JP7010002B2 - Pulse wave analyzer, pulse wave analysis method and program - Google Patents
Pulse wave analyzer, pulse wave analysis method and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP7010002B2 JP7010002B2 JP2018001025A JP2018001025A JP7010002B2 JP 7010002 B2 JP7010002 B2 JP 7010002B2 JP 2018001025 A JP2018001025 A JP 2018001025A JP 2018001025 A JP2018001025 A JP 2018001025A JP 7010002 B2 JP7010002 B2 JP 7010002B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- pulse wave
- frequency
- time point
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、生体の脈波を解析するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for analyzing a pulse wave of a living body.
生体の脈波に関する指標を算定する技術が従来から提案されている。例えば特許文献1には、生体の脈波の大きさに応じた信号(容積脈波)から、心電図のR-R間隔の変動(すなわち心拍変動)に相当するa-a間隔の変動を特定する構成が開示されている。
Conventionally, a technique for calculating an index related to a pulse wave of a living body has been proposed. For example,
しかし、特許文献1の技術のように、容積脈波から生体の脈波を解析する場合、生体の体動に起因したノイズや装置の回路ノイズの影響を解析結果が受けやすいという問題がある。以上の事情を考慮して、本発明の好適な態様は、脈波信号から高精度に脈波を解析することを目的とする。
However, when analyzing a pulse wave of a living body from a volumetric pulse wave as in the technique of
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様に係る脈波解析装置は、生体の脈波を表す脈波信号のうち、当該脈波の基本周波数を含む解析帯域内の成分を観測信号として抽出する成分抽出部と、前記基本周波数で変動する第1周期信号を、前記観測信号に乗算することで、同相信号を生成する第1処理部と、前記第1周期信号に直交し、前記基本周波数で変動する第2周期信号を、前記観測信号に乗算することで、直交信号を生成する第2処理部と、前記同相信号および前記直交信号で規定され、時間軸上の第1時点における信号値が示す第1偏角と、前記同相信号および前記直交信号で規定され、前記第1時点とは異なる第2時点における信号値が示す第2偏角との差分を、前記基本周波数に対する周波数の変動を表す周波数変動指標として算定する差分算定部と、前記生体の脈周期に関する周期指標を前記周波数変動指標から算定する指標算定部とを具備する。以上の態様では、脈波信号のうち脈波の基本周波数を含む解析帯域内の成分が観測信号として抽出され、当該観測信号を利用して脈周期に関する周期指標が算定されるから、例えば脈波信号(つまり解析帯域外の成分も含む信号)から周期指標を算定する構成と比較して、生体の体動に起因したノイズや装置の回路ノイズの影響を低減した周期指標を算定することができる。したがって、脈波信号から周波数変動指標を高精度に算定することができる。 In order to solve the above problems, the pulse wave analyzer according to a preferred embodiment of the present invention observes components in the analysis band including the fundamental frequency of the pulse wave among the pulse wave signals representing the pulse waves of a living body. The component extraction unit that extracts as a signal, the first processing unit that generates an in-phase signal by multiplying the observation signal by the first-period signal that fluctuates at the basic frequency, and the first-period signal are orthogonal to each other. , The second processing unit that generates an orthogonal signal by multiplying the observation signal by the second period signal that fluctuates at the fundamental frequency, and the second processing unit defined by the in-phase signal and the orthogonal signal, and the second on the time axis. The difference between the first deviation angle indicated by the signal value at one time point and the second deviation angle indicated by the signal value at the second time point different from the first time point specified by the in-phase signal and the orthogonal signal is described above. It is provided with a difference calculation unit that calculates a frequency fluctuation index representing a frequency fluctuation with respect to a fundamental frequency, and an index calculation unit that calculates a periodic index related to the pulse cycle of the living body from the frequency fluctuation index. In the above embodiment, the components in the analysis band including the fundamental frequency of the pulse wave are extracted as the observation signal from the pulse wave signal, and the periodic index related to the pulse cycle is calculated using the observation signal. Therefore, for example, the pulse wave. Compared with the configuration that calculates the periodic index from the signal (that is, the signal including the components outside the analysis band), it is possible to calculate the periodic index that reduces the influence of noise caused by the body movement of the living body and circuit noise of the device. .. Therefore, the frequency fluctuation index can be calculated with high accuracy from the pulse wave signal.
本発明の好適な態様において、前記脈波信号の解析により前記基本周波数を特定する周波数解析部を具備する。以上の態様では、周波数変動指標の算定に利用される脈波信号の解析により基本周波数が特定されるから、周波数変動指標の算定に利用する脈波信号を基本周波数の特定に流用できるという利点がある。 In a preferred embodiment of the present invention, a frequency analysis unit for specifying the fundamental frequency by analyzing the pulse wave signal is provided. In the above aspect, since the fundamental frequency is specified by the analysis of the pulse wave signal used for calculating the frequency fluctuation index, there is an advantage that the pulse wave signal used for calculating the frequency fluctuation index can be diverted to specify the fundamental frequency. be.
本発明の好適な態様において、前記差分算定部は、前記同相信号の信号値と前記直交信号の信号値との関係を表す複素関数について、前記第1時点と前記第2時点との間における自己相関の偏角を、前記周波数変動指標として算定する。以上の態様では、同相信号の信号値と直交信号の信号値との関係を表す複素関数について、第1時点と第2時点との間における自己相関の偏角が、周波数変動指標として算定されるから、第1偏角と第2偏角とをそれぞれ算定することが不要になる。 In a preferred embodiment of the present invention, the difference calculation unit may use a complex function representing the relationship between the signal value of the in-phase signal and the signal value of the orthogonal signal between the first time point and the second time point. The declination of the autocorrelation is calculated as the frequency fluctuation index. In the above embodiment, the argument of the autocorrelation between the first time point and the second time point is calculated as the frequency fluctuation index for the complex function representing the relationship between the signal value of the in-phase signal and the signal value of the orthogonal signal. Therefore, it is not necessary to calculate the first declination angle and the second declination angle, respectively.
本発明の好適な態様において、前記周期指標に応じて前記解析帯域の帯域幅を制御する帯域制御部を具備する。以上の態様では、周期指標に応じて解析帯域の帯域幅が制御されるから、周期指標の変動する範囲に応じた適切な解析帯域が設定される。 In a preferred embodiment of the present invention, the band control unit for controlling the bandwidth of the analysis band according to the period index is provided. In the above embodiment, since the bandwidth of the analysis band is controlled according to the periodic index, an appropriate analysis band is set according to the fluctuating range of the periodic index.
本発明の好適な態様に係る脈波解析方法は、生体の脈波を表す脈波信号のうち、当該脈波の基本周波数を含む解析帯域内の成分を観測信号として抽出し、前記基本周波数で変動する第1周期信号を、前記観測信号に乗算することで、同相信号を生成し、前記第1周期信号に直交し、前記基本周波数で変動する第2周期信号を、前記観測信号に乗算することで、直交信号を生成し、前記同相信号および前記直交信号で規定され、時間軸上の第1時点における信号値が示す第1偏角と、前記同相信号および前記直交信号で規定され、前記第1時点とは異なる第2時点における信号値が示す第2偏角との差分を、前記基本周波数に対する周波数の変動を表す周波数変動指標として算定し、前記生体の脈周期に関する周期指標を前記周波数変動指標から算定する。 In the pulse wave analysis method according to a preferred embodiment of the present invention, a component in the analysis band including the fundamental frequency of the pulse wave is extracted as an observation signal from the pulse wave signal representing the pulse wave of a living body, and the basic frequency is used. By multiplying the observed signal by the fluctuating first cycle signal, an in-phase signal is generated, and the second cycle signal orthogonal to the first cycle signal and fluctuating at the fundamental frequency is multiplied by the observed signal. By doing so, an orthogonal signal is generated, which is defined by the in-phase signal and the orthogonal signal, and is defined by the first deviation angle indicated by the signal value at the first time point on the time axis, and the in-phase signal and the orthogonal signal. Then, the difference from the second deviation angle indicated by the signal value at the second time point different from the first time point is calculated as a frequency fluctuation index indicating the frequency fluctuation with respect to the fundamental frequency, and the cycle index relating to the pulse cycle of the living body is calculated. Is calculated from the frequency fluctuation index.
本発明の好適な態様に係るプログラムは、生体の脈波を表す脈波信号のうち、当該脈波の基本周波数を含む解析帯域内の成分を観測信号として抽出する成分抽出部、前記基本周波数で変動する第1周期信号を、前記観測信号に乗算することで、同相信号を生成する第1処理部、前記第1周期信号に直交し、前記基本周波数で変動する第2周期信号を、前記観測信号に乗算することで、直交信号を生成する第2処理部、前記同相信号および前記直交信号で規定され、時間軸上の第1時点における信号値が示す第1偏角と、前記同相信号および前記直交信号で規定され、前記第1時点とは異なる第2時点における信号値が示す第2偏角との差分を、前記基本周波数に対する周波数の変動を表す周波数変動指標として算定する差分算定部、および、前記生体の脈周期に関する周期指標を前記周波数変動指標から算定する指標算定部としてコンピューターを機能させる。 The program according to a preferred embodiment of the present invention is a component extraction unit that extracts components in the analysis band including the fundamental frequency of the pulse wave as an observation signal from the pulse wave signals representing the pulse waves of a living body, at the basic frequency. The first processing unit that generates an in-phase signal by multiplying the fluctuating first-period signal by the observation signal, and the second-period signal that is orthogonal to the first-period signal and fluctuates at the fundamental frequency. The second processing unit that generates an orthogonal signal by multiplying the observed signal, the first deviation angle defined by the in-phase signal and the orthogonal signal and indicated by the signal value at the first time point on the time axis, and the same as above. Difference calculated by using the difference from the second deviation angle defined by the phase signal and the orthogonal signal and indicated by the signal value at the second time point different from the first time point as the frequency fluctuation index indicating the frequency fluctuation with respect to the fundamental frequency. The computer functions as a calculation unit and an index calculation unit that calculates a periodic index related to the pulse cycle of the living body from the frequency fluctuation index.
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る脈波解析装置100の側面図である。第1実施形態の脈波解析装置100は、被験者の心拍変動(Heart Rate Variability)に関する指標(以下「心拍変動指標」という)を算定する生体測定機器である。心拍変動は、生体の脈波の周期(以下「脈周期」という)の時間的な変動である。第1実施形態の脈波解析装置100は、被験者の身体のうち特定の部位(以下「測定部位」という)Mの脈周期から心拍変動指標を測定する。以下の説明では、被験者の手首または上腕を測定部位Mとして例示する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a side view of the pulse
脈波解析装置100は、測定部位Mに装着される。第1実施形態の脈波解析装置100は、図1に例示される通り、筐体部12とベルト14とを具備する腕時計型の携帯機器である。脈波解析装置100は、測定部位Mにベルト14を巻回することで被験者の身体に装着される。
The pulse
図2は、脈波解析装置100の機能に着目した構成図である。図2に例示される通り、第1実施形態の脈波解析装置100は、制御装置20と記憶装置22と表示装置24と検出装置30とを具備する。制御装置20および記憶装置22は、筐体部12の内部に設置される。図1に例示される通り、表示装置24(例えば液晶表示パネル)は、例えば筐体部12における測定部位Mとは反対側の表面に設置され、測定結果を含む各種の画像を制御装置20による制御のもとで表示する。
FIG. 2 is a configuration diagram focusing on the function of the pulse
図2の検出装置30は、測定部位Mの状態に応じた検出信号(脈波信号の例示)Sa(t)を生成する光学センサーモジュールである。図2に例示される通り、第1実施形態の検出装置30は、発光部31と受光部32と駆動回路33と出力回路34とを具備する。発光部31および受光部32は、例えば筐体部12において測定部位Mに対向する位置(典型的には測定部位Mに接触する表面)に設置される。なお、駆動回路33および出力回路34の一方または双方を検出装置30とは別体の外部回路として設置することも可能である。
The
発光部31は、測定部位Mに光を照射する光源である。第1実施形態の発光部31は、例えばインコヒーレントな光を出射するLED(Light Emitting Diode)等の発光素子が発光部31として好適に利用される。駆動回路33は、制御装置20の制御のもとで発光部31を発光させる。なお、相異なる波長の光を出射する複数の発光素子で発光部31を構成してもよい。発光部31から測定部位Mに入射した光は、測定部位Mの内部を通過しながら拡散反射を繰返したうえで筐体部12側に出射する。具体的には、測定部位Mの内部に存在する動脈(例えば、上腕動脈、橈骨動脈または尺骨動脈)等の血管と血管内の血液とを通過した光が測定部位Mから筐体部12側に出射する。
The
受光部32は、測定部位Mから到来する光を受光する。第1実施形態の受光部32は、測定部位Mから到達する光の強度の時間変化を表す検出信号(つまり生体を通過した光の強度の時間変化を表す信号)を生成する。例えば、受光部32は、受光強度に応じた電荷を発生するフォトダイオード(PD:Photo Diode)等の受光素子を含む。測定部位Mの内部の血管は、拍動と同等の周期で反復的に拡張および収縮するから、測定部位Mからの受光強度に応じて受光部32が生成する検出信号は、測定部位Mの血管の血流量の変動に対応した周期的な変動成分を含む脈波信号(脈波を表す信号)である。すなわち、検出信号には、脈周期で変動する成分が含まれている。
The
第1実施形態の検出装置30は、発光部31と受光部32とが測定部位Mに対して片側に位置する反射型の光学センサーである。ただし、発光部31と受光部32とが測定部位Mを挟んで反対側に位置する透過型の光学センサーを検出装置30として利用してもよい。
The
出力回路34は、受光部32が受光した光の強度に応じた検出信号Sa(t)を生成する。具体的には、出力回路34は、受光部32が生成した検出信号を増幅する増幅回路(図示略)と、増幅後の検出信号を所定のサンプリング周期毎にアナログからデジタルに変換することで検出信号Sa(t)を生成するA/D変換器(図示略)とを具備する。出力回路34が生成した検出信号Sa(t)は、制御装置20に供給される。符号tは、A/D変換における時間軸上の任意の1個のサンプリング点を意味する。
The
図2の制御装置20は、CPU(Central Processing Unit)またはFPGA(Field-Programmable Gate Array)等の演算処理装置であり、脈波解析装置100の全体を制御する。第1実施形態の制御装置20は、記憶装置22に記憶されたプログラム(アプリケーションプログラム)を実行することで、心拍変動指標を算定するための機能(周波数解析部62,成分抽出部64,演算処理部66,変動算定部68)を実現する。記憶装置22は、例えば不揮発性の半導体メモリーで構成され、制御装置20が実行するプログラムと制御装置20が使用する各種のデータとを記憶する。なお、制御装置20の機能を複数の集積回路に分散した構成、または、制御装置20の一部または全部の機能を専用の電子回路で実現した構成も採用され得る。また、図2では制御装置20と記憶装置22とを別個の要素として図示したが、記憶装置22を内包する制御装置20を例えばASIC(Application Specific Integrated Circuit)等により実現することも可能である。
The
図3は、制御装置20の機能に着目した構成図である。周波数解析部62は、検出信号Sa(t)の解析により、検出信号Sa(t)が表す脈波の基本周波数f0を特定する。基本周波数f0は、被験者の脈拍数に対応する。具体的には、周波数解析部62は、検出装置30が生成した検出信号Sa(t)から周波数に関する強度スペクトル(例えばパワースペクトル)Xを算定し、当該強度スペクトルXから基本周波数f0を特定する。強度スペクトルXは、各周波数fにおける検出信号Sa(t)の信号成分の信号強度(パワーまたは振幅)G(f)の分布である。強度スペクトルXの算定には、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)等の公知の周波数解析が任意に採用され得る。図4は、周波数解析部62が算定した強度スペクトルXを示すグラフである。図4に例示される通り、強度スペクトルXには、脈波を表す複数のピークが含まれる。強度スペクトルXに含まれる複数のピークのうち、強度G(f)が最大となるピークの周波数が脈波の基本周波数f0として特定される。図4では、1Hzが基本周波数f0として特定される場合が例示されている。周波数解析部62による基本周波数f0の特定は、時間軸上の単位期間(フレーム)毎に反復的に実行される。単位期間は、例えば拍動の1拍分に相当する期間より充分に長い時間長(例えば16秒)である。
FIG. 3 is a configuration diagram focusing on the function of the
図3の成分抽出部64は、検出信号Sa(t)のうち、脈波の基本周波数f0を含む帯域(以下「解析帯域」という)B内の成分を観測信号Sb(t)として抽出する。図4に例示される通り、解析帯域Bは、例えば基本周波数f0を中心周波数とした所定の帯域幅(例えば1Hz)の通過帯域である。解析帯域B内の成分を選択的に通過させて、他の成分を除去するような周波数応答を有するバンドパスフィルターが成分抽出部64として利用される。つまり、解析帯域B外に存在するノイズ(例えば体動に起因したノイズや脈波解析装置100の回路ノイズ)の影響を低減した観測信号Sb(t)が成分抽出部64により生成される。
The
成分抽出部64で生成される観測信号Sb(t)には、脈周期で変動する成分が含まれる。脈周期は、観測信号Sb(t)において相前後する2個のピーク(心臓から測定部位Mに到達する進行波に相当するピーク)間の間隔である。被験者の脈周期は、時間軸上で変動し得る。図5は、脈周期の逆数である周波数(以下「観測周波数」)fの時間変化を表すグラフである。図5から把握される通り、観測周波数fは、脈周期の変動に応じて経時的に変化する。図5には、基本周波数f0に対する観測周波数fの変動量Δfが図示されている。基本周波数f0と観測周波数fとの差分が変動量Δfである。すなわち、周波数解析部62が特定する基本周波数f0は、観測周波数fの変動量Δfにおける基準値である。時間軸上の任意の時点tにおける観測周波数fは、基本周波数f0と基本周波数f0に対する変動量Δfとの和(f0+Δf)で表現されるから、観測信号Sb(t)は、以下の数式(1)で表現される。数式(1)から把握される通り、観測信号Sb(t)は、観測周波数f(=f0+Δf)を係数とした正弦関数で表現される。
図3の演算処理部66は、成分抽出部64が抽出した観測信号Sb(t)から、生体の脈周期Pを算定する。観測信号Sb(t)に対する直交検波により脈周期Pを算定する。具体的には、演算処理部66は、信号処理部91と第1処理部93と第2処理部95と差分算定部97と指標算定部98とを具備する。
The
信号処理部91は、基本周波数f0で変動する第1周期信号Zi(t)と、基本周波数f0で変動する第2周期信号Zq(t)とを生成する。第1周期信号Zi(t)と第2周期信号Zq(t)とは相互に直交する。具体的には、第1周期信号Zi(t)は、以下の数式(2)の余弦関数で表現され、第2周期信号Zq(t)は、以下の数式(3)の正弦関数で表現される。具体的には、信号処理部91は、第1周期信号Zi(t)を生成する発振器と、第1周期信号Zi(t)を90°だけ移相することで第2周期信号Zq(t)を生成する移相器とを含んで構成される。
第1処理部93は、信号処理部91が生成した第1周期信号Zi(t)を観測信号Sb(t)に乗算することで、同相信号Si(t)を生成する。第1実施形態の第1処理部93は、乗算部931と低域通過部933とを具備する。乗算部931は、数式(1)で表現される観測信号Sb(t)と、数式(2)で表現される第1周期信号Zi(t)とを乗算する。乗算部931による乗算結果(数式(1)と数式(2)との積で表現される信号)には、基本周波数f0と変動量Δfとの和成分(f0+Δf+f0)および差成分(f0+Δf-f0)が含まれる。低域通過部933は、乗算部931の乗算結果から、以下の数式(4)で表現される同相信号Si(t)を生成する。数式(4)から理解される通り、同相信号Si(t)は、変動量Δfを係数とした余弦関数で表現される。乗算部931の乗算結果のうち、同相信号Si(t)を表す成分を通過させ、同相信号Si(t)を表す成分よりも高域側の成分を除去するローパスフィルターが低域通過部933として利用される。具体的には、乗算部931の乗算結果から和成分(f0+Δf+f0)が低域通過部933により除去される。
第2処理部95は、信号処理部91が生成した第2周期信号Zq(t)を観測信号Sb(t)に乗算することで、直交信号Sq(t)を生成する。第1実施形態の第2処理部95は、乗算部951と低域通過部953とを具備する。乗算部951は、数式(1)で表現される観測信号Sb(t)と、数式(3)で表現される第2周期信号Zq(t)とを乗算する。乗算部951による乗算結果(数式(1)と数式(3)との積で表現される信号)には、基本周波数f0と変動量Δfとの和成分(f0+Δf+f0)および差成分(f0+Δf-f0)が含まれる。低域通過部953は、乗算部951の乗算結果から、以下の数式(5)で表現される直交信号Sq(t)を生成する。数式(5)から理解される通り、直交信号Sq(t)は、変動量Δfを係数とした正弦関数で表現される。乗算部951の乗算結果のうち、直交信号Sq(t)を表す成分を通過させ、直交信号Sq(t)を表す成分よりも高域側の成分を除去するローパスフィルターが低域通過部953として利用される。具体的には、乗算部951の乗算結果から和成分(f0+Δf+f0)が低域通過部953により除去される。
差分算定部97は、同相信号Si(t)と直交信号Sq(t)とから、基本周波数f0に対する観測周波数fの変動を表す指標(以下「周波数変動指標」という)を算定する。具体的には、差分算定部97は、同相信号Si(t)および直交信号Sq(t)で規定され、時間軸上の第1時点t1における信号値が示す第1偏角θ1と、同相信号Si(t)および直交信号Sq(t)で規定され、第1時点t1とは異なる第2時点t2における信号値が示す第2偏角θ2との差分を周波数変動指標として算定する。第1時点t1は、A/D変換器のサンプリング周期Tのn個分に相当する時間だけ時点t0よりも後方の時点(t0+nT)である。第2時点t2は、サンプリング周期Tの(n+1)個分に相当する時間だけ時点t0よりも後方の時点(t0+(n+1)T)である。すなわち、第1時点t1と第2時点t2とは、時間軸上で相前後するサンプリング点である。時点t0は時間軸上の特定の時点である。
The
ここで、数式(4)の同相信号Si(t)の信号値と数式(5)の直交信号Sq(t)の信号値とは、以下の数式(6)の複素関数で表現することが可能である(オイラーの公式)。数式(6)は、時点tにおける偏角が2πΔftで表現される複素関数である。
図3の指標算定部98は、差分算定部97が算定した周波数変動指標(ArgC(t))から脈周期Pを算定する。脈周期Pは、数式(7)の関係を考慮すると、以下の数式(8)の演算により算定される。
変動算定部68は、指標算定部98が特定した心拍変動から心拍変動指標を算定する。例えば心拍変動の標準偏差を表すSDNN(standard deviation of NN intervals)や、交感神経のバランスを表したLF(Low Frequency)/HF(High Frequency)比が心拍変動指標として例示される。SDNNおよびLF/HF比の算定には、公知の技術が任意に採用される。表示装置24は、変動算定部68が算定した心拍変動指標を表示する。
The
図6は、制御装置20が実行する処理(以下「脈波解析処理」という)のフローチャートである。例えば、被験者からの指示を契機として脈波解析処理が実行される。図6の脈波解析処理は、周波数解析部62による基本周波数f0の特定後に、時間軸上のサンプリング周期T毎に実行される。脈波解析処理を開始すると、成分抽出部64は、検出信号Sa(t)のうち脈波の基本周波数f0を含む解析帯域B内の成分を観測信号Sb(t)として抽出する(S1)。すなわち、検出信号Sa(t)のうち解析帯域B外に存在するノイズの影響を低減した観測信号Sb(t)が生成される。信号処理部91は、数式(1)で表現される第1周期信号Zi(t)と、数式(2)で表現される第2周期信号Zq(t)とを生成する(S2)。第1処理部93は、第1周期信号Zi(t)を観測信号Sb(t)に乗算することで、前述の数式(4)で表現される同相信号Si(t)を生成する(S3)。第2処理部95は、第2周期信号Zq(t)を観測信号Sb(t)に乗算することで、前述の数式(5)で表現される直交信号Sq(t)を生成する(S4)。なお、ステップS3とステップS4との順番の先後は不問である。差分算定部97は、同相信号Si(t)と直交信号Sq(t)とから周波数変動指標を算定する(S5)。数式(4)の同相信号Si(t)の信号値と数式(5)の直交信号Sq(t)の信号値との関係を表す数式(6)の複素関数について、第1時点t1と第2時点t2との間における自己相関C(t)の偏角ArgC(t)が周波数変動指標として算定される。自己相関C(t)は、前述の数式(7)で表現される。指標算定部98は、周波数変動指標から脈周期Pを算定する。脈周期Pの算定には、前述の数式(8)が利用される。
FIG. 6 is a flowchart of a process (hereinafter referred to as “pulse wave analysis process”) executed by the
以上の説明から理解される通り、第1実施形態では、検出信号Sa(t)のうち脈波の基本周波数f0を含む解析帯域B内の成分が観測信号Sb(t)として抽出され、当該観測信号Sb(t)を利用して脈周期Pが算定される。以上の構成によれば、例えば検出信号Sa(t)から(つまり解析帯域B以外の成分も含む信号から)脈周期Pを算定する構成と比較して、生体の体動に起因したノイズや装置の回路ノイズの影響を低減した脈周期Pを算定することができる。したがって、検出信号Sa(t)から脈周期Pを高精度に算定することができる。ひいては、脈周期Pから高精度に周波数変動指標を算定することが可能である。 As can be understood from the above description, in the first embodiment, the component in the analysis band B including the fundamental frequency f0 of the pulse wave is extracted as the observation signal Sb (t) from the detection signal Sa (t), and the observation is performed. The pulse cycle P is calculated using the signal Sb (t). According to the above configuration, noise and devices caused by the body movement of the living body are compared with the configuration in which the pulse period P is calculated from, for example, the detection signal Sa (t) (that is, from the signal including the components other than the analysis band B). It is possible to calculate the pulse period P in which the influence of the circuit noise of the above is reduced. Therefore, the pulse period P can be calculated with high accuracy from the detection signal Sa (t). As a result, it is possible to calculate the frequency fluctuation index with high accuracy from the pulse period P.
また、上述の通り、周波数解析部62による基本周波数f0の特定と、成分抽出部64による観測信号Sb(t)の抽出には共通の検出信号Sa(t)が利用される。すなわち、周波数変動指標の算定に利用される検出信号Sa(t)の解析により基本周波数f0が特定される。以上の構成によれば、周波数変動指標の算定に利用する検出信号Sa(t)を基本周波数f0の特定に流用できるという利点がある。
Further, as described above, the common detection signal Sa (t) is used for the
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態を説明する。なお、以下に例示する各形態において作用または機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
<Second Embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described. For the elements whose actions or functions are the same as those of the first embodiment in each of the embodiments exemplified below, the reference numerals used in the description of the first embodiment will be diverted and detailed description of each will be omitted as appropriate.
第1実施形態では、成分抽出部64における解析帯域Bの帯域幅は固定である。それに対して、第2実施形態では、成分抽出部64における解析帯域Bの帯域幅は可変である。図7は、第2実施形態に係る制御装置20の機能に着目した構成図である。第2実施形態の制御装置20は、第1実施形態の制御装置20が実現した機能(周波数解析部62,成分抽出部64,演算処理部66,変動算定部68)に加えて、帯域制御部69の機能を実現する。
In the first embodiment, the bandwidth of the analysis band B in the
帯域制御部69は、指標算定部98が算定した脈周期Pに応じて、成分抽出部64における解析帯域Bの帯域幅を制御する。具体的には、脈周期Pの時系列(つまり心拍変動)の散布度(脈周期Pのバラツキを表す指標)に応じて、解析帯域Bの帯域幅が制御される。心拍変動の散布度が大きい場合には帯域幅が広くなるように制御され、心拍変動の散布度が小さい場合には帯域幅が狭くなるように制御される。成分抽出部64は、帯域制御部69により設定された帯域幅の解析帯域Bを利用して、検出信号Sa(t)から観測信号Sb(t)を抽出する。
The
第2実施形態においても第1実施形態と同様の効果が実現される。第2実施形態では、脈周期Pに応じて、成分抽出部64における解析帯域Bの帯域幅が制御されるから、解析帯域Bの帯域幅が固定である第1実施形態の構成と比較して、脈周期Pの変動する範囲に応じた適切な解析帯域Bが設定される。
The same effect as that of the first embodiment is realized in the second embodiment. In the second embodiment, since the bandwidth of the analysis band B in the
第1実施形態および第2実施形態では、周波数解析部62が1個の単位期間について特定した基本周波数f0を、成分抽出部64における解析帯域Bの設定と、同相信号Si(t)および直交信号Sq(t)の周波数の設定とに適用する構成を便宜的に例示した。実際には、時間軸上の単位期間毎に周波数解析部62が基本周波数f0を反復的に特定し、基本周波数f0の特定毎に、成分抽出部64における解析帯域Bの設定と、第1周期信号Zi(t)および第2周期信号Zq(t)の生成とに当該基本周波数f0が適用される。すなわち、基本周波数f0は順次に更新される。
In the first embodiment and the second embodiment, the fundamental frequency f0 specified by the
以上に説明した通り、本発明の好適な態様においては、検出信号Sa(t)から順次に特定される基本周波数f0に応じて成分抽出部64の解析帯域Bを設定する構成(以下「構成A」という)を採用する。構成Aを採用することで実際の脈波解析装置(以下「実製品」という)から観測できる挙動を以下に説明する。
As described above, in the preferred embodiment of the present invention, the analysis band B of the
図8に例示される通り、信号値が周期的に変動する検出信号Sa(t)を実製品に付与した場合を想定する。検出信号Sa(t)の周波数は、時点ta1まで1Hzに維持され、時点ta1において1Hzから2Hzに不連続に変化し、時点ta1の後の時点tb1において2Hzから1Hzに不連続に変化する。 As illustrated in FIG. 8, it is assumed that the detection signal Sa (t) whose signal value fluctuates periodically is applied to the actual product. The frequency of the detection signal Sa (t) is maintained at 1 Hz until time point ta1, changes discontinuously from 1 Hz to 2 Hz at time point ta1, and discontinuously changes from 2 Hz to 1 Hz at time point tb1 after time point ta1.
実製品では、所定長の単位期間毎に基本周波数f0が更新される。したがって、検出信号Sa(t)の周波数が1Hzから2Hzに変動する時点ta1では基本周波数f0は未だ更新されず、時点ta1から時間が経過した時点ta2(すなわち単位期間の端点)が到来することで基本周波数f0が更新される。したがって、時点ta1から時点ta2までの期間内においては、検出信号Sa(t)の周波数は2Hzであるけれども、成分抽出部64の解析帯域Bの中心周波数は依然として1Hzに維持されるという状況になる。すなわち、観測信号Sb(t)は、本来の周期的な変動である2Hzの成分は低減されてノイズが優勢な信号となる。したがって、実製品Aにおいては、指標算定部98が算定する脈周期Pは、ノイズに起因した異常値となる。同様の理由により、図8から理解される通り、時点tb1から時点tb2の間においても脈周期Pは異常値となる。なお、検出信号Sa(t)は、実際には生体の脈波を表す信号であるから、周波数が不連続に変動することはない。したがって、実際の測定の場面では、図8に例示したようなノイズは観測されず、脈周期Pを高精度に測定できるという所期の効果は実現される。
In the actual product, the fundamental frequency f0 is updated every unit period of a predetermined length. Therefore, at the time point ta1 where the frequency of the detection signal Sa (t) fluctuates from 1 Hz to 2 Hz, the fundamental frequency f0 is not yet updated, and the time point ta2 (that is, the end point of the unit period) when time has passed from the time point ta1 arrives. The fundamental frequency f0 is updated. Therefore, within the period from the time point ta1 to the time point ta2, the frequency of the detection signal Sa (t) is 2 Hz, but the center frequency of the analysis band B of the
他方、構成Aを採用することなく脈周期Pを測定する構成(例えば成分抽出部64を省略した構成)では、検出信号Sa(t)の周波数の変化には迅速に追従して脈周期Pが測定される。したがって、時点ta1や時点tb1の直後の期間において脈周期Pは異常値とならない。以上の説明から理解される通り、検出信号Sa(t)の周波数が不連続に変化した直後に脈周期Pが異常値となる場合、実製品は構成Aを採用している可能性が高いと言える。なお、構成Aを採用しない構成において、検出信号Sa(t)の周波数が不連続に変化する時点の直後において異常値の発生を回避できるとは言っても、構成Aを採用していない以上、脈周期Pの測定値にはノイズに起因した誤差が発生する。したがって、脈周期Pの高精度な測定という観点からすると、構成Aを採用した構成が、構成Aを採用しない構成と比較して有利であるという事情は変わらない。なお、実製品に付与する検出信号Sa(t)は、図8の例示に限定されない。例えば周波数が経時的に変化するチャープ信号を検出信号Sa(t)として利用してもよい。
On the other hand, in the configuration in which the pulse cycle P is measured without adopting the configuration A (for example, the configuration in which the
なお、以上の説明では、脈周期Pに着目したが、実製品が構成Aを採用しているか否かを判断するための指標は、脈周期Pに限定されない。脈周期Pが異常値を取る場合は、脈周期Pの時系列(心拍変動)から算定される心拍変動指標も異常値をとり得る。したがって、心拍変動指標を利用して構成Aを採用しているか否かを判断してもよい。具体的には、時点ta1から時点ta2までの期間や時点tb1から時点tb2までの期間において心拍変動指標が異常値となる場合には構成Aを採用している可能性が高い。 In the above description, the pulse cycle P has been focused on, but the index for determining whether or not the actual product adopts the configuration A is not limited to the pulse cycle P. When the pulse cycle P takes an abnormal value, the heart rate variability index calculated from the time series (heart rate variability) of the pulse cycle P can also take an abnormal value. Therefore, it may be determined whether or not the configuration A is adopted by using the heart rate variability index. Specifically, if the heart rate variability index becomes an abnormal value in the period from the time point ta1 to the time point ta2 or the time point tb1 to the time point tb2, it is highly possible that the configuration A is adopted.
<第3実施形態>
図9は、第3実施形態における脈波解析装置100の使用例を示す模式図である。図9に例示される通り、脈波解析装置100は、相互に別体で構成された検出ユニット71と表示ユニット72とを具備する。検出ユニット71は、前述の各形態で例示した検出装置30を具備する。図10には、被験者の上腕に装着される形態の検出ユニット71が例示されている。図10に例示される通り、被験者の手首に装着される形態の検出ユニット71も好適である。
<Third Embodiment>
FIG. 9 is a schematic diagram showing a usage example of the pulse
表示ユニット72は、前述の各形態で例示した表示装置24を具備する。例えば携帯電話機またはスマートフォン等の情報端末が表示ユニット72の好適例である。ただし、表示ユニット72の具体的な形態は任意である。例えば、被験者が携帯可能な腕時計型の情報端末、または、脈波解析装置100の専用の情報端末を表示ユニット72として利用してもよい。
The
検出信号Sa(t)から心拍変動指標を算定するための要素(以下「演算部」という)は、例えば表示ユニット72に搭載される。演算部は、図3に例示された要素(周波数解析部62,成分抽出部64,演算処理部66,変動算定部68)を包含する。演算部は、例えば表示ユニット72に搭載される。検出ユニット71の検出装置30が生成した検出信号Sa(t)が有線または無線で表示ユニット72に送信される。表示ユニット72の演算部は、検出信号Sa(t)から心拍変動指標を算定して表示装置24に表示する。
An element for calculating the heart rate variability index from the detection signal Sa (t) (hereinafter referred to as “calculation unit”) is mounted on the
なお、演算部を検出ユニット71に搭載してもよい。演算部は、検出装置30が生成した検出信号Sa(t)から心拍変動指標を算定し、当該心拍変動指標を表示するためのデータを表示ユニット72に有線または無線で送信する。表示ユニット72の表示装置24は、検出ユニット71から受信したデータが示す心拍変動指標を表示する。
The calculation unit may be mounted on the
<変形例>
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様を適宜に併合することも可能である。
<Modification example>
Each of the above-exemplified forms can be variously modified. Specific modes of modification are illustrated below. It is also possible to appropriately merge two or more embodiments arbitrarily selected from the following examples.
(1)前述の各形態の脈波解析装置100は変動算定部68を具備する構成を例示したが、変動算定部68を脈波解析装置100から省略してもよい。例えば指標算定部98が算定した脈周期Pが表示装置24に表示される。また、脈波解析装置100が算定した脈周期Pを脈波解析装置100とは別体の情報端末(例えば携帯電話機またはスマートフォン)に送信して、当該情報端末が脈周期Pから心拍変動指標を算定してもよい。
(1) Although the configuration of each of the above-mentioned pulse
(2)前述の各形態では、指標算定部98は、生体の脈周期Pを算定したが、指標算定部98が算定する指標は脈周期Pに限定されない。例えば脈周期Pの段階を複数の候補(例えば、異常/高目/通常、など)から特定して被験者に報知することも可能である。または、基準となる脈周期P(例えば基本周波数f0の逆数に相当する周期)からの変動量を算定して被験者に報知してもよい。以上の説明から理解される通り、指標算定部98が算定する指標は、生体の脈周期Pに関する周期指標として包括的に表現される。
(2) In each of the above-mentioned forms, the
(3)前述の各形態では、数式(6)の複素関数について、第1時点t1と第2時点t2との間における自己相関C(t)の偏角ArgC(t)を周波数変動指標として算定したが、周波数変動指標の算定方法は以上の例示に限定されない。数式(6)の複素関数について、第1偏角θ1と第2偏角θ2とをそれぞれ算定し、当該第1偏角θ1と第2偏角θ2との差分を周波数変動指標として算定してもよい。ただし、自己相関C(t)の偏角ArgC(t)を周波数変動指標として算定する前述の各形態によれば、第1偏角θ1と第2偏角θ2とをそれぞれ算定することが不要になる。 (3) In each of the above-mentioned forms, for the complex function of the equation (6), the argument ArgC (t) of the autocorrelation C (t) between the first time point t1 and the second time point t2 is calculated as the frequency fluctuation index. However, the calculation method of the frequency fluctuation index is not limited to the above examples. For the complex function of equation (6), the first argument θ1 and the second argument θ2 can be calculated respectively, and the difference between the first argument θ1 and the second argument θ2 can be calculated as the frequency fluctuation index. good. However, according to each of the above-mentioned forms in which the declination ArgC (t) of the autocorrelation C (t) is calculated as a frequency fluctuation index, it is not necessary to calculate the first declination θ1 and the second declination θ2, respectively. Become.
(4)前述の各形態では、周波数解析部62による基本周波数f0の特定と、成分抽出部64による観測信号Sb(t)の抽出とに共通の検出信号Sa(t)を利用したが、周波数解析部62による基本周波数f0の特定と、成分抽出部64による観測信号Sb(t)の抽出とに別個の検出信号Sa(t)を利用してもよい。検出装置30を利用しない方法で基本周波数f0を取得してもよい。例えば、脈波解析装置100とは別体の情報端末から基本周波数f0を取得して周期指標の特定に利用してもよい。
(4) In each of the above-described embodiments, the detection signal Sa (t) common to the identification of the fundamental frequency f0 by the
(5)前述の各形態では、単体の機器として構成された脈波解析装置100を例示したが、以下の例示の通り、脈波解析装置100の複数の要素は相互に別体の装置として実現され得る。なお、以下の説明では、検出信号Sa(t)から心拍変動指標を算定する要素を「演算部27」と表記する。演算部27は、例えば、図3に例示された要素(周波数解析部62,成分抽出部64,演算処理部66,変動算定部68)を包含する。なお、第2実施形態の構成では、帯域制御部69も演算部27に含まれる。
(5) In each of the above-described embodiments, the pulse
前述の各形態では、検出装置30を具備する脈波解析装置100を例示したが、図11に例示される通り、検出装置30を脈波解析装置100とは別体とした構成も想定される。検出装置30は、例えば被験者の手首や上腕等の測定部位Mに装着される可搬型の光学センサーモジュールである。脈波解析装置100は、例えば携帯電話機またはスマートフォン等の情報端末で実現される。腕時計型の情報端末で脈波解析装置100を実現してもよい。検出装置30が生成した検出信号Sa(t)が有線または無線で脈波解析装置100に送信される。脈波解析装置100の演算部27は、検出信号Sa(t)から心拍変動指標を算定して表示装置24に表示する。以上の説明から理解される通り、検出装置30は脈波解析装置100から省略され得る。
In each of the above-described embodiments, the pulse
前述の各形態では、表示装置24を具備する脈波解析装置100を例示したが、図12に例示される通り、表示装置24を脈波解析装置100とは別体とした構成も想定される。脈波解析装置100の演算部27は、検出信号Sa(t)から心拍変動指標を算定し、当該心拍変動指標を表示するためのデータを表示装置24に送信する。表示装置24は、専用の表示機器であってもよいが、例えば、携帯電話機もしくはスマートフォン等の情報端末、または、被験者が携帯可能な腕時計型の情報端末に搭載されてもよい。脈波解析装置100の演算部27が算定した心拍変動指標は、有線または無線により表示装置24に送信される。表示装置24は、脈波解析装置100から受信した心拍変動指標を表示する。以上の説明から理解される通り、表示装置24は脈波解析装置100から省略され得る。
In each of the above-described embodiments, the pulse
図13に例示される通り、検出装置30および表示装置24を脈波解析装置100(演算部27)とは別体とした構成も想定される。例えば、脈波解析装置100(演算部27)が、携帯電話機やスマートフォン等の情報端末に搭載される。
As illustrated in FIG. 13, it is assumed that the
(6)前述の各形態では、筐体部12とベルト14とを具備する腕時計型の脈波解析装置100を例示したが、脈波解析装置100の具体的な形態は任意である。例えば、被験者の身体に貼付可能なパッチ型、被験者の耳部に装着可能な耳装着型、被験者の指先に装着可能な指装着型(例えば着爪型)、または、被験者の頭部に装着可能な頭部装着型など、任意の形態の脈波解析装置100が採用され得る。
(6) In each of the above-described embodiments, the wristwatch-type pulse
(7)前述の各形態では、被験者の心拍変動指標を表示装置24に表示したが、心拍変動指標を被験者に報知するための構成は以上の例示に限定されない。例えば、心拍変動指標を音声で被験者に報知することも可能である。被験者の耳部に装着可能な耳装着型の脈波解析装置100においては、心拍変動指標を音声で報知する構成が特に好適である。また、心拍変動指標を被験者に報知することは必須ではない。例えば、脈波解析装置100が算定した心拍変動指標を通信網から他の通信装置に送信してもよい。また、脈波解析装置100の記憶装置22や脈波解析装置100に着脱可能な可搬型の記録媒体に心拍変動指標を格納してもよい。
(7) In each of the above-described embodiments, the heart rate variability index of the subject is displayed on the
(8)前述の各形態に係る脈波解析装置100は、前述の例示の通り、制御装置20とプログラムとの協働により実現される。本発明の好適な態様に係るプログラムは、コンピューターが読取可能な記録媒体に格納された形態で提供されてコンピューターにインストールされ得る。また、配信サーバーが具備する記録媒体に格納されたプログラムを、通信網を介した配信の形態でコンピューターに提供することも可能である。記録媒体は、例えば非一過性(non-transitory)の記録媒体であり、CD-ROM等の光学式記録媒体(光ディスク)が好例であるが、半導体記録媒体または磁気記録媒体等の公知の任意の形式の記録媒体を包含し得る。なお、非一過性の記録媒体とは、一過性の伝搬信号(transitory, propagating signal)を除く任意の記録媒体を含み、揮発性の記録媒体を除外するものではない。
(8) The pulse
100…脈波解析装置、12…筐体部、14…ベルト、20…制御装置、22…記憶装置、24…表示装置、30…検出装置、31…発光部、32…受光部、33…駆動回路、34…出力回路、62…周波数解析部、64…成分抽出部、66…演算処理部、68…変動算定部、69…帯域制御部、91…信号処理部、93…第1処理部、95…第2処理部、97…差分算定部、98…指標算定部、931,951…乗算部、933,953…低域通過部。
100 ... pulse wave analysis device, 12 ... housing unit, 14 ... belt, 20 ... control device, 22 ... storage device, 24 ... display device, 30 ... detection device, 31 ... light emitting unit, 32 ... light receiving unit, 33 ... drive Circuit, 34 ... Output circuit, 62 ... Frequency analysis unit, 64 ... Component extraction unit, 66 ... Arithmetic processing unit, 68 ... Fluctuation calculation unit, 69 ... Band control unit, 91 ... Signal processing unit, 93 ... First processing unit, 95 ... 2nd processing unit, 97 ... difference calculation unit, 98 ... index calculation unit, 931,951 ... multiplication unit, 933, 953 ... low frequency passage unit.
Claims (8)
前記基本周波数で変動する第1周期信号を、前記観測信号に乗算することで、同相信号を生成する第1処理部と、
前記第1周期信号に直交し、前記基本周波数で変動する第2周期信号を、前記観測信号に乗算することで、直交信号を生成する第2処理部と、
前記同相信号および前記直交信号で規定され、時間軸上の第1時点における信号値が示す第1偏角と、前記同相信号および前記直交信号で規定され、前記第1時点とは異なる第2時点における信号値が示す第2偏角との差分を、前記基本周波数に対する周波数の変動を表す周波数変動指標として算定する差分算定部と、
前記生体の脈周期に関する周期指標を前記周波数変動指標から算定する指標算定部と
を具備する脈波解析装置。 Of the pulse wave signals representing the pulse waves of a living body, a component extraction unit that extracts components in the analysis band including the fundamental frequency of the pulse wave as an observation signal, and a component extraction unit.
A first processing unit that generates an in-phase signal by multiplying the observed signal by a first-period signal that fluctuates at the fundamental frequency.
A second processing unit that generates an orthogonal signal by multiplying the observed signal by a second period signal that is orthogonal to the first period signal and fluctuates at the fundamental frequency.
The first deviation angle defined by the in-phase signal and the orthogonal signal and indicated by the signal value at the first time point on the time axis, and the first deviation angle defined by the in-phase signal and the orthogonal signal and different from the first time point. A difference calculation unit that calculates the difference from the second deviation angle indicated by the signal value at two time points as a frequency fluctuation index showing the frequency fluctuation with respect to the fundamental frequency.
A pulse wave analysis device including an index calculation unit that calculates a cycle index related to the pulse cycle of a living body from the frequency fluctuation index.
請求項1の脈波解析装置。 The pulse wave analysis device according to claim 1, further comprising a frequency analysis unit that identifies the fundamental frequency by analyzing the pulse wave signal.
請求項1または請求項2の脈波解析装置。 The difference calculation unit determines the argument of the autocorrelation between the first time point and the second time point for the complex function representing the relationship between the signal value of the in-phase signal and the signal value of the orthogonal signal. The pulse wave analysis device according to claim 1 or 2, which is calculated as a frequency fluctuation index.
請求項1から請求項3の何れかの脈波解析装置。 The pulse wave analysis apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a band control unit that controls the bandwidth of the analysis band according to the periodic index.
請求項1から請求項4の何れかの脈波解析装置。 The pulse wave analysis apparatus according to any one of claims 1 to 4.
請求項5の脈波解析装置。 The pulse wave analysis device according to claim 5.
前記基本周波数で変動する第1周期信号を、前記観測信号に乗算することで、同相信号を生成し、
前記第1周期信号に直交し、前記基本周波数で変動する第2周期信号を、前記観測信号に乗算することで、直交信号を生成し、
前記同相信号および前記直交信号で規定され、時間軸上の第1時点における信号値が示す第1偏角と、前記同相信号および前記直交信号で規定され、前記第1時点第2時点における信号値が示す第2偏角との差分を、前記基本周波数に対する周波数の変動を表す周波数変動指標として算定し、
前記生体の脈周期に関する周期指標を前記周波数変動指標から算定する
脈波解析方法。 Of the pulse wave signals representing the pulse wave of a living body, the components in the analysis band including the fundamental frequency of the pulse wave are extracted as observation signals.
By multiplying the observed signal by the first period signal that fluctuates at the fundamental frequency, an in-phase signal is generated.
An orthogonal signal is generated by multiplying the observation signal by a second period signal orthogonal to the first period signal and fluctuating at the fundamental frequency.
The first deviation angle defined by the in-phase signal and the orthogonal signal and indicated by the signal value at the first time point on the time axis, and defined by the in-phase signal and the orthogonal signal, at the second time point of the first time point. The difference from the second deviation angle indicated by the signal value is calculated as a frequency fluctuation index showing the frequency fluctuation with respect to the fundamental frequency.
A pulse wave analysis method for calculating a cycle index relating to the pulse cycle of a living body from the frequency fluctuation index.
前記基本周波数で変動する第1周期信号を、前記観測信号に乗算することで、同相信号を生成する第1処理部、
前記第1周期信号に直交し、前記基本周波数で変動する第2周期信号を、前記観測信号に乗算することで、直交信号を生成する第2処理部、
前記同相信号および前記直交信号で規定され、時間軸上の第1時点における信号値が示す第1偏角と、前記同相信号および前記直交信号で規定され、前記第1時点第2時点における信号値が示す第2偏角との差分を、前記基本周波数に対する周波数の変動を表す周波数変動指標として算定する差分算定部、および、
前記生体の脈周期に関する周期指標を前記周波数変動指標から算定する指標算定部
としてコンピューターを機能させるプログラム。 A component extraction unit that extracts components in the analysis band including the fundamental frequency of the pulse wave as an observation signal from the pulse wave signals representing the pulse waves of a living body.
A first processing unit that generates an in-phase signal by multiplying the observed signal by a first-period signal that fluctuates at the fundamental frequency.
A second processing unit that generates an orthogonal signal by multiplying the observed signal by a second period signal that is orthogonal to the first period signal and fluctuates at the fundamental frequency.
The first deviation angle defined by the in-phase signal and the orthogonal signal and indicated by the signal value at the first time point on the time axis, and defined by the common-mode signal and the orthogonal signal, at the second time point of the first time point. A difference calculation unit that calculates the difference from the second deviation angle indicated by the signal value as a frequency fluctuation index indicating frequency fluctuation with respect to the fundamental frequency, and
A program that makes a computer function as an index calculation unit that calculates a cycle index related to the pulse cycle of a living body from the frequency fluctuation index.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018001025A JP7010002B2 (en) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | Pulse wave analyzer, pulse wave analysis method and program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018001025A JP7010002B2 (en) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | Pulse wave analyzer, pulse wave analysis method and program |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019118669A JP2019118669A (en) | 2019-07-22 |
JP7010002B2 true JP7010002B2 (en) | 2022-01-26 |
Family
ID=67305613
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018001025A Active JP7010002B2 (en) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | Pulse wave analyzer, pulse wave analysis method and program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7010002B2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001137201A (en) | 1999-11-12 | 2001-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Bloodless continuous sphygmomanometer |
JP2002143160A (en) | 2000-11-09 | 2002-05-21 | Fukuda Denshi Co Ltd | Ultrasonic diagnostic device |
JP2011229767A (en) | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Nintendo Co Ltd | Biological information processing program, biological information processor, biological information processing method, and biological information processing system |
US20170105659A1 (en) | 2015-10-19 | 2017-04-20 | Sayfe Kiaei | Method and apparatus for wirelessly monitoring repetitive bodily movements |
JP2017225559A (en) | 2016-06-21 | 2017-12-28 | オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 | Radio type biological sensor |
-
2018
- 2018-01-09 JP JP2018001025A patent/JP7010002B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001137201A (en) | 1999-11-12 | 2001-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Bloodless continuous sphygmomanometer |
JP2002143160A (en) | 2000-11-09 | 2002-05-21 | Fukuda Denshi Co Ltd | Ultrasonic diagnostic device |
JP2011229767A (en) | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Nintendo Co Ltd | Biological information processing program, biological information processor, biological information processing method, and biological information processing system |
US20170105659A1 (en) | 2015-10-19 | 2017-04-20 | Sayfe Kiaei | Method and apparatus for wirelessly monitoring repetitive bodily movements |
JP2017225559A (en) | 2016-06-21 | 2017-12-28 | オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 | Radio type biological sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019118669A (en) | 2019-07-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6211679B2 (en) | Heart rate detector | |
WO2005110211A1 (en) | Bioinformation detector | |
JPWO2007032226A1 (en) | Heart rate monitor and method for removing noise from heart rate waveform | |
CN109788920B (en) | Information processing apparatus, information processing method, and program | |
WO2014181056A1 (en) | Apparatus and method for determining the propagation speed of a pulse wave | |
CN110292372B (en) | Detection device | |
JP7010002B2 (en) | Pulse wave analyzer, pulse wave analysis method and program | |
KR20160030428A (en) | Laser speckle interferometric system and method for mobile devices | |
JP2013106837A (en) | Heart rate detection method, heart rate detector, and mental stress measuring apparatus | |
EP3272283B1 (en) | Measurement device, measurement method, and program | |
US20180303429A1 (en) | Blood flow analyzer, blood flow analysis method, and program | |
KR102309974B1 (en) | Optical sensor based blood pressure measuring device | |
JP6066974B2 (en) | Electronic device and control method | |
US20210361179A1 (en) | Method for generating heart rate variability information related to external object by using plurality of filters, and device therefor | |
JP2019187637A (en) | Living body analysis apparatus, living body analysis method, and program | |
JP7069598B2 (en) | Bioanalyzers, bioanalysis methods and programs | |
JP2013183845A (en) | Pulsation detector, electronic device and program | |
JP7124460B2 (en) | Biological analysis device, biological analysis method and program | |
JP6996220B2 (en) | Bioanalyzers, bioanalysis methods and programs | |
US11253205B2 (en) | Pulse pressure and blood pressure analysis device, pulse pressure and blood pressure analysis method, and program | |
EP3520688A1 (en) | Electronic device, control method, and program | |
JP2019122447A (en) | Pulse wave analysis device, optical device, and pulse wave analysis method | |
JP6996224B2 (en) | Blood flow analyzer, blood flow analysis method and program | |
JP2019033900A (en) | Organism analyzer, organism analysis method and program | |
JP6996157B2 (en) | Bioanalyzers, bioanalysis methods and programs |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20180910 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20181121 |
|
RD07 | Notification of extinguishment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7427 Effective date: 20200807 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201005 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210824 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20210916 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211019 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20211108 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211214 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211227 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7010002 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |