JPS63147433A - 心拍計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔本発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、心拍計に関するものであり、特に被検体の安
静中或いは運動中等を問わず極めて容易にその心拍情報
を把握し得る心拍計に関するものである。

（従来における技術） 被検体の心拍数或いは脈拍数等の心拍情報を測定するこ
とは、疾患用、スポーツ医学、労働医学及び各家庭等々
の各種分野においては勿論、一般的な場合においても極
めて重要且つ基本的なものである。

しかしながら、従来の心拍計は比較的大規模なものが多
く、病院や設備の整ったスポーツ施設に配置されてはい
るものの携帯をのものは従来殆どなく、このため極めて
汎用性に乏しいものであった。

Ｃ本発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記従来の実情に鑑み開発されたものであり
、病人、−絞入、スポーツ選手等を問わず、又、安静中
、運動中等をも問わず誰でも容易に携帯でき極めて容易
に自己の心拍情報を常時把握することが可能な心拍計の
提供をその目的とするものである。なお、本発明では、
身体へ与えられた負荷或いは負荷ストレスをも°測定可
能である〔本発明の構成〕 （前記問題点を解決するための手段） 本発明に係る心拍計は、被検体の心拍情報を収集可能な
部位に接触固定可能なセンナと、被検体の任意の部位に
装着可能に構成され且つ外部に種々の伝達態様で情報を
伝達し得る心拍情報伝達部と共に前記センサにより得ら
れる心拍情報に対し計数処理及び所定の演算処理を行う
処理部とを包含した心拍計本体と、を有し、前記処理部
の処理結果を心拍情報伝達部により種々の伝達態様で伝
達するようにしたものである。

（本発明の作用） 以下に上記構成に係る心拍計の作用に就いて説明する。

先ず、センサを被検体の心拍情報を収集可能な部位に接
触固定すると共に、心拍計本体を被検体の任意の部位に
装着する。

しかして、被検体の心拍情報はセンサにより収集され心
拍計本体の処理部に送られる。処理部は邑該心拍情報に
対し計数処理及び所定の演算処理を行い、その処理結果
は、心拍情報伝達部に送られ、これにより処理部の処理
結果に対応した態様の心拍情報が種々の伝達態様で外部
に伝達される（本発明の実施例〕 以下、添付した図面の第１図及び第２図を参照して本発
明の詳細な説明する。

第１図は本実施例における心拍計１の外観を示すもので
あり、第２図はこの心拍計１の構成を示すものである。

第１図に示す心拍計１は、バンド２により保持され被検
体の例えば手首における撓骨側付近の動脈部に接触固定
されるセンサ３と、前記バンド２により保持された例え
ば腕時計型の心拍計本体４とを有している。

前記センサ３は、被検体の心拍動に基〈脈波の変動をそ
の圧力変化により検知する静電型又は圧電型等のセンサ
で、且つ、薄板状に形成されバンド２により保持される
ようになっている。

前記心拍計本体４は、例えば数ｍｍ程度の厚さで略四角
形状の枠体５を有し、当該枠体の表面側に、やはり四角
形状のアナログ及び色文字（例えば「ストレス」の文字
）表示部６と、後述する各種情報を数字にて表示するデ
ジタル表示部７と、前記アナログ及び色文字表示部６の
枠内に表出するように設けられたハート型の色彩表示部
８とを設けている。なお、これら各表示部６．７，８の
表示態様の詳細は後述する。

前記枠体５の一方の側面には、瞬時値、平均値を切替え
るハードレート（Ｈｅａｒｔ　　Ｒａｔｅ）スイッチ９
と、安静中、運動中を切替えるセレクトスイッチ１０と
が設けられ、枠体５の他方の側面には、前記各表示部６
．７．８に光を照射するためのライトスイッチ１１と、
各動作モードを切替えるモード切替スイッチ１２とが設
けられている。また、前記枠体５の第１図におしする上
側端部には、後述するストー／ブウォッチ機能を発揮さ
せるスタート／ストップスイッチ１３と、ラップタイム
スイッチ１４とが設けられている。

更に、前記枠体５の表面で、デジタル表示部７の何方に
は、後述する心拍情報表示の際のアナログ表示を種々の
態様に変化させるソフ）　（Ｓ）、ノープル（Ｎ）、ハ
ード（Ｈ）設定ボタン１５ａ、１５ｂ、１５ｃからなる
基準パーセットスイッチ１５が設けられている。

なお、第１図においては特に図示するものではないが、
前記センサ３の部分に被検体の皮膚温を検知する小型の
検温部１６が内蔵され、又、枠体５内には詳細な作用を
後述するアラーム発生部１７及び小型のバッテリ１８が
内蔵されている。

次に、上記心拍計１の電気的な構成を第２図を参照して
説…する。

この心拍計１は、センサ３と、枠体５内に内蔵された計
数処理、所定の演算処理等を行う処理部２０と、前記各
表示部６，７．８と前記アラーム発生部１７とからなる
心拍情報伝達部２１とを有して構成されている。

前記処理部２０は、前記センサ３により収集される心拍
情報を計数処理する計数処理部２２を有している。即ち
、この計数処理部２２は、前記センサ３からの心拍情報
からノイズ成分を除去するノイズフィルタ２３と、ノイ
ズフィルタの出力信号を増幅するアンプ２４と、当該ア
ンプ２４の出力信号から歪成分を除去する波形整形部２
５と、当該波形整形部２５の出力信号の一例としての第
３図（ａ）に示す波形の信号に対しレベルＳの閾値を設
定し第３図（ｂ）に示す矩形波状のパルス信号を得るパ
ルス形成部２６と、パルス形成部２６からのパルス信号
をカウントするカウンタ２７とを有し、当該カウンタ２
７の出力信号を、処理部２０全体の制御を行う主制御部
（ＣＰＵ）３０に送出するようになっている。

また、上記主制御部３０には、前記ハードレートスイッ
チ９、セレクトスイッチ１０、モード切替スイッチ１２
、検温部１６、スタート／ストップスイッチ１３、ラッ
プタイムスイッチ１４がそれぞれ接続されている。

更に、処理部２０は、時刻を表示するための時刻機部部
２８、ストップウォッチ機能を発揮するストップウォッ
チ機能部２９、カレンダ機能を発揮するカレンダ機能部
３１、後述する各種演算を行う演算部３２、前記アナロ
グ及び色文字表示部６上に第１図に示すような態様で予
め測定した被検体の心拍情報のうち標準的な基準バーＢ
ｏを表示するための基準バーデータを記憶している基準
バーデータメモリ３３を有している。

また、第２図中の符合３４は、主制御部３０の制御の基
に各表示部６．７．８の表示態様を切替制御する表示制
御部である。

前記バッテリ１８は、ライトスイッチ１１を介して各表
示部６．７，８を照射するランプ（図示せず）に電力を
供給すると共に、処理部２０の各部にも電力を供給する
ようになっている。

ここで、前記演算部３２の演算内容の一例に就いて詳述
する。なお１本発明は下記演算内容に限定されて把握さ
れるものでないことは勿論である即ち、当該演算部３２
は、カウンタ２７から出力される第３図（ｂ）に示す波
形のパルス信号を取込み、その周期ｔｉを求めて、瞬時
パルスレートＰｉを下記（１）式により演算するように
なっている。

ｐ　ｉ＝　　　　　　　　　−−−−−−−−−（１）
ｉ また、上記の演算部３２は、同じく前記パルス信号を連
続的に取込み、拍数（例えば５拍、１０拍）の平均周期
ｔｍを求めて、下記（２）式により平均パルスレー）Ｐ
ｍを演算するようになっている。

Ｐ　ｍ　＝　−−−−−−−−−−（２）ｍ 更に、該演算部３２は、主制御部３０の制御の基に、前
記アンプ２４から第２図の点線で示す経路で且つＡ／Ｄ
変換部２４ａでデジタル信号に変換されアンプ２４によ
り予め増幅された心拍情報（第３図（ａ）に示す原波形
を有する）を取込み、その各脈拍の振幅Ａ１．Ａ２等を
基に例えば５拍の平均振幅Ａｍ５，１０拍の平均振幅Ａ
ｍ１Ｏ等を演算すると共に、第３図（ａ）に示す原波形
のノツチ部分Ｎ１．Ｎ２や不整脈の有無を求めるように
なっている。

演算部３２の上記処理結果は、メインメモリ（ＲＡＭ）
３５に一旦格納されるようになっているまた、前記検温
部１６により検知される被検体の皮膚温（安静中のもの
をＴＢで表し、運動中のものをＴＥで表すものとする）
は、主制御部３０に取込まれ、これとメインメモリ３５
の格納データとの組合せで後述するようなストレス診断
に供されるようになっている。

次に、上記構成の心拍計の作用に就いて場合を分けて説
明する。

先ず、心拍情報を把握する場合に就いて説明すると以下
の通りである。

即ち、センサ３を被検体の例えば手首の撓骨側付近にお
ける動脈部位に接触させた状態で心拍計本体４を手首に
装着し、バンド２を用いて固定する。なお、本発明にお
いては、センサ３を被検体の足首、耳たぶ、手の指等々
の所定部位に装着するような型として実施しても良いこ
とは勿論である。

そして、モード切替スイッチ１２を心拍用に、セレクト
スイッチ１０を運動用に、ハードレートスイッチ９を瞬
時用にセットすると共に、基準バーセットスイッチ１５
のノーマル設定ボタン１５ｂを押下する。

これにより、被検体の脈拍による心拍情報はセンサ３に
より収集され、電気信号に変換されてノイズフィルタ２
３に送られる。そして、核部にてこの心拍情報はノイズ
成分が除去された後、アンプ２４で増幅され、更に波形
整形部２５により第３図（ａ）に示すような波形（原波
形）に整形された後、パルス形成部２６で第３図（ｂ）
に示すような矩形波状のパルス信号に変換される。しか
して、パルスとなった心拍情報は、主制御部３０に取込
まれ、演算部３２に送られる。

演算部３２は、当該心拍情報に対し前記（１）式による
演算を行い、瞬時パルスレートＰｉを求める。この瞬時
パルスレートＰｉのデータは、一旦メインメモリ３５に
格納され、且つ、表示制御部３４を経てアナログ及び色
文字表示部６、デジタル表示部７、色彩表示部８に送ら
れる。

そして、デジタル表示部７により、瞬時パルスレートＰ
ｉは数字として表示される。また１色彩表示部８では、
その瞬時パルスレートＰ１の値に応じ１例えば危険状態
を赤、平常状態を黄、低過ぎる（ゆっくり過ぎる）状態
を緑というように色別に分けて表示される。これにより
、この心拍計の利用者は、極めて容易且つ直感的に心拍
情報を把握することができる。

一方、アナログ及び色文字表示部６では、瞬時パルスレ
ートＰｉのデータと共に基準バーデータメモリ３３から
の基準バーデータも併せて送られてくるため、第１図に
示すように基準バーＢｏとパルスレートＰｉに基〈測定
バー（点線で示す）Ｂｌ　とが、横軸に時間、縦軸に脈
拍数をとった線状のグラフとして表示される。

更に、演算部３２で求められる不整脈チェックの結果が
、アラーム発生部１７に送られ可聴音として利用者に伝
達される。なお、該不整脈は、一般に１０拍以上の変動
幅があると限界値とされている。

以上のような各表示部６．７．８における表示態様及び
アラーム発生部１７によるアラームの発生による伝達態
様は、セレクトスイッチ１０を安静用に切換えた場合、
或いは、ハードレートスイッチ９を平均値用に切換えた
場合もそれぞれ同様に行われる。

次に、心拍情報と検温部１６による皮膚温データとの組
合せによるストレス診断の場合に就いて説明する。

この場合には、安静中における上述したような心拍計１
の動作において、ハードレートスイッチ９を平均値側に
セットし、演算部３２により前記（２）式に甚く平均パ
ルスレー）Ｐｍ５を算出し、この測定時における皮膚温
Ｔ１が予めメインメモリ３５に格納している基礎皮膚温
ＴＢよりも低いときには、前記した場合と同様にして各
表示部６．７．８における表示を行うと共に、この測定
時における平均パルスレートＰｍ、５が予めメインメモ
リ３５に格納している基礎平均パルスレートＰＢより５
拍以上低いときには、アナログ及び色文字表示部６上に
黄色文字で「ストレス」と表示し、逆に、平均パルスレ
ー）Ｐｍ５が基礎平均、＜ルスレー）ＦＢより１０拍以
上高いときには、青色文字で「ストレス」と表示する。

なお、運動中の場合にも全く同様に行われる。上記表示
文字「ストレス」は例示であり、これ以外の表示を用し
）ても良いことは勿論である。

次に、心拍計１の使用者の状態に応じた使用態様を説明
する。

先ず、−絞入の通常の使用態様においては、上述した心
拍情報の表示と、ストレス診断を行うことにより、心拍
計１の使用者は極めて容易且つ明確に自己の心機能の良
否（例えば交感神経の具備状態等）を把握することが可
能となる。また、スポーツ選手が運動中の場合、或いは
、−絞入が運動中の場合には、セレクトスイッチ１０を
運動用に切換えればよい。

更に、病人等の場合には、上述した一般人の使用態様に
加え、前記ノツチＮ１．Ｎ２の有無の情報、振幅Ａｔ　
、Ａ２の情報、不整脈の情報等の各情報をアナログ及び
色文字表示部６上に表示するようにすれば、当該病人の
心機能を一層詳細に把握することが可能となる。

次に、心拍情報以外の表示態様に就いて説明する。

即ち、時刻表示、ストップウォッチ表示、カレンダ表示
の各表示を行う場合には、モード切替スイッチ１２をそ
れぞれ切換えることにより、それぞれの内容がデジタル
表示部７、アナログ及び文字表示部６の双方又は一方に
表示される。また、各表示部６．７．８は、ライトスイ
ッチ１１を押下することにより、夜間等のように暗い状
態でもその表示内容を明確に認識することができる。

第４図は前記心拍計本体４の変形例を示すものであり、
第１図に示すものと同一の機使を有するものには同一の
符合を付して示している。

当該心拍計本体４Ａが第１図に示すものと異なる点は、
枠体５Ａの表面に、時刻及びストー／プウオッチのデジ
タル表示を行う時間情報表示部４０と、心拍情報のデジ
タル表示を行うデジタル表示部４１とを設けたことであ
る。

上記第４図のような心拍計本体４Ａを用いた心拍計ＩＡ
によっても、アナログ表示の点を除いて第１図に示す心
拍計１の場合と略同様の機能を発揮させることができる
。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、その要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、上述した実施例では心拍情報、皮膚温情報を検
知しこれを基に心機能やストレスの状態を表示する心拍
計に就いて説明したが、これらの機能に更に被検体の消
費カロリー、エアロビクスポイントを求めるための運動
量を検知する加速度センサを組込んだ場合にも、この心
拍計と同様な構成によって適用できる。

また、本発明を図示する実施例では腕時計型の心拍計と
して例えばこれを手首に装着する場合に就いて説明して
いるが、本発明においては、上記実施例の他、前述した
通り、センサを被検体の足首、耳たぶ１手の指等々の所
定部位に装着するような型としても実施できることは勿
論である。

〔本発明の効果〕

以上詳述した本発明によれば、使用状態及び使用者の如
何を問わず何人も極めて簡易に携帯回旋で、且つ、心拍
情報を極めて容易に把握することができ、健康状態の維
持増進或Ｉ／〜は診断態様の向上等々に多大に寄与し得
る心拍計を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る心拍計の実施例を示す斜視図、第
２図は同心拍計の全体構成を示すブロック図、第３図（
ａ）及び（ｂ）はそれぞれ同心拍計の計数処理部各部に
おける信号の波形を示す波形図、第４図は同心拍計の心
拍計本体の変形例を示す斜視図である。 ｌ・・舎−・心拍計 ３・・１・センサ ２０・・ψ令処理部 ２１・φφ・心拍情報伝達部。 第１図 第３図 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体の心拍情報を収集可能な部位に接触固定可
   能なセンサと、被検体の任意の部位に装着可能に構成さ
   れ且つ外部に種々の伝達態様で情報を伝達し得る心拍情
   報伝達部と共に前記センサにより得られる心拍情報に対
   し計数処理及び所定の演算処理を行う処理部とを包含し
   た心拍計本体と、を有し、前記処理部の処理結果を心拍
   情報伝達部により種々の伝達態様で伝達するようにした
   ことを特徴とする心拍計。
2. （２）前記処理部における演算処理は、心拍情報の瞬時
   パルスレート、平均パルスレート、平均振幅、ノッチ情
   報、不整脈等を求めるものである特許請求の範囲第１項
   記載の心拍計。
3. （３）前記心拍情報伝達部の伝達態様は、処理部の処理
   結果が、アナログ表示、デジタル表示、色別表示及び可
   聴音発生の中から選ばれる一部若しくは全部で行なわれ
   るものである特許請求の範囲第１項若しくは第２項記載
   の心拍計。
4. （４）前記心拍情報伝達部におけるアナログ表示は、処
   理部に予め記憶した基準データとセンサにより得られる
   被検体の心拍情報とを対比させた線状グラフ表示で行な
   われるものである特許請求の範囲第３項記載の心拍計。