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JP2000023930A - Heartbeat disturbance detecting device - Google Patents

Heartbeat disturbance detecting device

Info

Publication number
JP2000023930A
JP2000023930A JP10201827A JP20182798A JP2000023930A JP 2000023930 A JP2000023930 A JP 2000023930A JP 10201827 A JP10201827 A JP 10201827A JP 20182798 A JP20182798 A JP 20182798A JP 2000023930 A JP2000023930 A JP 2000023930A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heart rate
predicted value
value
prediction error
calculated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10201827A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumio Seto
史生 瀬戸
Norimasa Kishi
則政 岸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP10201827A priority Critical patent/JP2000023930A/en
Publication of JP2000023930A publication Critical patent/JP2000023930A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/84Data processing systems or methods, management, administration

Landscapes

  • Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect the heartbeat signals of a subject to immediately and automatically detect the disturbance of pulse rates. SOLUTION: A heartbeat signal detecting device 1 samples the heartbeat signals of a subject for output to a control part 2. The control part 2 first calculates an RR interval that is the interval of R waves in the heartbeat signals. Next, from a plurality of continuous RR intervals stored in a memory 4, the predicted value of the next or previous RR interval is calculated. When the difference between the predicted value and the measured RR interval corresponding to the predicted value is greater than a predetermined criterion, pulse rates are determined to be disturbed, and after alarm sounds are issued from a music generator 3 to report the disturbance of the pulse rates, calm music is played to promote the recovery of the pulse rates to a stationary condition. As a method of calculating the predicted value, a method of calculating the predicted value of the measurement subsequent or prior to the continuous measurements by obtaining a (k)-order autoregressive model from (k) continuous measurements using an autoregressive factor calculated by Levinson-Durbin prediction process method is used.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被験者の心拍信号
を計測し、心拍数の乱れを検出する心拍数乱れ検出装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heart rate turbulence detecting apparatus for measuring a heart rate signal of a subject and detecting a heart rate turbulence.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、検出した被験者の心拍信号におけ
る心拍数の乱れの有無の判定には、専門家による波形解
析が必要であった。また、事前に検出された心拍信号の
波形から心拍数の乱れを判定することは比較的容易であ
るが、逐次検出されている心拍信号から、心拍数の乱れ
が生じた直後に、乱れの発生を検出することは困難であ
った。
2. Description of the Related Art Heretofore, it has been necessary to analyze waveforms by an expert to determine whether or not a detected heart rate signal of a subject has a disturbance in heart rate. Although it is relatively easy to determine the heart rate disturbance from the waveform of the heartbeat signal detected in advance, the occurrence of the disturbance immediately after the disturbance of the heart rate occurs from the sequentially detected heartbeat signal. Was difficult to detect.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】近年、心拍信号の検出
技術の向上に伴い、例えば、ステアリングから運転者の
心拍信号を検出し、波形の解析結果を活用して移動体を
制御し、運転操作の安全性を向上させる試み等が行われ
ている。しかしながら、心拍信号から心拍数の乱れを自
動検出する手段が無かったため、検出した心拍信号に心
拍数の乱れが生じていても、その情報を有効に生かすこ
とができなかった。本発明は、上記点を改良し、心拍信
号から心拍数の乱れをリアルタイムに自動検出する心拍
数乱れ検出装置を提供することを目的とする。
In recent years, with the improvement of heartbeat signal detection technology, for example, a driver's heartbeat signal is detected from a steering wheel, a moving body is controlled by utilizing a waveform analysis result, and a driving operation is performed. Attempts have been made to improve the safety of the vehicle. However, since there is no means for automatically detecting a heart rate disorder from a heart rate signal, even if the detected heart rate signal has a heart rate disorder, the information cannot be effectively used. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the above points and to provide a heart rate turbulence detecting device for automatically detecting a heart rate turbulence from a heart rate signal in real time.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、被
験者の心拍信号を採取する心拍信号検出装置と、心拍信
号から心拍数相当データを算出して記憶し、記憶した心
拍数相当データに基づいて心拍数相当データ予測値を算
出し、該心拍数相当データ予測値と、心拍数相当データ
予測値に対応する心拍数相当データの誤差から、心拍数
の乱れを判定する心拍数乱れ判定手段を備えるものとし
た。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a heart rate signal detecting apparatus for sampling a heart rate signal of a subject, calculating and storing heart rate equivalent data from the heart rate signal, and converting the stored heart rate equivalent data to the stored heart rate equivalent data. Heart rate turbulence determining means for calculating a heart rate corresponding data predicted value based on the calculated value, and determining a heart rate turbulence from an error between the heart rate corresponding data predicted value and a heart rate corresponding data corresponding to the heart rate corresponding data predicted value. Was provided.

【0005】上記心拍数乱れ判定手段は、(n−k)番
目(但し、nは3以上の整数、kは2以上の整数)に算
出した心拍数相当データから(n−1)番目に算出した
心拍数相当データまでのk個の心拍数相当データからn
番目の心拍数相当データの予測値を算出し、実際のn番
目の心拍数相当データと前記n番目の心拍数相当データ
の予測値の誤差である前向き予測誤差を算出する前向き
予測誤差算出手段と、前向き予測誤差と予め定められた
第1の判定値を比較して、前向き予測誤差が第1の判定
値より大きい場合には、心拍数が乱れていると判定する
前向き判定手段を有することが好ましい。
The heart rate turbulence judging means calculates the (n-1) -th data from the heart rate-equivalent data calculated at the (nk) -th data (where n is an integer of 3 or more and k is an integer of 2 or more). From k heart rate equivalent data up to the obtained heart rate equivalent data to n
A forward prediction error calculating means for calculating a prediction value of the data corresponding to the heart rate, and calculating a forward prediction error which is an error between the actual data corresponding to the nth heart rate and the prediction value of the data corresponding to the nth heart rate; And comparing the forward prediction error with a predetermined first determination value, and, if the forward prediction error is larger than the first determination value, having a forward determination means for determining that the heart rate is disturbed. preferable.

【0006】上記心拍数乱れ判定手段は、(n−k+
1)番目(但し、nは3以上の整数、kは2以上の整
数)に算出した心拍数相当データからn番目に算出した
心拍数相当データまでのk個の心拍数相当データから
(n−k)番目の心拍数相当データの予測値を算出し、
実際の(n−k)番目の心拍数相当データと前記(n−
k)番目の心拍数相当データの予測値の誤差である後向
き予測誤差を算出する後向き予測誤差算出手段と、後向
き予測誤差と予め定められた第2の判定値を比較して、
後向き予測誤差が第2の判定値より大きい場合には、心
拍数が乱れていると判定する後向き判定手段を有するこ
ともできる。
[0006] The heart rate turbulence judging means comprises (nk +
1) (where n is an integer of 3 or more; k is an integer of 2 or more) k number of heart rate equivalent data from the heart rate equivalent data calculated to the nth calculated heart rate equivalent data (n− Calculate the predicted value of the k) th heart rate equivalent data,
The actual (n−k) th heart rate equivalent data and the (n−k) th
k) comparing the backward prediction error with a predetermined second determination value, the backward prediction error calculating means for calculating a backward prediction error which is an error of the prediction value of the data corresponding to the heart rate,
If the backward prediction error is larger than the second determination value, a backward determination unit that determines that the heart rate is disturbed may be provided.

【0007】上記kは15または16であることが好ま
しい。また、上記前向き予測誤差算出手段または後向き
予測誤差算出手段では、Levinson−Durbi
n予測処理法により予測値を算出することができる。
The above k is preferably 15 or 16. In the forward prediction error calculation means or the backward prediction error calculation means, the Levinson-Durbi
The prediction value can be calculated by the n prediction processing method.

【0008】[0008]

【作用】被験者の心身の状態が定常状態に保たれていて
も、心拍数は本来一定値が保たれるのではなく、図8の
(a)に示すように、所定幅で周期的な変化を繰り返し
ている。何らかの原因で、心身状態が非定常状態になる
と、図8の(b)に示すように、心拍数が周期変化の幅
を超えて急に増加する。心身状態が定常状態に回復する
に従い徐々に心拍数は低下し、通常の心拍数に戻る。
[Effect] Even if the state of mind and body of the subject is maintained in a steady state, the heart rate does not originally maintain a constant value, but changes periodically with a predetermined width as shown in FIG. Has been repeated. When the state of mind and body becomes an unsteady state for some reason, as shown in FIG. 8B, the heart rate suddenly increases beyond the width of the period change. As the state of mind and body recovers to a steady state, the heart rate gradually decreases and returns to a normal heart rate.

【0009】本発明では、まず心拍信号検出装置で、図
9の(a)に示すような被験者の心拍信号を採取し、心
拍数相当データとして、例えば(b)に示す心拍信号の
中のR波の間隔であるRR間隔を算出し記憶する。算出
した複数個のRR間隔からRR間隔の予測値を求め、予
測値と予測値に対応するRR間隔の誤差に基づいて、心
拍数の乱れを判定する。予測値を求める方法としては、
例えばLevinson−Durbin予測処理法によ
り算出した自己回帰係数を用いて、k個の連続した測定
値からk次の自己回帰モデルを求め、連続した測定値か
ら予測値を算出する方法がある。
According to the present invention, first, a heartbeat signal of the subject as shown in FIG. 9A is collected by the heartbeat signal detecting device, and as the data corresponding to the heart rate, for example, R in the heartbeat signal shown in FIG. An RR interval, which is a wave interval, is calculated and stored. A predicted value of the RR interval is obtained from the calculated plurality of RR intervals, and a disturbance in the heart rate is determined based on an error between the predicted value and the RR interval corresponding to the predicted value. One way to determine the predicted value is
For example, there is a method in which a k-order autoregressive model is obtained from k continuous measurement values using an autoregression coefficient calculated by a Levinson-Durbin prediction processing method, and a prediction value is calculated from the continuous measurement values.

【0010】まず、連続した測定値から次の測定値の予
測値を算出し、この予測値と実際の測定値の誤差である
前向き予測誤差を求め、この前向き予測誤差が予め定め
られた第1の判定値より大きい場合には、心拍数に乱れ
が生じていると判定できる。また、連続した測定値から
直前の測定値の予測値を算出し、この予測値と実際の測
定値の誤差である後向き予測誤差を求め、この後向き予
測誤差が予め定められた第2の判定値より大きい場合に
は、心拍数に乱れが生じていると判定することもでき
る。
First, a predicted value of the next measured value is calculated from successive measured values, a forward prediction error which is an error between the predicted value and an actual measured value is obtained, and the forward predicted error is determined by a first predetermined value. If it is larger than the determination value, it can be determined that the heart rate is disturbed. Further, a predicted value of the immediately preceding measured value is calculated from the continuous measured values, a backward prediction error which is an error between the predicted value and the actual measured value is obtained, and the backward prediction error is determined by a predetermined second determination value. If it is larger, it can be determined that the heart rate is disturbed.

【0011】これらの判定は、心拍信号を検出しなが
ら、マイコン等を使用して予測誤差の算出および判定を
行うことができ、心拍信号から心拍数の乱れをリアルタ
イムに自動検出することができる。上記前向き予測誤差
を用いた判定方法と後向き予測誤差を用いた判定方法を
適宜組み合わせて使用することにより、望ましい処理時
間や判定精度を得ることができる。
In these determinations, a prediction error can be calculated and determined using a microcomputer or the like while detecting the heartbeat signal, and the disturbance of the heart rate can be automatically detected from the heartbeat signal in real time. By appropriately combining the determination method using the forward prediction error and the determination method using the backward prediction error, a desired processing time and determination accuracy can be obtained.

【0012】また、予測誤差を算出するための予測値の
個数であるkの値としては、大きい値を用いれば、予測
誤差は小さくなるが、むやみに大きくすると、統計的な
安定性に欠けるうえ、算出時間が大きくなってしまう。
kとしては15または16を用いることにより、検出の
即時性を失わずに、望ましい判定精度を得ることができ
る。
When a large value is used as the value of k, which is the number of predicted values for calculating the prediction error, the prediction error is reduced. However, when the value is excessively increased, statistical stability is lost. , The calculation time increases.
By using 15 or 16 as k, desired determination accuracy can be obtained without losing the immediacy of detection.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例によ
り説明する。図1は、本発明の第1の実施例を示す図で
ある。本実施例では、ステアリングから車両運転者の心
拍信号を採取して、心拍数の乱れの有無を判定してい
る。また、心拍数の乱れを検出した場合には穏やかな音
楽を流し、定常状態の心拍数への速やかな回復を促す。
この装置は、運転者の心拍信号をステアリングを握る手
から検出する心拍信号検出装置1と制御部2と音楽発生
装置3から構成されている。制御部2には、メモリ4が
内蔵されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to examples. FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. In the present embodiment, a heart rate signal of the vehicle driver is collected from the steering wheel to determine whether or not the heart rate is disturbed. Also, when a heart rate turbulence is detected, a gentle music is played to prompt a quick recovery to a steady state heart rate.
This device includes a heartbeat signal detection device 1 for detecting a heartbeat signal of a driver from a hand gripping a steering wheel, a control unit 2 and a music generation device 3. The control unit 2 includes a memory 4.

【0014】心拍信号検出装置1は、図2に示すよう
に、ステアリング6のグリップ上に設置されたプラス極
7、マイナス極8および各電極に接続された検出回路9
により構成され、図9の(a)に示すような心拍信号を
採取している。心電図信号の場合は、身体に電極の装着
を必要とするが、ここでは、医療用としての正確な波形
診断が目的ではないため、運転者の心拍信号をステアリ
ングに取付けた電極から測定している。
As shown in FIG. 2, the heartbeat signal detecting device 1 includes a positive pole 7, a negative pole 8 installed on a grip of a steering wheel 6, and a detecting circuit 9 connected to each electrode.
And a heartbeat signal as shown in FIG. 9A is collected. In the case of an electrocardiogram signal, electrodes need to be attached to the body, but in this case, since the accurate waveform diagnosis for medical use is not the purpose, the heart rate signal of the driver is measured from the electrode attached to the steering wheel .

【0015】また、ステアリング6は、通常のステアリ
ング保持で、自然に運転者の手のひらが2極に接するよ
うに構成されている。制御部2は、心拍数に乱れがある
か否かを判定し、心拍数に乱れが生じた場合には、音楽
発生装置3を制御して音楽を流す。
The steering 6 is constructed such that the driver's palm naturally comes into contact with the two poles while holding the steering normally. The control unit 2 determines whether or not the heart rate is disturbed. If the heart rate is disturbed, the control unit 2 controls the music generator 3 to play music.

【0016】動作の詳細を説明する前に、まず、Lev
inson−Durbin予測処理法を用いた予測誤差
の算出方法を説明する。最初に、連続した測定値の次の
測定値の予測値を算出する前向き予測について図3を用
いて説明する。HR(n―k)からHR(n−1)まで
のk個の測定値からHR(n)の値を予測する前向き予
測では、HR(n)の予測値は次式で表わされる。
Before explaining the details of the operation, first, Lev
A method of calculating a prediction error using the inson-Durbin prediction processing method will be described. First, the forward prediction for calculating the predicted value of the next measurement value of the continuous measurement value will be described with reference to FIG. In the forward prediction for predicting the value of HR (n) from k measured values from HR (nk) to HR (n-1), the predicted value of HR (n) is represented by the following equation.

【数1】 但し、a (k)はk次の自己回帰モデルのj番目の自
己回帰係数である。自己回帰係数a (k)はLevi
nson−Durbin予測処理法により、漸化式、す
なわちj次の自己回帰係数からj+1次の自己回帰係数
を順次求めることにより得られる。Levinson−
Durbin予測処理法の詳細は、「ユーザーズ デジ
タル信号処理」江原義郎著、東京電気大学出版局に記載
されている。
(Equation 1) Here, a j (k) is the j-th autoregressive coefficient of the k-th autoregressive model. The auto-regression coefficient a j (k) is Levi
By the nson-Durbin prediction processing method, it is obtained by sequentially calculating a recurrence equation, that is, a j + 1-order autoregressive coefficient from a j-order autoregressive coefficient. Levinson-
The details of the Durbin prediction processing method are described in “User's Digital Signal Processing” by Yoshiro Ehara, Tokyo Denki University Press.

【0017】従って、実際の測定値であるHR(n)と
予測値の差である前向き予測誤差fe(k)(n)は次
式で表わされる。
Therefore, the forward prediction error fe (k) (n), which is the difference between the actual measured value HR (n) and the predicted value, is expressed by the following equation.

【数2】 (Equation 2)

【0018】また、連続した測定値から直前の測定値の
予測値を予測する後向き予測について、図4を用いて説
明する。HR(n)からHR(n−k+1)までのk個
の値からHR(n−k)の値を予測する後向き予測で
は、HR(n−k)の予測値は次式で表わされる。
The backward prediction for predicting the predicted value of the immediately preceding measurement value from the continuous measurement values will be described with reference to FIG. In the backward prediction for predicting the value of HR (nk) from k values from HR (n) to HR (nk + 1), the predicted value of HR (nk) is represented by the following equation.

【数3】 (Equation 3)

【0019】従って、実際の測定値であるHR(n−
k)と予測値の差である後向き予測誤差be
(k)(n)は次式で表わされる。
Therefore, the actual measured value, HR (n−
k) and the backward prediction error be, which is the difference between the prediction value and
(K) (n) is represented by the following equation.

【数4】 (Equation 4)

【0020】次に動作の詳細を説明する。本実施例では
予測誤差を算出するための予測値の個数であるkの値と
しては、検出精度および検出時間を考慮して、15を用
いている。まず、運転者がステアリング6を握ると、ス
テアリング6上に設けられた2つの電極により心拍信号
が採取され、制御部2へ出力される。
Next, the operation will be described in detail. In this embodiment, 15 is used as the value of k, which is the number of prediction values for calculating the prediction error, in consideration of the detection accuracy and the detection time. First, when the driver grips the steering wheel 6, a heartbeat signal is collected by two electrodes provided on the steering wheel 6 and output to the control unit 2.

【0021】制御部2の動作を図5に示すフローチャー
トを用いて説明する。ステップ101では、心拍信号か
ら図9の(b)に示すR波を検出するとステップ102
へ進む。ステップ102では、メモリ4のアドレスM
(m+1)に記憶されているRR間隔の値をアドレスM
(m)(但しm=1、2・・・15)に移動する。
The operation of the control unit 2 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In step 101, when the R wave shown in FIG.
Proceed to. At step 102, the address M of the memory 4
The value of the RR interval stored at (m + 1) is
(M) (where m = 1, 2,... 15).

【0022】ステップ103で、ステップ1で採取した
R波と直前のR波の間隔であるRR間隔を算出し、アド
レスM(16)へ記憶する。ステップ104では、メモ
リのアドレスM(1)からアドレスM(15)に記憶さ
れた15個のRR間隔からLevinson−Durb
in予測処理法により自己回帰係数a (15)を算出
する。
In step 103, an RR interval, which is the interval between the R wave collected in step 1 and the immediately preceding R wave, is calculated and stored in the address M (16). In step 104, the Levinson-Durb is calculated from the 15 RR intervals stored at addresses M (1) to M (15) in the memory.
The auto-regression coefficient a j (15) is calculated by the in-prediction processing method.

【0023】ステップ105では、メモリのアドレスM
(2)からアドレスM(16)に記憶された15個のR
R間隔とステップ104で算出した自己回帰係数a
(15 から、アドレスM(1)に記憶されているRR
間隔に対応する後向きの予測値を求め、実際にアドレス
M(1)に記憶されているRR間隔から予測値を差し引
いた後向き予測誤差be(15)(16)を算出する。
後向き予測誤差be(15)(16)は次式で表わされ
る。
In step 105, the memory address M
From (2) to the 15 Rs stored at address M (16)
R interval and auto-regression coefficient a j calculated in step 104
From (15 ) , the RR stored in the address M (1)
A backward prediction value corresponding to the interval is obtained, and a backward prediction error be (15) (16) is calculated by subtracting the prediction value from the RR interval actually stored in the address M (1).
The backward prediction error be (15) (16) is represented by the following equation.

【数5】 (Equation 5)

【0024】ステップ106では、後向き予測誤差be
(15)(16)と予め定められた判定値Aを比較し、
後向き予測誤差be(15)(16)の方が判定値Aよ
り大きければ、ステップ109に進む。後向き予測誤差
be(15)(16)の方が判定値Aより小さければ、
ステップ107へ進む。判定値Aは判定基準値εを平均
心拍数で正規化した値から調整値PEAdjを差し引い
た値で、次式で表わされる。
In step 106, the backward prediction error be
(15) Compare (16) with a predetermined determination value A,
If the backward prediction error be (15) (16) is larger than the determination value A, the process proceeds to step 109. If the backward prediction error be (15) (16) is smaller than the determination value A,
Proceed to step 107. The judgment value A is a value obtained by subtracting the adjustment value PEAdj from the value obtained by normalizing the judgment reference value ε with the average heart rate, and is expressed by the following equation.

【数6】 (Equation 6)

【0025】ステップ107では、メモリのアドレスM
(1)からアドレスM(15)に記憶された15個のR
R間隔とステップ104で算出した自己回帰係数a
(15 から、アドレスM(16)に対応する前向きの
予測値を求め、実際に測定したアドレスM(16)から
予測値を差し引いた前向き予測誤差fe(15)(1
6)を算出する。前向き予測誤差fe(15)(16)
は次式で表わされる。
In step 107, the memory address M
(1) to 15 Rs stored in the address M (15)
R interval and auto-regression coefficient a j calculated in step 104
From (15 ) , a forward prediction value corresponding to the address M (16) is obtained, and a forward prediction error fe (15) (1 ) obtained by subtracting the prediction value from the actually measured address M (16).
6) is calculated. Forward prediction error fe (15) (16)
Is represented by the following equation.

【数7】 (Equation 7)

【0026】ステップ108では、前向き予測誤差fe
(15)(16)と判定値Bを比較し、前向き予測誤差
fe(15)(16)の方が判定値Bより大きければ、
ステップ109に進む。前向き予測誤差fe
(15)(16)の方が判定値より小さければ、ステッ
プエンドへ進み次のR波が検出されるまで待機する。判
定値Bは、判定基準値εを平均心拍数で正規化した値で
次式で表わされる。
In step 108, the forward prediction error fe
(15) Compare (16) with the determination value B, and if the forward prediction error fe (15) (16) is larger than the determination value B,
Proceed to step 109. Forward prediction error fe
(15) If (16) is smaller than the determination value, the process proceeds to step end and waits until the next R wave is detected. The judgment value B is a value obtained by normalizing the judgment reference value ε with the average heart rate, and is expressed by the following equation.

【数8】 (Equation 8)

【0027】ステップ109では、音楽発生装置3を制
御して、まず警報音を発生し、心拍数に乱れが生じたこ
とを運転者へ報知する。その後、運転者の緊張状態をほ
ぐし、心拍数を速やかに回復させる効果を有する穏やか
な音楽を所定時間流す。なお、図5に示すフローチャー
トのステップ101からステップ108は発明の心拍数
乱れ判定手段を構成する。特にステップ104とステッ
プ105は、後向き予測誤差算出手段を構成し、ステッ
プ104とステップ107は前向き予測誤差算出手段を
構成する。ステップ106は後向き判定手段を構成し、
ステップ108は前向き判定手段を構成する。また、判
定値Aは発明の第2の判定値であり、判定値Bは第1の
判定値である。
In step 109, the music generator 3 is controlled to generate an alarm sound to notify the driver that the heart rate has been disturbed. Thereafter, gentle music having the effect of relaxing the driver's tension and quickly restoring the heart rate is played for a predetermined time. Steps 101 to 108 of the flowchart shown in FIG. 5 constitute the heart rate turbulence determination means of the present invention. In particular, Steps 104 and 105 constitute a backward prediction error calculation means, and Steps 104 and 107 constitute a forward prediction error calculation means. Step 106 constitutes a backward determination means,
Step 108 constitutes a forward determining means. Further, the judgment value A is a second judgment value of the invention, and the judgment value B is a first judgment value.

【0028】上記の動作により、心拍信号から心拍数の
乱れをリアルタイムに自動検出することができる。な
お、本実施例では、後向き予測誤差を算出して、心拍数
の乱れを判定し、乱れが検出されなかった場合には、前
向き予測誤差を算出して、心拍数の乱れを再度判定した
が、これに限られるわけではなく、どちらか一方の予測
誤差のみを算出して判定すれば、若干判定精度は低下す
るが、判定時間は少なくなり、より低価格の装置で心拍
数の乱れを判定できる。
With the above operation, the disturbance of the heart rate can be automatically detected in real time from the heartbeat signal. In the present embodiment, the backward prediction error is calculated, the disturbance of the heart rate is determined, and if no disturbance is detected, the forward prediction error is calculated, and the disturbance of the heart rate is again determined. However, the present invention is not limited to this. If only one of the prediction errors is calculated and the determination is made, the determination accuracy is slightly lowered, but the determination time is reduced, and the heart rate disturbance is determined by a lower-cost device. it can.

【0029】また、本実施例では、心拍数の乱れを検出
した場合には、穏やかな音楽を所定時間流すことによ
り、運転者の心拍数の速やかな回復を促しているが、こ
れに限られるものではなく、心地よい香りを供給した
り、酸素を供給する等の方法でもよく、すなわち運転者
の緊張状態をほぐす効果を有する手段であればよい。
Further, in this embodiment, when the disturbance of the heart rate is detected, gentle music is played for a predetermined time to prompt the driver to quickly recover the heart rate. Instead, a method of supplying a pleasant scent or supplying oxygen may be used, that is, any means that has an effect of relaxing the driver's tension state may be used.

【0030】次に、第2の実施例を説明する。これは、
心拍数の乱れを検出した場合に、自動車電話の制御も行
うようにしたものである。また本実施例では、前向き予
測処理と後向き予測処理を平行して実施している。本実
施例は図6に示すように、心拍信号検出装置1と制御部
10と音楽発生装置3と自動車電話11から構成されて
いる。制御部10には、メモリ12が内蔵されている。
Next, a second embodiment will be described. this is,
When a disturbance in the heart rate is detected, the control of the car phone is also performed. In this embodiment, the forward prediction process and the backward prediction process are performed in parallel. As shown in FIG. 6, this embodiment includes a heartbeat signal detection device 1, a control unit 10, a music generation device 3, and a car phone 11. The control unit 10 has a memory 12 built therein.

【0031】まず第1の実施例と同様に、運転者がステ
アリング6を握ると、ステアリング6上に設けられた心
拍信号検出装置1の電極により心拍信号が採取され、制
御部10へ出力される。制御部10の動作を図7に示す
フローチャートを用いて説明する。ステップ201から
ステップ204は図5に示す第1の実施例の動作を示す
フローチャートのステップ101からステップ104ま
でと同様である。
First, as in the first embodiment, when the driver grips the steering wheel 6, heart rate signals are collected by the electrodes of the heart rate signal detecting device 1 provided on the steering wheel 6 and output to the control unit 10. . The operation of the control unit 10 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Steps 201 to 204 are the same as steps 101 to 104 of the flowchart showing the operation of the first embodiment shown in FIG.

【0032】ステップ205において、第1の実施例で
は順次算出していた後向き予測誤差be(15)(1
6)と前向き予測誤差fe(15)(16)を平行して
算出する。ステップ206では、後向き予測誤差be
(15)(16)と予め定められた判定値Aを比較す
る。また平行して前向き予測誤差fe(15)(16)
と判定値Bを比較する。後向き予測誤差be
(15)(16)が判定値Aより大きい場合または前向
き予測誤差fe(15)(16)が判定値Bより大きい
場合にはステップ207へ進む。後向き予測誤差be
(15)(16)が判定値Aより小さく、かつ前向き予
測誤差fe(15)(16)が判定値Bより小さけれ
ば、ステップエンドへ進み次のR波が検出されるまで待
機する。
In step 205, the backward prediction error be (15) (1 ) which has been sequentially calculated in the first embodiment.
6) and the forward prediction error fe (15) (16) are calculated in parallel. In step 206, the backward prediction error be
(15) Compare (16) with a predetermined determination value A. In parallel, the forward prediction error fe (15) (16)
And the judgment value B are compared. Backward prediction error be
(15) When (16) is larger than the determination value A or when the forward prediction error fe (15) (16) is larger than the determination value B, the process proceeds to step 207. Backward prediction error be
(15) If (16) is smaller than the determination value A and the forward prediction error fe (15) (16) is smaller than the determination value B, the process proceeds to step end and waits until the next R wave is detected.

【0033】ステップ207では、制御部10におい
て、まず自動車電話の状態を検知し、自動車電話が作動
中でなければ、第1の実施例と同様に穏やかな音楽を音
楽発生装置3から流す。自動車電話が呼び出し状態であ
れば、音声を自動車電話の音声出力装置へ出力する。ま
た、自動車電話が通話中であれば、通話に注意が逸れ、
危険が生じたために心拍数が乱れた恐れがあるので、一
旦通話を保留にする通話保持モードに切換える。
In step 207, the control unit 10 first detects the state of the car phone, and if the car phone is not in operation, releases gentle music from the music generator 3 as in the first embodiment. If the mobile phone is in a calling state, the voice is output to the voice output device of the mobile phone. Also, if the car phone is busy, the call is distracted,
Since the heart rate may be disturbed due to the danger, the mode is temporarily switched to the call holding mode for holding the call.

【0034】なお、図7に示すフローチャートのステッ
プ201からステップ206は発明の心拍数乱れ判定手
段を構成する。特にステップ205は、後向き予測誤差
算出手段と前向き予測誤差算出手段を構成し、ステップ
206は、後向き判定手段および前向き判定手段を構成
する。上記の動作により、後向き予測誤差を用いた判定
と前向き予測誤差を用いた判定を平行して行うので、心
拍信号から心拍数の乱れを一層迅速に自動検出すること
ができる。
Steps 201 to 206 of the flow chart shown in FIG. 7 constitute the heart rate disturbance determining means of the present invention. In particular, Step 205 constitutes a backward prediction error calculation unit and a forward prediction error calculation unit, and Step 206 constitutes a backward determination unit and a forward determination unit. By the above operation, the determination using the backward prediction error and the determination using the forward prediction error are performed in parallel, so that the disturbance of the heart rate can be automatically detected from the heartbeat signal more quickly.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の心拍数乱
れ検出装置では、被験者の心拍信号を検出し、心拍数相
当データから、例えば、Levison−Durbin
予測処理法を用いて、心拍数相当データ予測値を算出
し、この予測値とこの予測値に対応する心拍数相当デー
タの誤差を求める。上記誤差に基づいて心拍数の乱れを
判定することにより、心拍信号を検出しながら、リアル
タイムに心拍数の乱れを自動検出できる。
As described above, the heart rate turbulence detecting apparatus according to the present invention detects a heart rate signal of a subject and, for example, detects Levison-Durbin from the data corresponding to the heart rate.
A prediction value of the heart rate equivalent data is calculated using the prediction processing method, and an error between the predicted value and the heart rate equivalent data corresponding to the predicted value is calculated. By determining the disturbance of the heart rate based on the error, the disturbance of the heart rate can be automatically detected in real time while detecting the heartbeat signal.

【0036】連続した心拍数相当データから次の心拍数
相当データの予測値を算出する前向き予測処理と直前の
心拍数相当データの予測値を算出する後向き予測処理
を、適宜単独であるいは組み合わせて使用することによ
り、望ましい処理時間や判定精度を得ることができる。
また、kとしては15または16を用いることにより、
検出の即時性を失わずに、望ましい判定精度を得ること
ができる。
The forward prediction processing for calculating the predicted value of the next heart rate equivalent data from the continuous heart rate equivalent data and the backward prediction processing for calculating the predicted value of the immediately preceding heart rate equivalent data are used singly or in combination as appropriate. By doing so, it is possible to obtain a desired processing time and determination accuracy.
Also, by using 15 or 16 as k,
Desirable determination accuracy can be obtained without losing the immediacy of detection.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の構成を示すブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】信号検出部の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a signal detection unit.

【図3】前向き予測処理を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a forward prediction process.

【図4】後向き予測処理を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a backward prediction process.

【図5】心拍数乱れの判定処理の流れを示すフローチャ
ートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a flow of a heart rate disturbance determination process.

【図6】第2の実施例の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment.

【図7】心拍数乱れの判定処理の流れを示すフローチャ
ートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of a heart rate disturbance determination process.

【図8】心拍数の状態を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a state of a heart rate.

【図9】心電信号およびRR間隔を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an electrocardiographic signal and an RR interval.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 心拍信号検出装置 2、10 制御部 3 音楽発生装置 4、12 メモリ 6 ステアリング 7 プラス極 8 マイナス極 9 検出回路 11 自動車電話 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heart-rate signal detection device 2, 10 Control part 3 Music generator 4, 12 Memory 6 Steering 7 Positive pole 8 Negative pole 9 Detection circuit 11 Car telephone

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3D037 FA09 FB10 4C017 AA02 AC15 BB13 BC11 CC06 FF30 4C027 AA01 CC06 GG05 GG18 HH06 KK05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3D037 FA09 FB10 4C017 AA02 AC15 BB13 BC11 CC06 FF30 4C027 AA01 CC06 GG05 GG18 HH06 KK05

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被験者の心拍信号を採取する心拍信号検
出装置と、前記心拍信号から心拍数相当データを算出し
て記憶し、記憶した心拍数相当データに基づいて心拍数
相当データ予測値を算出し、該心拍数相当データ予測値
と、心拍数相当データ予測値に対応する心拍数相当デー
タの誤差から、心拍数の乱れを判定する心拍数乱れ判定
手段を備えることを特徴とする心拍数乱れ検出装置。
A heart rate signal detecting device for obtaining a heart rate signal of a subject; calculating and storing heart rate equivalent data from the heart rate signal; and calculating a heart rate equivalent data prediction value based on the stored heart rate equivalent data. And a heart rate disturbance determining means for determining a heart rate disturbance from an error between the heart rate corresponding data predicted value and a heart rate corresponding data corresponding to the heart rate corresponding data predicted value. Detection device.
【請求項2】 前記心拍数乱れ判定手段は、(n−k)
番目(但し、nは3以上の整数、kは2以上の整数)に
算出した心拍数相当データから(n−1)番目に算出し
た心拍数相当データまでのk個の心拍数相当データから
n番目の心拍数相当データの予測値を算出し、実際のn
番目の心拍数相当データと前記n番目の心拍数相当デー
タの予測値の誤差である前向き予測誤差を算出する前向
き予測誤差算出手段と、前記前向き予測誤差と予め定め
られた第1の判定値を比較して、前記前向き予測誤差が
第1の判定値より大きい場合には、心拍数が乱れている
と判定する前向き判定手段を有することを特徴とする請
求項1記載の心拍数乱れ検出装置。
2. The method according to claim 1, wherein the heart rate turbulence determining means comprises (nk)
(Where n is an integer of 3 or more, and k is an integer of 2 or more) from the heart rate equivalent data calculated from the heart rate equivalent data calculated to the (n-1) th calculated heart rate equivalent data to n Calculate the predicted value of the data corresponding to the heart rate of the
A forward prediction error calculating means for calculating a forward prediction error which is an error between a predicted value of the nth heart rate equivalent data and a predicted value of the nth heart rate equivalent data; 2. The heart rate turbulence detecting device according to claim 1, further comprising a forward determining unit that determines that the heart rate is erratic when the forward prediction error is larger than the first determination value.
【請求項3】 前記心拍数乱れ判定手段は、(n−k+
1)番目(但し、nは3以上の整数、kは2以上の整
数)に算出した心拍数相当データからn番目に算出した
心拍数相当データまでのk個の心拍数相当データから
(n−k)番目の心拍数相当データの予測値を算出し、
実際の(n−k)番目の心拍数相当データと前記(n−
k)番目の心拍数相当データの予測値の誤差である後向
き予測誤差を算出する後向き予測誤差算出手段と、前記
後向き予測誤差と予め定められた第2の判定値を比較し
て、前記後向き予測誤差が第2の判定値より大きい場合
には、心拍数が乱れていると判定する後向き判定手段を
有することを特徴とする請求項1または2記載の心拍数
乱れ検出装置。
3. The apparatus according to claim 2, wherein the heart rate turbulence determining means comprises (nk +
1) (where n is an integer of 3 or more; k is an integer of 2 or more) k number of heart rate equivalent data from the heart rate equivalent data calculated to the nth calculated heart rate equivalent data (n− Calculate the predicted value of the k) th heart rate equivalent data,
The actual (n−k) th heart rate equivalent data and the (n−k) th
k) a backward prediction error calculating means for calculating a backward prediction error which is an error of a prediction value of the data corresponding to the heart rate, and comparing the backward prediction error with a predetermined second determination value to obtain the backward prediction error. 3. The heart rate turbulence detecting device according to claim 1, further comprising a backward determining unit that determines that the heart rate is turbulent when the error is larger than the second determination value.
【請求項4】 前記kは15または16であることを特
徴とする請求項2または3記載の心拍数乱れ検出装置。
4. The apparatus according to claim 2, wherein k is 15 or 16.
【請求項5】 前記前向き予測誤差算出手段または後向
き予測誤差算出手段では、Levinson−Durb
in予測処理法により予測値を算出することを特徴とす
る請求項2、3または4記載の心拍数乱れ検出装置。
5. The forward prediction error calculation means or the backward prediction error calculation means, wherein the Levinson-Durb
5. The heart rate turbulence detecting device according to claim 2, wherein a predicted value is calculated by an in-prediction processing method.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011229767A (en) * 2010-04-28 2011-11-17 Nintendo Co Ltd Biological information processing program, biological information processor, biological information processing method, and biological information processing system
CN104133551A (en) * 2014-07-15 2014-11-05 惠州Tcl移动通信有限公司 Method capable of changing musical style of music according to heart rate value and mobile terminal
JP2015029647A (en) * 2013-08-01 2015-02-16 富士通株式会社 Information processing equipment and information processing method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100397779B1 (en) * 2001-02-16 2003-09-13 주식회사 현원 A pulsimeter having a function of radio receiver and digital music player and method thereof
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JP2015029647A (en) * 2013-08-01 2015-02-16 富士通株式会社 Information processing equipment and information processing method
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