特許 5873574 生理信号周期を取得する方法及びシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5873574

(24)【登録日】2016年1月22日

(45)【発行日】2016年3月1日

(54)【発明の名称】生理信号周期を取得する方法及びシステム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/0245 20060101AFI20160216BHJP

   A61B 5/02 20060101ALI20160216BHJP

   A61B 5/11 20060101ALI20160216BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/02 712

   A61B5/02ZDM

   A61B5/10 310A

【請求項の数】10

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-553602(P2014-553602)

(86)(22)【出願日】2013年2月1日

(65)【公表番号】特表2015-508671(P2015-508671A)

(43)【公表日】2015年3月23日

(86)【国際出願番号】CN2013071291

(87)【国際公開番号】WO2013135120

(87)【国際公開日】20130919

【審査請求日】2014年7月29日

(31)【優先権主張番号】201210063536.9

(32)【優先日】2012年3月12日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】514053022

【氏名又は名称】シェンズェン シーレン テクノロジー カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＳＨＥＮＺＨＥＮ ＳＥＥＬＥＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．， ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】特許業務法人梶・須原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】リウ シュファン

(72)【発明者】

【氏名】ヤン ソン

【審査官】 伊知地 和之

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５１−０６４７８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０４１９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１５４８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３３６５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−０２２７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４４１８７００（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０２ − ５／０３

Ａ６１Ｂ ５／０６ − ５／２２

Ｇ０１Ｒ ２３／００ − ２３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

生理信号周期を取得する方法であって、
受信した生理信号値をバッファ値と比較して、両者の一つを保存し、その維持時間が設定時間に達する生理信号値を一つの極値と判定し、循環処理を再開して、次の極値を判定するステップと、
一つの極値から次の極値までの時間値を計算することで、生理信号周期を取得するステップと、
を含み、
さらに、ある期間で、極大値と極小値によりそれぞれ取得した周期が類似するかを判断し、類似するとき、両者の周期の平均値を生理信号周期に設定するステップ、を含むことを特徴とする生理信号周期を取得する方法。

【請求項2】

生理信号周期を取得する方法であって、
受信した生理信号値をバッファ値と比較して、両者の一つを保存し、その維持時間が設定時間に達する生理信号値を一つの極値と判定し、循環処理を再開して、次の極値を判定するステップと、
一つの極値から次の極値までの時間値を計算することで、生理信号周期を取得するステップと、
を含み、
受信した上記生理信号値をバッファ値と比較して、両者の一つを保存し、その維持時間が設定時間に達する生理信号値を一つの極値と判定し、循環処理を再開して、次の極値を判定するステップは、
一つの生理信号値を受信し、カウンターａを始動させて１単位の値をインクリメントし、上記生理信号値とバッファ値とを比較し、上記生理信号値がバッファ値よりも大きい又は小さい場合、上記生理信号値でバッファ値を置き換えて、カウンターａにおける値をアキュムレータｂに累積して、カウンターａをクリアし、上記生理信号値がバッファ値よりも小さい又は大きい場合、続いて次の心拍信号電圧値を受信し、カウンターａにおけるカウント値が設定時間に対応する値に達すると、上記生理信号値が一つの極値であることを判定し、それからアキュムレータｂにおいて累積された値を出力し、その後カウンターａ、バッファ及びアキュムレータｂをクリアして、続いて次の極値を判定し、上記一つの極値と次の極値をそれぞれ極大値又は極小値であるとすること、を含むことを特徴とする生理信号周期を取得する方法。

【請求項3】

一つの極値から次の極値までの時間値を計算することで、生理信号周期を取得する上記ステップは、
アキュムレータｂにおいて累積された値となるまでの所要時間と設定時間とを加算して、上記生理信号周期を取得すること、を含むことを特徴とする請求項２に記載の生理信号周期を取得する方法。

【請求項4】

生理信号周期を取得する方法であって、
受信した生理信号値をバッファ値と比較して、両者の一つを保存し、その維持時間が設定時間に達する生理信号値を一つの極値と判定し、循環処理を再開して、次の極値を判定するステップと、
一つの極値から次の極値までの時間値を計算することで、生理信号周期を取得するステップと、
を含み、
上記設定時間が生理信号周期識別範囲の上限の半周期よりも長いことを特徴とする生理信号周期を取得する方法。

【請求項5】

上記設定時間が生理信号周期識別範囲の上限の半周期よりも長いことを特徴とする請求項１又は２に記載の生理信号周期を取得する方法。

【請求項6】

生理信号周期を取得するシステムであって、
受信した生理信号値をバッファ値と比較して、両者の一つを保存し、その維持時間が設定時間に達する生理信号値を一つの極値と判定し、循環処理を再開して、次の極値を判定するための極値判定手段と、
一つの極値から次の極値までの時間値を計算することで、生理信号周期を取得するための周期計算手段と、を含み、
さらに、ある期間で極大値と極小値によりそれぞれ取得する周期が類似するかを判断するための類似周期判断手段と、
周期が類似するとき、両者の周期の平均値を生理信号周期に設定するための周期設定手段と、含むことを特徴とする生理信号周期を取得するシステム。

【請求項7】

生理信号周期を取得するシステムであって、
受信した生理信号値をバッファ値と比較して、両者の一つを保存し、その維持時間が設定時間に達する生理信号値を一つの極値と判定し、循環処理を再開して、次の極値を判定するための極値判定手段と、
一つの極値から次の極値までの時間値を計算することで、生理信号周期を取得するための周期計算手段と、を含み、
上記極値判定手段は、一つの生理信号値を受信し、カウンターａを始動させて１単位の値をインクリメントし、上記生理信号値とバッファ値とを比較し、上記生理信号値がバッファ値よりも大きい又は小さい場合、上記生理信号値でバッファ値を置き換えて、カウンターａにおける値をアキュムレータｂに累積して、カウンターａをクリアし、上記生理信号値がバッファ値よりも小さい又は大きい場合、続いて次の心拍信号電圧値を受信し、カウンターａにおけるカウント値が設定時間に対応する値に達すると、上記生理信号値が一つの極値であることを判定し、それからアキュムレータｂにおいて累積された値を出力し、その後カウンターａ、バッファ及びアキュムレータｂをクリアして、続いて次の極値を判定し、上記一つの極値及び次の極値をそれぞれ極大値又は極小値であるとすることを特徴とする生理信号周期を取得するシステム。

【請求項8】

上記周期計算手段は、アキュムレータｂにおいて累積された値となるまでの所要時間と設定時間とを加算して、上記生理信号周期を取得すること、を含むことを特徴とする請求項７に記載の生理信号周期を取得するシステム。

【請求項9】

生理信号周期を取得するシステムであって、
受信した生理信号値をバッファ値と比較して、両者の一つを保存し、その維持時間が設定時間に達する生理信号値を一つの極値と判定し、循環処理を再開して、次の極値を判定するための極値判定手段と、
一つの極値から次の極値までの時間値を計算することで、生理信号周期を取得するための周期計算手段と、を含み、
上記設定時間が生理信号周期識別範囲の上限の半周期よりも長いことを特徴とする生理信号周期を取得するシステム。

【請求項10】

上記設定時間が生理信号周期識別範囲の上限の半周期よりも長いことを特徴とする請求項６又は７に記載の生理信号周期を取得するシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は生理信号取得技術、特に生理信号周期を取得する方法及びシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、人体の重要な生理信号、例えば心拍、呼吸等の信号は主に筋肉の電気信号を収集して処理することで取得し、信号収集装置は人皮に密着してクリアな信号を獲得し、その後増幅して処理する必要がある。上記方式で取得した生理信号の周期は、まず簡単な閾値により整形して、周期に関するフラグを取得し、周期フラグに応じて計算して取得できる。

【0003】

圧電センサ等の微動センサに類似する装置は人の心拍、呼吸等の微動信号を感知するので、生成した信号波形（図１参照）が生体電気信号（図２参照）とは全く異なり、その波形には一つのジャンプ周期において異なる数のビームがあり、幅が周期ごとに直線的に変化し、その周期の測定には閾値整形或いは簡単なフーリエ変換を使用できない。現在、一般的に採用されたものはリアルタイム心拍数識別である。しかし、リアルタイム心拍数識別に用いるのは自己相関関数処理であり、その計算量が多く、安いＡＲＭで実行することが難しく、周期の取得コストが高くなる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、生理信号周期を取得する方法を提供することを主目的とするものであり、生理信号周期の取得効率を向上させ、取得コストを低下させる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、生理信号周期を取得する方法を提供し、上記方法は、
受信した生理信号値をバッファ値と比較して、両者の一つを保存し、その維持時間が設定時間に達した生理信号値を一つの極値と判定し、循環処理を再開して、次の極値を判定するステップと、
一つの極値から次の極値までの時間値を計算することで、生理信号周期を取得するステップと、を含む。

【0006】

上記方法の第１の観点においては、
ある期間で極大値と極小値によりそれぞれ取得した周期が類似するかを判断し、
類似するとき、両者の周期の平均値を生理信号周期に設定することを更に含む。

【0007】

上記方法の第２の観点において、受信した生理信号値をバッファ値と比較して、両者の一つを保存し、その維持時間が設定時間に達する生理信号値を一つの極値と判定し、循環処理を再開して、次の極値を判定する上記ステップは、
一つの生理信号値を受信し、カウンターａを始動させて１単位の値をインクリメントし、上記生理信号値とバッファ値とを比較し、上記生理信号値がバッファ値よりも大きい又は小さい場合、上記生理信号値でバッファ値を置き換えて、カウンターａにおける値をアキュムレータｂに累積して、カウンターａをクリアし、上記生理信号値がバッファ値よりも小さい又は大きい場合、続いて次の心拍信号電圧値を受信し、カウンターａにおけるカウント値が設定時間に対応する値に達すると、上記生理信号値が一つの極値であることを判定し、それからアキュムレータｂにおいて累積された値を出力し、その後カウンターａ、バッファ及びアキュムレータｂをクリアして、続いて次の極値を判定し、上記一つの極値及び次の極値をそれぞれ極大値又は極小値であるとすることを含む。

【0008】

上記方法の第２の観点において、好ましくは、一つの極値から次の極値までの時間値を計算することで、生理信号周期を取得する上記ステップは、
アキュムレータｂにおいて累積された値となるまでの所要時間と設定時間とを加算して、上記生理信号周期を取得することを含む。

【0009】

上記方法の第３の観点において、好ましくは、上記設定時間が生理信号周期識別範囲の上限の半周期よりも長い。

【0010】

本発明は、更に生理信号周期を取得するシステムを提供し、上記システムは、
受信して生理信号値をバッファ値と比較して、両者の一つを保存し、その維持時間が設定時間に達する生理信号値を一つの極値と判定し、循環処理を再開して、次の極値を判定するための極値判定手段と、
一つの極値から次の極値までの時間値を計算することで、生理信号周期を取得するための周期計算手段と、を含む。

【0011】

上記システムの第１の観点においては、
ある期間で極大値と極小値によりそれぞれ取得する周期が類似するかを判断するための類似周期判断手段と、
周期が類似するとき、両者の周期の平均値を生理信号周期に設定するための周期設定手段と、を更に含む。

【0012】

上記システムの第２の観点においては、上記極値判定手段は、
一つの生理信号値を受信し、カウンターａを始動させて１単位の値をインクリメントし、上記生理信号値とバッファ値とを比較し、上記生理信号値がバッファ値よりも大きい又は小さい場合、上記生理信号値でバッファ値を置き換えて、カウンターａにおける値をアキュムレータｂに累積して、カウンターａをクリアし、上記生理信号値がバッファ値よりも小さい又は大きい場合、続いて次の心拍信号電圧値を受信し、カウンターａにおけるカウント値が設定時間に対応する値に達すると、上記生理信号値が一つの極値であることを判定し、それからアキュムレータｂにおいて累積された値を出力し、その後カウンターａ、バッファ及びアキュムレータｂをクリアして、続いて次の極値を判定し、上記一つの極値及び次の極値をそれぞれ極大値又は極小値であるとする。

【0013】

上記システムの第２の観点において、好ましくは、上記周期計算手段は、具体的には、アキュムレータｂにおいて累積された値となるまでの所要時間と設定時間とを加算して、上記生理信号周期を取得することを含む。

【0014】

上記システムの第３の観点において、上記設定時間が生理信号周期識別範囲の上限の半周期よりも長い。

【0015】

本発明は極値識別アルゴリズムにより生理信号の周期を取得でき、簡単、高速、高効率及び高信頼性等の優越性があり、そして生理信号の増幅、フィルタリング及びＡＤ変換に対する要求が低く、データ処理も比較的容易になり、大幅にハードウェア（要求）コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】従来技術において圧電センサが取得する信号の波形の模式図。

【図2】従来技術において生体電信号の波形の模式図。

【図3】本発明の生理信号周期を取得する方法の一実施例におけるステップのフロー図。

【図4】本発明の生理信号周期を取得する方法のその他の実施例におけるステップのフロー図。

【図5】本発明の生理信号周期を取得するシステムの一実施例における構成の模式図。

【図6】本発明の生理信号周期を取得するシステムのその他の実施例における構成の模式図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

更に、実施例に結合するとともに、図面を参照して本発明の目的の実現、機能特徴及び長所を説明する。

【0018】

なお、ここに記述する具体な実施例は本発明を説明するために過ぎず、本発明を限定するものではない。

【0019】

図１を参照して、本発明の生理信号周期を取得する方法の一実施例を提案する。この方法は、
受信した生理信号値をバッファ値と比較して、両者の一つを保存し、その維持時間が設定時間に達した生理信号値を一つの極値と判定し、循環処理を再開して、次の極値を判定するステップＳ１０と、
一つの極値から次の極値までの時間値を計算することで、生理信号周期を取得するステップＳ１１と、を含ふ。

【0020】

本実施例において、上記生理信号が呼吸及び心拍等の信号を含み、当該生理信号値が電圧値等の特定の値であり、当該生理信号の取得は圧電センサ等の装置により取得してもよい。上記生理信号周期を取得する方法において、圧電センサ等の微動センサ装置によって、人体の安静時の微動信号を取得し、キャリア信号において直接に呼吸及び／又は心拍の生理信号周期を判読できる。

【0021】

上記ステップＳ１０は、具体的には、一つの生理信号値を受信し、カウンターａを始動させて１単位の値をインクリメントし、上記生理信号値とバッファ値とを比較し、上記生理信号値がバッファ値よりも大きい又は小さい場合、上記生理信号値でバッファ値を置き換えて、カウンターａにおける値をアキュムレータｂに累積して、カウンターａをクリアし、上記生理信号値がバッファ値よりも小さい又は大きい場合、続いて次の心拍信号電圧値を受信し、カウンターａにおいてカウント値が設定時間に対応する値に達すると、上記生理信号値が一つの極値であることを判定し、それからアキュムレータｂにおいて累積された値を出力し、その後カウンターａ、バッファ及びアキュムレータｂをクリアして、続いて次の極値を判定する。当該バッファ値はゼロ或いは保存された生理信号値であってもよい。

【0022】

上記ステップ１１は、具体的には、アキュムレータｂにおいて累積された値となるまでの所要時間と設定時間とを加算して、上記生理信号周期を取得することを含んでもよい。

【0023】

上記生理信号周期の取得は、極値識別アルゴリズムにより行い、当該極値が極大値と極小値とを含み、即ち、上記一つの極値及び次の極値がそれぞれ極大値又は極小値であってもよい。当該極大値の識別アルゴリズムでは、受信したある生理信号値を超えないままに計時され、タイマーが設定時間に達すると、その生理信号値が１周期の極大値であると考えることができる。さらに、ある極大値（一つの極値）が識別されて確認されてから次の極大値（次の極値）が識別されて確認されるまでの時間（長さ）値を計算できる。極小値の識別アルゴリズムでは、受信したある生理信号値を最も小さい値としたままに計時され、タイマーが設定時間に達すると、その生理信号値が１周期の極小値であると考えることができる。さらに、ある極小値（一つの極値）が識別されて確認されてから次の極小値（次の極値）が識別されて確認されるまでの時間（長さ）値を計算できる。その後、上記設定時間及び両極大値の間の時間値又は両極小値の間の時間値に応じて、それぞれ極大値の識別アルゴリズムにより取得した生理信号周期及び極小値の識別アルゴリズムにより取得した生理信号周期を得る。当該設定時間は生理信号の特定の状況に応じて設定でき、例えば、本実施例において、当該設定時間を半分の生理信号周期よりも長くなるように設定できる。

【0024】

以下、極大値方式による心拍信号周期の取得を例にして、上記生理信号周期を取得する方法を更に具体的に説明する。

【0025】

まず、圧電センサから出力される一つの心拍信号電圧値を受信し、カウンターａを始動させてインクリメントし、上記心拍信号電圧値とバッファにおけるバッファ値とをコンパレータで比較し、上記心拍信号電圧値がバッファ値よりも大きい場合、それでバッファ値を置き換えて、カウンターａにおけるカウント値をアキュムレータｂに累積して、カウンターａをクリアし、上記心拍信号電圧値がバッファ値よりも小さい場合、続いて次の心拍信号電圧値を受信する。

【0026】

カウンターａにおいてカウント値が一定の値に達すると、アキュムレータｂにおいて累積された値を出力し、カウンターａ、バッファ及びアキュムレータｂをクリアして、新たな循環処理を再開し、循環初期で受信した一つずつの心拍信号電圧値とバッファにおけるバッファ値であるゼロとを比較する。上記心拍信号周期の計算公式は下記のとおりである。
周期（ｓ）＝（アキュムレータｂにおける値／受信速度）＋設定時間

【0027】

心拍信号電圧値を超えないままにする時間定数（即ち、設定時間）は予め設定する必要があるので、識別周期の上限が設定時間の逆数であればよい。

【0028】

例えば、心拍信号周波数範囲が約０．７Ｈｚ〜１．６Ｈｚであると、極大値の設定時間を０．５５秒（極小値の設定時間を０．６０秒）に設定でき、受信したある心拍信号電圧値がバッファにおいて超えられないままで０．５５秒経過すると、カウンターａがカウントを開始する。新たに受信した心拍信号電圧値がコンパレータに入ると、カウンターａをインクリメントし、新たに受信した心拍信号電圧値が前のバッファ値よりも大きくなると、新たに受信した心拍信号電圧値をバッファに更新して、バッファにおける前の心拍信号電圧値を置き換えて、カウンターａにおけるカウント値をアキュムレータｂに累積して、カウンターａをクリアし、新たに受信した心拍信号電圧値がバッファにおける前の心拍信号電圧値以下になると、カウンターａをインクリメントする以外、そのまま心拍信号電圧値の比較循環を継続し、カウンターａのカウント値が０．５５秒で受信する心拍信号電圧値の数（例えば、３００）に達すると、アキュムレータｂの値Ｂを出力して、更にＢまで累積するのにかかる時間に０．５５秒を加えて心拍信号の周期とすればよい。

【0029】

仮に、ある心拍信号電圧値が０．５５秒に亘って維持された時に、カウンターａが受信した心拍信号（電圧）の数が２７５であって、心拍信号電圧値の受信速度が５００個／秒であると、心拍信号周期＝（Ｂ／５００）＋０．５５である。

【0030】

上記方式により、ある期間で、それぞれ極大値方式の生理信号周期及び極小値方式の生理信号周期を取得し、その後、更に当該極大値方式の生理信号周期及び極小値方式の生理信号周期に応じて、より正確な生理信号周期を取得できる。

【0031】

図４を参照して、本発明のその他の実施例を提案し、上記生理信号周期を取得する方法は、
ある期間で極大値と極小値によりそれぞれに取得した周期が類似するかを判断するステップ１２と、
類似するとき、両者の周期の平均値を生理信号周期と判定するステップ１３と、を更に含んでもよい。

【0032】

設定された期間で、例えば当該期間で少なくとも極大値方式と極小値方式によりそれぞれ一つの生理信号周期を取得できる。その後、両方式により取得した生理信号周期を比較して、二つの周期が類似するかを判断し、両者が類似するとき、二つの周期の平均値を計算し、当該平均値をより正確な生理信号周期と判定し、そうでなければ終了する。当該類似するかの判定は、生理信号の特定的状況に応じて決定でき、例えば呼吸信号周期の類似範囲は約０．００４秒の差があり、心拍信号周期の類似範囲は約０．０１７秒の差がある。

【0033】

上記生理信号周期を取得する方法は、極値識別アルゴリズムにより生理信号の周期を取得でき、簡単、高速、高効率及び高信頼性等の優越性があり、そして生理信号の増幅、フィルタリング及びＡＤ変換に対する要求が低く、データ処理も比較的容易になり、大幅にハードウェアコストを低減できる。

【0034】

図５を参照して、本発明の生理信号周期を取得するシステム２０の一実施例を提案する。当該システム２０は、極値判定手段２１及び周期計算手段２２を含んでもよい。当該極値判定手段２１は、受信した生理信号値をバッファ値と比較して、両者の一つを保存し、その維持時間が設定時間に達した生理信号値を一つの極値と判定し、循環処理を再開して、次の極値を判定することに用いる。当該周期計算手段２２は、一つの極値から次の極値までの時間値を計算することで、生理信号周期を取得することに用いる。

【0035】

本実施例において、上記生理信号は呼吸及び心拍等の信号を含み、当該生理信号値が電圧値等の特定の値であり、当該生理信号の取得は圧電センサ等の装置により取得してもよい。上記生理信号周期を取得するシステムにおいて、圧電センサ等の微動センサ装置によって、人体の安静時の微動信号を取得し、キャリア信号において直接に呼吸及び／又は心拍の生理信号周期を判読できる。

【0036】

上記極値判定手段２１は、具体的には、一つの生理信号値を受信し、カウンターａを始動させてインクリメントし、上記生理信号値とバッファ値とを比較し、上記生理信号値がバッファ値よりも大きい又は小さい場合、上記生理信号値でバッファ値を置き換えて、カウンターａにおける値をアキュムレータｂに累積して、カウンターａをクリアし、上記生理信号値がバッファ値よりも小さい又は大きい場合、続いて次の心拍信号電圧値を受信し、カウンターａにおいてカウント値が設定時間に対応する値に達すると、上記生理信号値が一つの極値であることを判定し、それからアキュムレータｂにおいて累積された値を出力し、カウンターａ、バッファ及びアキュムレータｂをクリアして、続いて次の極値を判定する。当該バッファ値はゼロ或いは保存された生理信号値であってもよい。

【0037】

上記周期計算手段２２は、具体的には、アキュムレータｂにおいて累積された値となるまでの所要時間と設定時間とを加算して、上記生理信号周期を取得することを含む。

【0038】

上記生理信号周期の取得は、極値識別アルゴリズムにより行い、当該極値は極大値と極小値とを含み、即ち、上記一つの極値及び次の極値がそれぞれ極大値又は極小値であってもよい。当該極大値の識別アルゴリズムでは、受信したある生理信号値を超えないままに計時され、タイマーが設定時間に達すると、その生理信号値が１周期の極大値であると考えることができる。さらに、ある極大値（一つの極値）が識別されて確認されてから次の極大値（次の極値）が識別されて確認されるまでの時間（長さ）値を計算できる。極小値の識別アルゴリズムでは、受信したある生理信号値を最も小さい値としたままに計時され、タイマーが設定時間に達すると、その生理信号値が１周期の極小値であると考えることができる。さらに、ある極小値（一つの極値）が識別されて確認されてから次の極小値（次の極値）が識別されて確認されるまでの時間（長さ）値を計算できる。その後、上記設定時間及び両極大値の間の時間値又は両極小値の間の時間値に応じて、それぞれ極大値の識別アルゴリズムにより取得した生理信号周期及び極小値の識別アルゴリズムにより取得した生理信号周期を得る。当該設定時間は生理信号の特定の状況に応じて設定でき、例えば、本実施例において、当該設定時間を半分の生理信号周期よりも長くなるように設定できる。

【0039】

以下、極大値方式による心拍信号周期の取得を例にして、上記生理信号周期を取得するシステム２０を更に具体的に説明する。

【0040】

まず、圧電センサから出力する一つの心拍信号電圧値を受信し、カウンターａを始動させてインクリメントし、上記心拍信号電圧値とバッファにおけるバッファ値とをコンパレータで比較し、上記心拍信号電圧値がバッファ値よりも大きい場合、それでバッファ値を置き換えて、カウンターａにおけるカウント値をアキュムレータｂに累積して、カウンターａをクリアし、上記心拍信号電圧値がバッファ値よりも小さい場合、続いて次の心拍信号電圧値を受信する。

【0041】

カウンターａにおいてカウント値が一定の値に達すると、アキュムレータｂにおいて累積された値を出力し、カウンターａ、バッファ及びアキュムレータｂをクリアして、新たな循環処理を再開し、循環初期で受信した一つずつの心拍信号電圧値とバッファにおけるバッファ値であるゼロとを比較する。上記心拍信号周期の計算公式は下記のとおりである。
周期（ｓ）＝（アキュムレータｂにおける値／受信速度）＋設定時間

【0042】

心拍信号電圧値を超えないままにする時間定数（即ち、設定時間）は予め設定する必要があるので、識別周期の上限が設定時間の逆数であればよい。

【0043】

例えば、心拍信号周波数範囲が約０．７Ｈｚ〜１．６Ｈｚであると、極大値の設定時間を０．５５秒（極小値の設定時間を０．６０秒）に設定でき、受信したある心拍信号電圧値がバッファにおいて超えられないままで０．５５秒経過すると、カウンターａがカウントを開始する。新たに受信した心拍信号電圧値がコンパレータに入ると、カウンターａをインクリメントし、新たに受信した心拍信号電圧値が前のバッファ値よりも大きくなると、新たに受信した心拍信号電圧値をバッファに更新して、バッファにおける前の心拍信号電圧値を置き換えて、カウンターａにおけるカウント値をアキュムレータｂに累積して、カウンターａをクリアし、新たに受信した心拍信号電圧値がバッファにおける前の心拍信号電圧値以下になると、カウンターａをインクリメントする以外、そのまま心拍信号電圧値の比較循環を継続し、カウンターａのカウント値が０．５５秒で受信した心拍信号電圧値の数（例えば、３００）に達すると、アキュムレータｂの値Ｂを出力して、更にＢまで累積するのにかかる時間に０．５５秒を加えて心拍信号の周期とすればよい。

【0044】

仮に、ある心拍信号電圧値が０．５５秒に亘って維持された時に、カウンターａが受信した心拍信号（電圧）の数が２７５であって、心拍信号電圧値の受信速度が５００個／秒であると、心拍信号周期＝（Ｂ／５００）＋０．５５である。

【0045】

上記方式により、ある期間で、それぞれ極大値方式の生理信号周期及び極小値方式の生理信号周期を取得し、その後、更に当該極大値方式の生理信号周期及び極小値方式の生理信号周期に応じて、より正確な生理信号周期を取得できる。

【0046】

図６を参照して、本発明のその他の実施例において、上記システム２０は、類似周期判定手段２３及び周期設定手段２４を含んでもよい。当該類似周期判定手段２３は、ある期間でそれぞれ極大値と極小値により取得した周期が類似するかを判断するためのものである。当該周期設定手段２４は、類似するとき、両者の周期の平均値を生理信号周期に設定するためのものである。

【0047】

設定された期間で、例えば当該期間で少なくとも極大値方式と極小値方式によりそれぞれ一つの生理信号周期を取得できる。その後、両方式により取得した生理信号周期を比較して、二つの周期が類似するかを判断し、両者が類似するとき、二つの周期の平均値を計算し、当該平均値をより正確な生理信号周期と判定し、そうでなければ終了する。当該類似するかの判定は、生理信号の特定的状況に応じて決定でき、例えば呼吸信号周期の類似範囲は約０．００４秒の差があり、心拍信号周期の類似範囲は約０．０１７秒の差がある。

【0048】

上記生理信号周期を取得するシステム２０は、極値識別アルゴリズムにより生理信号の周期を取得でき、簡単、高速、高効率及び高信頼性等の優越性があり、そして生理信号の増幅、フィルタリング及びＡＤ変換に対する要求が低く、データ処理も比較的容易になり、大幅にハードウェアコストを低減できる。

【0049】

以上は本発明の好ましい実施例であるだけで、請求の範囲を制限するものではない。本発明の明細書及び図面の内容による均等の構成或いは均等のプロセス変換、又は、直接に或いは間接にその他の関連する技術分野への運用は、全て同じく本発明の特許請求の範囲に含まれている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】