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JP6079075B2 - Pulse measuring device, pulse measuring method and pulse measuring program - Google Patents

Pulse measuring device, pulse measuring method and pulse measuring program Download PDF

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JP6079075B2
JP6079075B2 JP2012201911A JP2012201911A JP6079075B2 JP 6079075 B2 JP6079075 B2 JP 6079075B2 JP 2012201911 A JP2012201911 A JP 2012201911A JP 2012201911 A JP2012201911 A JP 2012201911A JP 6079075 B2 JP6079075 B2 JP 6079075B2
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健司 藤井
小椋 敏彦
敏彦 小椋
小林 達矢
達矢 小林
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Description

この発明は脈拍測定装置に関し、より詳しくは、被測定者の血管の脈動を検知して脈拍数を測定する脈拍測定装置に関する。   The present invention relates to a pulse measuring device, and more particularly to a pulse measuring device that detects the pulsation of a blood vessel of a measurement subject and measures the pulse rate.

また、この発明は脈拍測定方法、および、脈拍測定プログラムに関し、より詳しくは、被測定者の血管の脈動を検知して脈拍数を測定するための脈拍測定方法、および、脈拍測定プログラムに関する。   The present invention also relates to a pulse measuring method and a pulse measuring program, and more particularly to a pulse measuring method and a pulse measuring program for detecting a pulse of a blood vessel of a measurement subject and measuring the pulse rate.

従来、被測定者の脈拍を測定するための装置としては、心電センサが取り付けられたベルトを被測定者の胸部に巻き回して被測定者の心臓の拍動を心電的に測定することにより、被測定者の脈拍数(心拍数)を測定する装置がある。   Conventionally, as a device for measuring a subject's pulse, a belt to which an electrocardiographic sensor is attached is wound around the chest of the subject and the heartbeat of the subject is measured electrocardiographically. Thus, there is a device for measuring the pulse rate (heart rate) of the person being measured.

また、上述の装置が被測定者の心拍を心電的に検知するのに対し、被測定者の血管の脈動を非心電的に検知することにより脈拍数を測定する装置もある。   In addition, while the above-described device detects the heartbeat of the measurement subject electrocardiographically, there is also a device that measures the pulse rate by detecting the pulsation of the blood vessel of the measurement subject non-electrocardiographically.

後者の装置としては、たとえば、光電センサによって被測定者の皮下の血管の脈動を光電的に検知することにより、被測定者の脈拍数を測定する装置がある(たとえば、特許文献1(特開平10−234684号公報)を参照)。   As the latter device, for example, there is a device that measures the pulse rate of the measurement subject by photoelectrically detecting the pulsation of the subcutaneous blood vessel of the measurement subject using a photoelectric sensor (for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-234684).

そのような後者の装置においては、被測定者の皮下の血管の脈動を表す信号(脈波信号)を取得し、該脈波信号の時間変動の周期性にもとづいて脈拍数を測定している。   In such a latter apparatus, a signal (pulse wave signal) representing the pulsation of the subcutaneous blood vessel of the measurement subject is acquired, and the pulse rate is measured based on the periodicity of the time fluctuation of the pulse wave signal. .

特開平10−234684号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-234684

しかしながら、非心電的に、たとえば光電的に、被測定者の皮下の血管の脈動を検知することにより被測定者の脈拍数を測定する手法を採る装置では、被測定者が例えば運動しているとき、被測定者の脈拍数を正しく測定することに困難が伴う。   However, in a device that measures the pulse rate of the measurement subject by detecting the pulsation of the subcutaneous blood vessel of the measurement subject non-electrocardially, for example, photoelectrically, the measurement subject moves, for example, It is difficult to correctly measure the pulse rate of the person being measured.

その理由は、測定時に被測定者が運動を行うと、運動により血管に加速度が生じ、それによって血流に乱れが生じるからである。乱れは、脈波信号に外乱成分として重畳される。そのために、脈波信号から脈動に起因した時間変動の周期を抽出することが困難になる。   The reason is that if the measurement subject exercises during the measurement, the blood vessel accelerates due to the exercise, thereby disturbing the blood flow. The disturbance is superimposed on the pulse wave signal as a disturbance component. Therefore, it becomes difficult to extract a period of time fluctuation caused by pulsation from the pulse wave signal.

また、被測定者が運動を行うことにより、被測定者の身体部位に取り付けられたセンサ手段にも加速度が生じ、センサ手段が、身体部位に対して位置ずれを起こしたり、一時的にではあっても、センサ手段が身体部位から乖離したりするような事象が発生する。これら事象もまた、脈波信号に外乱成分として重畳されてしまう。そのような事象も、脈波信号から脈動に起因した時間変動の周期を抽出することを困難にする一因である。   Further, when the measurement subject exercises, the sensor means attached to the body part of the measurement person also accelerates, causing the sensor means to be displaced relative to the body part or temporarily. However, an event occurs in which the sensor means deviates from the body part. These events are also superimposed on the pulse wave signal as a disturbance component. Such an event also contributes to making it difficult to extract a period of time variation caused by pulsation from the pulse wave signal.

脈波信号において、血管の脈動に起因した信号強度の変動と、上述のような外乱成分に起因した信号強度の変動とを正しく区別することは極めて困難である。そのため、非心電的に、たとえば光電的に被測定者の皮下の血管の脈動を検知することにより被測定者の脈拍数を測定する手法を採る場合、脈波信号に上述の外乱成分が重畳されることを避けるため、被測定者は、測定の間、安静状態を保つ必要があった。   In a pulse wave signal, it is extremely difficult to correctly distinguish between fluctuations in signal intensity caused by pulsation of blood vessels and fluctuations in signal intensity caused by disturbance components as described above. For this reason, when the method of measuring the pulse rate of the measurement subject by detecting the pulsation of the subcutaneous blood vessel of the measurement subject non-electrocardially, for example, photoelectrically, the above disturbance component is superimposed on the pulse wave signal. In order to avoid this, the person to be measured had to remain at rest during the measurement.

このことは脈拍測定装置の利便性や、測定条件、測定環境の多様性を制限する要因であった。   This was a factor limiting the convenience of the pulse measuring device, the measurement conditions, and the diversity of the measurement environment.

そこで、この発明の課題は、被測定者が安静状態になくても、その被測定者の脈拍数を正しく測定可能な脈拍測定装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a pulse measuring device capable of correctly measuring the pulse rate of the subject even if the subject is not in a resting state.

また、この発明の課題は、被測定者が安静状態になくても、その被測定者の脈拍数を正しく測定可能な脈拍測定方法を提供すること、および、そのような脈拍測定方法をコンピュータに実行させることができる脈拍測定プログラムを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a pulse measuring method capable of correctly measuring the pulse rate of the measured person even when the measured person is not at rest, and such a pulse measuring method to a computer. The object is to provide a pulse measurement program that can be executed.

上記課題を解決するため、この発明の脈拍測定装置は、
被測定者の脈波を脈波センサによって検知して脈拍を表す脈波信号を取得するデータ取得部と、
前記脈波信号を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された時間領域の前記脈波信号を周波数領域に変換し、前記脈波信号の周波数スペクトルを求める周波数変換部と、
前記周波数スペクトルの強度軸において、強度ピークを探索するための探索強度範囲を設定する探索強度範囲設定部と、
前記周波数スペクトルの前記強度軸に設定された探索強度範囲において強度ピークを抽出するピーク抽出部と、
抽出された前記強度ピークの周波数に応じて前記被測定者の脈拍数を求める脈拍数算出部と、を有し、
前記探索強度範囲設定部は、前記脈拍数算出部が算出した脈拍数に応じて、前記探索強度範囲を変更することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the pulse measuring device of the present invention is
A data acquisition unit for detecting a pulse wave of the measurement subject by a pulse wave sensor and acquiring a pulse wave signal representing the pulse;
A storage unit for storing the pulse wave signal;
A frequency conversion unit for converting the pulse wave signal in the time domain stored in the storage unit into a frequency domain and obtaining a frequency spectrum of the pulse wave signal;
In the intensity axis of the frequency spectrum, a search intensity range setting unit for setting a search intensity range for searching for an intensity peak;
A peak extractor for extracting an intensity peak in a search intensity range set on the intensity axis of the frequency spectrum;
A pulse rate calculation unit that calculates the pulse rate of the person to be measured according to the frequency of the extracted intensity peak ,
The search intensity range setting unit changes the search intensity range according to the pulse rate calculated by the pulse rate calculation unit .

なお、本明細書で、データ取得部は、脈波センサから脈波信号を直接取得してもよいし、それに代えて、脈波センサから脈波信号をサーバ(記憶部を有する)等に一旦記憶させ、そのサーバ等から取得(間接的取得)してもよい。   In this specification, the data acquisition unit may directly acquire the pulse wave signal from the pulse wave sensor, or instead, the pulse wave signal from the pulse wave sensor is temporarily stored in a server (having a storage unit). It may be stored and acquired (indirect acquisition) from the server or the like.

また、「脈拍数」とは、単位時間当たりの脈拍の数(例えば、毎分当たりの脈拍の数であるビート・パー・ミニッツ(BPM))を指す。   The “pulse rate” refers to the number of pulses per unit time (for example, beat per minute (BPM) which is the number of pulses per minute).

この発明の脈拍測定装置では、データ取得部は、被測定者の脈波を脈波センサによって検知して脈拍を表す脈波信号を取得する。記憶部は、脈波信号を記憶する。周波数変換部は、記憶部に記憶された時間領域の脈波信号を周波数領域に変換して、脈波信号の周波数スペクトルを求める。探索強度範囲設定部は、上記周波数スペクトルの強度軸において、強度ピークを探索するための探索強度範囲を設定する。ピーク抽出部は、周波数スペクトルの設定された上記探索強度範囲において強度ピークを抽出する。脈拍数算出部は、抽出された強度ピークの周波数に応じて被測定者の脈拍数を求める。   In the pulse measuring device of the present invention, the data acquisition unit detects a pulse wave of the measurement subject by the pulse wave sensor and acquires a pulse wave signal representing the pulse. The storage unit stores the pulse wave signal. The frequency conversion unit converts the time domain pulse wave signal stored in the storage unit into the frequency domain to obtain a frequency spectrum of the pulse wave signal. The search intensity range setting unit sets a search intensity range for searching for an intensity peak on the intensity axis of the frequency spectrum. The peak extraction unit extracts an intensity peak in the search intensity range in which the frequency spectrum is set. A pulse rate calculation part calculates | requires a to-be-measured person's pulse rate according to the frequency of the extracted intensity | strength peak.

ここで、探索強度範囲設定部が、周波数スペクトルの強度軸において、強度ピークを探索するための探索強度範囲を設定することは、被測定者がする運動に由来する周波数成分、高調波成分を、ピーク抽出部による強度ピーク抽出の強度範囲から除外する、という意味がある。そうすることによって、被測定者が安静状態になくても、その被測定者の脈拍数を正しく算出することができるようになる。   Here, the search intensity range setting unit sets a search intensity range for searching for an intensity peak in the intensity axis of the frequency spectrum. It means to exclude from the intensity range of intensity peak extraction by the peak extraction unit. By doing so, the pulse rate of the person to be measured can be correctly calculated even if the person to be measured is not at rest.

さらに、この脈拍測定装置では、前記探索強度範囲設定部は、前記脈拍数算出部が算出した脈拍数に応じて、前記探索強度範囲を変更する Furthermore, in this pulse measurement device, the search intensity range setting unit changes the search intensity range according to the pulse rate calculated by the pulse rate calculation unit .

被測定者がする運動により、脈拍数や血流に影響が及ぶ。たとえば、被測定者が強い運動を行えば、脈拍数が増大するとともに血流も増加する傾向を示す。また、被測定者の運動の強度が低減すれば、脈拍数が低下するとともに血流も減少する傾向を示す。血流の増加および減少は、脈波信号の周波数スペクトルのうち、血管の脈動に起因する変動成分に相当する周波数(脈拍数)のスペクトル強度の増大および減少となって現れる。よって、脈拍数に応じて周波数スペクトルに現れる強度ピークの変動の傾向を予測し探索強度範囲を変更することによって、脈波信号のうち被測定者の血管の脈動に由来する周波数成分(の基本周波数成分)の強度ピークが探索強度範囲に含まれることが確保される。したがって、被測定者が安静状態になくても、その被測定者の脈拍数を正しく算出することができるようになる。   The exercise performed by the subject affects the pulse rate and blood flow. For example, if the measurement subject exercises strongly, the pulse rate increases and the blood flow also increases. Further, if the intensity of exercise of the measurement subject decreases, the pulse rate decreases and the blood flow also decreases. The increase and decrease in blood flow appear as an increase and decrease in the spectral intensity of the frequency (pulse rate) corresponding to the fluctuation component caused by the pulsation of the blood vessel in the frequency spectrum of the pulse wave signal. Therefore, by predicting the tendency of fluctuation of the intensity peak appearing in the frequency spectrum in accordance with the pulse rate and changing the search intensity range, the frequency component derived from the pulsation of the blood vessel of the measured person in the pulse wave signal It is ensured that the intensity peak of component) is included in the search intensity range. Therefore, even if the measurement subject is not in a resting state, the pulse rate of the measurement subject can be correctly calculated.

一実施形態の脈拍測定装置では、前記周波数変換部、前記探索強度範囲設定部、前記ピーク抽出部、および、前記脈拍数算出部は、予め定められた周期で処理を繰り返し、第1の周期において前記ピーク抽出部によって抽出された前記強度ピークが第1の強度である場合には、前記探索強度範囲設定部は、前記第1の強度に対し予め定められた比率範囲に含まれる値を、前記第1の周期に続く第2の周期のための前記探索強度範囲に設定することを特徴とする。   In the pulse measurement device of one embodiment, the frequency conversion unit, the search intensity range setting unit, the peak extraction unit, and the pulse rate calculation unit repeat the processing at a predetermined cycle, and in the first cycle When the intensity peak extracted by the peak extraction unit is a first intensity, the search intensity range setting unit calculates a value included in a ratio range predetermined for the first intensity, The search intensity range for the second period following the first period is set.

この形態の脈拍測定装置では、第1の周期においてピーク抽出部が第1の強度を有する強度ピークを抽出した場合、第1の周期に続く第2の周期のための探索強度範囲として、第1の強度に対し予め定められた比率範囲に含まれる値を設定する。よって、第2の周期においても、探索強度範囲に被測定者の血管の脈動に由来する周波数成分(の基本周波数成分)の強度ピークが含まれることがより確実になる。したがって、被測定者が安静状態になくても、その被測定者の脈拍数を正しく算出することができるようになる。   In the pulse measurement device of this aspect, when the peak extraction unit extracts the intensity peak having the first intensity in the first period, the search intensity range for the second period following the first period is set as the first search intensity range. A value included in a predetermined ratio range is set for the intensity of. Therefore, also in the second period, it becomes more certain that the intensity peak of the frequency component (the fundamental frequency component) derived from the pulsation of the blood vessel of the measurement subject is included in the search intensity range. Therefore, even if the measurement subject is not in a resting state, the pulse rate of the measurement subject can be correctly calculated.

一実施形態の脈拍測定装置では、前記脈拍数算出部が第3の周期に続く第4の周期において算出した脈拍数が前記第3の周期において測定した脈拍数よりも大きい場合には、前記探索強度範囲設定部は、前記第3の周期のための前記探索強度範囲よりも高強度側にシフトされた強度範囲を前記第4の周期のための前記探索強度範囲に設定することを特徴とする。   In the pulse measuring device according to an embodiment, the search is performed when the pulse rate calculated by the pulse rate calculation unit in a fourth period following the third period is larger than the pulse rate measured in the third period. The intensity range setting unit sets an intensity range shifted to a higher intensity side than the search intensity range for the third period as the search intensity range for the fourth period. .

この形態の脈拍測定装置では、第4の周期において算出した脈拍数が第3の周期において測定した脈拍数よりも大きい場合、第3の周期のための探索強度範囲よりも高強度側にシフトされた強度範囲が第4の周期のための探索強度範囲に設定される。そうすることで、第4の周期においても、探索強度範囲に被測定者の血管の脈動に由来する周波数成分(の基本周波数成分)の強度ピークが含まれることがより確実になる。したがって、被測定者の運動強度が変化した場合にも、その脈拍数を正しく算出することができるようになる。   In the pulse measuring device of this embodiment, when the pulse rate calculated in the fourth period is larger than the pulse rate measured in the third period, the pulse intensity is shifted to a higher intensity side than the search intensity range for the third period. The intensity range is set to the search intensity range for the fourth period. By doing so, even in the fourth period, it becomes more certain that the intensity peak of the frequency component (the fundamental frequency component) derived from the pulsation of the blood vessel of the measurement subject is included in the search intensity range. Therefore, even when the exercise intensity of the measurement subject changes, the pulse rate can be calculated correctly.

一実施形態の脈拍測定装置では、前記探索強度範囲設定部は、前記第3の周期のための前記探索強度範囲の強度幅と同じ幅を有するように、前記第4の周期のための前記探索強度範囲を設定することを特徴とする。   In the pulse measurement device according to one embodiment, the search intensity range setting unit has the same width as the intensity width of the search intensity range for the third period, so that the search for the fourth period is performed. An intensity range is set.

なお、本明細書で「探索強度範囲の強度幅」とは、探索強度範囲の上限にあたる強度値と、下限にあたる強度値との差の絶対値を指す。ここでの強度の単位は、任意でよい。   In the present specification, the “intensity range of the search intensity range” refers to the absolute value of the difference between the intensity value corresponding to the upper limit of the search intensity range and the intensity value corresponding to the lower limit. The unit of intensity here may be arbitrary.

この形態の脈拍測定装置では、装置がする処理の負荷が軽減される。   In this form of pulse measuring device, the processing load of the device is reduced.

一実施形態の脈拍測定装置では、さらに、前記被測定者の動きを体動センサによって検知して前記被測定者が行っている運動の強度を表す運動強度信号を取得する運動強度取得部と、前記周波数スペクトルの周波数軸において、前記強度ピークを探索するための探索周波数範囲を設定する探索周波数範囲設定部と、を有し、前記探索周波数範囲設定部は、前記運動強度信号が示す運動強度に応じて、前記探索周波数範囲を変更し、前記ピーク抽出部は、前記周波数スペクトルの前記強度軸に設定された探索強度範囲と前記周波数スペクトルの前記周波数軸に設定された探索周波数範囲との共通範囲において、前記探索強度範囲に含まれる強度ピークを抽出することを特徴とする。   In the pulse measurement device according to one embodiment, an exercise intensity acquisition unit that further detects a movement of the measurement subject by a body motion sensor and acquires an exercise intensity signal representing the intensity of the exercise performed by the measurement subject; A search frequency range setting unit that sets a search frequency range for searching for the intensity peak on the frequency axis of the frequency spectrum, and the search frequency range setting unit adjusts the exercise intensity indicated by the exercise intensity signal. Accordingly, the search frequency range is changed, and the peak extraction unit is configured to have a common range between the search intensity range set on the intensity axis of the frequency spectrum and the search frequency range set on the frequency axis of the frequency spectrum. In the method, an intensity peak included in the search intensity range is extracted.

なお、本明細書で、運動強度取得部は、体動センサから運動強度信号を直接取得してもよいし、それに代えて、体動センサから運動強度信号をサーバ(記憶部を有する)等に一旦記憶させ、そのサーバ等から取得(間接的取得)してもよい。   In this specification, the exercise intensity acquisition unit may directly acquire the exercise intensity signal from the body motion sensor, or instead, the exercise intensity signal from the body motion sensor is transmitted to a server (having a storage unit). It may be stored once and acquired (indirect acquisition) from the server or the like.

この形態の脈拍測定装置では、運動強度取得部は、被測定者の動きを体動センサによって検知して被測定者が行っている運動の強度を表す運動強度信号を取得する。探索周波数範囲設定部は、上記周波数スペクトルの周波数軸において、強度ピークを探索するための探索周波数範囲を設定する。ピーク抽出部は、周波数スペクトルの強度軸に設定された上記探索強度範囲と周波数軸に設定された探索周波数範囲の共通範囲において強度ピークを抽出する。脈拍数算出部は、抽出された強度ピークの周波数に応じて被測定者の脈拍数を求める。そして、探索周波数範囲設定部は、上記の運動強度信号が示す運動強度に応じて、探索周波数範囲を変更する。探索周波数範囲設定部が、周波数スペクトルの周波数軸において、強度ピークを探索するための探索周波数範囲を設定することは、被測定者がする運動に由来する周波数成分、高調波成分を、ピーク抽出部による強度ピーク抽出の周波数範囲から除外する、という意味がある。したがって、被測定者の運動強度が変化した場合にも、その脈拍数を正しく算出することができるようになる。   In the pulse measurement device of this aspect, the exercise intensity acquisition unit detects the movement of the measurement subject by the body motion sensor and acquires an exercise intensity signal representing the intensity of the exercise performed by the measurement subject. The search frequency range setting unit sets a search frequency range for searching for an intensity peak on the frequency axis of the frequency spectrum. The peak extraction unit extracts an intensity peak in a common range of the search intensity range set on the frequency axis and the search frequency range set on the frequency axis. A pulse rate calculation part calculates | requires a to-be-measured person's pulse rate according to the frequency of the extracted intensity | strength peak. The search frequency range setting unit changes the search frequency range according to the exercise intensity indicated by the exercise intensity signal. The search frequency range setting unit sets a search frequency range for searching for an intensity peak on the frequency axis of the frequency spectrum. The peak extraction unit extracts frequency components and harmonic components derived from the exercise performed by the measurement subject. It means to exclude from the frequency range of intensity peak extraction by. Therefore, even when the exercise intensity of the measurement subject changes, the pulse rate can be calculated correctly.

この発明の脈拍測定方法は、
脈拍測定装置がする被測定者の脈拍数を測定する脈拍測定方法であって、
脈波センサによって、前記被測定者の脈拍を表す脈波信号を取得するデータ取得ステップと、
前記脈波信号を記憶部に記憶する記憶ステップと、
前記記憶部に記憶された時間領域の前記脈波信号を周波数領域に変換し、前記脈波信号の周波数スペクトルを求める周波数変換ステップと、
前記周波数スペクトルの強度軸において、強度ピークを探索するための探索強度範囲を設定する探索強度範囲設定ステップと、
前記周波数スペクトルの前記設定された探索強度範囲において強度ピークを抽出するピーク抽出ステップと、
抽出された前記強度ピークの周波数に応じて前記被測定者の脈拍数を求める脈拍数算出ステップと、を繰り返し、
前記探索強度範囲設定ステップでは、前回の前記脈拍数算出ステップにおいて算出された脈拍数に応じて、前記探索強度範囲を変更することを特徴とする。
The pulse measuring method of this invention is
A pulse measurement method for measuring a pulse rate of a measurement subject performed by a pulse measurement device,
A data acquisition step of acquiring a pulse wave signal representing the pulse of the measurement subject by a pulse wave sensor;
A storage step of storing the pulse wave signal in a storage unit;
A frequency conversion step of converting the pulse wave signal in the time domain stored in the storage unit into a frequency domain and obtaining a frequency spectrum of the pulse wave signal;
A search intensity range setting step for setting a search intensity range for searching for an intensity peak on the intensity axis of the frequency spectrum;
A peak extraction step of extracting an intensity peak in the set search intensity range of the frequency spectrum;
Repeating the pulse rate calculating step for determining the pulse rate of the person to be measured according to the frequency of the extracted intensity peak ,
In the search intensity range setting step, the search intensity range is changed according to the pulse rate calculated in the previous pulse rate calculation step .

この発明の脈拍測定方法によれば、脈拍数に応じて周波数スペクトルに現れる強度ピークの変動の傾向を予測し探索強度範囲を変更することによって、脈波信号のうち被測定者の血管の脈動に由来する周波数成分(の基本周波数成分)の強度ピークが探索強度範囲に含まれることが確保される。したがって、被測定者が安静状態になくても、その被測定者の脈拍数を正しく算出することができるようになる。 According to the pulse measurement method of the present invention, by predicting the tendency of fluctuation of the intensity peak appearing in the frequency spectrum according to the pulse rate and changing the search intensity range, the pulse wave signal can be changed to the pulsation of the blood vessel of the measurement subject. It is ensured that the intensity peak of the derived frequency component (its fundamental frequency component) is included in the search intensity range. Therefore, even if the measurement subject is not in a resting state, the pulse rate of the measurement subject can be correctly calculated.

この発明の脈拍測定プログラムは、上述の脈拍測定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。 The pulse measurement program of the present invention is a program for causing a computer to execute the above-described pulse measurement method .

この発明の脈拍測定プログラムによれば、コンピュータに上述の脈拍測定方法を実行させることができる。 According to the pulse measurement program of the present invention, the above-described pulse measurement method can be executed by a computer.

以上より明らかなように、この発明の脈拍測定装置および脈拍測定方法によれば、算出された脈拍数に応じて探索強度範囲を変更することによって、脈波信号のうち被測定者の血管の脈動に由来する周波数成分(基本周波数成分)の強度ピークが探索強度範囲に含まれることが確保される。したがって、被測定者が安静状態になくても、その被測定者の脈拍数を正しく算出することができるようになる。 As is clear from the above, according to the pulse measuring device and the pulse measuring method of the present invention, the pulsation of the blood vessel of the measured person in the pulse wave signal is changed by changing the search intensity range according to the calculated pulse rate. It is ensured that the intensity peak of the frequency component (fundamental frequency component) derived from is included in the search intensity range. Therefore, even if the measurement subject is not in a resting state, the pulse rate of the measurement subject can be correctly calculated.

また、この発明の脈拍測定プログラムによれば、コンピュータに上述の脈拍測定方法を実行させることができる。 Moreover, according to the pulse measurement program of this invention, it is possible to cause a computer to execute the above-described pulse measurement method .

この発明の一実施形態の脈拍測定装置の外観の模式的な斜視図である。It is a typical perspective view of the external appearance of the pulse measuring device of one embodiment of this invention. この発明の一実施形態の脈拍測定装置の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the pulse measuring device of one Embodiment of this invention. 前記脈拍測定装置の機能的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the said pulse measuring device. 前記脈拍測定装置の、脈波信号を測定するための脈波センサ部の回路構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the circuit structure of the pulse wave sensor part for measuring the pulse wave signal of the said pulse measuring device. 前記脈拍測定装置の動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow of the said pulse measuring device. 脈波信号(時間領域)の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a pulse wave signal (time domain). 脈波信号(時間領域)のAC成分の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the AC component of a pulse wave signal (time domain). 脈波信号AC成分(周波数領域)の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the pulse wave signal AC component (frequency domain). (a)被測定者の運動強度の時間変化の例を示す図である。(b)脈拍数算出タイミングと、各タイミングにおいて脈拍数算出に用いられる脈波信号AC成分の時間範囲との関係を示す図である。(c)脈拍数の時間変化の例を示す図である。(A) It is a figure which shows the example of the time change of a to-be-measured person's exercise intensity. (B) It is a figure which shows the relationship between the pulse rate calculation timing, and the time range of the pulse wave signal AC component used for pulse rate calculation in each timing. (C) It is a figure which shows the example of the time change of a pulse rate. 運動強度に応じて変更される探索周波数範囲の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the search frequency range changed according to exercise intensity. 脈拍数に応じて変更される探索強度範囲の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the search intensity | strength range changed according to a pulse rate. この発明の別の一実施形態の脈拍測定装置の機能的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the pulse measuring device of another one Embodiment of this invention. この発明の別の一実施形態の脈拍測定装置の動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow of the pulse measuring device of another one Embodiment of this invention.

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1Aおよび図1Bは、一実施形態の脈拍測定装置の構成を模式的に示している。図1Aは、一実施形態の脈拍測定装置の外観の模式的な斜視図であり、図1Bは、同脈拍測定装置の模式的な断面図である。なお、説明の都合上、図示しない被測定部位の側を本体10の「下面側」、被測定部位の反対側を本体10の「上面側」としている。   1A and 1B schematically show a configuration of a pulse measuring device according to an embodiment. FIG. 1A is a schematic perspective view of an appearance of a pulse measuring device according to an embodiment, and FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of the pulse measuring device. For convenience of explanation, the side of the measurement site (not shown) is the “lower surface side” of the main body 10, and the opposite side of the measurement site is the “upper surface side” of the main body 10.

この脈拍測定装置1は、本体10と、バンド20と、を含む。図1Aに示すように、脈拍測定装置1は、腕時計のように、バンド20を被測定者の測定部位3(たとえば、手首)に巻き回すことにより、本体を被測定者の手首に固定することができる。 The pulse measuring device 1 includes a main body 10 and a band 20. As shown in Figure 1A, pulse measuring device 1, as in the wristwatch, the target part 3 of the band 20 the subject (e.g., wrist) by turning around a to fix the main body to the wrist of the subject be able to.

脈拍測定装置1の本体10は、被測定者の被測定部位(図示しない)に対して密着して配置されて被測定部位との接触面を形成する下面13と、当該下面13の反対側に位置する上面11と、を有する。本体10は、下面13に沿った面方向に関して、そのサイズが小さく構成されたくびれ形状wを有する(図1B)。   The main body 10 of the pulse measuring device 1 is disposed in close contact with a measurement target region (not shown) of the measurement subject, and forms a contact surface with the measurement target region on the opposite side of the lower surface 13. And a top surface 11 located. The main body 10 has a constricted shape w whose size is small with respect to the surface direction along the lower surface 13 (FIG. 1B).

脈拍測定装置1の本体10は、下面13の側に配置されて被測定者の脈拍を測定する脈波センサとしての脈波センサ部15と、上面11の側に配置されて脈波センサ部15によって測定された脈拍に関する情報を表示する表示部14と、を備える。下面13の側に配置された脈波センサ部15は、測定光(例えば赤外光又は近赤外光)を発光する発光ダイオードのような発光素子16と、フォトダイオード又はフォトトランジスタのような受光素子17と、を備える光学式センサである。発光素子16は、被測定部位に向けて或る発光強度で光を照射する発光部として働く。また、受光素子17は、被測定部位からの反射光又は透過光を受光する受光部として働く。 Body 10 of the pulse measuring device 1 includes a pulse wave sensor unit 15 as a pulse wave sensor which is arranged on the side of the lower surface 13 by measuring the pulse rate of the subject, is disposed on the side of the upper surface 11 pulse wave sensor unit 15 And a display unit 14 for displaying information related to the pulse measured by. The pulse wave sensor unit 15 disposed on the lower surface 13 side includes a light emitting element 16 such as a light emitting diode that emits measurement light (for example, infrared light or near infrared light), and light reception such as a photodiode or a phototransistor. An optical sensor including the element 17. The light emitting element 16 functions as a light emitting unit that irradiates light with a certain light emission intensity toward the measurement site. The light receiving element 17 functions as a light receiving unit that receives reflected light or transmitted light from the measurement site.

本体10が被測定部位3に密着して配置された状態で、発光素子16から発せられた測定光(例えば赤外光又は近赤外光)を被測定部位の皮下にある血管(たとえば、動脈)に照射すると、動脈を流れる赤血球によって照射光が反射され、この反射光が受光素子17で受光される。受光素子17で受光される反射光の光量は、動脈の脈動に応じて変化する。したがって、当該脈波センサ部15により、脈波情報を検出して脈拍数を計測することができる。なお、図1では、脈波センサ部15が下面13に接するように配置されているが、脈波センサ部15が本体10の内部に配置されるとともに、本体10の内部に配置された脈波センサ部15と本体10の下面13と連通する空間部を備える構成であってもよい。また、図1Aおよび図1Bに示した脈拍測定装置1は、脈波センサ部15が発光素子16と発光素子16の近傍に配置された受光素子17とから構成されて、被測定部位3からの反射光を検出するタイプのものを例示しているが、脈波センサ部15が発光素子16と発光素子16に対して対向配置された受光素子17とから構成されて、被測定部位3を透過した透過光を検出するタイプとすることもできる。 In a state where the main body 10 is disposed in close contact with the measurement site 3, measurement light (for example, infrared light or near-infrared light) emitted from the light emitting element 16 is transmitted to a blood vessel (for example, an artery) under the measurement site. ) Is reflected by red blood cells flowing through the artery, and the reflected light is received by the light receiving element 17. The amount of reflected light received by the light receiving element 17 changes according to the pulsation of the artery. Therefore, the pulse wave sensor unit 15 can detect the pulse wave information and measure the pulse rate. In FIG. 1, the pulse wave sensor unit 15 is arranged so as to be in contact with the lower surface 13, but the pulse wave sensor unit 15 is arranged inside the main body 10 and the pulse wave arranged inside the main body 10. The structure provided with the space part connected with the sensor part 15 and the lower surface 13 of the main body 10 may be sufficient. 1A and 1B includes a pulse wave sensor unit 15 including a light emitting element 16 and a light receiving element 17 disposed in the vicinity of the light emitting element 16, and Although the type of detecting the reflected light is illustrated, the pulse wave sensor unit 15 is composed of a light emitting element 16 and a light receiving element 17 arranged to face the light emitting element 16, and passes through the measurement site 3. It is also possible to use a type that detects transmitted light.

この脈拍測定装置1では、脈波センサとして光電式センサからなる脈波センサ部15を備えているので、簡単な構成で、脈拍を含む脈波情報を精度よく検知することができる。 Since this pulse measuring device 1 includes the pulse wave sensor unit 15 including a photoelectric sensor as a pulse wave sensor, it is possible to accurately detect pulse wave information including the pulse with a simple configuration.

表示部14が、本体10の上面11のに配置されている。表示部14は、表示画面(例えば、LCD(Liquid Crystal Display)またはEL(Electroluminescence)ディスプレイなど)を含む。表示部14は、被測定者の脈拍に関する情報(例えば、脈拍数)等を表示画面に表示する。当該表示画面の制御は、表示制御部として機能する制御部31(CPU)(後述)によって行われる。 The display unit 14 is disposed on the upper surface 11 side of the main body 10. The display unit 14 includes a display screen (for example, an LCD (Liquid Crystal Display) or an EL (Electroluminescence) display). The display unit 14 displays information (for example, the pulse rate) on the measurement subject's pulse on the display screen. The display screen is controlled by a control unit 31 (CPU) (described later) that functions as a display control unit.

本体10を被測定者の被測定部位3に取り付けるためのバンド20は、本体10を密着保持するための本体保持部21と、被測定部位を取り巻くための取り巻き部25と、を有する。   The band 20 for attaching the main body 10 to the measurement site 3 of the person to be measured has a main body holding portion 21 for tightly holding the main body 10 and a surrounding portion 25 for surrounding the measurement site.

本体保持部21には、本体10のくびれ形状wの外形サイズと略一致するように開口部が形成され、これにより、くびれ形状wの部分にて、本体10とバンド20とが係合している。   An opening is formed in the main body holding portion 21 so as to substantially match the outer size of the constricted shape w of the main body 10, whereby the main body 10 and the band 20 are engaged with each other at the constricted shape w portion. Yes.

本体保持部21の一端部には、略矩形形状に屈折されたバックル部材22が取り付けられている。バックル部材22の穴23を通して、取り巻き部25の端部24が被測定部位3から外向きに挿通され、折り返されている。   A buckle member 22 refracted into a substantially rectangular shape is attached to one end of the main body holding portion 21. Through the hole 23 of the buckle member 22, the end portion 24 of the winding portion 25 is inserted outward from the measurement site 3 and folded.

取り巻き部25のうち端部24以外の部分には、外側面(被測定部位3に接する内側面と反対の面)に長手方向に延びる長めの雌側面ファスナーが設けられており、雌側面ファスナーは、端部24に取り付けられた雄側面ファスナー26と着脱自在に係合している。   A portion of the surrounding portion 25 other than the end portion 24 is provided with a long female side fastener extending in the longitudinal direction on the outer side surface (the surface opposite to the inner side surface in contact with the measurement site 3). The male side fastener 26 attached to the end 24 is detachably engaged.

このようにして、バンド20によって、本体10が被測定部位3に対して密着して保持されている。   In this way, the main body 10 is held in close contact with the measurement site 3 by the band 20.

図2は、脈拍測定装置1の機能的なブロック構成を示している。この脈拍測定装置1の本体10は、制御部(CPU)31と、記憶部32と、表示部14と、操作部34と、脈波センサ部15と、体動センサ部33と、を含む。脈拍測定装置1は、さらに、図示しない通信部を含んでもよい。その場合、脈拍測定装置1は、図示しない外部の装置との間で、データ通信を行うことができる。   FIG. 2 shows a functional block configuration of the pulse measuring device 1. The main body 10 of the pulse measuring device 1 includes a control unit (CPU) 31, a storage unit 32, a display unit 14, an operation unit 34, a pulse wave sensor unit 15, and a body motion sensor unit 33. The pulse measuring device 1 may further include a communication unit (not shown). In that case, the pulse measuring device 1 can perform data communication with an external device (not shown).

制御部31は、CPU(Central Processing Unit;中央演算処理装置)およびその補助回路を含み、脈拍測定装置1を構成する各部を制御し、記憶部32に記憶されたプログラムおよびデータに従って各種の処理を実行する。すなわち、制御部(CPU)31は、操作部34、脈波センサ部15、体動センサ部33、および、図示しない通信部から入力されたデータを処理し、処理したデータを、記憶部32に記憶させたり、表示部14で表示させたり、通信部から出力させたりする。   The control unit 31 includes a CPU (Central Processing Unit) and its auxiliary circuit, controls each part of the pulse measuring device 1, and performs various processes according to programs and data stored in the storage unit 32. Run. That is, the control unit (CPU) 31 processes data input from the operation unit 34, pulse wave sensor unit 15, body motion sensor unit 33, and communication unit (not shown), and stores the processed data in the storage unit 32. They are stored, displayed on the display unit 14, or output from the communication unit.

記憶部32は、制御部(CPU)31でプログラムを実行するために必要な作業領域として用いられるRAM(Random Access Memory)と、制御部(CPU)31で実行するための基本的なプログラムを記憶するためのROM(Read Only Memory)と、を含む。また、記憶部32の記憶領域を補助するための補助記憶装置の記憶媒体として、半導体メモリ(メモリカード、SSD(Solid State Drive))などを用いることができる。この記憶部32は、被測定者毎に、脈波センサ部15によって検知された被測定者の脈拍を表す脈波信号(特にそのAC成分)を時系列で格納することができる。   The storage unit 32 stores a RAM (Random Access Memory) used as a work area necessary for executing a program by the control unit (CPU) 31 and a basic program to be executed by the control unit (CPU) 31. ROM (Read Only Memory). A semiconductor memory (memory card, SSD (Solid State Drive)) or the like can be used as a storage medium of an auxiliary storage device for assisting the storage area of the storage unit 32. The storage unit 32 can store, in time series, a pulse wave signal (particularly its AC component) representing the pulse of the measurement subject detected by the pulse wave sensor unit 15 for each measurement subject.

操作部34は、例えば、脈拍測定装置1の電源をON又はOFFするために操作される電源スイッチと、被測定者毎の測定結果を記憶部32に保存するためにいずれの被測定者であるか、あるいは、どのような測定を行うか、を選択するために操作される操作スイッチと、を備える。なお、操作部34は、本体10の上面11の側あるいは側面12に設置することができる。   The operation unit 34 is, for example, a power switch operated to turn on or off the power of the pulse measuring device 1 and any person to be measured for storing the measurement result for each person to be measured in the storage unit 32. Or an operation switch operated to select what kind of measurement is to be performed. The operation unit 34 can be installed on the upper surface 11 side or the side surface 12 of the main body 10.

このように、脈拍測定装置1は、単独の装置として構成することが可能である。だが、図示しない通信部を備えることによって、ネットワーク上でも使用可能である。   Thus, the pulse measuring device 1 can be configured as a single device. However, it can also be used on a network by providing a communication unit (not shown).

図示しない通信部は、有線又は無線のネットワークを介して、制御部(CPU)31によって生成されたデータや記憶部32に格納されていたデータをサーバへ送信したり、サーバの制御部(図示しない)によって生成されたデータやサーバの記憶部(図示しない)に格納されていたデータを受信したりするために用いられる。ここで、サーバとあるのは、通常のサーバに加えて、例えば、パーソナルコンピュータのような据え置き型端末、あるいは、携帯電話やスマートフォンやPDA(パーソナル・デジタル・アシスタンツ)やタブレット(tablet)、および、テレビ等のAV機器のリモートコントローラのような携帯型端末、ならびに、テレビ等のAV機器に内蔵されたコンピュータを含む広い概念を意味している。   A communication unit (not shown) transmits data generated by the control unit (CPU) 31 and data stored in the storage unit 32 to a server or a control unit (not shown) of the server via a wired or wireless network. ) And data stored in a storage unit (not shown) of the server. Here, in addition to a normal server, a server is, for example, a stationary terminal such as a personal computer, a mobile phone, a smartphone, a PDA (Personal Digital Assistance), a tablet (tablet), and It means a broad concept including a portable terminal such as a remote controller of an AV device such as a television and a computer built in the AV device such as a television.

なお、脈拍測定装置1の各部へ、図示しない電源から、操作部34の電源スイッチに対するユーザの操作に応じて電力が供給される。   In addition, electric power is supplied to each part of the pulse measuring device 1 from a power source (not shown) according to a user operation on the power switch of the operation unit 34.

図3は、この脈拍測定装置1の脈波センサ部15の回路構成を例示している。この脈波センサ部15は、CPU31の制御の下で動作することにより脈波センサ部15の動作を制御する脈波センサコントローラ41を備える。   FIG. 3 illustrates a circuit configuration of the pulse wave sensor unit 15 of the pulse measuring device 1. The pulse wave sensor unit 15 includes a pulse wave sensor controller 41 that controls the operation of the pulse wave sensor unit 15 by operating under the control of the CPU 31.

脈波センサコントローラ41は、パルス駆動回路42を制御して発光素子16をパルス駆動させる。つまり、パルス駆動回路42は、脈波センサコントローラ41から供給された駆動パルスに応じてnpn形のトランジスタがスイッチングされることにより、発光素子16の発光状態(周波数とデューティ)を制御する。   The pulse wave sensor controller 41 controls the pulse driving circuit 42 to drive the light emitting element 16 in pulses. That is, the pulse drive circuit 42 controls the light emission state (frequency and duty) of the light emitting element 16 by switching the npn transistor in accordance with the drive pulse supplied from the pulse wave sensor controller 41.

また、脈波センサコントローラ41は、発光強度制御回路43を制御して発光素子16の発光強度(すなわち駆動電流)を制御する。つまり、発光強度制御回路43は、CPU31に制御された脈波センサコントローラ41からの発光強度制御信号に応じて可変抵抗の抵抗値が変更されることにより該抵抗値によって規定される駆動電流で発光素子16を駆動して、発光素子16の発光強度を制御する。すなわち、発光素子16を流れる駆動電流が大きくなるほど、発光素子16の発光強度(すなわち発光光量)が大きくなる。   The pulse wave sensor controller 41 controls the light emission intensity control circuit 43 to control the light emission intensity (that is, the drive current) of the light emitting element 16. That is, the light emission intensity control circuit 43 emits light with a drive current defined by the resistance value by changing the resistance value of the variable resistor in accordance with the light emission intensity control signal from the pulse wave sensor controller 41 controlled by the CPU 31. The element 16 is driven to control the light emission intensity of the light emitting element 16. That is, as the drive current flowing through the light emitting element 16 increases, the light emission intensity (that is, the amount of emitted light) of the light emitting element 16 increases.

受光素子17は、受光した光の強さに応じた光電出力を出力する。脈波センサコントローラ41は上述のようにして発光素子16を制御するとともに、受光感度調整回路44を制御して受光素子17の受光感度(すなわち光電出力のゲイン)を制御する。受光感度調整回路44は、CPU31に制御された脈波センサコントローラ41からの光電出力制御信号に応じて、その可変抵抗の抵抗値を増減させることで、受光素子17からの光電出力(図5Aにおける脈波DC成分PDC)の大きさを調整する。 The light receiving element 17 outputs a photoelectric output corresponding to the intensity of the received light. The pulse wave sensor controller 41 controls the light emitting element 16 as described above, and also controls the light receiving sensitivity adjustment circuit 44 to control the light receiving sensitivity of the light receiving element 17 (that is, the photoelectric output gain). The light receiving sensitivity adjustment circuit 44 increases or decreases the resistance value of the variable resistor in accordance with the photoelectric output control signal from the pulse wave sensor controller 41 controlled by the CPU 31 to thereby output the photoelectric output from the light receiving element 17 (in FIG. 5A). The magnitude of the pulse wave DC component P DC ) is adjusted.

なお、ここでは、受光素子17からの光電出力を、脈波DC成分PDCと呼んでいる。実際には、受光素子17から出力される光電出力は一定レベル(DC成分)にAC成分が重畳された脈流であるが、その脈動の大きさは光電出力の大きさに較べて極めて小さいため、ここでは、受光素子17からの光電出力を、脈波DC成分PDCとも呼ぶこととする。 Here, the photoelectric output from the light receiving element 17 is called a pulse wave DC component P DC. Actually, the photoelectric output output from the light receiving element 17 is a pulsating flow in which an AC component is superimposed on a certain level (DC component), but the magnitude of the pulsation is extremely small compared to the magnitude of the photoelectric output. here, the photoelectric output from the light receiving element 17, also referred to as the pulse wave DC component P DC.

受光素子17からの光電出力(図5Aにおける脈波DC成分PDC)は、二手に分岐されて、一方がバンドパスフィルタ(BPF)45に入力され、他方がA/D変換回路(DC成分用ADC)47Dに入力される。 The photoelectric output from the light receiving element 17 (pulse wave DC component P DC in FIG. 5A) is bifurcated, one is input to the bandpass filter (BPF) 45, and the other is the A / D conversion circuit (for DC component). ADC) 47D.

BPF45は、受光素子17からの光電出力PDCからAC成分を取り出す作用を有し、増幅器46は、BPF45からの出力を増幅する作用を有する。BPF45の通過帯域は、ヒトの一般的な脈拍数の範囲(30BPM〜300BPM)に対応した周波数帯域(0.5Hz〜5Hz)を含めばよい。増幅器46からは、光電出力PDCのAC成分(図5Aにおける脈波AC成分PS(t))が出力され、該出力は、A/D変換回路(AC成分用ADC)47Aに入力される。 BPF 45 has a function of taking out the AC component from the photoelectric output P DC from the light receiving element 17, the amplifier 46 has the effect of amplifying the output from the BPF 45. The pass band of the BPF 45 may include a frequency band (0.5 Hz to 5 Hz) corresponding to a general human pulse rate range (30 BPM to 300 BPM). From the amplifier 46, the photoelectric output P DC AC component (pulse wave AC component PS in FIG. 5A (t)) is output, the output is input to the A / D converter (ADC for AC component) 47A.

受光素子17から出力された光電信号PDCは、A/D変換回路47Dを経て、アナログ信号からデジタル信号に変換され、ADC47Aの出力からは脈波AC成分PS(t)のデジタル信号がCPU31に入力される。脈波AC成分PS(t)のデジタル信号は、後述するように、被測定者の脈拍数の算出、および、探索強度範囲の決定に用いられる。ADC47Dの出力からは、光電信号(脈波DC成分PDC)がCPU31に入力されて、発光強度を制御するためのパラメータ等の演算処理に用いられる。 The photoelectric signal P DC output from the light receiving element 17 via the A / D conversion circuit 47D, is converted from an analog signal to a digital signal, the digital signal is CPU31 of the pulse wave AC component PS (t) from the output of ADC47A Entered. The digital signal of the pulse wave AC component PS (t) is used for calculating the pulse rate of the measurement subject and determining the search intensity range, as will be described later. From the output of the ADC 47D, a photoelectric signal (pulse wave DC component P DC ) is input to the CPU 31 and used for arithmetic processing such as a parameter for controlling the emission intensity.

なお、本例では、ADC47A(AC成分用ADC)およびADC変換回路47D(DC成分用ADC)から出力されるデジタル信号がCPU31へ入力されるが、ADC47A,47Dは、CPU31に内蔵された態様であってもよい。   In this example, digital signals output from the ADC 47A (AC component ADC) and the ADC conversion circuit 47D (DC component ADC) are input to the CPU 31, but the ADCs 47A and 47D are incorporated in the CPU 31. There may be.

体動センサ部33は、加速度センサ48を備える。加速度センサ48は、被測定部位に作用する加速度の大きさを測定し、測定結果を増幅器49へ出力する。増幅器49の出力は、A/D変換回路(ADC)50へ入力され、ADC50からは、加速度の情報を含んだデジタル信号がCPU31へ入力される。ここでは、加速度センサ48に作用する加速度の大きさは、被測定者が行う運動の強度とよく対応していると考え、加速度センサ48の出力を、被測定者が行っている運動の強度を表す運動強度信号として利用する。   The body motion sensor unit 33 includes an acceleration sensor 48. The acceleration sensor 48 measures the magnitude of acceleration acting on the measurement site and outputs the measurement result to the amplifier 49. The output of the amplifier 49 is input to an A / D conversion circuit (ADC) 50, and a digital signal including acceleration information is input to the CPU 31 from the ADC 50. Here, the magnitude of the acceleration acting on the acceleration sensor 48 is considered to correspond well with the intensity of the exercise performed by the measurement subject, and the output of the acceleration sensor 48 is expressed as the intensity of the exercise performed by the measurement subject. Use as an exercise intensity signal to represent.

この脈拍測定装置1は、全体として、図4に示す脈拍測定方法のフローに従って動作する。   This pulse measuring device 1 operates as a whole according to the flow of the pulse measuring method shown in FIG.

概略的には、脈拍測定装置1は、まず、測定開始時に、安静状態にある被測定者の脈拍数(安静時脈拍数)を算出する。そして、脈拍測定装置1は、次回の測定周期においては、安静時脈拍数にもとづいて、周波数領域で表された脈波信号(より具体的には、脈波AC成分)におけるスペクトル強度のピークを探索するべき周波数範囲(探索周波数範囲)と、脈波信号(より具体的には、脈波AC成分)におけるスペクトル強度のピークを探索するべき強度範囲(探索強度範囲)を決定し、探索強度範囲および探索周波数範囲の共通範囲に存在するスペクトル強度のピークを抽出し、抽出された強度ピークの周波数にもとづいて被測定者の脈拍数を算出する。それ以降の測定周期では、脈拍測定装置1は、体動センサ部から出力される被測定者が行っている運動の強度を表す運動強度信号に応じて探索周波数範囲を前回の測定で用いた探索周波数範囲からずらすとともに算出した脈拍数に応じて探索強度範囲を前回の測定で用いた探索強度範囲からずらし、探索周波数範囲および探索強度範囲にもとづいてその共通範囲を再設定して当該範囲内でスペクトル強度のピークを抽出することにより、前回の測定周期において算出された脈拍数からの脈拍数の変化を追跡するようにして今回の測定周期における脈拍数を算出する。   Schematically, the pulse measuring device 1 first calculates the pulse rate (resting pulse rate) of a measurement subject who is in a resting state at the start of measurement. Then, in the next measurement cycle, the pulse measuring device 1 determines the peak of the spectral intensity in the pulse wave signal (more specifically, the pulse wave AC component) expressed in the frequency domain based on the pulse rate at rest. The frequency range to be searched (search frequency range) and the intensity range (search intensity range) to search for the peak of the spectrum intensity in the pulse wave signal (more specifically, the pulse wave AC component) are determined, and the search intensity range And the peak of the spectrum intensity which exists in the common range of the search frequency range is extracted, and the pulse rate of the measurement subject is calculated based on the frequency of the extracted intensity peak. In the subsequent measurement cycle, the pulse measurement device 1 uses the search frequency range in the previous measurement according to the exercise intensity signal that is output from the body motion sensor unit and represents the intensity of the exercise performed by the measurement subject. The search intensity range is shifted from the search intensity range used in the previous measurement according to the calculated pulse rate and shifted from the frequency range, and the common range is reset based on the search frequency range and the search intensity range. By extracting the peak of the spectrum intensity, the pulse rate in the current measurement cycle is calculated so as to track the change in the pulse rate from the pulse rate calculated in the previous measurement cycle.

i) まず、ステップS1に示すように、安静状態での脈拍数を測定するため、CPU31は、体動センサ部33から出力される運動強度信号に基づいて被測定者が安静状態にあるか否か、を判断する。CPU31が、被測定者が安静状態にあると判断した場合(ステップS1における「YES」)、処理は、ステップS2に進む。そうでない場合、CPU31は、ステップS1を予め設定された周期で繰り返す。なお、ステップS1においては、CPU31は、脈波センサ部から取得した脈波信号(脈波AC成分PS(t))の周波数スペクトルを求め、スペクトル強度分布の形状から被測定者が安静状態にあるか否かを判断してもよい。   i) First, as shown in step S1, in order to measure the pulse rate in a resting state, the CPU 31 determines whether or not the subject is resting based on the exercise intensity signal output from the body motion sensor unit 33. To determine. If the CPU 31 determines that the measurement subject is in a resting state (“YES” in step S1), the process proceeds to step S2. Otherwise, the CPU 31 repeats step S1 at a preset cycle. In step S1, the CPU 31 obtains the frequency spectrum of the pulse wave signal (pulse wave AC component PS (t)) acquired from the pulse wave sensor unit, and the measurement subject is in a resting state from the shape of the spectrum intensity distribution. It may be determined whether or not.

ii) 次に、ステップS2に示すように、CPU31は、脈波センサ部15から被測定者の脈拍を表す安静時の脈波信号(脈波AC成分PS(t))を取得するデータ取得部として動作する。より具体的には、データ取得部として動作するCPU31は、光電信号PDCに含まれるAC成分PS(t)を取得する。(図5Aおよび図5B参照。) ii) Next, as shown in step S <b> 2, the CPU 31 acquires a resting pulse wave signal (pulse wave AC component PS (t)) representing the pulse of the measurement subject from the pulse wave sensor unit 15. Works as. More specifically, CPU 31 that operates as a data acquisition unit acquires the AC component PS (t) contained in the photoelectric signal P DC. (See FIGS. 5A and 5B.)

図5Aは、受光素子17から出力される光電信号(脈波DC成分PDC)の一例を示す図である。図5Aでは、横軸が時間(秒)を表し、縦軸が脈波DC成分PDCの強度(単位は任意)を表す。光電信号(脈波DC成分PDC)は、上述のように、微小なAC成分を含んだ脈流である。すなわち、脈波DC成分PDCは、組織や滞留している血液などに吸収及び散乱された光からに起因する、周期的に変動しない一定レベルの成分(直流成分)に、生体の脈動(すなわち血液の脈波)を反映して周期的に変動する成分(交流成分)PS(t)が重畳された脈流として出力される。なお、通常は、一定レベルの成分(直流成分)の大きさに比して、周期的に変動する脈波AC成分PS(t)の大きさ(振幅)は2桁程度小さい。このため、光電信号(脈波DC成分PDC)から脈波AC成分PS(t)を取り出して、データとして取り扱えるように増幅するのが望ましい。本例では、増幅器46はオペアンプを含み、CPU31の制御の下、入力抵抗と帰還抵抗との抵抗比を調整することによって、脈波AC成分の増幅ゲインを制御する。増幅器46から出力された脈波AC成分PS(t)は、ADC47Aを経て、デジタル信号の脈波AC成分PS(t)となってCPU31に入力される。 FIG. 5A is a diagram illustrating an example of a photoelectric signal (pulse wave DC component P DC ) output from the light receiving element 17. 5A, the horizontal axis indicates time expressed in seconds and the vertical axis represents the intensity of pulse wave DC component P DC (in arbitrary units). As described above, the photoelectric signal (pulse wave DC component P DC ) is a pulsating flow including a minute AC component. That is, the pulse wave DC component P DC is caused by pulsation of the living body (that is, a direct current component) that does not vary periodically due to light absorbed and scattered by tissues and staying blood. It is output as a pulsating flow in which a component (AC component) PS (t) that periodically changes reflecting the pulse wave of blood) is superimposed. Normally, the magnitude (amplitude) of the pulse wave AC component PS (t) that varies periodically is about two orders of magnitude smaller than the magnitude of the component (DC component) at a certain level. Therefore, it is desirable to extract the pulse wave AC component PS (t) from the photoelectric signal (pulse wave DC component P DC ) and amplify it so that it can be handled as data. In this example, the amplifier 46 includes an operational amplifier, and controls the amplification gain of the pulse wave AC component by adjusting the resistance ratio between the input resistance and the feedback resistance under the control of the CPU 31. The pulse wave AC component PS (t) output from the amplifier 46 passes through the ADC 47A and becomes a pulse wave AC component PS (t) of a digital signal and is input to the CPU 31.

図5Bは、CPU31に入力される脈波AC成分PS(t)の波形を例示している。なお、図5Bでは、横軸が時間(秒)を表し、縦軸が脈波AC成分PS(t)の強度(単位は任意)を表す。脈波AC成分PS(t)は、生体の脈動(すなわち血液の脈波)に応じて周期的に変化している。つまり、脈波AC成分PS(t)は、被測定者の脈拍を表す脈波信号である。この脈波AC成分PS(t)は、図2中に示した記憶部32に、時系列で記憶される。   FIG. 5B illustrates the waveform of the pulse wave AC component PS (t) input to the CPU 31. In FIG. 5B, the horizontal axis represents time (seconds), and the vertical axis represents the intensity (unit is arbitrary) of the pulse wave AC component PS (t). The pulse wave AC component PS (t) periodically changes according to the pulsation of the living body (that is, the pulse wave of blood). That is, the pulse wave AC component PS (t) is a pulse wave signal representing the pulse of the measurement subject. The pulse wave AC component PS (t) is stored in time series in the storage unit 32 shown in FIG.

iii) 次に、図4のステップS3に示すように、CPU31は、記憶部32に記憶された時間領域の安静時の脈波信号(脈波AC成分PS(t))を周波数領域に変換し、脈波信号(脈波AC成分PS(t))の周波数スペクトル(PS(f))を求める周波数変換部として動作する。より具体的には、周波数変換部として動作するCPU31は、記憶部32に記憶された時間領域の安静時の脈波信号(脈波AC成分PS(t))を周波数領域に変換して、安静時の脈波AC成分の周波数スペクトルPS(f)を求める。この例では、CPU31は、周波数変換として動作することにより、安静時の脈波信号(脈波AC成分PS(t))について高速フーリエ変換(FFT)を行う。CPU31は、図7(b)に例示するように、時系列で記憶部32に記憶された安静時の脈波AC成分PS(t)の予め定められた或る長さの期間Td(たとえば、16秒間、8秒間、4秒間等)に含まれる安静時のAC成分PS(t)の周波数スペクトルPS(f)を求める。   iii) Next, as shown in step S3 of FIG. 4, the CPU 31 converts the pulse wave signal (pulse wave AC component PS (t)) in the time domain stored in the storage unit 32 into the frequency domain. , And operates as a frequency converter that obtains the frequency spectrum (PS (f)) of the pulse wave signal (pulse wave AC component PS (t)). More specifically, the CPU 31 that operates as a frequency conversion unit converts the resting pulse wave signal (pulse wave AC component PS (t)) stored in the storage unit 32 into the frequency domain, The frequency spectrum PS (f) of the pulse wave AC component at the time is obtained. In this example, the CPU 31 performs fast Fourier transform (FFT) on the resting pulse wave signal (pulse wave AC component PS (t)) by operating as frequency conversion. As illustrated in FIG. 7B, the CPU 31 determines a period Td (for example, a predetermined length) of the pulse wave AC component PS (t) at rest stored in the storage unit 32 in time series. The frequency spectrum PS (f) of the AC component PS (t) at rest included in 16 seconds, 8 seconds, 4 seconds, etc.) is obtained.

図6は、周波数領域に変換された安静時の脈波AC成分PS(f)の一例を示す図である。図6では、横軸が脈拍数(単位は、BPM(30BPMが、0.5Hzに相当する。))を表し、縦軸がスペクトル強度(単位は任意)を表す。この例では、周波数領域に変換された安静時のAC成分PS(f)には、およそ60BPMに大きなピークが見られる。およそ120BPM、およそ180BPMには、その高調波成分が現れている。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a resting pulse wave AC component PS (f) converted into the frequency domain. In FIG. 6, the horizontal axis represents the pulse rate (the unit is BPM (30 BPM is equivalent to 0.5 Hz)), and the vertical axis is the spectrum intensity (the unit is arbitrary). In this example, the resting AC component PS (f) converted to the frequency domain has a large peak at about 60 BPM. The harmonic components appear at about 120 BPM and about 180 BPM.

iv) 次に、図4のステップS4に示すように、CPU31は、周波数スペクトルの設定された探索周波数範囲において強度ピークを抽出するピーク抽出部として動作する。測定開始時には(安静状態にある被測定者の脈拍数(安静時脈拍数)を求める場合には)、探索周波数範囲は、全周波数範囲(たとえば、30BPM〜300BPM、すなわち、0.5Hz〜5Hz)としてよい。図6の例では、CPU31は、およそ60BPMにおいて周波数スペクトルPS(f)の強度ピークを抽出する。CPU31は、およそ120BPM、およそ180BPMにおける比較的小さな強度ピークについては、およそ60BPMに現れた強度ピークの高調波成分であるとみなして捨てる。次に、CPU31は、抽出された強度ピークの周波数に応じて被測定者の安静時の脈拍数を求める脈拍数算出部として動作することにより、抽出された強度ピークの周波数(図6の場合は、1Hz)に応じて被測定者の安静時脈拍数はおよそ60BPMであると判断する。   iv) Next, as shown in step S4 of FIG. 4, the CPU 31 operates as a peak extraction unit that extracts an intensity peak in a search frequency range in which a frequency spectrum is set. At the start of measurement (when obtaining the pulse rate (resting pulse rate) of the subject in a resting state), the search frequency range is the entire frequency range (for example, 30 BPM to 300 BPM, that is, 0.5 Hz to 5 Hz). As good as In the example of FIG. 6, the CPU 31 extracts the intensity peak of the frequency spectrum PS (f) at approximately 60 BPM. The CPU 31 discards a relatively small intensity peak at approximately 120 BPM and approximately 180 BPM as a harmonic component of an intensity peak that appears at approximately 60 BPM. Next, the CPU 31 operates as a pulse rate calculation unit that obtains the pulse rate of the measurement subject at rest according to the frequency of the extracted intensity peak, whereby the frequency of the extracted intensity peak (in the case of FIG. 6). 1 Hz), the measurement subject's resting pulse rate is determined to be approximately 60 BPM.

v) 次に、図4のステップS5に示すように、CPU31は、前記周波数スペクトルの周波数軸において、強度ピークを探索するための探索周波数範囲を設定する探索周波数範囲設定部として動作する。具体的には、探索周波数範囲設定部として動作するCPU31は、前回の測定において算出された脈拍数(ここでは、安静時の脈拍数(およそ60BPM))に対し予め定められた比率範囲(たとえば、プラスマイナス20%以内)に含まれる値を、次回の測定周期のための前記探索周波数範囲に設定する。たとえば、CPU31は、前回の測定周期において算出された脈拍数(安静時脈拍数)に対してプラスマイナス20%以内にある値の範囲を次回の測定周期のための探索周波数範囲に設定する。図6のように前回の測定周期において算出された脈拍数が60BPMであれば、48BPM〜72BPMの範囲が次回の測定周期のための探索周波数範囲として設定される。   v) Next, as shown in step S5 of FIG. 4, the CPU 31 operates as a search frequency range setting unit that sets a search frequency range for searching for an intensity peak on the frequency axis of the frequency spectrum. Specifically, the CPU 31 that operates as the search frequency range setting unit has a ratio range (for example, a predetermined rate range) with respect to the pulse rate calculated in the previous measurement (here, the pulse rate at rest (approximately 60 BPM)). A value included in (within plus or minus 20%) is set in the search frequency range for the next measurement cycle. For example, the CPU 31 sets a range of values within plus or minus 20% with respect to the pulse rate (resting pulse rate) calculated in the previous measurement cycle as the search frequency range for the next measurement cycle. If the pulse rate calculated in the previous measurement cycle is 60 BPM as shown in FIG. 6, the range of 48 BPM to 72 BPM is set as the search frequency range for the next measurement cycle.

vi) 次に、図4のステップS6に示すように、CPU31は、前記周波数スペクトルの強度軸において、強度ピークを探索するための探索強度範囲を設定する探索強度範囲設定部として動作する。具体的には、探索強度範囲設定部として動作するCPU31は、前回の測定において算出された脈拍数(ここでは、安静時の脈拍数(およそ60BPM))における強度ピーク値に対し予め定められた比率範囲(たとえば、プラスマイナス20%以内)に含まれる強度ピーク値を、次回の測定周期のための前記探索強度範囲に設定する。たとえば、CPU31は、図6のように前回の測定周期において算出された脈拍数が60BPMであれば、周波数スペクトルPS(f)の60BPMでの強度値1(単位は任意)のプラスマイナス20%の範囲0.8〜1.2(単位は任意)が次回の測定のための探索強度範囲として設定される。   vi) Next, as shown in step S6 of FIG. 4, the CPU 31 operates as a search intensity range setting unit that sets a search intensity range for searching for an intensity peak on the intensity axis of the frequency spectrum. Specifically, the CPU 31 operating as the search intensity range setting unit has a predetermined ratio with respect to the intensity peak value in the pulse rate calculated in the previous measurement (here, the pulse rate at rest (approximately 60 BPM)). An intensity peak value included in a range (for example, within plus or minus 20%) is set as the search intensity range for the next measurement cycle. For example, if the pulse rate calculated in the previous measurement cycle is 60 BPM as shown in FIG. 6, the CPU 31 has a plus or minus 20% intensity value 1 (unit is arbitrary) at 60 BPM of the frequency spectrum PS (f). A range of 0.8 to 1.2 (arbitrary unit) is set as a search intensity range for the next measurement.

以降、図4のステップS7〜ステップS17にわたる処理ループは、測定開始時から数えて2回目以降の脈拍数測定にかかる処理フローである。ステップS7からステップS17に至る一連の処理が、1回の脈拍数測定で実施される。この一連の処理は、測定終了まで、所定の測定周期で(たとえば、5秒間隔(図7における時間間隔Ts))で実施される。脈拍測定装置1は、測定開始時から数えて2回目以降の脈拍数測定においては、体動センサ部33から出力される運動強度信号にもとづいて、必要に応じて探索周波数範囲を前回の探索周波数範囲からずらすとともに、算出した脈拍数に応じて探索強度範囲を直前の測定で用いた探索強度範囲からずらし、探索周波数範囲および探索強度範囲にもとづいてその共通範囲を変化させる。ピーク抽出部として動作するCPU31は、そのようにして求めた、探索周波数範囲と探索強度範囲の共通範囲に強度値が含まれるようなスペクトル強度ピークを抽出し、脈拍数算出部として動作するCPU31が、抽出されたピークの周波数に応じて、脈拍数を算出する。   Hereinafter, the processing loop from step S7 to step S17 in FIG. 4 is a processing flow related to the pulse rate measurement for the second and subsequent times from the start of measurement. A series of processing from step S7 to step S17 is performed by one pulse rate measurement. This series of processing is performed at a predetermined measurement cycle (for example, at intervals of 5 seconds (time interval Ts in FIG. 7)) until the end of measurement. The pulse measuring device 1 sets the search frequency range to the previous search frequency as necessary based on the exercise intensity signal output from the body motion sensor unit 33 in the second and subsequent pulse rate measurements from the start of measurement. In addition to shifting from the range, the search intensity range is shifted from the search intensity range used in the previous measurement according to the calculated pulse rate, and the common range is changed based on the search frequency range and the search intensity range. The CPU 31 that operates as a peak extraction unit extracts a spectrum intensity peak that is obtained in this way and includes an intensity value in the common range of the search frequency range and the search intensity range, and the CPU 31 that operates as a pulse rate calculation unit. The pulse rate is calculated according to the frequency of the extracted peak.

vii) 図4のステップS7に示すように、CPU31は、運動強度取得部として動作し、体動センサ部33から被測定者が行っている運動の強度を表す運動強度信号を取得する。   vii) As shown in step S <b> 7 of FIG. 4, the CPU 31 operates as an exercise intensity acquisition unit, and acquires from the body motion sensor unit 33 an exercise intensity signal representing the intensity of exercise performed by the measurement subject.

viii) 次に、ステップS8に示すように、探索周波数範囲設定部として動作するCPU31は、前回の測定周期における被測定者の運動強度と今回の測定周期における被測定者の運動強度とを、運動強度信号に基づいて比較し、今回の測定周期における運動強度が前回の測定周期における運動強度よりも増大したか、変化しなかったか、または、低減したか、を判断する。   viii) Next, as shown in step S8, the CPU 31 operating as the search frequency range setting unit calculates the exercise intensity of the measurement subject in the previous measurement cycle and the exercise intensity of the measurement subject in the current measurement cycle. Comparison is made based on the intensity signal, and it is determined whether the exercise intensity in the current measurement cycle has increased, has not changed, or has been reduced compared to the exercise intensity in the previous measurement cycle.

図7(a)は、運動強度の時間変化例(3例)と、測定周期との関係を示す図である。横軸は、時間であり、縦軸は、運動強度信号に基づいて決定された、被測定者の運動の強度である。なお、ここでの運動強度は、体動センサ部33(加速度センサ48)の出力する加速度の各時刻における値でよい。あるいは、運動強度は、加速度センサ48の出力を予め定めた時間間隔にわたって積分することによって得られる値であってもよいし、その他の予め定める計算方法によって体動センサ部33が出力する運動強度信号を処理して得られる値でもよい。たとえば、体動センサ部33(加速度センサ48)の出力から被測定者の歩行ピッチ(走行ピッチ)を求め、該ピッチを運動強度としてもよい。   FIG. 7A is a diagram illustrating a relationship between a time change example (three examples) of exercise intensity and a measurement cycle. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the exercise intensity of the measurement subject determined based on the exercise intensity signal. The exercise intensity here may be a value at each time of acceleration output from the body motion sensor unit 33 (acceleration sensor 48). Alternatively, the exercise intensity may be a value obtained by integrating the output of the acceleration sensor 48 over a predetermined time interval, or an exercise intensity signal output from the body motion sensor unit 33 by another predetermined calculation method. It may be a value obtained by processing. For example, the walking pitch (running pitch) of the measurement subject may be obtained from the output of the body motion sensor unit 33 (acceleration sensor 48), and the pitch may be used as the exercise intensity.

第1の運動強度時間変化例WLaは、前回の測定周期における運動強度よりも今回の測定周期の運動強度が増大した場合を示す例である。第1の運動強度時間変化例WLaでは、前回の測定周期(時刻t1)において運動強度はla1であったのに対し、今回の測定周期(時刻t2)において運動強度はla2(la2:la2>la1)である。このような場合、CPU31は、ステップS8において、今周期の運動強度は直前周期の運動強度から増大するように変化した、と判断する(ステップS8における「YES」)。したがって、処理は、ステップS9へ進む。   The first exercise intensity time change example WLa is an example in which the exercise intensity in the current measurement cycle is increased from the exercise intensity in the previous measurement cycle. In the first exercise intensity time change example WLa, the exercise intensity was la1 in the previous measurement cycle (time t1), whereas the exercise intensity was la2 (la2: la2> la1 in the current measurement cycle (time t2). ). In such a case, the CPU 31 determines in step S8 that the exercise intensity in the current cycle has changed so as to increase from the exercise intensity in the immediately preceding cycle (“YES” in step S8). Therefore, the process proceeds to step S9.

第2の運動強度時間変化例WLbは、前回の測定周期における運動強度と今回の測定周期の運動強度との間で変化がなかった場合を示す例である。第2の運動強度時間変化例WLbでは、前回の測定周期(時刻t1)において運動強度はlb1であり、今回の測定周期(時刻t2)においても運動強度はlb2(lb2:lb2=lb1)である。このような場合、CPU31は、ステップS8において、今周期の運動強度は直前周期の運動強度から変化しなかった、と判断する(ステップS8における「NO」)。したがって、処理は、ステップS10へ進む。   The second exercise intensity time change example WLb is an example in which there is no change between the exercise intensity in the previous measurement cycle and the exercise intensity in the current measurement cycle. In the second exercise intensity time change example WLb, the exercise intensity is lb1 in the previous measurement cycle (time t1), and the exercise intensity is lb2 (lb2: lb2 = lb1) in the current measurement cycle (time t2). . In such a case, the CPU 31 determines in step S8 that the exercise intensity of the current cycle has not changed from the exercise intensity of the immediately preceding cycle ("NO" in step S8). Therefore, the process proceeds to step S10.

第3の運動強度時間変化例WLcは、前回の測定周期における運動強度よりも今回の測定周期の運動強度が低減した場合を示す例である。第3の運動強度時間変化例WLcでは、前回の測定周期(時刻t1)において運動強度はlc1であったのに対し、今回の測定周期(時刻t2)において運動強度はlc2(lc2:lc2<lc1)である。このような場合、CPU31は、ステップS8において、今周期の運動強度は直前周期の運動強度から低減するように変化した、と判断する(ステップS8における「YES」)。したがって、処理は、ステップS9へ進む。   The third exercise intensity time change example WLc is an example showing a case where the exercise intensity in the current measurement cycle is lower than the exercise intensity in the previous measurement cycle. In the third exercise intensity time variation example WLc, the exercise intensity was lc1 in the previous measurement cycle (time t1), whereas the exercise intensity was lc2 (lc2: lc2 <lc1) in the current measurement cycle (time t2). ). In such a case, the CPU 31 determines in step S8 that the exercise intensity of the current cycle has changed so as to decrease from the exercise intensity of the immediately preceding cycle (“YES” in step S8). Therefore, the process proceeds to step S9.

ix) 図4のステップS9に示すように、CPU31は、探索周波数範囲設定部として動作して、今回の測定周期における運動強度が、前回の測定周期における運動強度よりも大きい場合(図7(a)の運動強度WLaのような場合)、探索周波数範囲を、前回の探索周波数範囲よりも高周波数側(高BPM側)にずらす(シフトさせる)。   ix) As shown in step S9 of FIG. 4, the CPU 31 operates as a search frequency range setting unit, and the exercise intensity in the current measurement cycle is larger than the exercise intensity in the previous measurement cycle (FIG. 7 (a) ), The search frequency range is shifted (shifted) to the higher frequency side (high BPM side) than the previous search frequency range.

逆に、CPU31は、今回の測定周期における運動強度が、前回の測定周期における運動強度よりも小さい場合(図7(a)の運動強度WLcのような場合)、探索周波数範囲を、前回の探索周波数範囲よりも低周波数側(低BPM側)にずらす(シフトさせる)。   Conversely, if the exercise intensity in the current measurement cycle is smaller than the exercise intensity in the previous measurement cycle (such as the exercise intensity WLc in FIG. 7A), the CPU 31 searches the search frequency range for the previous search. Shift (shift) to a lower frequency side (lower BPM side) than the frequency range.

ステップS10に示すように、CPU31は、今回の測定周期における運動強度が、前回の測定周期における運動強度から変化していない場合(図7(a)の運動強度WLbのような場合)、探索周波数範囲を、前回の探索周波数範囲から変化させない。   As shown in step S10, the CPU 31 determines the search frequency when the exercise intensity in the current measurement cycle has not changed from the exercise intensity in the previous measurement cycle (like the exercise intensity WLb in FIG. 7A). The range is not changed from the previous search frequency range.

図8は、図4のステップS9およびステップS10による探索周波数範囲の変更(維持)の様子を表す図である。横軸は、脈拍数(BPM)を表し、縦軸は、スペクトル強度(単位は任意)を表す。図7(b)に示す時間領域の脈波信号(脈波AC成分PS(t))のうち、t=t2−Tdからt=t2までの脈波信号PS(t)を周波数領域に変換したものが、図8における周波数スペクトルPS(f)である。また、図8の例では、探索強度範囲は、スペクトル強度PL1からPH1(PL1<PH1)までの強度幅(PH1−PL1)を有する範囲に設定されている。   FIG. 8 is a diagram illustrating how the search frequency range is changed (maintained) in steps S9 and S10 of FIG. The horizontal axis represents the pulse rate (BPM), and the vertical axis represents the spectrum intensity (unit is arbitrary). Of the time-domain pulse wave signal (pulse AC component PS (t)) shown in FIG. 7B, the pulse wave signal PS (t) from t = t2−Td to t = t2 is converted into the frequency domain. What is the frequency spectrum PS (f) in FIG. In the example of FIG. 8, the search intensity range is set to a range having an intensity width (PH1−PL1) from the spectrum intensity PL1 to PH1 (PL1 <PH1).

図8の例では、前回の測定周期の探索周波数範囲は、周波数範囲SR1である。周波数範囲SR1は、下限周波数fL1および上限周波数fH1で規定される周波数幅(fH1−fL1)の周波数範囲であって、前回の脈拍測定では当該範囲において強度ピークの抽出が行われたものとする。   In the example of FIG. 8, the search frequency range of the previous measurement cycle is the frequency range SR1. The frequency range SR1 is a frequency range having a frequency width (fH1−fL1) defined by the lower limit frequency fL1 and the upper limit frequency fH1, and in the previous pulse measurement, an intensity peak is extracted in this range.

図4のステップS9において、CPU31は、今回の測定周期における運動強度が、前回の測定周期における運動強度よりも大きい場合(図7(a)の運動強度WLaのような場合)、探索周波数範囲を、前回の探索周波数範囲SR1よりも高周波数側(高BPM側)の周波数範囲SR2aにずらす(シフトさせる)。これにより、今回の測定周期における探索周波数範囲は、下限周波数fL2a(fL2a=fL1+dPb)および上限周波数fH2a(fH2a=fH1+dPt)で規定される周波数幅(fH2a−fL2a)の周波数範囲となる。ここで、dPb=dPtとしてよく、その場合、今回の探索周波数範囲の周波数幅は、前回の探索周波数範囲の周波数幅と同一となる。また、CPU31は、今回の測定周期における運動強度と前回の測定周期における運動強度との差(図7(a)における運動強度の差(la2−la1)が大きければ大きいほどに、探索周波数範囲のシフト量(図8におけるdPtおよびdPb)を大きくしてもよい。そうすることで、運動負荷の増大に伴って増加であろう脈拍数をより確実に追跡することが可能となる。   In step S9 of FIG. 4, the CPU 31 determines the search frequency range when the exercise intensity in the current measurement cycle is larger than the exercise intensity in the previous measurement cycle (such as the exercise intensity WLa in FIG. 7A). The frequency range SR2a on the higher frequency side (high BPM side) than the previous search frequency range SR1 is shifted (shifted). Thereby, the search frequency range in the current measurement cycle is a frequency range (fH2a−fL2a) defined by the lower limit frequency fL2a (fL2a = fL1 + dPb) and the upper limit frequency fH2a (fH2a = fH1 + dPt). Here, dPb = dPt may be set, and in this case, the frequency width of the current search frequency range is the same as the frequency width of the previous search frequency range. Further, the CPU 31 increases the difference between the exercise intensity in the current measurement cycle and the exercise intensity in the previous measurement cycle (the exercise intensity difference (la2-la1) in FIG. 7A) is larger in the search frequency range. The amount of shift (dPt and dPb in Fig. 8) may be increased, so that the pulse rate that will increase as the exercise load increases can be tracked more reliably.

逆に、CPU31は、今回の測定周期における運動強度が、前回の測定周期における運動強度よりも小さい場合(図7(a)の運動強度WLcのような場合)、探索周波数範囲を、前回の探索周波数範囲SR1よりも低周波数側(低BPM側)の周波数範囲SR2cにずらす(シフトさせる)。これにより、今回の測定周期における探索周波数範囲は、下限周波数fL2c(fL2c=fL1−dMb)および上限周波数fH2c(fH2c=fH1−dMt)で規定される周波数幅(fH2c−fL2c)の周波数範囲となる。ここでも、dMb=dMtとしてよく、その場合、今回の探索周波数範囲の周波数幅は、前回の探索周波数範囲の周波数幅と同一となる。また、CPU31は、今回の測定周期における運動強度と前回の測定周期における運動強度との差(図7(a)における運動強度の差(lc1−lc2)が大きければ大きいほどに、探索周波数範囲のシフト量(図8におけるdMtおよびdMb)を大きくしてもよい。そうすることで、運動負荷の減少に伴って低下するであろう脈拍数をより確実に追跡することが可能となる。   Conversely, if the exercise intensity in the current measurement cycle is smaller than the exercise intensity in the previous measurement cycle (such as the exercise intensity WLc in FIG. 7A), the CPU 31 searches the search frequency range for the previous search. Shift (shift) to the frequency range SR2c on the lower frequency side (low BPM side) than the frequency range SR1. As a result, the search frequency range in the current measurement cycle is a frequency range (fH2c-fL2c) defined by the lower limit frequency fL2c (fL2c = fL1-dMb) and the upper limit frequency fH2c (fH2c = fH1-dMt). . Again, dMb = dMt, and in this case, the frequency width of the current search frequency range is the same as the frequency width of the previous search frequency range. Further, the CPU 31 increases the difference between the exercise intensity in the current measurement cycle and the exercise intensity in the previous measurement cycle (the exercise intensity difference (lc1-lc2) in FIG. 7A) is larger in the search frequency range. The amount of shift (dMt and dMb in Fig. 8) may be increased, which makes it possible to more reliably track the pulse rate that will decrease as the exercise load decreases.

図4のステップS10においては、CPU31は、今回の測定周期における運動強度が、前回の測定周期における運動強度から変化していない場合(図7(a)の運動強度WLbのような場合)、探索周波数範囲を、前回の探索周波数範囲SR1から変化させない。   In step S10 of FIG. 4, the CPU 31 searches when the exercise intensity in the current measurement cycle has not changed from the exercise intensity in the previous measurement cycle (such as the exercise intensity WLb in FIG. 7A). The frequency range is not changed from the previous search frequency range SR1.

x) 図4のステップS11に示すように、CPU31は、データ取得部として動作することにより、今回の測定周期にための脈波信号(脈波AC成分PS(t))の時系列データを記憶部32から取得する。たとえば、CPU31は、図7(b)のような脈波信号(脈波AC成分PS(t))の時系列データが記憶部32に記憶されている場合、時刻t2−Tdから今回の測定周期の時刻t2までの脈波信号(脈波AC成分PS(t))の時系列データを記憶部32から取得する。   x) As shown in step S11 of FIG. 4, the CPU 31 operates as a data acquisition unit to store time-series data of the pulse wave signal (pulse wave AC component PS (t)) for the current measurement cycle. Obtained from the unit 32. For example, when the time series data of the pulse wave signal (pulse wave AC component PS (t)) as shown in FIG. 7B is stored in the storage unit 32, the CPU 31 measures the current measurement cycle from time t2-Td. The time-series data of the pulse wave signal (pulse wave AC component PS (t)) up to time t2 is acquired from the storage unit 32.

xi) 次に、図4のステップS12に示すように、CPU31は、周波数変換部として動作することにより、記憶部32に記憶されデータ取得部が取得した時間領域の脈波信号(脈波AC成分PS(t))を周波数領域に変換し、脈波信号(脈波AC成分PS(t))の周波数スペクトル(PS(f))を求める。たとえば、CPU31は、ステップS11で取得した予め定められた期間Tdの脈波信号(脈波AC成分PS(t))の時系列データについて高速フーリエ変換(FFT)を行い、図8に示すような脈波信号の周波数スペクトルPS(f)を導出する。   xi) Next, as shown in step S12 of FIG. 4, the CPU 31 operates as a frequency conversion unit, thereby storing a time-domain pulse wave signal (pulse wave AC component) stored in the storage unit 32 and acquired by the data acquisition unit. PS (t)) is converted into the frequency domain, and the frequency spectrum (PS (f)) of the pulse wave signal (pulse wave AC component PS (t)) is obtained. For example, the CPU 31 performs fast Fourier transform (FFT) on the time-series data of the pulse wave signal (pulse wave AC component PS (t)) of the predetermined period Td acquired in step S11, as shown in FIG. The frequency spectrum PS (f) of the pulse wave signal is derived.

xii) そして、図4のステップS13に示すように、CPU31は、ピーク抽出部として動作することにより、ステップS9またはステップS10で設定された今回の測定周期の探索周波数範囲(SR2a、SR2b、または、SR2c)とステップS6または前回の測定周期におけるステップS15もしくはステップS16で設定された今回の測定周期の探索強度範囲(PL1〜PH1)との共通範囲に含まれる、周波数スペクトルの強度ピーク(極大点)を抽出する。次に、CPU31は、脈拍数算出部として動作することにより、抽出された強度ピークの周波数に応じて被測定者の脈拍数を算出する。 xii) Then, as shown in step S13 of FIG. 4, the CPU 31 operates as a peak extraction unit, so that the search frequency range (SR2a, SR2b, or SR2b) of the current measurement period set in step S9 or step S10 SR2c) and the intensity peak (maximum point) of the frequency spectrum included in the common range of step S6 or the search intensity range (PL1 to PH1) of the current measurement period set in step S15 or step S16 in the previous measurement period. To extract. Then, CPU 31, by operating as pulse rate calculating section calculates the number of pulse rate of the subject in accordance with the frequency of the extracted intensity peak.

xiii) たとえば、安静状態にある被測定者が運動を開始すると、脈拍数が増大するとともに血流が増加し、血流の増加によって脈波信号(脈波AC成分PS(t))の周波数スペクトルPS(f)のうちで、血管の脈動に由来する変動成分に相当する周波数(脈拍数)のスペクトル強度が増加することが予想される。被測定者が行っている運動の強度がさらに増大する場合も同様、脈拍数がさらに増大するとともに血流が増加し、血流の増加によって脈波信号(脈波AC成分PS(t))の周波数スペクトルPS(f)のうち、血管の脈動に由来する変動成分に相当する周波数(脈拍数)のスペクトル強度が増加することが予想される。逆に、被測定者が行っている運動の強度が低減する場合、脈拍数が低下するとともに血流が減少し、血流の減少によって脈波信号(脈波AC成分PS(t))の周波数スペクトルPS(f)のうち、血管の脈動に由来する変動成分に相当する周波数(脈拍数)のスペクトル強度が低下することが予想される。   xiii) For example, when the measurement subject in a resting state starts exercising, the pulse rate increases and the blood flow increases, and the frequency spectrum of the pulse wave signal (pulse wave AC component PS (t)) increases due to the increase in blood flow. Among PS (f), it is expected that the spectrum intensity of the frequency (pulse rate) corresponding to the fluctuation component derived from the pulsation of the blood vessel will increase. Similarly, when the intensity of the exercise performed by the subject further increases, the pulse rate further increases and the blood flow increases, and the increase in the blood flow causes the pulse wave signal (pulse wave AC component PS (t)) to increase. Of the frequency spectrum PS (f), it is expected that the spectrum intensity of the frequency (pulse rate) corresponding to the fluctuation component derived from the pulsation of the blood vessel will increase. On the contrary, when the intensity of the exercise performed by the measurement subject decreases, the pulse rate decreases and the blood flow decreases, and the frequency of the pulse wave signal (pulse wave AC component PS (t)) decreases due to the decrease in blood flow. It is expected that the spectrum intensity of the frequency (pulse rate) corresponding to the fluctuation component derived from the pulsation of the blood vessel in the spectrum PS (f) will decrease.

そこで、周波数スペクトルPS(f)に含まれる血管の脈動に由来する変動成分に相当する周波数(脈拍数)のスペクトル強度の強度値が変動するような場合においても、当該強度値が探索強度範囲内に含まれるようにするため、図4のステップS14に示すように、CPU31は、周波数スペクトルの強度軸において、強度ピークを探索するための探索強度範囲を設定する探索強度範囲設定部として働く。具体的には、探索強度範囲設定部としてのCPU31は、前回の測定周期における被測定者の脈拍数と今回の測定周期における被測定者の脈拍数とを比較し、今回の測定周期における脈拍数が前回の測定周期における脈拍数よりも増大したか、変化しなかったか、または、低減したか、を判断する。   Therefore, even when the intensity value of the spectrum intensity of the frequency (pulse rate) corresponding to the fluctuation component derived from the pulsation of the blood vessel included in the frequency spectrum PS (f) varies, the intensity value is within the search intensity range. As shown in step S14 in FIG. 4, the CPU 31 functions as a search intensity range setting unit that sets a search intensity range for searching for an intensity peak on the intensity axis of the frequency spectrum. Specifically, the CPU 31 as the search intensity range setting unit compares the pulse rate of the measurement subject in the previous measurement cycle with the pulse rate of the measurement subject in the current measurement cycle, and the pulse rate in the current measurement cycle. Is increased, not changed, or decreased from the pulse rate in the previous measurement cycle.

図7(c)は、脈拍数の時間変化例(3例)と、測定周期との関係を示す図である。横軸は、時間であり、縦軸は、各測定周期において脈拍数算出部が算出した被測定者の脈拍数である。   FIG.7 (c) is a figure which shows the relationship between the time change example (3 examples) of a pulse rate, and a measurement period. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the pulse rate of the measurement subject calculated by the pulse rate calculation unit in each measurement cycle.

第1の脈拍数時間変化例Paは、前回の測定周期における脈拍数よりも今回の測定周期の脈拍数が増大した場合を示す例である。第1の脈拍数時間変化例Paでは、前回の測定周期(時刻t1)において脈拍数はB1であったのに対し、今回の測定周期(時刻t2)において脈拍数はBa2(Ba2:Ba2>B1)である。このような場合、CPU31は、図4のステップS14において、今周期の脈拍数は直前周期の脈拍数から増大するように変化した、と判断する(ステップS14における「YES」)。したがって、処理は、ステップS15へ進む。   The first pulse rate time change example Pa is an example showing a case where the pulse rate in the current measurement cycle has increased from the pulse rate in the previous measurement cycle. In the first pulse rate time change example Pa, the pulse rate was B1 in the previous measurement cycle (time t1), whereas the pulse rate was Ba2 (Ba2: Ba2> B1 in the current measurement cycle (time t2). ). In such a case, the CPU 31 determines in step S14 in FIG. 4 that the pulse rate of the current cycle has changed so as to increase from the pulse rate of the immediately preceding cycle (“YES” in step S14). Therefore, the process proceeds to step S15.

第2の運動強度時間変化例Pbは、前回の測定周期における脈拍数と今回の測定周期の脈拍数との間で変化がなかった場合を示す例である。第2の脈拍数時間変化例Pbでは、前回の測定周期(時刻t1)において脈拍数はB1であり、今回の測定周期(時刻t2)においても脈拍数はBb2(Bb2:Bb2=B1)である。このような場合、CPU31は、図4のステップS14において、今周期の脈拍数は直前周期の脈拍数から変化しなかった、と判断する(ステップS14における「NO」)。したがって、処理は、ステップS16へ進む。   The second exercise intensity time change example Pb is an example in which there is no change between the pulse rate in the previous measurement cycle and the pulse rate in the current measurement cycle. In the second pulse rate time change example Pb, the pulse rate is B1 in the previous measurement cycle (time t1), and the pulse rate is Bb2 (Bb2: Bb2 = B1) in the current measurement cycle (time t2). . In such a case, the CPU 31 determines in step S14 in FIG. 4 that the pulse rate of the current cycle has not changed from the pulse rate of the immediately preceding cycle (“NO” in step S14). Therefore, the process proceeds to step S16.

第3の運動強度時間変化例Pcは、前回の測定周期における脈拍数よりも今回の測定周期の脈拍数が低下した場合を示す例である。第3の脈拍数時間変化例Pcでは、前回の測定周期(時刻t1)において脈拍数はB1であったのに対し、今回の測定周期(時刻t2)において脈拍数はBc2(Bc2:Bc2<B1)である。このような場合、CPU31は、図4のステップS14において、今周期の脈拍数は直前周期の脈拍数から低下するように変化した、と判断する(ステップS14における「YES」)。したがって、処理は、ステップS15へ進む。   The third exercise intensity time change example Pc is an example in which the pulse rate in the current measurement cycle is lower than the pulse rate in the previous measurement cycle. In the third pulse rate time change example Pc, the pulse rate was B1 in the previous measurement cycle (time t1), whereas the pulse rate was Bc2 (Bc2: Bc2 <B1) in the current measurement cycle (time t2). ). In such a case, the CPU 31 determines in step S14 in FIG. 4 that the pulse rate of the current cycle has changed so as to decrease from the pulse rate of the immediately preceding cycle (“YES” in step S14). Therefore, the process proceeds to step S15.

xiv) 図4のステップS15に示すように、CPU31は、探索強度範囲設定部として動作して、今回の測定周期における脈拍数が、前回の測定周期における脈拍数よりも大きい場合(図7(c)の脈拍数Paのような場合)、探索強度範囲を、現在の探索強度範囲よりも高強度側にずらす(シフトさせる)。   xiv) As shown in step S15 of FIG. 4, the CPU 31 operates as a search intensity range setting unit, and the pulse rate in the current measurement cycle is larger than the pulse rate in the previous measurement cycle (FIG. 7C). ), The search intensity range is shifted (shifted) to a higher intensity side than the current search intensity range.

逆に、CPU31は、今回の測定周期における脈拍数が、前回の測定周期における脈拍数よりも小さい場合(図7(c)の脈拍数Pcのような場合)、探索強度範囲を、前回の探索強度範囲よりも低強度側にずらす(シフトさせる)。   Conversely, when the pulse rate in the current measurement cycle is smaller than the pulse rate in the previous measurement cycle (as in the case of the pulse rate Pc in FIG. 7C), the CPU 31 searches the search intensity range for the previous search. Shift (shift) to a lower intensity side than the intensity range.

図4のステップS16に示すように、CPU31は、今回の測定周期における脈拍数が、前回の測定周期における脈拍数から変化していない場合(図7(c)の脈拍数Pbのような場合)、探索強度範囲を、現在の探索強度範囲から変化させない。   As shown in step S16 of FIG. 4, the CPU 31 determines that the pulse rate in the current measurement cycle has not changed from the pulse rate in the previous measurement cycle (as in the case of the pulse rate Pb in FIG. 7C). The search intensity range is not changed from the current search intensity range.

図9は、図4のステップS15およびステップS16による探索強度範囲の変更(維持)の様子を表す図である。横軸は、脈拍数(BPM)を表し、縦軸は、スペクトル強度(単位は任意)を表す。図7(b)に示す時間領域の脈波信号(脈波AC成分PS(t))のうち、t=t2−Tdからt=t2までの脈波信号PS(t)を周波数領域に変換したものが、図9における周波数スペクトルPS(f)である。   FIG. 9 is a diagram illustrating how the search intensity range is changed (maintained) in steps S15 and S16 of FIG. The horizontal axis represents the pulse rate (BPM), and the vertical axis represents the spectrum intensity (unit is arbitrary). Of the time-domain pulse wave signal (pulse AC component PS (t)) shown in FIG. 7B, the pulse wave signal PS (t) from t = t2−Td to t = t2 is converted into the frequency domain. What is the frequency spectrum PS (f) in FIG.

図9の例では、現在の測定周期の探索強度範囲は、強度範囲PR1(PL1〜PH1(PL1<PH1))である。強度範囲PR1は、下限強度値PL1および上限強度値PH1で規定される強度幅(PH1−PL1)の強度範囲であって、今回の脈拍測定では当該範囲において強度ピークの抽出が行われたものとする。   In the example of FIG. 9, the search intensity range of the current measurement period is the intensity range PR1 (PL1 to PH1 (PL1 <PH1)). The intensity range PR1 is an intensity range of an intensity width (PH1-PL1) defined by the lower limit intensity value PL1 and the upper limit intensity value PH1, and in this pulse measurement, an intensity peak is extracted in this range. To do.

図4のステップS15において、CPU31は、今回の測定周期における脈拍数が、前回の測定周期における脈拍数よりも大きい場合(図7(c)の運動強度Paのような場合)、探索強度範囲を、現在の探索強度範囲PR1よりも高強度側の強度範囲PR2a(PL2a〜PH2a(PL2a<PH2a))にずらす(シフトさせる)。これにより、次回の測定周期における探索強度範囲は、下限強度値PL2a(PL2a=PL1+dPPb)および上限周波数PH2a(PH2a=PH1+dPPt)で規定される周波数幅(PH2a−PL2a)の強度範囲となる。ここで、dPPb=dPPtとしてよく、その場合、次回の探索強度範囲の強度幅は、今回の探索強度範囲の強度幅と同一となる。また、CPU31は、今回の測定周期における脈拍数と前回の測定周期における脈拍数との差(図7(c)における脈拍数の差(Ba2−B1)が大きければ大きいほどに、探索強度範囲のシフト量(図9におけるdPPtおよびdPPb)を大きくしてもよい。そうすることで、脈拍数の増加とともに増大するであろうスペクトル強度のピーク値をより確実に追跡することが可能となる。   In step S15 in FIG. 4, the CPU 31 determines the search intensity range when the pulse rate in the current measurement cycle is larger than the pulse rate in the previous measurement cycle (such as the exercise intensity Pa in FIG. 7C). , Shift (shift) the intensity range PR2a (PL2a to PH2a (PL2a <PH2a)) higher than the current search intensity range PR1. Thereby, the search intensity range in the next measurement cycle becomes an intensity range of the frequency width (PH2a−PL2a) defined by the lower limit intensity value PL2a (PL2a = PL1 + dPPb) and the upper limit frequency PH2a (PH2a = PH1 + dPPt). Here, dPPb = dPPt may be set, and in this case, the intensity width of the next search intensity range is the same as the intensity width of the current search intensity range. Further, the CPU 31 increases the difference between the pulse rate in the current measurement cycle and the pulse rate in the previous measurement cycle (the difference in pulse rate (Ba2-B1) in FIG. The amount of shift (dPPt and dPPb in FIG. 9) may be increased, which makes it possible to more reliably track the peak value of the spectral intensity that will increase as the pulse rate increases.

逆に、CPU31は、今回の測定周期における脈拍数が、前回の測定周期における脈拍数よりも低い場合(図7(c)の運動強度Pcのような場合)、探索強度範囲を、現在の探索強度範囲PR1よりも低強度側の強度範囲PR2cにずらす(シフトさせる)。これにより、次回の測定周期における探索強度範囲は、下限強度値PL2c(PL2c=PL1−dPMb)および上限強度値PH2c(PH2c=PH1−dPMt)で規定される強度幅(PH2c−PL2c)の強度範囲となる。ここでも、dPMb=dPMtとしてよく、その場合、次回の探索強度範囲の強度幅は、今回の探索強度範囲の強度幅と同一となる。また、CPU31は、今回の測定周期における脈拍数と前回の測定周期における脈拍数との差(図7(c)における脈拍数の差(B1−Bc2)が大きければ大きいほどに、探索強度範囲のシフト量(図9におけるdPMtおよびdPMb)を大きくしてもよい。そうすることで、脈拍数の低下とともに低減するであろうスペクトル強度のピーク値をより確実に追跡することが可能となる。   Conversely, when the pulse rate in the current measurement cycle is lower than the pulse rate in the previous measurement cycle (as in the case of the exercise intensity Pc in FIG. 7C), the CPU 31 searches the search intensity range for the current search. Shift to the intensity range PR2c on the lower intensity side than the intensity range PR1. Thereby, the search intensity range in the next measurement cycle is the intensity range of the intensity width (PH2c-PL2c) defined by the lower limit intensity value PL2c (PL2c = PL1-dPMb) and the upper limit intensity value PH2c (PH2c = PH1-dPMt). It becomes. Here, dPMb = dPMt may be set, and in this case, the intensity width of the next search intensity range is the same as the intensity width of the current search intensity range. In addition, the CPU 31 increases the difference between the pulse rate in the current measurement cycle and the pulse rate in the previous measurement cycle (the difference in pulse rate (B1−Bc2) in FIG. The amount of shift (dPMt and dPMb in FIG. 9) may be increased, which makes it possible to more reliably track the peak value of the spectral intensity that will decrease as the pulse rate decreases.

図4のステップS16においては、CPU31は、今回の測定周期における脈拍数が、前回の測定周期における脈拍数から変化していない場合(図7(c)の運動強度Pbのような場合)、探索強度範囲を、現在の探索強度範囲PR1から変化させない。   In step S16 in FIG. 4, the CPU 31 searches when the pulse rate in the current measurement cycle has not changed from the pulse rate in the previous measurement cycle (like the exercise intensity Pb in FIG. 7C). The intensity range is not changed from the current search intensity range PR1.

よって、次回の測定周期においては、周波数スペクトルの強度軸に設定された探索強度範囲に含まれるピーク値を有するスペクトル強度ピークについて、ピーク抽出部として動作するCPU31が、ピーク抽出を行う。たとえば、図9を参照すれば、今回の測定周期において、次回の測定周期の探索強度範囲として強度範囲PR2aが設定されたとする。そして、次回の測定周期のステップS8、ステップS9、ステップS10において、探索周波数範囲として、周波数範囲SRが設定されたとする。この場合、ピーク抽出部として動作するCPU31は、探索強度範囲PR2aと探索周波数範囲SRの共通範囲Cに含まれるピーク値を有するスペクトル強度ピークを抽出する。図9の例では、ピーク抽出部として動作するCPU31は、ピークpを抽出する。その場合に、脈拍数算出部として動作するCPU31は、ピークPの周波数160BPM(=160/60ヘルツ)に応じて、脈拍数を160BPMと算出する。   Therefore, in the next measurement cycle, the CPU 31 that operates as a peak extraction unit performs peak extraction for a spectrum intensity peak having a peak value included in the search intensity range set on the intensity axis of the frequency spectrum. For example, referring to FIG. 9, it is assumed that the intensity range PR2a is set as the search intensity range of the next measurement period in the current measurement period. In step S8, step S9, and step S10 of the next measurement cycle, it is assumed that the frequency range SR is set as the search frequency range. In this case, the CPU 31 operating as a peak extraction unit extracts a spectrum intensity peak having a peak value included in the common range C of the search intensity range PR2a and the search frequency range SR. In the example of FIG. 9, the CPU 31 that operates as a peak extraction unit extracts the peak p. In this case, the CPU 31 operating as the pulse rate calculation unit calculates the pulse rate as 160 BPM according to the peak P frequency of 160 BPM (= 160/60 hertz).

xv) 図4のステップS17において、CPU31は、脈拍測定を終了するか否かを判断し、脈拍測定を継続すると判断した場合には、ステップS7に戻って次回の測定周期のための処理を行う。   xv) In step S17 of FIG. 4, the CPU 31 determines whether or not to end the pulse measurement. If it is determined to continue the pulse measurement, the CPU 31 returns to step S7 and performs processing for the next measurement cycle. .

以上のように、一実施形態における脈拍測定装置1は、被測定者が行っている運動の強度に基づいて脈拍の変動の傾向を予測し、予測した脈拍変動の方向性を考慮して、前回の探索周波数範囲を高周波数側あるいは低周波数側にずらしたり、前回の探索周波数範囲をそのまま維持したりして、脈拍に起因したスペクトル強度のピークを抽出する周波数範囲を設定する。また、脈拍測定装置1は、被測定者の脈拍数に基づいて脈拍に由来するスペクトル強度ピークの強度値の変動の傾向を予測し、予測した強度値変動の方向性を考慮して、現在の探索強度範囲を高強度側あるいは低強度側にずらしたり、現在の探索強度範囲をそのまま維持したりして、脈拍に由来するスペクトル強度ピークを抽出する強度範囲を設定する。そして、脈拍測定装置1は、そのようにして設定された探索周波数範囲と探索強度範囲の共通範囲に含まれる強度値を有するスペクトル強度のピークを周波数領域の脈波信号から抽出する。そうすることで、たとえ被測定者が運動を行うことにより外乱成分が脈波信号に重畳されるような場合であっても、外乱成分に起因したスペクトル強度のピークを脈拍に起因したスペクトル強度のピークであると誤認識することがなくなり(少なくとも、誤認識する頻度が低減され)、被測定者が安静状態になくても、その被測定者の脈拍数を正しく測定することが可能となっている。   As described above, the pulse measurement device 1 according to the embodiment predicts the tendency of pulse fluctuation based on the intensity of the exercise performed by the measurement subject, and considers the directionality of the predicted pulse fluctuation in advance. The search frequency range is shifted to the high frequency side or the low frequency side, or the previous search frequency range is maintained as it is, and the frequency range for extracting the peak of the spectrum intensity caused by the pulse is set. In addition, the pulse measuring device 1 predicts the trend of fluctuation of the intensity value of the spectrum intensity peak derived from the pulse based on the pulse rate of the person to be measured, and considers the directionality of the predicted intensity value fluctuation, The search intensity range is shifted to the high intensity side or the low intensity side, or the current search intensity range is maintained as it is, and the intensity range for extracting the spectrum intensity peak derived from the pulse is set. Then, the pulse measuring device 1 extracts a spectrum intensity peak having an intensity value included in the common range of the search frequency range and the search intensity range set in this way from the pulse wave signal in the frequency domain. By doing so, even if the disturbance component is superimposed on the pulse wave signal due to the subject's exercise, the peak of the spectral intensity caused by the disturbance component is It is no longer mistakenly recognized as a peak (at least the frequency of misrecognition is reduced), and even when the subject is not at rest, the pulse rate of the subject can be measured correctly. Yes.

なお、上述の例では、脈拍測定装置1は、脈拍数の変動から血流の増加/減少の傾向を予測し、脈拍に由来するスペクトル強度ピークを抽出するべき強度値の範囲を求めている。しかしながら、脈拍測定装置1は、体動センサ部33が出力する運動強度信号に基づいて、被測定者が行っている運動の強度の変動の傾向を把握し、把握した運動強度変動の傾向に応じて脈拍に由来するスペクトル強度ピークを抽出するべき強度値の範囲を求めてもよい。その理由は、安静状態にある被測定者が運動を開始すると、血流が増加し、血流の増加によって脈波信号(脈波AC成分PS(t))の周波数スペクトルPS(f)のうちで、血管の脈動に由来する変動成分に相当する周波数(脈拍数)のスペクトル強度が増加すると考えられるからである。また、被測定者が行っている運動の強度がさらに増大する場合も同様、血流が増加し、血流の増加によって脈波信号(脈波AC成分PS(t))の周波数スペクトルPS(f)のうち、血管の脈動に由来する変動成分に相当する周波数(脈拍数)のスペクトル強度が増加すると考えられ、逆に、被測定者が行っている運動の強度が低減する場合、血流が減少し、血流の減少によって脈波信号(脈波AC成分PS(t))の周波数スペクトルPS(f)のうち、血管の脈動に由来する変動成分に相当する周波数(脈拍数)のスペクトル強度が低下すると考えられるからである。   In the above-described example, the pulse measuring device 1 predicts an increase / decrease in blood flow from fluctuations in the pulse rate, and obtains a range of intensity values for extracting a spectrum intensity peak derived from the pulse. However, the pulse measuring device 1 grasps the tendency of fluctuation in the intensity of the exercise performed by the person to be measured based on the exercise intensity signal output from the body motion sensor unit 33, and responds to the grasped tendency of the fluctuation in exercise intensity. Thus, a range of intensity values from which a spectrum intensity peak derived from the pulse should be extracted may be obtained. The reason is that when the measurement subject in a resting state starts exercising, the blood flow increases, and the increase in the blood flow causes the frequency spectrum PS (f) of the pulse wave signal (pulse wave AC component PS (t)) to increase. This is because the spectral intensity of the frequency (pulse rate) corresponding to the fluctuation component derived from the pulsation of the blood vessel is considered to increase. Similarly, when the intensity of the exercise performed by the measurement subject further increases, the blood flow increases, and the frequency spectrum PS (f (pulse wave AC component PS (t)) of the pulse wave signal (pulse wave AC component PS (t)) increases as the blood flow increases. ), The spectral intensity of the frequency (pulse rate) corresponding to the fluctuation component derived from the pulsation of the blood vessel is considered to increase, and conversely, when the intensity of the exercise performed by the subject decreases, The spectrum intensity of the frequency (pulse rate) corresponding to the fluctuation component derived from the pulsation of the blood vessel in the frequency spectrum PS (f) of the pulse wave signal (pulse wave AC component PS (t)) due to the decrease in blood flow. It is because it is thought that falls.

また、上述の例では、脈拍測定装置1は、脈拍数の変動から脈拍に由来するスペクトル強度ピークの強度値の範囲を設定するとともに、体動センサ部33が検知する被測定者の運動の強度に応じて脈拍に由来するスペクトル強度ピークを抽出するべき周波数の範囲を設定し、両範囲の共通範囲に強度値が含まれるスペクトル強度ピークを抽出している。   In the above-described example, the pulse measuring device 1 sets the range of the intensity value of the spectrum intensity peak derived from the pulse from the fluctuation of the pulse rate, and the intensity of the exercise of the measurement subject detected by the body motion sensor unit 33. Accordingly, the range of the frequency from which the spectrum intensity peak derived from the pulse is to be extracted is set, and the spectrum intensity peak whose intensity value is included in the common range of both ranges is extracted.

しかしながら、本発明の別の一実施形態による脈拍測定装置では、脈拍数に基づいて血流の増加/減少の傾向を予測し、脈拍に由来するスペクトル強度ピークを抽出するべき強度値の範囲を求め、当該強度範囲に含まれる強度値を有するスペクトル強度ピークを抽出し、抽出したスペクトル強度ピークの周波数に応じて脈拍数を算出してもよい。つまり、当該実施形態においては、体動センサ部33(図2等)が出力する運動強度信号にもとづいて探索周波数範囲の再設定を行わなくともよい。   However, in the pulse measuring device according to another embodiment of the present invention, a tendency of increase / decrease in blood flow is predicted based on the pulse rate, and a range of intensity values for extracting a spectrum intensity peak derived from the pulse is obtained. Alternatively, a spectrum intensity peak having an intensity value included in the intensity range may be extracted, and the pulse rate may be calculated according to the frequency of the extracted spectrum intensity peak. That is, in this embodiment, the search frequency range need not be reset based on the exercise intensity signal output from the body motion sensor unit 33 (FIG. 2 and the like).

図10は、別の一実施形態による脈拍測定装置の機能的な構成を示すブロック図である。この場合、先の実施形態による脈拍測定装置1が有する体動センサ部33(図2等)は、省略されている。   FIG. 10 is a block diagram showing a functional configuration of a pulse measuring device according to another embodiment. In this case, the body motion sensor unit 33 (FIG. 2 and the like) included in the pulse measuring device 1 according to the previous embodiment is omitted.

図11は、その脈拍測定装置の動作フローを示す図である。この場合、探索周波数範囲の設定にかかる処理(図4のステップS5、ステップS8、ステップS9、ステップS10に相当する処理)は、省略されている。   FIG. 11 is a diagram showing an operation flow of the pulse measuring device. In this case, processing related to setting of the search frequency range (processing corresponding to steps S5, S8, S9, and S10 in FIG. 4) is omitted.

この脈拍測定装置におけるその他の構成および動作は、一実施形態である脈拍測定装置1の構成および動作と同様であるため、それらの詳細な説明を省略する。この脈拍測定装置も、同様に、被測定者が安静状態になくても、その脈拍数を正しく算出することができる。なお、図4のステップS5の処理に相当する処理を備え、安静時の脈拍数に基づいて、スペクトル強度ピークを探索する周波数範囲を設定してもよい。   Other configurations and operations in the pulse measurement device are the same as the configurations and operations of the pulse measurement device 1 according to the embodiment, and thus detailed description thereof is omitted. Similarly, this pulse measuring device can correctly calculate the pulse rate even if the measurement subject is not in a resting state. Note that a process corresponding to the process of step S5 in FIG. 4 may be provided, and a frequency range for searching for a spectrum intensity peak may be set based on the pulse rate at rest.

また、上述のように体動センサ部33(図2等)を省略した場合には、図11のステップS101では、CPU31は、脈波センサ部から取得した脈波信号(脈波AC成分PS(t))の周波数スペクトルを求め、スペクトル強度分布の形状から被測定者が安静状態にあるか否かを判断してよい。あるいは、本実施形態による脈拍測定装置では、図11のステップS101を省略し、測定開始と同時に初回の測定(ステップS102〜ステップS106における安静時の脈拍数の測定)を行ってもよい。   When the body motion sensor unit 33 (FIG. 2 and the like) is omitted as described above, in step S101 of FIG. 11, the CPU 31 detects the pulse wave signal (pulse wave AC component PS ( The frequency spectrum of t)) may be obtained, and it may be determined from the shape of the spectrum intensity distribution whether or not the measurement subject is in a resting state. Alternatively, in the pulse measurement device according to the present embodiment, step S101 in FIG. 11 may be omitted, and the first measurement (measurement of the pulse rate at rest in steps S102 to S106) may be performed simultaneously with the start of measurement.

なお、上記各実施形態における脈拍測定装置1は、非心電的に取得された脈波信号の周波数スペクトル強度分布に基づいて被測定者の脈拍数を算出する脈拍測定装置である。非心電的とは、たとえば、光電方式を指すが、これに限定されない。非心電的な方法には、光電方式のほか、圧電方式等が含まれる。   The pulse measuring device 1 in each of the above embodiments is a pulse measuring device that calculates the pulse rate of the person to be measured based on the frequency spectrum intensity distribution of the pulse wave signal acquired non-electrocardiographically. Non-electrocardiographic means, for example, a photoelectric method, but is not limited thereto. Non-electrocardiographic methods include a piezoelectric method in addition to a photoelectric method.

上記各実施形態における脈拍測定装置1は、脈波信号として、光電出力PDCのうち被測定者の脈拍数として想定する範囲(30BPM〜300BPM)の周期で変動する成分を取りだして利用している。しかしながら、光電出力PDCをそのまま脈波信号として利用してもよい。 Pulse measuring device 1 in the above embodiment, as the pulse wave signal, is utilized to removed components varying in a cycle of the range assumed as pulse rate of the subject (30BPM~300BPM) of the photoelectric output P DC . However, may be utilized photoelectric output P DC as it pulse wave signal.

また、上述の脈拍測定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして構築してもよい。 Moreover, you may construct | assemble as a program for making a computer perform the above-mentioned pulse measuring method .

また、そのようなプログラム(脈拍測定プログラム)をCD−ROMなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して配布できるようにしてもよい。上記脈拍測定プログラムを汎用コンピュータにインストールすることで、汎用コンピュータによって上記脈拍測定方法を実行することが可能である。   Further, such a program (pulse measurement program) may be recorded on a computer-readable recording medium such as a CD-ROM and distributed. By installing the pulse measurement program in a general-purpose computer, the pulse measurement method can be executed by the general-purpose computer.

また、記憶部32に記憶されているプログラムを、メモリその他の非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体(メモリ、ハードデイスクドライブ、光ディスクなど)にエンコードしておき、汎用コンピュータに上述の脈拍測定方法を実行させてもよい。また、プログラムは、インターネット等を通じて配信されてもよい。   The program stored in the storage unit 32 is encoded in a memory or other non-transitory computer-readable recording medium (memory, hard disk drive, optical disk, etc.), and the above-described pulse measuring method is applied to a general-purpose computer. It may be executed. The program may be distributed through the Internet or the like.

また、上の例では、CPU31は、周波数領域への変換として高速フーリエ変換(FFT)を行ったが、これに限られるものではない。時間領域の光電信号PDCを周波数領域に変換できるものであれば、他の変換方式を採用してもよい。 In the above example, the CPU 31 performs the fast Fourier transform (FFT) as the conversion to the frequency domain. However, the present invention is not limited to this. As long as it can convert a photoelectric signal P DC of the time domain to the frequency domain, it may employ other conversion method.

また、CPU31として、上記脈拍測定方法を実行する専用のハードウェアロジック回路を用いてもよい。つまり、データ取得部、運動強度取得部、探索周波数範囲設定部、ピーク抽出部、脈拍数算出部の少なくともいずれか1つは、専用のハードウェア回路によって実現されてもよい。 Further, as the CPU 31, a dedicated hardware logic circuit that executes the pulse measuring method may be used. That is, at least one of the data acquisition unit, the exercise intensity acquisition unit, the search frequency range setting unit, the peak extraction unit, and the pulse rate calculation unit may be realized by a dedicated hardware circuit.

また、上の例では、図4のステップS1において被測定者が安静状態にあると判断されたとき、図4のステップS4において、脈波信号の周波数スペクトルに含まれた最大の強度ピークが示す周波数を、被測定者の安静状態の脈拍数として求めた。しかしながら、これに限られるものではない。脈波信号(脈波AC成分PS(t))のピークまたは谷の数をカウントして、脈波信号(脈波AC成分PS(t))の変動の繰り返し数から1分あたりの変動回数を求め、それに基づいて被測定者の安静状態の脈拍数を求めてもよい。   In the above example, when it is determined in step S1 of FIG. 4 that the measurement subject is in a resting state, the maximum intensity peak included in the frequency spectrum of the pulse wave signal is shown in step S4 of FIG. The frequency was determined as the pulse rate of the subject's resting state. However, the present invention is not limited to this. The number of peaks or valleys of the pulse wave signal (pulse wave AC component PS (t)) is counted, and the number of fluctuations per minute is calculated from the number of repetitions of the fluctuation of the pulse wave signal (pulse wave AC component PS (t)). The pulse rate in the resting state of the measurement subject may be obtained based on the obtained value.

以上の実施形態は例示であり、この発明の範囲から離れることなく様々な変形が可能である。   The above embodiments are merely examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

1 脈拍測定装置
10 本体
15 脈波センサ部
16 発光素子
17 受光素子
31 CPU
32 記憶部
33 体動センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pulse measuring device 10 Main body 15 Pulse wave sensor part 16 Light emitting element 17 Light receiving element 31 CPU
32 storage unit 33 body motion sensor unit

Claims (7)

被測定者の脈波を脈波センサによって検知して脈拍を表す脈波信号を取得するデータ取得部と、
前記脈波信号を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された時間領域の前記脈波信号を周波数領域に変換し、前記脈波信号の周波数スペクトルを求める周波数変換部と、
前記周波数スペクトルの強度軸において、強度ピークを探索するための探索強度範囲を設定する探索強度範囲設定部と、
前記周波数スペクトルの前記強度軸に設定された探索強度範囲において強度ピークを抽出するピーク抽出部と、
抽出された前記強度ピークの周波数に応じて前記被測定者の脈拍数を求める脈拍数算出部と、を有し、
前記探索強度範囲設定部は、前記脈拍数算出部が算出した脈拍数に応じて、前記探索強度範囲を変更することを特徴とする、脈拍測定装置。
A data acquisition unit for detecting a pulse wave of the measurement subject by a pulse wave sensor and acquiring a pulse wave signal representing the pulse;
A storage unit for storing the pulse wave signal;
A frequency conversion unit for converting the pulse wave signal in the time domain stored in the storage unit into a frequency domain and obtaining a frequency spectrum of the pulse wave signal;
In the intensity axis of the frequency spectrum, a search intensity range setting unit for setting a search intensity range for searching for an intensity peak;
A peak extractor for extracting an intensity peak in a search intensity range set on the intensity axis of the frequency spectrum;
A pulse rate calculation unit that calculates the pulse rate of the person to be measured according to the frequency of the extracted intensity peak,
The pulse intensity measuring device, wherein the search intensity range setting unit changes the search intensity range according to the pulse rate calculated by the pulse rate calculating unit.
請求項に記載の脈拍測定装置において、
前記周波数変換部、前記探索強度範囲設定部、前記ピーク抽出部、および、前記脈拍数算出部は、予め定められた周期で処理を繰り返し、
第1の周期において前記ピーク抽出部によって抽出された前記強度ピークが第1の強度である場合には、前記探索強度範囲設定部は、前記第1の強度に対し予め定められた比率範囲に含まれる値を、前記第1の周期に続く第2の周期のための前記探索強度範囲に設定することを特徴とする、脈拍測定装置。
In the pulse measuring device according to claim 1 ,
The frequency conversion unit, the search intensity range setting unit, the peak extraction unit, and the pulse rate calculation unit repeat processing at a predetermined cycle,
When the intensity peak extracted by the peak extraction unit in the first period is the first intensity, the search intensity range setting unit is included in a ratio range that is predetermined with respect to the first intensity. The pulse measurement device is characterized in that a value to be set is set in the search intensity range for a second period following the first period.
請求項1または2に記載の脈拍測定装置において、
前記脈拍数算出部が第3の周期に続く第4の周期において算出した脈拍数が前記第3の周期において測定した脈拍数よりも大きい場合には、前記探索強度範囲設定部は、前記第3の周期のための前記探索強度範囲よりも高強度側にシフトされた強度範囲を前記第4の周期のための前記探索強度範囲に設定することを特徴とする、脈拍測定装置。
In the pulse measuring device according to claim 1 or 2 ,
When the pulse rate calculated by the pulse rate calculation unit in the fourth cycle following the third cycle is larger than the pulse rate measured in the third cycle, the search intensity range setting unit An intensity range shifted to a higher intensity side than the search intensity range for the period is set as the search intensity range for the fourth period.
請求項に記載の脈拍測定装置において、
前記探索強度範囲設定部は、前記第3の周期のための前記探索強度範囲の強度幅と同じ幅を有するように、前記第4の周期のための前記探索強度範囲を設定することを特徴とする、脈拍測定装置。
In the pulse measuring device according to claim 3 ,
The search intensity range setting unit sets the search intensity range for the fourth period to have the same width as the intensity width of the search intensity range for the third period. A pulse measuring device.
請求項1ないしのいずれか1つに記載の脈拍測定装置において、
さらに、
前記被測定者の動きを体動センサによって検知して前記被測定者が行っている運動の強度を表す運動強度信号を取得する運動強度取得部と、
前記周波数スペクトルの周波数軸において、前記強度ピークを探索するための探索周波数範囲を設定する探索周波数範囲設定部と、を有し、
前記探索周波数範囲設定部は、前記運動強度信号が示す運動強度に応じて、前記探索周波数範囲を変更し、
前記ピーク抽出部は、前記周波数スペクトルの前記強度軸に設定された探索強度範囲と前記周波数スペクトルの前記周波数軸に設定された探索周波数範囲との共通範囲において、前記探索強度範囲に含まれる強度ピークを抽出することを特徴とする、脈拍測定装置。
In the pulse measuring device according to any one of claims 1 to 4 ,
further,
An exercise intensity acquisition unit that detects the movement of the measurement subject by a body motion sensor and acquires an exercise intensity signal representing the intensity of the exercise performed by the measurement subject;
A search frequency range setting unit for setting a search frequency range for searching for the intensity peak in the frequency axis of the frequency spectrum,
The search frequency range setting unit changes the search frequency range according to the exercise intensity indicated by the exercise intensity signal,
The peak extraction unit includes an intensity peak included in the search intensity range in a common range of a search intensity range set on the intensity axis of the frequency spectrum and a search frequency range set on the frequency axis of the frequency spectrum. A pulse measuring device, characterized by extracting the pulse.
脈拍測定装置がする被測定者の脈拍数を測定する脈拍測定方法であって、
脈波センサによって、前記被測定者の脈拍を表す脈波信号を取得するデータ取得ステップと、
前記脈波信号を記憶部に記憶する記憶ステップと、
前記記憶部に記憶された時間領域の前記脈波信号を周波数領域に変換し、前記脈波信号の周波数スペクトルを求める周波数変換ステップと、
前記周波数スペクトルの強度軸において、強度ピークを探索するための探索強度範囲を設定する探索強度範囲設定ステップと、
前記周波数スペクトルの前記設定された探索強度範囲において強度ピークを抽出するピーク抽出ステップと、
抽出された前記強度ピークの周波数に応じて前記被測定者の脈拍数を求める脈拍数算出ステップと、を繰り返し、
前記探索強度範囲設定ステップでは、前回の前記脈拍数算出ステップにおいて算出された脈拍数に応じて、前記探索強度範囲を変更することを特徴とする、脈拍測定方法
A pulse measurement method for measuring a pulse rate of a measurement subject performed by a pulse measurement device,
A data acquisition step of acquiring a pulse wave signal representing the pulse of the measurement subject by a pulse wave sensor;
A storage step of storing the pulse wave signal in a storage unit;
A frequency conversion step of converting the pulse wave signal in the time domain stored in the storage unit into a frequency domain and obtaining a frequency spectrum of the pulse wave signal;
A search intensity range setting step for setting a search intensity range for searching for an intensity peak on the intensity axis of the frequency spectrum;
A peak extraction step of extracting an intensity peak in the set search intensity range of the frequency spectrum;
Repeating the pulse rate calculating step for determining the pulse rate of the person to be measured according to the frequency of the extracted intensity peak ,
In the search intensity range setting step, the search intensity range is changed according to the pulse rate calculated in the previous pulse rate calculation step .
脈拍測定装置のコンピュータが実行可能な脈拍測定プログラムであって、
前記コンピュータに、請求項6に記載の脈拍測定方法を実行させるための脈拍測定プログラム
A pulse measurement program executable by a computer of the pulse measurement device,
A pulse measurement program for causing the computer to execute the pulse measurement method according to claim 6 .
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