル値ｙ及びそのサンプリングタイミングｔを取得する（Ｓ１１）。以後、同様に、処理ユニット２０は、第１アナログ・デジタル変換回路１２から順次出力される信号レベル値ｙが最大値ｙＭＡＸでないことを確認しつつ（Ｓ１３でＮＯ）、その信号レベル値ｙをサンプリングタイミングｔと対応づけて記憶部１７に格納する（Ｓ１１〜Ｓ１３）。 In FIG. 4, the processing unit 20 acquires the signal level value y of the biological signal Sbm output from the first analog / digital conversion circuit 12, and acquires the acquisition time (internal timer value) as the sampling timing (S11). ). Then, the processing unit 20 associates the acquired signal level value y with the sampling timing t and stores them in the storage unit 17 (S12). The processing unit 20 determines whether or not the acquired signal level value y is the maximum value y MAX (256) (Y13). If the signal level value y is not the maximum value y MAX (NO in S13), The next signal level value y output from the first analog / digital conversion circuit 12 and its sampling timing t are acquired (S11). Thereafter, similarly, the processing unit 20 confirms that the signal level value y sequentially output from the first analog / digital conversion circuit 12 is not the maximum value y MAX (NO in S13), and sets the signal level value y to the signal level value y. The data is stored in the storage unit 17 in association with the sampling timing t (S11 to S13).

上記のような信号レベル値ｙのサンプリング処理の過程で、取得した信号レベル値ｙが最大値ｙＭＡＸであると（Ｓ１３でＹＥＳ）、処理ユニット２０は、心拍動や呼吸動に比べて極端に大きい振動である体動があったとして、体動情報（例えば、所定のマーク）を表示部１８に表示させる（Ｓ１４：体動情報出力手段）。その後、取得される信号レベル値ｙが最大値ｙＭＡＸであると判定される度に（Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３ＹＥＳ）、体動情報が表示部１８に表示される。 In the process of sampling the signal level value y as described above, if the acquired signal level value y is the maximum value y MAX (YES in S13), the processing unit 20 is extremely compared with the heartbeat and respiratory motion. Assuming that there is a body motion that is a large vibration, body motion information (for example, a predetermined mark) is displayed on the display unit 18 (S14: body motion information output means). Thereafter, whenever it is determined that the acquired signal level value y is the maximum value y MAX (S11, S12, S13 YES), the body movement information is displayed on the display unit 18.

上記のようなサンプリング処理によって、生体信号Ｓbmの信号レベル値ｙが、例えば、図５に示すように、記憶部１７に格納される（バッファリング）。そして、図６に示すように、生体信号Ｓbm（アナログ信号）のレベルが、心拍動や呼吸動に比べて極端に大きな振動である体動によって、極端に大きな状態になる時刻ｔkからｔmまでの間では、サンプリングされる信号レベル値ｙk、ｙk+1、ｙk+2、ｙk+3、・・・、ｔmが最大値ｙＭＡＸに維持される（図５参照）。 By the sampling process as described above, the signal level value y of the biological signal Sbm is stored in the storage unit 17 (buffering) as shown in FIG. 5, for example. Then, as shown in FIG. 6, from the time tk to tm when the level of the biological signal Sbm (analog signal) becomes extremely large due to body motion that is extremely large vibration compared to heartbeat or respiratory motion. between sampling the signal level value yk, yk + 1, yk + 2, yk + 3, ···, tm is maintained at the maximum value y MAX (see FIG. 5).

上述したように生体信号Ｓbmの信号レベル値ｙをサンプリングする処理と並行して、処理ユニット２０は、所定のタイミングで、図７に示す手順に従って、生体信号Ｓbmから呼吸動に対応した信号成分（周期的変動信号）の周期情報を検出するための処理を行う。   In parallel with the process of sampling the signal level value y of the biological signal Sbm as described above, the processing unit 20 performs signal components corresponding to respiratory motion from the biological signal Sbm according to the procedure shown in FIG. Processing for detecting periodic information of the periodic fluctuation signal) is performed.

図７において、処理ユニット２０は、内部カウンタＮを初期化（Ｎ＝０）し（Ｓ２１）、人の呼吸の周期（例えば、呼吸数毎分１５回に対応する４秒程度）に基づいて決められた呼吸インターバル時間ＴＢを設定し（Ｓ２２）、所定の時間幅（例えば、１秒程度）となる時間ウィンドウＴＷ（第１時間ウィンドウ）を設定する（Ｓ２３）。呼吸インターバル時間ＴＢ及び時間ウィンドウＴＷは、通常、デフォルトの値が設定されるが、操作部１６での操作によって種々の値に設定することができる（呼吸インターバル可変設定手段、第１時間ウィンドウ設定手段）。デフォルトの呼吸インターバル時間ＴＢは、一般的な人の呼吸の周期に基づいて決められているが、生体信号の検出の対象となる人の年齢、性別、体調等に応じて、呼吸インターバル時間ＴＢを可変設定することができる。また、呼吸インターバル時間ＴＢに応じて適正な時間ウィンドウＴＷを可変設定することができる。 In FIG. 7, the processing unit 20 initializes an internal counter N (N = 0) (S21), and is determined based on a human breathing cycle (for example, about 4 seconds corresponding to 15 breaths per minute). It was breathing interval set T B (S22), a predetermined time width (e.g., about 1 second) is set to become time window T W (first time window) (S23). Respiratory interval T B and the time window T W is usually the default value is set, it can be set to various values by operating the operation unit 16 (breathing interval variable setting means, first time window Setting means). The default respiration interval time T B, but are determined based on the period of breathing a typical human, age of the person to be detected biosignal, sex, depending on the physical condition and the like, respiration interval time T B can be variably set. Further, it is possible to variably set an appropriate time window T W in accordance with the breathing interval time T B.

上記のようにして、内部カウンタＮの初期設定（Ｓ２１）、呼吸インターバル時間ＴＢの設定（Ｓ２２）及び時間ウィンドウＴＷの設定（Ｓ２３）が終了すると、処理ユニット２０は、上述したようにしてサンプリングされて記憶部１７に格納された信号レベル値ｙ（図５参照）から１つの信号レベル値ｙを注目信号レベル値として選択する（Ｓ２４）。なお、注目信号レベル値として選択される信号レベル値ｙは、体動を表すｙＭＡＸ及びその近傍のタイミングにてサンプリングされた信号レベル値以外であれることが好ましい。 As described above, the initial setting of the internal counter N (S21), the setting of the setting (S22) and the time window T W breath interval time T B (S23) is completed, the processing unit 20, as described above One signal level value y is selected as a signal level value of interest from the signal level value y (see FIG. 5) sampled and stored in the storage unit 17 (S24). It should be noted that the signal level value y selected as the signal level value of interest is preferably other than the signal level value sampled at y MAX representing body movement and the timing in the vicinity thereof.

以後の処理について、図７に示すフローチャートとともに、図２に示す生体信号Ｓbmを模式化して示す図８を参照して説明する。   The subsequent processing will be described with reference to FIG. 8 schematically showing the biological signal Sbm shown in FIG. 2 together with the flowchart shown in FIG.

処理ユニット２０は、例えば、生体信号Ｓbmの時刻ｔiでサンプリングされた信号レベル値ｙ（ｔi）（図８におけるサンプル点Ｐ（ｙ（ｔi））参照）を注目信号レベル値として選択すると（Ｓ２４）、その注目信号レベル値ｙ（ｔi）のサンプリングタイミングｔiから前記呼吸インターバルＴＢ離れたタイミングを含む時間ウィンドウＴＷ内においてサンプリングされた信号レベル値ｙ（図５参照）のなかに、前記注目信号レベル値ｙ（ｔi）と同一の信号レベル値があるか否かを判定する（Ｓ２５）。そのような信号レベル値ｙ（ｔj）（図８におけるサンプル点Ｐ（ｙ（ｔj））参照）があると（Ｓ２５でＹＥＳ）、処理ユニット２０は、その信号レベル値ｙ（ｔj）を対応信号レベル値として抽出する（Ｓ２６：対応信号レベル値抽出手段）。 For example, when the processing unit 20 selects the signal level value y (ti) (see the sample point P (y (ti)) in FIG. 8) sampled at the time ti of the biological signal Sbm as the signal level value of interest (S24). , some of the target signal level value y signal level value sampled in a time including a timing apart the respiratory interval T B from the sampling timing ti within the window T W of (ti) y (see FIG. 5), the signal of interest It is determined whether there is a signal level value identical to the level value y (ti) (S25). If there is such a signal level value y (tj) (see sample point P (y (tj)) in FIG. 8) (YES in S25), the processing unit 20 uses the signal level value y (tj) as a corresponding signal. Extracted as a level value (S26: corresponding signal level value extracting means).

このようにして、同一となる注目信号レベル値ｙ（ｔi）と対応信号レベル値ｙ（ｔj）とが得られると、処理ユニット２０は、注目信号レベル値ｙ（ｔi）のサンプリングタイミングｔiと、対応信号レベル値ｙ（ｔj）のサンプリングタイミングｔjとに基づいて呼吸動を表す信号成分の周期情報を演算する。具体的には、処理ユニット２０は、前記注目信号レベル値ｙ（ｔi）のサンプリングタイミングｔiと、前記対応信号レベル値ｙ（ｔj）のサンプリングタイミングｔjとの間の時間をランニング距離ＴＲＬとして演算する（Ｓ２７：ランニング距離演算手段）。そして、処理ユニット２０は、内部カウンタＮがゼロであることを確認し（Ｓ２８でＹＥＳ）、この場合（図８参照）、注目信号レベル値ｙ（ｔi）に対して単一の対応信号レベル値ｙ（ｔj）が得られているので、前記ランニング距離ＴＲＬを、生体信号Ｓbmの呼吸動を表す信号成分の周期を表す呼吸周期情報として生成する（Ｓ２９：周期情報生成手段）。その後、処理ユニット２０は、その呼吸周期情報から、単位時間（例えば、１分間）における呼吸数を演算し（Ｓ３０）、例えば、前記呼吸周期情報とともにその呼吸数を表示部１８に表示させる（Ｓ３１）。 In this way, when the same target signal level value y (ti) and the corresponding signal level value y (tj) are obtained, the processing unit 20 obtains the sampling timing ti of the target signal level value y (ti), and Based on the sampling timing tj of the corresponding signal level value y (tj), the period information of the signal component representing the respiratory motion is calculated. Specifically, the processing unit 20 calculates the time between the sampling timing ti of the signal level value y (ti) of interest and the sampling timing tj of the corresponding signal level value y (tj) as a running distance TRL. (S27: Running distance calculation means). Then, the processing unit 20 confirms that the internal counter N is zero (YES in S28), and in this case (see FIG. 8), a single corresponding signal level value for the target signal level value y (ti). y since (tj) is obtained, the running distance T RL, generates a respiratory cycle information representing a period of the signal component representing the respiratory motion of the biological signal Sbm (S29: period information generating means). Thereafter, the processing unit 20 calculates the respiration rate per unit time (for example, 1 minute) from the respiration cycle information (S30), and displays the respiration rate together with the respiration cycle information on the display unit 18 (S31). ).

生体信号Ｓbmの揺らぎやノイズなどにより、例えば、図９に示すように、前記注目信号レベル値ｙ（ｔi）のサンプリングタイミングｔiから前記呼吸インターバルＴＢ離れたタイミングを含む時間ウィンドウＴＷ内においてサンプリングされた信号レベル値ｙ（図５参照）のなかに、前記注目信号レベル値ｙ（ｔi）と同一の複数（例えば、３つ）の信号レベル値ｙ（ｔj-1）、ｙ（ｔj-2）、ｙ（ｔj-3）が存在する場合がある（Ｓ２５でＹＥＳ）。この場合、複数の対応信号レベル値ｙ（ｔj-1）、ｙ（ｔj-2）、ｙ（ｔj-3）が抽出される（Ｓ２６）ことになり、処理ユニット２０は、注目信号レベル値ｙ（ｔi）のサンプリングタイミングｔiと、複数の対応信号レベル値ｙ（ｔj-1）、ｙ（ｔj-2）、ｙ（ｔj-3）のそれぞれのサンプリングタイミングｔj-1、ｔj-2、ｔj-3との間の時間をランニング距離ＴＲＬ１、ＴＲＬ２、ＴＲＬ３として演算する（Ｓ２７）。そして、処理ユニット２０は、この複数のランニング距離ＴＲＬ１、ＴＲＬ２、ＴＲＬ３に基づいて呼吸周期情報を生成する（Ｓ２９）。例えば、複数のランニング距離ＴＲＬ１、ＴＲＬ２、ＴＲＬ３の平均値（単一のランニング距離として）を演算し、その平均値を、生体信号Ｓbmの呼吸動を表す信号成分の周期を表す呼吸周期情報として生成することができる。 Due fluctuations or noise of the biological signal Sbm, for example, as shown in FIG. 9, the sampling in the time window T W including timing apart the respiratory interval T B from the sampling timing ti of the target signal level value y (ti) Among the signal level values y (see FIG. 5), a plurality of (for example, three) signal level values y (tj-1) and y (tj-2) that are the same as the signal level value y (ti) of interest. ), Y (tj-3) may exist (YES in S25). In this case, a plurality of corresponding signal level values y (tj-1), y (tj-2), y (tj-3) are extracted (S26), and the processing unit 20 receives the signal level value y of interest. Sampling timing ti of (ti) and sampling timings tj-1, tj-2, tj- of each of a plurality of corresponding signal level values y (tj-1), y (tj-2), y (tj-3). The time between 3 is calculated as the running distances T RL1 , T RL2 , T RL3 (S27). Then, the processing unit 20 generates respiratory cycle information based on the plurality of running distances T RL1 , T RL2 , T RL3 (S29). For example, an average value (as a single running distance) of a plurality of running distances T RL1 , T RL2 , T RL3 is calculated, and the average value is used as a respiratory cycle that represents a cycle of a signal component that represents respiratory motion of the biological signal Sbm. It can be generated as information.

前記複数のランニング距離から呼吸周期情報を生成する手法は、平均値の演算に限定されるものではなく、複数のランニング距離から統計的手法用いて単一のランニング距離を演算するものや、複数のランニング距離から単一のランニング距離を単に選択するものであってもよい。   The method of generating the respiratory cycle information from the plurality of running distances is not limited to the calculation of the average value, and a method of calculating a single running distance using a statistical method from a plurality of running distances, A single running distance may be simply selected from the running distances.

なお、時間ウィンドウＴＷ内においてサンプリングされた信号レベル値ｙ（図５参照）のなかに、前記注目信号レベル値ｙ（ｔi）と同一の複数（例えば、３つ）の信号レベル値ｙ（ｔj-1）、ｙ（ｔj-2）、ｙ（ｔj-3）が存在する場合、そのサンプリングタイミングｔj-1、ｔj-2、ｔj-3から単一のタイミングを決定することができる（タイミング決定手段）。そして、前記注目信号レベル値ｙ（ｔi）のサンプリングタイミングｔiと前記決定されたタイミングとの間の時間を、呼吸周期情報を得るためのランニング距離ＴＲＬとして演算することができる。前記複数のサンプリングタイミングから単一のタイミングを決定する手法は、特に限定されるものでなく、例えば、複数のサンプリングタイミングの分布状態に応じて決めることでも、また、複数のサンプリングタイミングから単一のサンプリングタイミングを単に選択することにより決めることでもよい。 Incidentally, some of the sampled signal level value y (see FIG. 5) in the time window T W, the signal level value y (tj of the target signal level value same plurality and y (ti) (e.g., three) -1), y (tj-2), and y (tj-3), a single timing can be determined from the sampling timings tj-1, tj-2, tj-3 (timing determination) means). The time between the sampling timing ti of the signal level value of interest y (ti) and the determined timing can be calculated as a running distance TRL for obtaining respiratory cycle information. The method for determining a single timing from the plurality of sampling timings is not particularly limited. For example, the single timing may be determined according to the distribution state of the plurality of sampling timings. It may be determined by simply selecting the sampling timing.

例えば、注目信号レベル値として、図８におけるサンプル点Ｐ（ｙ（ｔs））で表されるように、サンプリングタイミングｔsでサンプリングされた信号レベル値ｙ（ｔs）が選択されると（Ｓ２４）、その注目信号レベル値ｙ（ｔs）のサンプリングタイミングｔsから呼吸インターバル時間ＴＢ離れたタイミングを含む時間ウィンドウＴＷ内においてサンプリングされた信号レベル値ｙのなかに、前記注目信号レベル値ｙ（ｔs）と同一の信号レベル値が存在しない（Ｓ２５でＮＯ）。この場合、処理ユニット２０は、内部カウンタＮを＋１インクリメントし（Ｎ＝Ｎ＋１：Ｓ３２）、そのカウント値Ｎが所定値Ｎｏに達したか否かを判定する（Ｓ３３）。カウント値Ｎが所定値Ｎｏに達していない場合（Ｓ３３でＮＯ）、処理ユニット２０は、サンプリングされて記憶部１７に格納された信号レベル値ｙ（図５参照）から他の信号レベル値ｙを注目信号レベル値として選択する（Ｓ２４）。そして、処理ユニット２０は、その新たに選択された注目信号レベル値に基づいて、呼吸インターバル時間ＴＢ離れた時間ウィンドウＴＷ内においてサンプリングされた信号レベル値ｙのなかに、前記新たな注目信号レベル値と同一の信号レベル値が存在するか否かを判定する（Ｓ２５）。 For example, when the signal level value y (ts) sampled at the sampling timing ts is selected as the signal level value of interest as represented by the sample point P (y (ts)) in FIG. 8 (S24), Some of the sampled signal level value y at time window T W including timing apart respiratory interval time T B from the sampling timing ts of the target signal level value y (ts), the target signal level value y (ts) The same signal level value does not exist (NO in S25). In this case, the processing unit 20 increments the internal counter N by +1 (N = N + 1: S32), and determines whether or not the count value N has reached a predetermined value No (S33). When the count value N has not reached the predetermined value No (NO in S33), the processing unit 20 obtains another signal level value y from the signal level value y (see FIG. 5) sampled and stored in the storage unit 17. The target signal level value is selected (S24). Then, the processing unit 20, the newly based on the selected attention signal level value, some of the signal level value y sampled at time away breathing interval time T B window T W, the new attention signal It is determined whether or not a signal level value identical to the level value exists (S25).

そのような信号レベル値（対応信号レベル値）が無い（Ｓ２５でＮＯ）場合、処理ユニット２０は、更に、内部カウンタＮを＋１インクリメントし（Ｓ３２）、そのカウント値Ｎが所定値Ｎｏに達していないことを確認して（Ｓ３３）、新たな注目信号レベル値を選択する（Ｓ２４）。そして、処理ユニット２０は、注目信号レベル値に対応する対応信号レベル値が無い（Ｓ２５でＮＯ）状況において、上記処理（Ｓ２４、Ｓ２５でＮＯ，Ｓ３２、Ｓ３３）を繰り返し実行する。その過程で、選択された注目信号レベル値のサンプリングタイミングから呼吸インターバル時間ＴＢ離れたタイミングを含む時間ウィンドウＴＷ内においてサンプリングされた信号レベル値ｙのなかに、前記注目信号レベル値と同一の信号レベル値があると（Ｓ２５でＹＥＳ）、その信号レベル値を対応信号レベル値として抽出して（Ｓ２６）、前述したようにランニング距離ＴＲＬを演算する（Ｓ２７）。 If there is no such signal level value (corresponding signal level value) (NO in S25), the processing unit 20 further increments the internal counter N by +1 (S32), and the count value N has reached the predetermined value No. After confirming that there is no signal (S33), a new signal level value of interest is selected (S24). Then, the processing unit 20 repeatedly executes the above processing (NO in S24, S25, S32, S33) in a situation where there is no corresponding signal level value corresponding to the target signal level value (NO in S25). In the process, some of the signal level value y sampled within time window T W including timing apart respiratory interval time T B from the sampling timing of the selected signal of interest level value, the target signal level value identical to If there is a signal level value (YES in S25), the signal level value is extracted as a corresponding signal level value (S26), and the running distance TRL is calculated as described above (S27).

この場合、信頼性を確保するために、処理ユニット２０は、内部カウンタＮを−１デクリメントしつつ（Ｓ３５）、そのカウント値Ｎがゼロになるまで（Ｓ２８でＹＥＳ）、注目信号レベル値の選択（Ｓ２４）、対応信号レベル値の抽出（Ｓ２５、Ｓ２６）及びランニング距離ＴＲＬの演算（Ｓ２７）を繰り返し実行する。そして、カウント値Ｎがゼロになると（Ｓ２８でＹＥＳ）、処理ユニット２０は、それまでに得られた複数のランニング距離ＴＲＬに対して上述したような平均値演算や統計演算など施して、生体信号Ｓbmの呼吸動を表す信号成分の呼吸周期情報を生成する（Ｓ２９）。 In this case, in order to ensure reliability, the processing unit 20 decrements the internal counter N by −1 (S35), and selects the target signal level value until the count value N becomes zero (YES in S28). (S24), extraction of the corresponding signal level value (S25, S26) and calculation of the running distance TRL (S27) are repeatedly executed. When the count value N becomes zero (YES in S28), the processing unit 20 performs the average value calculation and the statistical calculation as described above on the plurality of running distances TRL obtained so far, and the biological unit Respiratory cycle information of a signal component representing the respiratory motion of the signal Sbm is generated (S29).

なお、上述した処理（Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ３２、Ｓ３３）の過程で、選択される注目信号レベル値に対する対応信号レベル値が抽出されることなく、内部カウンタのカウント値Ｎが所定値Ｎｏに達すると（Ｓ３３でＹＥＳ）、処理ユニット２０は、呼吸動を表す信号成分の周期情報や呼吸数の検出ができないとして、その旨のメッセージを表示部１８に表示させる（Ｓ３４）。   When the count value N of the internal counter reaches the predetermined value No without extracting the corresponding signal level value for the selected target signal level value in the process of the above-described processing (S24, S25, S32, S33). (YES in S33), the processing unit 20 displays a message to that effect on the display unit 18 because it cannot detect the period information of the signal component representing the respiratory motion and the respiratory rate (S34).

処理ユニット２０は、図４に示す手順と同様の手順に従って、図３Ｂに示すような波形となる呼吸動除去生体信号Ｓhbについてのサンプリング処理も実行しており、第２アナログ・デジタル変換器１５から出力される前記呼吸動除去生体信号Ｓhbの信号レベル値ｙ（ｔ）をそのサンプリングタイミングｔ（取得タイミング）と対応づけて記憶部１７に格納（バッファリング）している（図５参照）。そして、処理ユニット２０は、そのサンプリング処理と並行して、図７に示す手順と同様の手順に従って、心拍動を表す信号成分の周期を表す心拍周期情報を生成し（Ｓ２９）、その心拍周期情報に基づいて、例えば、単位時間（例えば、１分間）当たりの心拍数を演算して（Ｓ３０）、その心拍数を前記周期情報とともに表示部１８に表示させている（Ｓ３１）。   The processing unit 20 also performs a sampling process on the respiratory motion removed biological signal Shb having a waveform as shown in FIG. 3B according to the same procedure as that shown in FIG. 4, from the second analog-digital converter 15. The signal level value y (t) of the outputted respiratory motion removal biological signal Shb is stored (buffered) in the storage unit 17 in association with the sampling timing t (acquisition timing) (see FIG. 5). Then, in parallel with the sampling process, the processing unit 20 generates heartbeat period information indicating the period of the signal component representing the heartbeat (S29) according to a procedure similar to the procedure shown in FIG. For example, the heart rate per unit time (for example, 1 minute) is calculated (S30), and the heart rate is displayed on the display unit 18 together with the cycle information (S31).

前記呼吸動除去生体信号Ｓhbの心拍動を表す信号成分の周期情報を生成する処理（図７参照）では、呼吸インターバル時間ＴＢに代えて、人の心拍の周期（例えば、１秒程度）に基づいて決められた心拍インターバル時間Ｔｈが設定され（Ｓ２２）、所定の時間幅（例えば、０．２５秒程度）となる時間ウィンドウＴＷ（第２時間ウィンドウ）が設定される（Ｓ２３）。これら心拍インターバル時間Ｔｈ及び時間ウィンドウＴＷは、呼吸動の場合と同様に、通常、デフォルトの値が設定されるが、操作部１６での操作によって種々の値に設定することができる（心拍インターバル可変設定手段、第２時間ウィンドウ設定手段）。デフォルトの心拍インターバル時間ＴＢは、一般的な人の心拍の周期に基づいて決められているが、生体信号の検出の対象となる人の年齢、性別、体調等に応じて、心拍インターバル時間Ｔｈを可変設定することができる。また、心拍インターバル時間Ｔｈに応じて適正な時間ウィンドウＴＷを可変設定することができる。 Wherein the process of generating the cycle information of the signal component representing the heart beat of the respiratory motion removing biological signal Shb (see FIG. 7), instead of the respiration interval time T B, the period of the heart rate of the person (e.g., about 1 second) heart interval time T h which is determined on the basis of the set (S22), a predetermined time width (e.g., about 0.25 sec) time window T W (second time windows) in which a is set (S23). The heartbeat interval time Th and the time window TW are normally set to default values as in the case of respiratory motion, but can be set to various values by operating the operation unit 16 (heartbeats). Interval variable setting means, second time window setting means). The default heartbeat interval time T B, has been determined on the basis of common human the cardiac cycle, age of the person to be detected biosignal, sex, depending on the physical condition and the like, cardiac interval time T h can be variably set. In addition, it is possible to variably set an appropriate time window T W depending on the heart rate interval time T h.

また、上記処理では、呼吸動の場合（図７参照）と同様に、記憶部１７に格納された信号レベル値から１つの注目信号レベル値が選択され、該注目信号レベル値のサンプリングタイミングから心拍インターバル時間Ｔｈ離れたタイミングを含む時間ウィンドウＴＷ内においてサンプリングされた信号レベル値ｙから、前記注目信号レベル値と同一の信号レベル値が対応信号レベル値として抽出される（Ｓ２４〜Ｓ２６）。そして、前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングと、前記対応信号レベル値のサンプリングタイミングとの間の時間がランニング距離として演算され、そのランニング距離に基づいて心拍動を表す信号成分の周期を表す心拍周期情報が生成される（Ｓ２７〜２９）。 Further, in the above processing, as in the case of respiratory motion (see FIG. 7), one attention signal level value is selected from the signal level values stored in the storage unit 17, and the heartbeat is determined from the sampling timing of the attention signal level value. from the signal level value y sampled within time window T W including timing apart interval time T h, the target signal level value of the same signal level value is extracted as the corresponding signal level value (S24 to S26). Then, a time between the sampling timing of the signal level value of interest and the sampling timing of the corresponding signal level value is calculated as a running distance, and a heartbeat cycle that represents a cycle of a signal component that represents heartbeat based on the running distance Information is generated (S27-29).

上述したような生体動情報検出装置では、生体信号Ｓbmからサンプリングされた信号レベル値ｙ（図５参照）から選択される注目信号レベル値ｙ（ｔi）と、その注目信号レベル値ｙ（ｔi）のサンプリングタイミングｔiから呼吸インターバル時間ＴＢ離れたタイミングを含む所定時間ウィンドウＴＷ内においてサンプリングされた当該注目信号レベル値ｙ（ｔi）と同一の信号レベル値である対応信号レベル値ｙ（ｔj）との関係に基づいて呼吸動を表す信号成分の周期を表す呼吸周期情報が生成されるので、より少ない処理量にてその呼吸周期情報を得ることができる。また、前記呼吸インターバル時間ＴＢが、既知となる人の呼吸の周期に基づいて決められているので、前記注目信号レベル値ｙ（ｔi）のサンプリングタイミングｔiと前記対応信号レベル値ｙ（ｔj）のサンプリングタイムｔjとの間の時間であるランニング距離ＴＲＬが、呼吸動を表す信号成分の真の周期により近いものとなり得る。従って、生体信号Ｓbmから呼吸動を表す信号成分の呼吸周期情報（呼吸数）をより精度良く検出することができる。 In the biological motion information detecting apparatus as described above, the attention signal level value y (ti) selected from the signal level value y (see FIG. 5) sampled from the biological signal Sbm and the attention signal level value y (ti). corresponding signal level value of the same signal level values sampled the attention signal level value y (ti) within a predetermined time window T W including timing apart respiratory interval time T B from the sampling timing ti of y (tj) Since the respiratory cycle information representing the cycle of the signal component representing the respiratory motion is generated based on the relationship between the respiratory cycle information and the respiratory cycle information, the respiratory cycle information can be obtained with a smaller amount of processing. Moreover, the breathing interval time T B, so are determined based on the period of breathing of the person to be known, the sampling timing ti and the corresponding signal level value y of the target signal level value y (ti) (tj) Running distance T RL is the time between the sampling times tj of, may be closer to the true period of the signal component representing the respiratory motion. Therefore, the respiratory cycle information (respiration rate) of the signal component representing the respiratory motion can be detected with higher accuracy from the biological signal Sbm.

また、上述したのと同様の理由により、生体信号Ｓbmから呼吸動を表す信号成分を除去した呼吸動除去生体信号Ｓhbから心拍動を表す信号成分の周期を表す心拍周期情報（心拍数）を少ない処理量にて精度よく検出することができる。   Further, for the same reason as described above, the heartbeat period information (heart rate) indicating the period of the signal component representing the heartbeat is reduced from the respiratory movement-removed biological signal Shb obtained by removing the signal component representing the respiratory movement from the biological signal Sbm. It is possible to detect accurately by the processing amount.

なお、図７に示す手順に従った処理において、注目信号レベル値に対する対応信号レベル値が抽出されない場合、注目信号レベル値の再度の選択（Ｓ３２、Ｓ３３、Ｓ２４）を行うことなく、呼吸数検出ができない旨のメッセージを表示させて、処理を終了させるようにしてもよい（Ｓ２５→Ｓ３４）。また、再度選択された注目信号レベル値に対する対応信号レベル値が一度抽出されれば、注目信号レベル値の選択、それに伴う対応信号レベル値の抽出、及びランニング距離の演算（Ｓ２８、Ｓ３５、Ｓ２４〜Ｓ２７）を繰り返し行わなくてもよい（Ｓ２７→Ｓ２９）。また、処理Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ３２、Ｓ３３における注目信号レベル値の選択回数Ｎと、その後の、注目信号レベル値の選択８Ｓ２４、対応信号レベル値の抽出（Ｓ２５、Ｓ２６）、ランニング処理の演算（Ｓ２７）の繰り返し回数は、同じでなくてもよい。   In the process according to the procedure shown in FIG. 7, when the corresponding signal level value for the target signal level value is not extracted, the respiration rate detection is performed without performing the selection of the target signal level value again (S32, S33, S24). It is also possible to display a message indicating that the process cannot be performed and end the processing (S25 → S34). Further, once the corresponding signal level value for the reselected target signal level value is extracted, the target signal level value is selected, the corresponding signal level value is extracted, and the running distance is calculated (S28, S35, S24˜). S27) need not be repeated (S27 → S29). Further, the number N of attention signal level value selections in the processes S24, S25, S32, and S33, the subsequent selection of the attention signal level value 8S24, the extraction of the corresponding signal level value (S25, S26), and the operation of the running process (S27). ) May not be the same.

また、前述したように注目信号レベル値に対する対応信号レベル値が抽出できない場合に限って、注目信号レベル値を変えて、対応信号レベル値の抽出（Ｓ２５、Ｓ２６）及びランニング距離演算（Ｓ２７）を行ったが、当初から複数の注目信号レベル値のそれぞれに対して、対応信号レベル値の抽出（Ｓ２５、Ｓ２６）及びランニング距離演算（Ｓ２７）を行い、その過程で得られた複数のランニング距離に基づいて周期情報（呼吸周期情報、心拍周期情報）を生成するようにしてもよい。   Further, as described above, only when the corresponding signal level value for the target signal level value cannot be extracted, the target signal level value is changed, and the corresponding signal level value extraction (S25, S26) and the running distance calculation (S27) are performed. However, from the beginning, the corresponding signal level value is extracted (S25, S26) and the running distance calculation (S27) for each of the plurality of signal level values of interest, and the plurality of running distances obtained in the process are obtained. Period information (respiration cycle information, heartbeat cycle information) may be generated based on the information.

以上、説明したように、本発明に係る周期的変動信号情報検出装置は、生体信号から周期的変動信号成分の周期情報を少ない処理量にて精度よく検出することができるという効果を有し、人の心拍動、呼吸動や体動を含み得る生体動を表す生体信号から心拍動や呼吸動を表す周期的変動信号成分の周期を検出する生体動情報検出装置として有用である。   As described above, the periodic variation signal information detection device according to the present invention has an effect that the periodic information of the periodic variation signal component can be accurately detected from a biological signal with a small amount of processing, The present invention is useful as a biological motion information detection device that detects a period of a periodic fluctuation signal component representing a heartbeat or a respiratory motion from a biological signal representing a biological motion that may include a human heartbeat, a respiratory motion, or a body motion.

１０ 振動センサ
１１ 入力回路
１２ 第１アナログ・デジタル変換器
１３ フィルタ回路
１４ 調整回路
１５ 第２アナログ・デジタル変換器
１６ 操作部
１７ 記憶部
１８ 表示部
１９ タイミング信号生成回路
２０ 処理ユニット
１００ パッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vibration sensor 11 Input circuit 12 1st analog / digital converter 13 Filter circuit 14 Adjustment circuit 15 2nd analog / digital converter 16 Operation part 17 Memory | storage part 18 Display part 19 Timing signal generation circuit 20 Processing unit 100 Pad

Claims (12)

人の心拍動、呼吸動及び体動を含み得る生体動を表す生体信号から該生体信号に含まれる周期的変動信号成分の周期を検出する生体動情報検出装置であって、
前記生体信号の信号レベル値をサンプリングするサンプリング手段と、
該サンプリング手段にて得られた信号レベル値からある信号レベル値を注目信号レベル値として選ぶ注目信号レベル値選択手段と、
該注目信号レベル値選択手段にて選ばれた前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングから所定時間離れたタイミングを含む所定時間ウィンドウ内において前記注目信号レベル値と同一の信号レベル値を、前記サンプリング手段にて得られた信号レベル値から、対応信号レベル値として抽出する対応信号レベル値抽出手段と、
前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングと、前記対応信号レベル値のサンプリングタイミングとに基づいて、周期的変動信号成分の周期を表す周期情報を生成する周期情報生成手段とを有する生体動情報検出装置。 A biological motion information detection device for detecting a period of a periodic variation signal component included in a biological signal from a biological signal representing biological movement that may include human heartbeat, respiratory movement, and body movement,
Sampling means for sampling a signal level value of the biological signal;
Signal level value selection means for selecting a signal level value as a signal level value of interest from the signal level value obtained by the sampling means ;
A signal level value that is the same as the target signal level value within a predetermined time window including a timing that is a predetermined time away from the sampling timing of the target signal level value selected by the target signal level value selection unit is stored in the sampling unit. Corresponding signal level value extracting means for extracting as a corresponding signal level value from the signal level value obtained by
A biological movement information detecting device comprising: periodic information generating means for generating periodic information representing a period of a periodically varying signal component based on the sampling timing of the signal level value of interest and the sampling timing of the corresponding signal level value. 前記周期情報生成手段は、前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングと、前記対応信号レベル値のサンプリングタイミングとの間の時間をランニング距離として演算するランニング距離演算手段を有し、
該ランニング距離演算手段にて得られた前記ランニング距離に基づいて前記周期情報を生成する請求項１記載の生体動情報検出装置。 The period information generating means has a running distance calculating means for calculating a time between a sampling timing of the signal level value of interest and a sampling timing of the corresponding signal level value as a running distance,
The biological movement information detecting apparatus according to claim 1, wherein the period information is generated based on the running distance obtained by the running distance calculating means. 前記周期情報生成手段は、前記対応信号レベル値抽出手段にて複数の対応信号レベル値が抽出された場合、前記ランニング距離演算手段により前記複数の対応信号レベル値に対して得られる複数のランニング距離に基づいて前記周期情報を生成する請求項２記載の生体動情報検出装置。   The period information generating means, when a plurality of corresponding signal level values are extracted by the corresponding signal level value extracting means, a plurality of running distances obtained for the plurality of corresponding signal level values by the running distance calculating means. The biological movement information detection device according to claim 2, wherein the period information is generated based on the information. 前記周期情報生成手段は、前記ランニング距離演算手段により前記複数の対応信号レベル値に対して得られる複数のランニング距離から１つのランニング距離を決めるランニング距離決定手段を有し、
該ランニング距離決定手段により得られた前記１つのランニング距離に基づいて前記周期情報を生成する請求項３記載の生体動情報検出装置。 The period information generating means has running distance determining means for determining one running distance from a plurality of running distances obtained for the plurality of corresponding signal level values by the running distance calculating means,
The biological movement information detecting device according to claim 3, wherein the period information is generated based on the one running distance obtained by the running distance determining means. 前記対応信号レベル値抽出手段にて複数の対応信号レベル値が抽出された場合に、該複数の対応信号レベル値に対する複数のサンプリングタイミングから１つのタイミングを決めるタイミング決定手段を有し、
前記ランニング距離演算手段は、前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングと前記タイミング決定手段にて得られた前記１つのタイミングとの間の時間を前記ランニング距離として演算する請求項２記載の生体動情報検出装置。 A timing determining means for determining one timing from a plurality of sampling timings for the plurality of corresponding signal level values when a plurality of corresponding signal level values are extracted by the corresponding signal level value extracting means;
The biological motion information detection according to claim 2, wherein the running distance calculation unit calculates a time between the sampling timing of the signal level value of interest and the one timing obtained by the timing determination unit as the running distance. apparatus. 前記対応信号レベル値抽出手段は、前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングから人の呼吸の既知の周期に基づいて決められる呼吸インターバル時間離れたタイミングを含む第１時間ウィンドウ内において前記注目信号レベル値と同一の信号レベル値を、前記サンプリング検出手段により得られた信号レベル値から、前記対応信号レベル値として抽出し、
前記周期情報生成手段は、前記周期的変動信号成分としての呼吸動を表す信号成分の周期を表す呼吸周期情報を生成する請求項１乃至５のいずれかに記載の生体動情報検出装置。 The corresponding signal level value extracting means includes the signal level value of interest within a first time window including a timing separated from the sampling timing of the signal level value of interest by a breathing interval time determined based on a known period of human breathing. The same signal level value is extracted as the corresponding signal level value from the signal level value obtained by the sampling detection means,
6. The biological motion information detection device according to claim 1, wherein the cycle information generation unit generates respiratory cycle information representing a cycle of a signal component representing respiratory motion as the periodic variation signal component. 前記対応信号レベル値抽出手段にて用いられる前記呼吸インターバル時間を可変設定する呼吸インターバル時間設定手段を有する請求項６記載の生体動情報検出装置。   The biological motion information detecting device according to claim 6, further comprising a breathing interval time setting unit that variably sets the breathing interval time used by the corresponding signal level value extracting unit. 前記対応信号レベル値抽出手段にて用いられる前記第１時間ウィンドウを可変設定する第１時間ウィンドウ設定手段を有する請求項６または７記載の生体動情報検出装置。   The biological motion information detecting device according to claim 6 or 7, further comprising first time window setting means for variably setting the first time window used by the corresponding signal level value extracting means. 前記生体信号から前記呼吸動を表す信号成分を除去して呼吸動除去生体信号を生成するフィルタ手段を有し、
前記サンプリング手段は、前記生体信号に代えて前記フィルタ手段にて得られた前記呼吸動除去生体信号の信号レベル値をサンプリングし、
前記対応信号レベル値抽出手段は、前記注目信号レベル値のサンプリングタイミングから人の心拍の既知の周期に基づいて決められる心拍インターバル時間離れたタイミングを含む第２時間ウィンドウ内において前記注目信号レベル値と同一の信号レベル値を、前記サンプリング手段により得られた信号レベル値から、前記対応信号レベル値として抽出し、
前記周期情報生成手段は、前記周期的変動信号成分としての心拍動を表す信号成分の周期を表す心拍周期情報を生成する請求項１乃至５のいずれかに記載の生体動情報検出装置。 Filter means for removing a signal component representing the respiratory motion from the biological signal to generate a respiratory motion removed biological signal;
The sampling means samples a signal level value of the respiratory motion removed biological signal obtained by the filter means instead of the biological signal,
The corresponding signal level value extracting means includes the target signal level value and a target signal level value within a second time window including a timing separated from a sampling interval of the target signal level value based on a known cycle of a human heartbeat. The same signal level value is extracted as the corresponding signal level value from the signal level value obtained by the sampling means,
6. The biological motion information detection device according to claim 1, wherein the cycle information generation unit generates heart cycle information representing a cycle of a signal component representing a heart beat as the periodic variation signal component. 前記対応信号レベル値抽出手段にて用いられる前記心拍インターバル時間を可変設定する心拍インターバル設定手段を有する請求項９記載の周期的変動信号情報検出装置。   The periodic fluctuation signal information detection apparatus according to claim 9, further comprising a heartbeat interval setting unit that variably sets the heartbeat interval time used by the corresponding signal level value extraction unit. 前記対応信号レベル値抽出手段にて用いられる前記第２時間ウィンドウを可変設定する第２時間ウィンドウ設定手段を有する請求項９または１０記載の周期的変動信号情報検出装置。   11. The periodic fluctuation signal information detection apparatus according to claim 9, further comprising second time window setting means for variably setting the second time window used by the corresponding signal level value extracting means. 前記サンプリング手段は、前記生体信号の信号レベルを所定範囲内のデジタル信号レベル値に変換し、該デジタル信号レベル値をサンプリングされた信号レベル値として出力するアナログ・デジタル変換器を有し、
前記アナログ・デジタル変換器から出力されるデジタル信号レベル値が、前記所定範囲の上限値となるときに、体動のあることを表す体動情報を出力する体動情報出力手段を有する請求項６乃至８のいずれかに記載の周期的変動信号情報検出装置。 The sampling means includes an analog / digital converter that converts a signal level of the biological signal into a digital signal level value within a predetermined range and outputs the digital signal level value as a sampled signal level value,
7. A body motion information output means for outputting body motion information indicating the presence of body motion when a digital signal level value output from the analog / digital converter reaches an upper limit value of the predetermined range. The periodic fluctuation signal information detection apparatus in any one of thru | or 8.
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