專利名稱：心率計及心跳波形的噪音除去方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及心率計及心跳波形的噪音除去方法，特別是軀體運動噪音的噪 音除去方法。
技術(shù)背景一直以來提出了各種測定生物體心跳的心率計的方案。作為由發(fā)光元件將 光照射到身體，用光壽丈元件4企測其反射光或透過光，將受光信號轉(zhuǎn)換成脈搏信 號并檢測脈搏的脈搏檢測電路，已知有例如專利文獻1。對于這樣的心率計，已提出了方案，要求對于雜音可穩(wěn)定地表示脈搏數(shù)，并可提高脈搏數(shù)顯示的穩(wěn)定性(例如，專利文獻2、專利文獻3、專利文獻4)專利文獻2中著眼于雜音引起的脈沖是幅度比較窄的脈沖，在脈搏波 ( )檢測電路和脈搏波計算裝置之間，設(shè)置評價脈搏波;險測電路輸出的脈 搏波信號的脈沖幅度的脈搏波脈沖評價裝置，通過只將認(rèn)為是正常的脈搏波信 號的信號傳送到脈搏波計算裝置，可獲得脈搏顯示的穩(wěn)定性。另外，在專利文獻3中公開，使用加速度傳感器和子波變換除去軀體運動， 通過加速度傳感器，以軀體運動作為加速度來^r測軀體運動波形，對該軀體運 動波形實施子波變換而生成每頻率區(qū)域的軀體運動解析數(shù)據(jù)，另外，對由生物 體的檢測部位檢測的脈搏波波形實施子波變換而生成每頻率區(qū)域的脈搏波解 析數(shù)據(jù)，由脈搏波解析數(shù)據(jù)減去軀體運動解析數(shù)據(jù)來^f企測脈搏。另外，在光學(xué)性獲取心跳信息的光電容積圖(PPG)中，關(guān)于使用子波變 換從PPG信號中除去高頻率成分的雜音，如專利文獻4所示。專利文獻1:特公昭61 - 29730號公報專利文獻2:特公平4 - 79250號公報專利文獻3:特開平11 - 9564號 >報專利文獻4:特公2003 -310562號公報 發(fā)明內(nèi)容6通過心率計進4于的心跳測定，在例如非運動時或運動時這樣的各種測定條 件下進行。在這些不同的測定條件下，用心跳傳感器檢測的心跳波形，不僅基 本波形，對于重疊于該基本波形的噪音成分，其頻率或峰高值等的信號特性也 不同。運動中的心跳波形，除了構(gòu)成主成分的基本波和高次諧波之外還重疊了噪 音成分。該噪音成分，除了作為侵入心跳傳感器或傳送系統(tǒng)中的電氣性高頻噪 音的外界雜亂噪音之外，還包含作為微動噪音的軀體運動噪音，所述微動噪音 是安裝了心跳傳感器的被測試者運動時由于心跳傳感器的安裝位置偏移等而 產(chǎn)生的。進而，該軀體運動噪音，根據(jù)其產(chǎn)生因素及噪音誤差的大小而大致分為2類。一種是，作為心跳傳感器安裝于血管上的狀態(tài)，是由心跳傳感器的位置偏移而在心跳波形水平上重疊了微小的噪音的場合，此時主要為小于20拍/60 秒鐘程度的心跳誤差。另一種是，心跳傳感器由血管上脫離，心跳波形完全不 輸出，或者由于外界雜亂光而異常振動的場合，此時主要為20拍/60秒鐘以上 的心跳誤差。在上述的軀體運動噪音中，如后者那樣，心跳傳感器由血管上脫離，心跳 波形完全不輸出，或者由于外界雜亂光而異常振動的場合，在任一個場合都不 能將心跳進行計數(shù)。圖23 ，如上述那樣，是用于說明心跳傳感器因大的變動中產(chǎn)生的軀體運 動噪音而引起的心跳誤差的圖。圖23 (a)是表示心跳傳感器輸出的心跳波形，在al及a3的期間心跳波 形完全不輸出，在a2及a4的期間由于異常振動而輸出為飽和。在該al ~ a4 的期間在各自T1 T4的時間區(qū)域內(nèi)不能由心跳波形檢測出心跳(圖23 (b) 中的bl b4)。心跳由于心跳數(shù)是以每單位時間的心跳數(shù)來表示，在圖23 (c)表示的心 跳中，在各cl ~ c4的期間心跳降低。作為侵入心跳傳感器或傳送系統(tǒng)中的電氣性高頻噪音的外界雜亂噪音，或 由于心跳傳感器的安裝位置偏移等產(chǎn)生的軀體運動噪音，是噪音成分與心跳主成分相重疊的狀態(tài)，因此可適合使用利用過濾器處理等的信號處理來除去噪音 的方法。但是，上述的心跳傳感器由血管上脫離，在心跳波形遺失或振動的場合， 由于心跳的主成分本身消失，不適用于通過上述的專利文獻公開的處理等的信 號處理來除去噪音的方法。如上所述，大的軀體運動噪音產(chǎn)生時，存在以下問題，即，以對作為心跳 傳感器的輸出的心跳波形進行信號處理的方法難以獲得準(zhǔn)確的心跳。因此，本發(fā)明的目的在于解決以往的問題，即使在由于大的軀體運動噪音 等而使心跳的主成分遺失時，也可獲得準(zhǔn)確的心跳。本發(fā)明的心率計是測定生物體心跳數(shù)的心率計，具有對于由心跳波形求 得的心跳數(shù)來求心跳數(shù)變化的心跳數(shù)變化檢測部；和基于心跳數(shù)變化的推移來 檢測心跳數(shù)的誤差，^奮正錯誤;險測的心跳數(shù)的心跳數(shù)誤差4企測修正部。另外，本發(fā)明的心跳波形的噪音除去方法，具有對于由心跳波形求得的 心跳數(shù)來求心跳數(shù)變化的心跳數(shù)變化檢測步驟；和根據(jù)心跳數(shù)變化的推移來檢 測心跳數(shù)的誤差、修正檢測出的心跳數(shù)誤差的心跳數(shù)誤差檢測修正步驟。心跳數(shù)，例如，是通過將心跳傳感器檢測生物體心跳并輸出的心跳波形進 行信號處理來提取出各心跳，將心跳計數(shù)，轉(zhuǎn)換成每單位時間(例如，l分鐘) 的次數(shù)來表示。在此，心跳數(shù)變化是表示上述的心跳數(shù)隨時間如何變化。心跳數(shù)變化可以 用規(guī)定時間內(nèi)心跳數(shù)增減的變化數(shù)表示。例如，在規(guī)定時間的前后，心跳數(shù)由 80拍/分鐘變化為100拍/分鐘時，該心跳數(shù)增加了該差值的20拍，心跳數(shù)變 化為"+ 20拍"。規(guī)定時間只要是比心跳間隔時間長的時間則可以為任意的時 間，例如可以30秒鐘為單位。另外，心跳數(shù)變化除了上述的變化數(shù)以夕卜，可以以規(guī)定時刻的心跳數(shù)的微 分值表示。心跳數(shù)是通過將生物體的心跳計數(shù)而獲得的，原本非連續(xù)的數(shù)量， 不能對心跳數(shù)自身求孩i分值，但可以用函數(shù)將心跳數(shù)的時間變化進行近似來求 心跳數(shù)的微分值。對于心跳測定，在由于大的軀體運動噪音等而遺失有關(guān)心跳信息時，由心 跳波形自身不能檢測心跳特定主成分或心跳位置等。因此，本發(fā)明的心率計及心跳波形的噪音除去方法，對由心跳波形求得的 心跳數(shù)來求其心跳數(shù)的變化，根據(jù)該心跳數(shù)變化的推移來檢測心跳數(shù)的誤差， 通過將檢測出錯誤的心跳數(shù)進行修正，即使在由于大的軀體運動噪音等而遺失 心跳主成分時也可獲得準(zhǔn)確的心跳。在本發(fā)明中，可以多個形態(tài)來檢測心跳數(shù)變化。心跳數(shù)變化檢測的第1形態(tài)，是由每規(guī)定時間的心跳數(shù)變化數(shù)來求心跳數(shù) 變化，例如，可以由心跳數(shù)的取樣值的差值來求心跳數(shù)變化數(shù)。心跳數(shù)變化檢測的第2形態(tài)，是由規(guī)定時刻的心跳數(shù)的微分值求心跳數(shù)變化，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，雖然心跳數(shù)隨被測試者而表現(xiàn)出個人差異，對于該 心跳數(shù)變化，被測試者雖然不同但也顯示了共同的變化傾向。特別發(fā)現(xiàn)，給予 被測試者一定的負(fù)荷時表現(xiàn)出的心跳數(shù)變化，顯示了共同特征性的變化傾向。圖1,表示給予一定負(fù)荷時的心跳數(shù)(示于圖1 (a))和心跳數(shù)變化(示 于圖1 (b))。在此，心跳數(shù)變化以心跳數(shù)的每規(guī)定時間的變化數(shù)來表示。心跳數(shù)，雖然因被測試者的個人差別其大小各種各樣，但心跳數(shù)變化在規(guī) 定的變化幅度內(nèi)顯示了大致共同的變化傾向。例如，開始運動時，心跳數(shù)變化 一旦增加后顯示了減少的傾向。該心跳變化增減后，運動中為大致恒定的心跳 數(shù)。另一方面，終止運動時，心跳數(shù)變化一旦減少后顯示了增加的傾向。通過 該心跳數(shù)變化，運動終止后，經(jīng)過規(guī)定時間返回到運動前的狀態(tài)。該心跳數(shù)變化與被測試者的個人差異無關(guān)，在規(guī)定的變化幅度內(nèi)為大致共 同的傾向。本發(fā)明關(guān)注于該心跳數(shù)變化，由于大的軀體運動噪音等心跳波形的檢測信 號遺失(圖23 (a)的al、 a3 )、或由于心跳波形的檢測信號的振動發(fā)生飽和 (圖23 (a)的a2、 a4 ),可通過心跳數(shù)變化的誤差來檢測由此產(chǎn)生的心跳數(shù) 誤差。接著，通過標(biāo)準(zhǔn)的心跳數(shù)變化來修正檢測出的心跳數(shù)變化的誤差部分， 進而，根據(jù)修正的心跳數(shù)變化來修正心跳數(shù)。心跳數(shù)誤差檢測修正，具有根據(jù)心跳數(shù)變化的推移將心跳數(shù)變化的誤差 作為心跳數(shù)的誤差進行檢測的心跳數(shù)誤差檢測；和根據(jù)心跳數(shù)誤差檢測來修正 心跳數(shù)的誤差的心跳數(shù)誤差修正。9圖2是用于說明根據(jù)心跳數(shù)變化進行心跳數(shù)變化的誤差檢測、心跳數(shù)變化 的誤差修正以及心跳數(shù)的誤差修正的圖。由于軀體運動噪音，心跳數(shù)的一部分(圖中的A、 B、 C)發(fā)生了心跳信息的遺失(圖2 (a))，由于該心跳信息的 遺失在心跳數(shù)變化中產(chǎn)生誤差(圖2 (b))。對該心跳數(shù)變化的誤差進行檢測 并修正(圖2 (c))。通過修正心跳數(shù)變化，被修正的心跳數(shù)變化包含與被修 正的心跳數(shù)有關(guān)的信息。因此，根據(jù)該被修正的心跳數(shù)變化圖2(c),修正包含誤差的心跳數(shù)(圖 2(a)),來求修正的心跳數(shù)(圖2 (d))。在本發(fā)明中，心跳數(shù)誤差檢測，具有將作為對象的心跳數(shù)的對象心跳數(shù) 變化的推移和作為標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化的推移進行比較；根據(jù)該兩者心跳數(shù) 變化的推移的類似度，檢測作為對象的心跳數(shù)變化誤差的心跳數(shù)變化誤差檢 測，和修正心跳數(shù)變化誤差的心跳數(shù)變化誤差修正。心跳數(shù)變化誤差檢測為，將規(guī)定時間區(qū)域的對象心跳數(shù)變化具有的多個心 跳數(shù)變化值作為心跳數(shù)變化的推移，將相同規(guī)定時間區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化具 有的相同數(shù)量的心跳數(shù)變化值作為標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化的推移，對于該兩推移，將 對應(yīng)的各心跳數(shù)變化值的差值作為推移的類似度，檢測作為對象的心跳數(shù)變化 的誤差。上述心跳數(shù)變化誤差檢測處理，準(zhǔn)備了由不同組合的心跳數(shù)變化值構(gòu)成的 多個的標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式，可將由多個標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式推定的標(biāo)準(zhǔn)心跳 數(shù)變化模式和對象心跳變化進行比較。由多個標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式來推定用于比較的標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式的計 時，可與運動負(fù)荷的計時聯(lián)動進行。另外，心跳數(shù)變化誤差檢測，是根據(jù)差值超過設(shè)定值的對象心跳數(shù)變化值 的個數(shù)來檢測心跳數(shù)變化的誤差。例如，構(gòu)成心跳數(shù)變化模式的多個心跳數(shù)變 化值中的至少一個，在標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式的心跳數(shù)變化值的范圍之外時，就 認(rèn)為有心跳數(shù)變化誤差。檢測誤差時，心跳數(shù)變化誤差修正，是將用心跳數(shù)變化誤差檢測所檢測出 的對象心跳數(shù)變化的心跳數(shù)變化值，修正為標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化的心跳數(shù)變化值。進而，心跳數(shù)的誤差修正部，是根據(jù)由上述的心跳誤差檢測所檢測修正的心跳數(shù)變化值，修正對應(yīng)的心跳數(shù)。通過本發(fā)明，即使在由于大的軀體運動噪音等引起心跳的主成分遺失時， 也能獲得準(zhǔn)確的心跳。


圖1:表示給予一定負(fù)荷時的心跳數(shù)和心跳數(shù)變化的圖。圖2:用于說明根據(jù)心跳數(shù)變化進行的心跳數(shù)變化的誤差檢測、心跳數(shù)變化的誤差修正以及心跳數(shù)的誤差修正的圖。圖3:用于說明本發(fā)明的概略構(gòu)成的圖。圖4:用于說明本發(fā)明的心率計的構(gòu)成的圖。圖5:用于說明心跳傳感器的一構(gòu)成例的概略剖面圖。圖6:用于說明本發(fā)明的心率計的其他構(gòu)成的圖。圖7:用于說明心跳傳感器的其他的構(gòu)成例的概略剖面圖。圖8:用于說明心跳數(shù)變化檢測部以及心跳數(shù)誤差檢測部的構(gòu)成例的圖。圖9:用于說明心跳數(shù)變化模式的一例的圖。圖10:用于說明心跳數(shù)誤差檢測修正部的操作例的流程圖。圖11:用于說明心跳數(shù)誤差檢測修正部的操作例的心跳數(shù)變化的例子的圖。圖12:用于說明心跳數(shù)誤差檢測修正部的操作例的操作說明圖。圖13:心跳教:誤差檢測部的電路構(gòu)成的一例。圖14:心跳數(shù)誤差檢測部的電路構(gòu)成的一例。圖15:用于說明心跳數(shù)變化模式的圖。圖16:心跳數(shù)誤差檢測部的并聯(lián)電路構(gòu)成的一例。圖17:心跳數(shù)誤差檢測部的電路構(gòu)成的其他例。圖18:構(gòu)成心跳數(shù)誤差修正部的一個電路構(gòu)成例。圖19:用于說明心跳數(shù)誤差修正部的操作例的流程圖。圖20:用于說明心跳數(shù)誤差修正部的操作例的圖。圖21:用于說明本發(fā)明的心跳數(shù)變化的誤差檢測的其他形態(tài)的圖。圖22:用于說明本發(fā)明的心跳數(shù)變化的誤差檢測的其他形態(tài)的流程圖。圖23:用于說明由心跳傳感器在大的變動中產(chǎn)生的軀體運動噪音引起的心跳誤差的圖。1心率計2心跳傳感器2a發(fā)光元件部2b光4文元件部2c遮光部2A觸覺傳感器3才全測電3各4心跳數(shù)檢測部5心跳數(shù)變化檢測部53心跳數(shù)臨時存儲部5b差值計算部5c心跳數(shù)變化存儲部6心跳數(shù)誤差檢測修正部6A心跳數(shù)誤差檢測部6B心跳數(shù)誤差修正部6a心跳數(shù)變化誤差檢測部6b標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式存儲部6c標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式選擇部6d心跳數(shù)變化修正部6e心跳數(shù)存儲部6f修正心跳數(shù)計算部6g重寫部7心跳數(shù)計lt部8心跳報知部9發(fā)光電路部10信號處理部21延遲器22加法器1224 加法器25 比較器30 生物體31 血管32 振動波33 生物體組織34 皮膚具體實施方式
以下，用圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的心率計、及從心跳波形中除去噪音成分來 檢測心跳的順序。首先，用圖3來說明本發(fā)明的概略構(gòu)成。在圖3中，本發(fā)明的心率計l, 具有檢測生物體的心跳波形的心跳檢測部、將檢測出的心跳波形進行信號處理 的檢測心跳的信號處理部。在信號處理部檢測出的心跳數(shù)通過心跳數(shù)計數(shù)部7 進行計數(shù)，計數(shù)的心跳數(shù)是在報知部8設(shè)置的心跳數(shù)報知部8A (沒有圖示) 中通過顯示、傳送、存儲等進行報知。另外，前述的心跳檢測部，例如可由心跳傳感器2、從心跳搏傳感器2的 輸出獲得檢測信號的檢測電路3構(gòu)成。心跳傳感器2例如可使用光學(xué)式傳感器， 檢測電路3將通過光信號等的心跳傳感器2獲得的輸出轉(zhuǎn)換成電信號，根據(jù)需 要進行信號放大，或通過A/D轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。信號處理部具有根據(jù)用檢測電路3檢測出的心跳波形來檢測心跳數(shù)的心 跳數(shù)檢測部4、用心跳數(shù)檢測部4檢測的心跳數(shù)來檢測心跳數(shù)變化的心跳數(shù)變 化檢測部5、根據(jù)用心跳數(shù)變化檢測部5檢測出的心跳數(shù)變化來檢查心跳數(shù)誤 差并修正該心跳數(shù)誤差的心跳數(shù)誤差檢測修正部6。在該概略構(gòu)成中，在運動狀態(tài)中使用心率計時，有時心跳傳感器2會從作 為測定對象的被測試者的血管上脫離。在這樣的場合中，在作為檢測電路3 的輸出的檢測信號中，產(chǎn)生不能獲得輸出的部分、由于外界散亂光的侵入而振 動且輸出成為飽和的部分等。象這樣不能獲得輸出的部分或輸出的飽和部分產(chǎn) 生時，在從心跳數(shù)檢測部4獲得的心跳數(shù)中就會產(chǎn)生誤差。心跳數(shù)變化檢測部5檢測作為心跳數(shù)隨時間變動的心跳數(shù)變化。例如， 通過求出在規(guī)定時間的前后從心跳數(shù)檢測部4輸出的心跳的差值，檢測心跳數(shù) 變化。另外，在該心跳數(shù)變化相當(dāng)于心跳數(shù)的微分值且得到將心跳數(shù)的變化進 行模擬近似的函數(shù)時，通過該函數(shù)在規(guī)定時刻的樣i分值可進行檢測。心跳數(shù)誤差檢查修正部6，如前述圖2說明的那樣，可以通過心跳數(shù)變化 的誤差檢測和心跳數(shù)變化的誤差修正進行心跳數(shù)誤差檢測(圖2 (a) ~圖2 (c))，通過所檢測的心跳數(shù)變化的誤差修正來進行心跳數(shù)的誤差修正(圖2 (c) ~圖2 (d))。心跳數(shù)計數(shù)部7根據(jù)心跳數(shù)誤差檢測修正部6所修正的心跳數(shù)來計數(shù)心跳 數(shù)。在這里被計數(shù)的心跳數(shù)是進行了誤差修正的心跳數(shù)，因此可理解為準(zhǔn)確的 心跳數(shù)。圖4是用于說明圖3表示的心率計的構(gòu)成的圖。另外，在這里，作為心跳 傳感器2，以光學(xué)式傳感器的例子來表示。心率計i具有由生物體30獲得心跳信息的心跳傳感器2、由心跳傳感 器2的輸出形成檢測信號的檢測電路3、對來自檢測電路3的檢測信號進行信 號處理來檢測心跳的信號處理部10、將計數(shù)的心跳數(shù)進行報知的心跳數(shù)報知 部8A。另夕卜，心跳數(shù)報知部8A與運動報知部8B共同構(gòu)成報知部8。心跳數(shù) 報知部8A將心跳顯示于顯示裝置，此外還傳送到其他的裝置或存儲于存儲裝 置。另外，運動報知部8B向被驗者指示運動的開始或運動的停止。由此，可 對被驗者在M^定的時間區(qū)域內(nèi)施加負(fù)荷。另外，通過運動報知部8B，可在運 動的開始時間點及運動終止時間點將時刻信息傳送到心跳數(shù)誤差檢測修正部 6。另外，本發(fā)明的心率計，可預(yù)先設(shè)定被驗者承擔(dān)的負(fù)荷的種類或大小。信號處理部10,具有檢測心跳數(shù)的心跳數(shù)檢測部4、由檢測出的心跳數(shù) 來檢測其變化的心跳數(shù)變化檢測部5、根據(jù)檢測出的心跳數(shù)變化來進行心跳數(shù) 的誤差檢測和誤差修正的心跳數(shù)誤差檢測修正部6、將修正的心跳數(shù)進行計數(shù) 的心跳數(shù)計數(shù)部7。心跳傳感器2具有通過發(fā)光電路9將光照射于被驅(qū)動的生物體30的發(fā) 光元件2a、接受由生物體30散射或反射、或透過的光的光敏元件部2b。圖5 是用于說明心跳傳感器2的一構(gòu)成例的概略剖面圖，表示對生物體30照射光、檢測反射光的構(gòu)成例。發(fā)光元件部2a和光敏元件部2b夾持遮光板2c而成為 對向，設(shè)置在相對于照射點(沒有圖示)對稱的位置。在這里，遮光板2c可 阻止從發(fā)光元件2a向光敏元件2b直接入射的光。從發(fā)光元件2a照射到生物體30的光，被生物體30內(nèi)的組織或血管31內(nèi) 的血液散射，再射出到生物體30外。由生物體30射出的光的強度，根據(jù)血流 發(fā)生變動。本發(fā)明的心率計l,基于該光的強度根據(jù)血流進行變動的光強度的 變化來4企測心跳。檢測電路3具有接受從光敏元件部2b得到的光信號并轉(zhuǎn)換成電信號的 檢測信號的光敏電路部3a、將檢測信號進行信號放大的放大電路部3b、轉(zhuǎn)換 成數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換部3c。信號處理部10,如前述那樣，具有心跳數(shù)檢測部4、心跳數(shù)變化檢測部5、 心跳數(shù)誤差檢測修正部6、心跳數(shù)計數(shù)部7，將求得的心跳傳送到心跳數(shù)報知 部8并報知已計數(shù)的心跳數(shù)。心跳數(shù)誤差檢查修正部6具有檢測心跳數(shù)誤差的心跳數(shù)誤差檢測部6A、 根據(jù)心跳誤差檢測部6A檢測出的心跳數(shù)來修正心跳數(shù)的心跳數(shù)修正部6B。 另外，心跳數(shù)報知部8，可進行心跳數(shù)的顯示、存儲、傳送等的任一個或任意 的組合。圖6是用于說明圖3所示的心率計的其他構(gòu)成的圖。在該構(gòu)成例中，作為 心跳傳感器2，以觸覺傳感器2A的例子來表示。心率計l具有前述圖4所示的心跳傳感器2、檢測電路3、信號處理部 10、報知部8，作為心跳傳感器2的觸覺傳感器2A的檢測信號，在檢測電流 3中的放大電路部3b中被信號放大，在A/D變換部3c中被變化成數(shù)字信號。該構(gòu)成例中，具有作為心跳傳感器2的觸覺傳感器2A。在這里，該觸覺 傳感器2A是檢測由生物體產(chǎn)生的振動的傳感器的總稱，例如，通過檢測生物 體中的動脈血管的脈搏波，才企測心跳。圖7是用于說明觸覺傳感器2A的一構(gòu)成例的概略剖面圖。生物體內(nèi)的動 脈血管31,相應(yīng)于流動于血管內(nèi)的血液的變動，與脈搏同期振動。該動脈血 管的振動，在生物體的組織33內(nèi)成為振動波傳送。觸覺傳感器2A接觸并附 著于生物體例如皮膚表面，檢測在生物體的組織33內(nèi)傳送的振動波。該振動波的檢測，是檢測壓力變化或振動變化。觸覺傳感器2A,可使用相應(yīng)于檢測振動波的形態(tài)的各種傳感器。例如， 使用壓力傳感器作為觸覺傳感器2A的場合，將振動波作為壓力變化進行檢觀'J。 另外，使用振動傳感器作為觸覺傳感器2A時，將振動波作為振動變化來進行 才全測。作為振動變化，例如4企測振幅、頻率等的變化。觸覺傳感器2A隔著皮膚對在生物體組織33內(nèi)傳送的振動波進行^^企測。 因此，觸覺傳感器2A被設(shè)置于檢測生物體的脈搏的測定部位的近旁。觸覺傳 感器2A，通過接觸測定部位近旁的皮膚34可提高檢測靈敏度。另夕卜，通過將 觸覺傳感器2A按壓于皮膚34,可進一步提高檢測靈敏度。該構(gòu)成例的觸覺傳感器2A,檢測根據(jù)血流進行變化的振動波，檢測電路 3通過放大電路部3b將檢測信號進行信號放大，通過A/D變換部3c轉(zhuǎn)換成數(shù) 字信號。另外，信號處理部10內(nèi)的心跳數(shù)檢測部4、心跳數(shù)變化檢測部5、心跳數(shù) 誤差檢測修正部6及心跳數(shù)計數(shù)部7的構(gòu)成及信號處理、或心跳數(shù)報知部8 的構(gòu)成及信號處理、以及各部的作用操作，因為與使用前述圖4的說明同樣， 所以省略了這里的說明。另外，使用光學(xué)傳感器作為心跳傳感器時，檢測心跳信號的部位可特定在 窄的范圍內(nèi)，可檢測特定位置的心跳狀態(tài)。另夕卜，使用觸覺傳感器作為心跳傳 感器時，可從廣泛的范圍獲得心跳信號，確定心跳傳感器的安裝位置可不需要 高的精度，另外，可緩和使用中的位置偏移所引起的檢測不良。下面，關(guān)于心跳數(shù)變化檢測部5的構(gòu)成例及心跳數(shù)誤差檢測修正部6內(nèi)的 心跳數(shù)誤差檢測部6A的構(gòu)成例，用圖8進行說明。首先，對心跳數(shù)變化檢測部5的構(gòu)成例進行說明。心跳數(shù)變化檢測部5具 有將心跳數(shù)檢測部4檢測出的心跳數(shù)D輸入并存儲的心跳數(shù)臨時存儲部5a、 根據(jù)存儲于心跳數(shù)臨時存儲部5a的心跳數(shù)D算出心跳數(shù)變化E的差值計算部 5b、存儲由差值計算部5b求得的心跳數(shù)變化的心跳數(shù)變化存儲部5c。心跳數(shù)臨時存儲部5a,將輸入的心跳數(shù)D作為本次心跳數(shù)DO來存儲的 同時，將前次存儲的本次心跳數(shù)D0作為前次心跳數(shù)D1而重新寫入。心跳數(shù) 臨時存4諸部5a，每次輸入新的心跳數(shù)D時，都進4亍本次心跳數(shù)DO和前次心跳數(shù)D1的重寫，舍棄重寫以前的前次心跳數(shù)D1。差值計算部5b,通過本次心跳數(shù)DO和前次心跳ft Dl的差值(EO=DO -Dl)計算來求出心跳數(shù)變化值EO。該差值計算是求出心跳數(shù)在規(guī)定時間變動 的變化數(shù)。心跳數(shù)變化存儲部5c，對差值計算部5b求得的心跳數(shù)變化值E在不同時 刻進行多次存儲。在這里，存儲本次的心跳數(shù)變化值E0、前次的心跳數(shù)變化 值E1、再前次的心跳數(shù)變化值E2這3個心跳數(shù)變化值[EO、 El、 E2]。該心跳 數(shù)變化的存儲，通過差值計算部5b每計算一次心跳數(shù)變化值時就進行更新， 舍棄最早的心跳數(shù)變化值E2，更新為新的心跳數(shù)變化值E2。由此，心跳數(shù)變化存儲部5c，在經(jīng)過時間的每個該時間點，存儲現(xiàn)在和 此前的連續(xù)3個心跳數(shù)變化值[EO、 El、 E2]。在本發(fā)明中，通過使用該連續(xù)的多個心跳數(shù)變化值作為心跳數(shù)變化的變化 模式，進行心跳數(shù)變化的誤差檢測。另外，在這里，雖然表示了作為連續(xù)的心 跳數(shù)變化值的個數(shù)為3個的情況，但可不限制于3個而為任意的個數(shù)。另夕卜，連續(xù)的心跳數(shù)變化值為2個的場合，限定了可檢測心跳數(shù)變化誤差 的模式數(shù)，有可能降低檢測精度。另外，增加連續(xù)的心跳數(shù)變化值的個數(shù)時， 可提高檢測心跳數(shù)變化的誤差的檢測精度，誤差檢測需要的計算時間變得長期 化，此外在最初的時間點誤差檢測所需要的心跳變化值的個數(shù)不足，因此檢測 出最初的心跳變化的時間變長，可能會漏掉初期階段的心跳值變化誤差。因此， 連續(xù)的心跳數(shù)變化值的個數(shù)，要考慮上述情況來設(shè)定。另夕卜，上述的心跳數(shù)變化檢測部5的構(gòu)成例，展示了每取得心跳數(shù)時進行 一次心跳數(shù)變化的檢測的例子，也可以每取得多次的心跳數(shù)時進行心跳數(shù)變化 的沖企測。接著，對心跳數(shù)誤差檢測修正部6的心跳數(shù)誤差檢測部6A的構(gòu)成例進行 說明。在圖8中，心跳數(shù)誤差檢測部6A具有心跳數(shù)變化誤差檢測部6a、標(biāo) 準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式存儲部6b、標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式選擇部6c、心跳數(shù)變化誤 差修正部6d。心跳數(shù)變化誤差檢測部6a,檢測在由心跳數(shù)變化檢測部所檢測的心跳數(shù) 變化中是否有誤差。該誤差檢測，是將對象的心跳波形中的心跳數(shù)變化的變化模式和預(yù)先求得的標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化的變化模式進行比較。對象的心跳數(shù)變化模式與標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化的變化模式為 一致時，判斷沒有 心跳數(shù)變化的誤差，對象的心跳數(shù)變化模式與標(biāo)準(zhǔn)的心跳數(shù)變化模式不一致 時，判斷有心跳數(shù)變化的誤差。心跳數(shù)變化模式根據(jù)心跳數(shù)變化的經(jīng)過時間而顯示不同的模式。圖9是用于說明心跳數(shù)變化模式的一例的圖。心跳數(shù)變化模式a-k (圖9 (b))，將心 跳數(shù)變化的波形以規(guī)定時間區(qū)域(圖中的箭頭表示的時間區(qū)域)為單位進行劃 分，將該時間區(qū)域內(nèi)的心跳數(shù)變化值變化的狀態(tài)作為心跳數(shù)變化模式提取出。 另外，在這里，例示由3個連續(xù)的心跳數(shù)變化值形成心跳數(shù)變化模式的例子。進行比較的心跳數(shù)變化模式，作為標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式預(yù)先確定并存儲。 該標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式，與心跳數(shù)變化模式同樣，顯示根據(jù)心跳數(shù)變化的經(jīng)過 時間而不同的模式，因此在標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式存儲部6b中被多次存儲。因 此，將心跳數(shù)變化模式與標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式進行比較時，存在多個不一致的 標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式。存在多個與對象的心跳數(shù)變化模式不一致的標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式時，作為 對象的心跳數(shù)變化;漠式有存在誤差的情況，此外也有作為對象的心跳數(shù)變化模 式?jīng)]有誤差，僅是由于進行比較的經(jīng)過時間不同，不過是與不作為本來比較的 對象的心跳it變化;漠式進行比較的結(jié)果。通常，進行比較的經(jīng)過時間不同時，心跳數(shù)變化模式的各心跳數(shù)變化值多 不相同。對此，使進行比較的經(jīng)過時間相同，且為可以進行比較的心跳數(shù)變化 模式時，如果沒有誤差則心跳數(shù)變化模式的各心跳數(shù)變化值一致，存在誤差時， 該誤差部分的心跳數(shù)變化值不同。因此，在心跳數(shù)變化誤差檢測部6a中，與作為對象的心跳數(shù)變化模式不 一致的標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式為多個時，根據(jù)心跳數(shù)變化值不同的個數(shù)的大小進 行誤差檢測。例如，多個心跳數(shù)變化量值不同時，則判斷該標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模 式為比較對象之外，不同的心跳數(shù)變化量值的個數(shù)少時，該標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模 式適合于比較對象，判斷作為對象的心跳數(shù)變化包含誤差。用于該判斷的心跳 數(shù)變化量值的個數(shù)的設(shè)定值要預(yù)先設(shè)定。另外，檢測出誤差的心跳數(shù)變化模式中，不一致的心跳數(shù)變化值的位置表18示心跳數(shù)變化有誤差的位置，由此可檢測誤差的位置。在預(yù)先使多個被驗者擔(dān)負(fù) 一定的負(fù)荷這樣相同的測定條件下進行心跳數(shù) 的測定，根據(jù)該多個測定結(jié)果，將共同的心跳數(shù)變化模式作為標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式存儲于標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式存儲部6b。該標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式，如圖9 所示，具有根據(jù)心跳數(shù)變化的經(jīng)過時間而不同的模式。心跳數(shù)變化誤差檢測部6a，從心跳數(shù)變化存儲部5c取得作為對象的心跳 數(shù)變化的變化值，同時從標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式存儲部6b讀入標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化 模式，比較這些變化模式的變化值。另外，變化值的比較，通過將作為對象的 時間點之前的多個時間點的心跳數(shù)變化值與標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式進行比較，進 行該對象時間點的誤差^f企測。心跳數(shù)變化誤差檢測部6a從標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式存儲部6b讀入標(biāo)準(zhǔn)心跳 數(shù)變化模式的時間，可根據(jù)來自運動報知部8B的信號進行。運動報知部8B 為對于被驗者開始負(fù)荷進行才艮知的結(jié)構(gòu)，心跳數(shù)變化從被^^者擔(dān)負(fù)負(fù)荷的時間 點起開始變動。因此，通過監(jiān)控來自運動報知部犯的信號，可知心跳數(shù)變化的變動開始， 并可排除非運動時的噪音。心跳數(shù)變化誤差檢測部6a，運動開始時，從標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式存儲部 6b讀出運動開始時出現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式，運動終止時，從標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù) 變化模式存儲部6b讀出運動終止時出現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式。另夕卜，在該比較操作中，可取得作為對象的心跳數(shù)變化的變化值的標(biāo)準(zhǔn)心 跳數(shù)變化模式有多個存在時，可從存儲于標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式存儲部6b的多 個標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式中選擇適當(dāng)?shù)哪Ｊ?。該選擇可通過心跳數(shù)變化模式選擇 部6c進行，例如，可將心跳數(shù)變化的經(jīng)過時間作為模式，并選擇在評價對象 的心跳數(shù)變化在作為其對象的時間點獲得的模式。該標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式的選擇，除了防止將不能從心跳數(shù)變化的經(jīng)過時間 獲得的心跳數(shù)變化模式作為一致模式而錯誤檢測以外，還有減少心跳數(shù)變化誤 差檢測部6a進行模式比較的處理量的效果。在修正心跳數(shù)變化誤差或心跳數(shù)誤差中需要用于修正的信息，如前所述， 在心跳傳感器脫離測定部位以外的軀體運動噪音中，心跳波形不包含心跳信息，因此難以才艮據(jù)心跳波形進行修正。因此，在本發(fā)明中，通過使用在心跳數(shù)誤差檢測部6A中使用的標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式具有的心跳信息，可補充遺失的心跳信息。心跳數(shù)變化誤差修正部6d,從標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式的心跳數(shù)變化值中提 取出與遺失的心跳數(shù)對應(yīng)的心跳數(shù)變化值，使用該心跳數(shù)變化值來修正心跳數(shù) 變化的誤差。更詳細(xì)地說，心跳數(shù)變化誤差修正部6d，將心跳數(shù)變化誤差檢 測部6a檢測出的對象時間點作為誤差位置，從標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式存儲部6b 存儲的標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式，讀出對應(yīng)于該對象時間點的心跳數(shù)變化值，通過 替換認(rèn)定為誤差的心跳數(shù)變化值來f"正心跳數(shù)變化的誤差。進而，心跳數(shù)修正部6B，根據(jù)心跳數(shù)變化誤差檢測部6a檢測出的心跳數(shù) 誤差位置來求出心跳位置，另外，根據(jù)心跳數(shù)變化誤差修正部6d檢測出的心 跳數(shù)變化的誤差數(shù)來修正心跳數(shù)。以下，對于心跳數(shù)誤差^r測修正部6的操作例，使用圖10流程圖、圖11 的心跳數(shù)變化的例子、圖12的操作說明圖進行說明。首先，心跳數(shù)臨時存儲部5a從心跳數(shù)檢測部4輸入心跳數(shù)D，將輸入的 心跳數(shù)D作為本次心跳數(shù)DO來存儲，同時將前次存儲的本次心跳數(shù)DO作為 前次心跳數(shù)D1重寫(SI )。差值計算部5b進行本次心跳數(shù)D0與前次心跳數(shù)Dl的差值(E0-D0-Dl ) 計算(S2)。將上述計算求得的心跳數(shù)變化值作為現(xiàn)時間點的心跳數(shù)變化值E0而存 儲，在前次的時間點將作為現(xiàn)時間點的心跳數(shù)變化值的心跳數(shù)變化值E0作為 前次心跳數(shù)變化值E1而存儲，進而，在前次的時間點將作為前次的心跳數(shù)變 化值的心跳數(shù)變化值El作為再前次心跳數(shù)變化值E2存儲。由此，存儲本次 的心跳數(shù)變化值EO、前次的心跳數(shù)變化值E1、再前次的心跳數(shù)變化值E2這3 個心跳數(shù)變化值[EO、 El、 E2] (S3)。接著，推定用于心跳數(shù)變化誤差檢測修正的標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式，使用推 定的標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式，進行誤差檢測及誤差修正。從多個標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式推定用于判斷的標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式，可通過 將S3的步驟求得的心跳數(shù)變化模式與各標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式比較來進行。例如，圖11作為標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式，模式k[E2、El、E0]=
模式2:[E2、El、E0]=
模式3:[E2、El、E0]=
模式4:[E2、El、E0]=[+10、 +20、 +模式5:[E2、El、E0]=
模式n: [E2、 El、 EO] = [nn、 nn、 nn]表示關(guān)于E2、 El分別具有±5的判斷幅度時的心跳數(shù)變化誤差檢測修正。 另外，在這里，EO為評價的對象時間點的心跳數(shù)變化數(shù)，El為對象時間點之前1個時間點的心跳數(shù)變化數(shù)，E2為對象時間點之前2個時間點的心跳數(shù)變化數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式的推定，通過比較El和E2的值來進行。例如該設(shè) 定例中，評價對象心跳數(shù)變化的模式為[E2、 El、 E0] =
時(圖 12 (b)),模式3 ([E2、 El、 EO]-[O、 +10、 + 20〗)的E2的評價標(biāo)準(zhǔn)為E2= ±5， El評價標(biāo)準(zhǔn)為El = +5~ + 15，因此評價對象心跳數(shù)變化的E2 = 0、 El - +8的各值適合于該評價標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。由此，將模式3推定為標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模 式。圖12 (c)中，可考慮作為標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式的候補的模式1、 2，模式 1 ([E2、 El、 E0] =
)的E2的評價標(biāo)準(zhǔn)為E2=±5， El的評價標(biāo)準(zhǔn)為 El = ±5，因此評價對象心跳數(shù)變化的El = + 8的值不適合于該評價標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)， 模式2 ([E2、 El、 EO] =
)的E2的評價標(biāo)準(zhǔn)為E2= ± 5, El評價 標(biāo)準(zhǔn)為El = ±5,因此評價對象心跳數(shù)變化的El = + 8的值不適合于該評價標(biāo) 準(zhǔn)內(nèi)(圖12 (d))。因此，如上所述，將[E2、 El]的值適合于評價標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的模式3推定為標(biāo)準(zhǔn) 心跳數(shù)變化模式(S4 )。接著，將作為標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式而推定的模式3的EO值與評價對象心 跳數(shù)變化模式的EO值進行比較，不一致時(S5 )用標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式3的 EO = + 20的值替換評價對象心跳數(shù)變化模式的EO = + 50的值來進行修正。通21過該修正，可獲得心跳數(shù)變化的模式[E2、 El、 E0] =
(圖12 (e)) (S6)。另外，在S5的比較步驟中，標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式3的EO與評價對象心 跳數(shù)變化模式的EO—致時，則判斷評價對象的心跳數(shù)變化值中沒有誤差，沒 有修正的必要。每獲得心跳數(shù)變化重復(fù)進行S1 S6的步驟(S7)。接著，用圖13~圖17說明上述的心跳數(shù)誤差檢測部的處理以硬件構(gòu)成的 例子。圖13是心跳數(shù)誤差檢測部的電路構(gòu)成的一例。在圖13所示的電路構(gòu)成例 中，可由延遲電路21、加法器22、 24、比較器23、 25等構(gòu)成。將對應(yīng)于構(gòu)成心跳數(shù)變化模式的心跳數(shù)n的個數(shù)(例如，(n-l個))的 延遲電路21進行從屬連接，將n個加法器22連接于輸入端和各延遲電路21 的輸出端。設(shè)定各加法器將標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式的心跳數(shù)變化值E0~En-l 進行減法計算。各加法器22的輸出被輸入于比較器23,將判斷幅度A作為評 價標(biāo)準(zhǔn)進行比較。利用上述的加法器22和比較器23的處理，相當(dāng)于上述的流 程圖的S4、 S5。將連接于輸入端的加法器的輸出進行比較的比較器23-0的輸出，表示與 心跳數(shù)變化EO的標(biāo)準(zhǔn)值的差值。另外，將連接于各延遲器的加法器的輸出進 行比較的比較器23 - 1 ~ 23 - n - 1的輸出，表示與心跳數(shù)變化El ~ En的標(biāo)準(zhǔn) 值的差值。因此，將連接于各延遲器的加法器的輸出進行比較的比較器23 - 1 ~23 -n- 1的輸出用加法器24進行加法計算，可獲得與心跳數(shù)變化值適合的個數(shù)的 合算值相當(dāng)?shù)妮敵?。比較器25通過將該合算值與設(shè)定數(shù)m進行比較，可判斷 標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式的適合、不適合。由該電路構(gòu)成，通過比較器25的輸出可確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式是適合 的，通過比較器23-0的輸出可進行誤差檢測。不能獲得來自比較器23-0 的輸出時，可判斷沒有誤差。圖13是由n個連續(xù)的心跳數(shù)變化值構(gòu)成心跳數(shù)變化模式的例子，關(guān)于n =3的場合，使用圖14的電路構(gòu)成圖及說明圖15的心跳數(shù)變化模式的圖進行 說明。圖14、圖15都表示作為標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式設(shè)定[E2、 El、 E0] =
的例子。圖14 (a)、圖15 (a)表示作為評價對象心跳數(shù)變化模式輸入([E2、 El、 E0] =
)的情況。該例相當(dāng)于評價對象心跳數(shù)變化沒有誤差的 情況。通過圖14(a)的電路例，由比較器23-0輸出"1"，表示"沒有誤差" 的判斷。另外，在這里，比較器在評價標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)時輸出'T，。另外，由比較器23-1、 23-2分別輸出"1",由加法器24輸出已進行加 法計算的"2"。比較器25將加法器24的輸出"2"與設(shè)定值"2"比較而輸出 "1"。該輸出"1"，表示標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式是適合的。接著，圖14(b)、圖15(b)表示作為評價對象心跳數(shù)變化模式輸入([E2、 El、 EO]-[O、 +8、 +50])的情況。該例相當(dāng)于評價對象心跳數(shù)變化中有誤 差的情況。通過圖14 (b)的電路例，由比較器23-0輸出"0",表示"有誤 差"的判斷。另外，在這里，比較器在評價標(biāo)準(zhǔn)以外時輸出"0"。另外，由比較器23-1、 23-2分別輸出"1"、由加法器24輸出已進行加 法計算的"2"。比較器25，將加法器24的輸出"2"與設(shè)定值"2"進行比較 而輸出"1"。該輸出"1",表示標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式是適合的。接著，圖14(c)、圖15(c)表示作為評價對象心跳數(shù)變化模式輸入([E2、 El、 EO]-[O、 0、 -10])的情況。該例相當(dāng)于不適合標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式的 情況。通過圖14 (c)的電路例，由比較器23-0輸出"0"，表示"有誤差，， 的判斷。另外，由比較器23-l輸出"0"、由比較器23-2輸出"1",由加法器 24輸出已進行加法計算的"1"。比較器25,將加法器24的輸出"1"與設(shè)定 值"2"進行比較而輸出"0"。該輸出"0"表示標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式不適合。心跳數(shù)變化誤差檢測部6 a,如圖16所示，每標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式中都準(zhǔn) 備了上述構(gòu)成的電路進行并聯(lián)，可通過將心跳數(shù)變化并列輸入各模式的電路中 而構(gòu)成。另外，在圖13的電路構(gòu)成中，表示了將標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化值EO En設(shè)定 為既存值的構(gòu)成，該標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化值EO En,如圖17所示，可由存儲標(biāo)準(zhǔn) 心跳數(shù)形成變化值的存儲部6b按順序進行設(shè)定。通過該構(gòu)成，心跳數(shù)變化誤23差檢測部6a,如圖16所示可不連接多個電路構(gòu)成，由一個電路構(gòu)成。 接著，用圖18 ~圖20說明心跳數(shù)誤差修正部6B。圖18是構(gòu)成心跳數(shù)誤差修正部的一電路構(gòu)成例。在圖18中，心跳數(shù)誤差 修正部6B具有存儲心跳數(shù)D的心跳數(shù)存儲部6e和求修正的心跳數(shù)的修正 心跳數(shù)計算部6f和以求得的修正心跳數(shù)來重寫心跳數(shù)存儲部6e的心跳數(shù)的重 寫部6g。接著，使用圖19的流程圖和圖20的對修正心跳數(shù)進行說明的圖，說明心 跳數(shù)誤差修正部的操作例。心跳數(shù)變化值Et表示修正時刻t時的心跳數(shù)Dt與其之前的一個時刻t-l 時的心跳數(shù)Dt-l的差值(圖20 (a)、圖20 (b))。在這里，在由心跳數(shù)變化誤差修正部6d將心跳數(shù)變化由Et修正為et的場 合(圖20 (c)) (S11),修正心跳數(shù)計算部6f,讀出由上述的心跳數(shù)變化誤差 修正部6d修正的心跳數(shù)變化值et(在修正時刻t的修正心跳數(shù)變化值E X S12 )， 由心跳數(shù)存儲部6e讀出在同時刻之前一個時刻t - 1的心跳數(shù)Dt-l ( S13 )。修正心率計算部6f使用讀出的心跳數(shù)Dt-l和心跳數(shù)變化值et，通過進行 dt-Dt-l十et的計算，算出修正的心跳數(shù)dt (圖20 (d)) (S14)。重寫部6g，通過將心跳數(shù)存儲部6e的心跳數(shù)Dt重寫為dt來進行心跳數(shù) 的修正(S15)。修正的心跳數(shù)可進行包含有報知、向其他的裝置信息傳送或存儲等的顯示 處理(S16)。上述各處理，不限于基于硬件的電路構(gòu)成，可通過基于CPU中指令程序 的軟件處理來進行上述各處理。上述的心跳數(shù)誤差檢測部6A中的心跳數(shù)變化誤差檢測部6a,表示基于連 續(xù)的心跳數(shù)變化模式(例如[E1、 E2])來進行心跳數(shù)變化誤差檢測的例子，但 通過心跳數(shù)變化進行的誤差檢測并不限于該變化模式，例如，可僅通過對象時 刻的心跳數(shù)變化值EO來判斷誤差檢測。圖21、圖22是用于說明本發(fā)明的心跳數(shù)變化的誤差檢測的其他形態(tài)的圖 和流程圖。圖21 (b)表示在"P1"及"P2"中心跳數(shù)變化中產(chǎn)生誤差的情況。另外，圖21 (a)表示用來比較的在心跳數(shù)變化中不產(chǎn)生誤差的情況。運動引起的心跳數(shù)變化，通過實驗可確認(rèn)大致在上限及下限的范圍內(nèi)。因 此，在心跳數(shù)變化中設(shè)定上限值￡11^乂+ (例如，+20)和下限值Emax-(例 如-20),超過該范圍時判斷為產(chǎn)生誤差，由此可進行檢測精度差的簡易性誤 差檢測。進而，在將超過該上限或下限判斷為誤差時，可將其值設(shè)定為上限值Emax +或下限值Emax -來簡易地修正。圖21 ( c )表示，將超過上限值Emax +的 "P1"的值修正為Emax+,將超過下限值Emax-的"P2"的值修正為Emax -的例子。該心跳數(shù)變化誤差修正的處理，例如可根據(jù)圖22所示的流程圖進行。 首先，心跳數(shù)臨時存儲部5a從心跳數(shù);險測部4輸入心跳數(shù)D，將輸入的心跳數(shù)D作為本次心跳數(shù)DO來存儲，同時將前次存儲的本次心跳數(shù)DO作為前次心跳數(shù)D1重寫(S21 )。差值計算部5b進行本次心跳數(shù)DO與前次心跳數(shù)Dl的差值(E0 = DO -Dl )計算(S22 )。將前次計算求得的心跳數(shù)變化值作為現(xiàn)時間點的心跳數(shù)變化值E0來存儲 (S23 )。接著，使用心跳數(shù)變化的上限值Emax+和下限值Emax-,進行求得的 心跳數(shù)變化值E0的誤差檢測(S24 )。心跳數(shù)變化值EO在上限值Emax +和下限值Emax -所規(guī)定范圍之外時， 則判斷該心跳數(shù)變化值EO有誤差，心跳數(shù)變化值EO超過上限值Emax +時， 將心跳數(shù)變化值EO設(shè)定為上限值Emax+，另外，心跳數(shù)變化值EO超過下限 值Emax -時，將心跳數(shù)變化值EO設(shè)定為下限值Emax - ( S25 )。另外，在S24的比較步驟中，心跳數(shù)變化值EO位于上限值Emax +和下 限值Emax -所規(guī)定范圍內(nèi)時，則判斷評價對象的心跳數(shù)變化值沒有誤差，沒 有修正必要。每得到心跳數(shù)變化時就重復(fù)進行上述的S21 ~ S25的步驟(S26 )。另外，在上述的簡易性誤差檢測及誤差修正中，不需要根據(jù)來自運動報知 部的運動開始或運動停止來選擇判斷模式。 工業(yè)上的可利用性本發(fā)明的心跳波形的噪音除去方法，除了適用于心率計之外，可適用于身 體機能測定裝置等的將心跳作為一個數(shù)據(jù)來測定身體機能的裝置。
權(quán)利要求
1.一種心率計，其是測定生物體心跳數(shù)的心率計，其特征在于，具有對于由心跳波形求得的心跳數(shù)來求出心跳數(shù)變化的心跳數(shù)變化檢測部；和根據(jù)所述心跳數(shù)變化的推移來進行所述心跳數(shù)誤差檢測及心跳數(shù)誤差修正的心跳數(shù)誤差檢測修正部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的心率計，其特征在于，所述心跳數(shù)變化檢測部 是通過每規(guī)定時間的心跳數(shù)變化數(shù)來求出心跳數(shù)變化。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的心率計，其特征在于，所述心跳數(shù)變化檢測部 是通過心跳數(shù)的取樣值的差值來求出心跳數(shù)變化數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的心率計，其特征在于，所述心跳數(shù)變化檢測部 是通過規(guī)定時刻的心跳數(shù)的微分值來求出心跳數(shù)變化。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 4的任1項所述的心率計，其特征在于，所述心跳數(shù) 變化是通過一定運動負(fù)荷下的心跳波形求得的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的心率計，其特征在于，所述心跳數(shù)誤差檢測修 正部具有根據(jù)所述心跳數(shù)變化的推移將所述心跳數(shù)變化誤差作為心跳數(shù)誤差而進 行檢測的心跳數(shù)誤差檢測部；和根據(jù)所述心跳數(shù)誤差檢測來修正心跳數(shù)誤差的心跳數(shù)誤差修正部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1 5的任1項所述的心率計，其特征在于，所述心跳數(shù) 誤差檢測部具有將作為對象的心跳數(shù)的對象心跳變化的推移與作為標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變 化的推移進行比較，根據(jù)該兩心跳數(shù)變化的推移的類似度來檢測作為對象的心 跳數(shù)變化誤差的心跳數(shù)變化誤差檢測部；和修正心跳數(shù)變化誤差的心跳數(shù)變化誤差修正部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的心率計，其特征在于，所述心跳數(shù)變化誤差檢 測部，將在規(guī)定時間區(qū)域內(nèi)的對象心跳數(shù)變化所具有的多個心跳變化值作為心 跳數(shù)變化的推移；將在相同規(guī)定時間區(qū)域內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化所具有的相同個數(shù)的心跳變化值作為標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化的推移；在所述兩推移中，將相對應(yīng)的各心跳數(shù)變化值的差值作為推移的類似度， 檢測作為對象的心跳數(shù)變化誤差。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的心率計，其特征在于，具有存儲由不同組合的心跳數(shù)變化值構(gòu)成的多個標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式的 標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式存儲部，所述心跳數(shù)變化誤差^r測部，將由所述多個標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式推定的標(biāo) 準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式與對象心跳數(shù)變化進行比較，在所述兩心跳數(shù)變化中，將相對應(yīng)的各心跳數(shù)變化值的差值作為推移的類 似度，檢測作為對象的心跳數(shù)變化誤差。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的心率計，其特征在于，所述心跳數(shù)變化誤差檢 測部與運動負(fù)荷的計時聯(lián)動，并由所述標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式存儲部讀出標(biāo)準(zhǔn)心 跳數(shù)變化模式。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8 10的任1項所述的心率計，其特征在于，所述心跳 數(shù)變化誤差檢測部，根據(jù)所述差值超過設(shè)定值的對象心跳數(shù)變化值的個數(shù)來檢 測所述心跳數(shù)變化誤差。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7~ 11的任1項所述的心率計，其特征在于，所述心跳 數(shù)變化誤差修正部，將所述心跳數(shù)變化誤差檢測部所檢測出的對象心跳數(shù)變化 的心跳數(shù)變化值，修正為標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化的心跳數(shù)變化值。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7 12的任1項所述的心率計，其特征在于，所述心跳 數(shù)誤差修正部，根據(jù)所述心跳數(shù)誤差檢測部所檢測修正的心跳數(shù)變化值，修正 相對應(yīng)的心跳婆t。
14. 一種心跳波形的噪音除去方法，其特征在于，具有 對由心跳波形求得的心跳數(shù)來求出心跳數(shù)變化的心跳數(shù)變化檢測步驟；和 根據(jù)所述心跳數(shù)變化的推移來進行心跳數(shù)誤差檢測及心跳數(shù)誤差修正的心跳數(shù)誤差檢測修正步驟。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的心跳波形的噪音除去方法，其特征在于，所 述心跳數(shù)變化檢測步驟中，求出每規(guī)定時間的心跳數(shù)變化數(shù)，將該變化數(shù)作為 心跳數(shù)變化。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的心跳波形的噪音除去方法，其特征在于，所述的心跳波形的噪音除去方法，其特征在于，所 述心跳數(shù)變化檢測步驟是由心跳數(shù)的取樣值的差值來求出心跳數(shù)變化數(shù)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的心跳波形的噪音除去方法，其特征在于，所 述心跳數(shù)變化檢測步驟中，求出每規(guī)定時刻心跳數(shù)的微分值，將該微分值作為 心跳數(shù)變化。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14~ 17的任1項所述的心跳波形的噪音除去方法，其 特征在于，所述心跳波形是由 一定運動負(fù)荷下的心跳波形求得的。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的心跳波形的噪音除去方法，其特征在于，所 述心跳數(shù)誤差檢測修正步驟具有根據(jù)所述心跳數(shù)變化的推移將所述心跳數(shù)變化誤差作為心跳數(shù)誤差而進 行檢測的心跳數(shù)誤差檢測步驟；和根據(jù)所述心跳數(shù)誤差檢測來修正心跳數(shù)誤差的心跳數(shù)誤差修正步驟。
20. 根據(jù)權(quán)利要求14~ 19的任1項所述的心跳波形的噪音除去方法，其 特征在于，所述心跳數(shù)誤差檢測步驟具有將作為對象的心跳數(shù)的對象心跳數(shù)變化的推移與作為標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù) 變化的推移進行比較，根據(jù)該兩心跳數(shù)變化的推移的類似度來檢測作為對象的 心跳數(shù)變化誤差的心跳數(shù)變化誤差檢測步驟；和修正心跳數(shù)變化誤差的心跳數(shù)變化誤差修正步驟。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的心跳波形的噪音除去方法，其特征在于，所 述心跳數(shù)變化誤差檢測步驟中，將在規(guī)定時間區(qū)域內(nèi)的對象心跳數(shù)變化所具有的多個心跳數(shù)變化值作為 心跳數(shù)變化的推移；將在相同規(guī)定時間區(qū)域內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化所具有同樣個數(shù)的心跳數(shù)變 化值作為標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化的推移；在所述兩推移中，將相對應(yīng)的各心跳數(shù)變化值的差值作為推移的類似度， 檢測作為對象的心跳數(shù)變化誤差。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的心跳波形的噪音除去方法，其特征在于，所 述心跳數(shù)變化誤差檢測步驟中，由標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式存儲部存儲的不同組合的心跳數(shù)變化值構(gòu)成的多個標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化;ft式來推定標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化^t式，將推定的標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式與對象心跳數(shù)變化進行比較， 在所述兩心跳數(shù)變化中，將相對應(yīng)的各心跳數(shù)變化值的差值作為推移的類似度，檢測作為對象的心跳數(shù)變化的誤差。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的心跳波形的噪音除去方法，其特征在于，使 所述標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式與運動負(fù)荷的計時相關(guān)聯(lián)，由多個標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模 式抽取出與運動負(fù)荷的計時所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化模式。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21-23的任1項所述的心跳波形的噪音除去方法，其 特征在于，所述心跳數(shù)變化誤差檢測步驟，是根據(jù)所述差值超過設(shè)定值的對象 心跳數(shù)變化值的個數(shù)來檢測所述心跳數(shù)變化誤差。
25. 根據(jù)權(quán)利要求20-24的任1項所述的心跳波形的噪音除去方法，其 特征在于，所述心跳數(shù)變化誤差修正步驟，是將所述心跳數(shù)變化誤差檢測步驟 中所檢測出的對象心跳數(shù)變化的心跳數(shù)變化值，修正為標(biāo)準(zhǔn)心跳數(shù)變化的心跳 數(shù)變化值。
26. 根據(jù)權(quán)利要求20 25的任1項所述的心跳波形的噪音除去方法，其 特征在于，所述心跳數(shù)誤差修正步驟，是根據(jù)所述心跳數(shù)誤差檢測步驟中所檢 測出的心跳數(shù)變化值，4務(wù)正相對應(yīng)的心跳數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供測定生物體心跳數(shù)的心率計，即使在由于大的軀體運動噪音等而遺失心跳的主成分時也可獲得準(zhǔn)確的心跳，其具有對于由心跳波形求得的心跳數(shù)來求出心跳數(shù)變化的心跳數(shù)變化檢測部(5)，和根據(jù)心跳數(shù)變化的推移來檢測心跳數(shù)誤差、并修正檢測出誤差的心跳數(shù)的心跳數(shù)誤差檢測修正部(6)；心跳數(shù)誤差檢測修正部(6)具有根據(jù)心跳數(shù)變化的推移將所述心跳數(shù)變化的誤差作為心跳數(shù)誤差而進行檢測的心跳數(shù)誤差檢測部(6A)，和根據(jù)心跳數(shù)誤差檢測來修正心跳數(shù)誤差的心跳數(shù)誤差修正部(6B)。
文檔編號A61B5/0245GK101262815SQ200680033640
公開日2008年9月10日 申請日期2006年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月15日
發(fā)明者河西恒春, 清水秀樹 申請人:西鐵城控股株式會社