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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024056521
(43)【公開日】2024-04-23
(54)【発明の名称】心拍数取得装置、及びベッドシステム
(51)【国際特許分類】
A61B 5/0245 20060101AFI20240416BHJP
A61B 5/11 20060101ALI20240416BHJP
【ＦＩ】
A61B5/0245 100Z
A61B5/11 100
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022163469
(22)【出願日】2022-10-11
(71)【出願人】
【識別番号】000114215
【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099793
【弁理士】
【氏名又は名称】川北 喜十郎
(74)【代理人】
【識別番号】100154586
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 正広
(74)【代理人】
【識別番号】100179280
【弁理士】
【氏名又は名称】河村 育郎
(72)【発明者】
【氏名】林 祐吾
(72)【発明者】
【氏名】森下 英三郎
(72)【発明者】
【氏名】和田 悟
(72)【発明者】
【氏名】清水 信貴
(72)【発明者】
【氏名】八田 邦彦
(72)【発明者】
【氏名】西方 暢孝
【テーマコード（参考）】
4C017
4C038
【Ｆターム（参考）】
4C017AA02
4C017AA10
4C017AC20
4C017BC08
4C017BC17
4C017FF05
4C038VA04
4C038VB32
4C038VC20
(57)【要約】
【課題】より高い精度で心拍数を取得することのできる心拍数取得装置を提供する。
【解決手段】ベッド上の被験者の心拍数を取得する心拍数取得装置は、前記ベッドに設けられた荷重検出器の出力に基づいて、前記被験者の心拍に応じた荷重値の時間的変動を示す心拍波形を取得する心拍波形取得部と、前記心拍波形の遷移に基づいて前記被験者の心拍周期の推定値を求める心拍周期推定部と、前記心拍波形と前記推定値とに基づいて前記被験者の心拍数を算出する心拍数算出部とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】ベッド上の被験者の心拍数を取得する心拍数取得装置は、前記ベッドに設けられた荷重検出器の出力に基づいて、前記被験者の心拍に応じた荷重値の時間的変動を示す心拍波形を取得する心拍波形取得部と、前記心拍波形の遷移に基づいて前記被験者の心拍周期の推定値を求める心拍周期推定部と、前記心拍波形と前記推定値とに基づいて前記被験者の心拍数を算出する心拍数算出部とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベッド上の被験者の心拍数を取得する心拍数取得装置であって、
前記ベッドに設けられた荷重検出器の出力に基づいて、前記被験者の心拍に応じた荷重値の時間的変動を示す心拍波形を取得する心拍波形取得部と、
前記心拍波形の遷移に基づいて前記被験者の心拍周期の推定値を求める心拍周期推定部と、
前記心拍波形と前記推定値とに基づいて前記被験者の心拍数を算出する心拍数算出部とを備える心拍数取得装置。
前記ベッドに設けられた荷重検出器の出力に基づいて、前記被験者の心拍に応じた荷重値の時間的変動を示す心拍波形を取得する心拍波形取得部と、
前記心拍波形の遷移に基づいて前記被験者の心拍周期の推定値を求める心拍周期推定部と、
前記心拍波形と前記推定値とに基づいて前記被験者の心拍数を算出する心拍数算出部とを備える心拍数取得装置。
【請求項2】
前記心拍周期推定部は、前記心拍波形のボトム、前記心拍波形の立上りゼロクロス点、前記心拍波形のピーク、及び前記心拍波形の立下りゼロクロス点の特定に基づいて前記推定値を求める請求項１に記載の心拍数取得装置。
【請求項3】
前記心拍周期推定部は、連続する２つの立上りゼロクロス点又は連続する２つの立下りゼロクロス点の間の間隔が所定範囲内であり、前記連続する２つの立上りゼロクロス点又は前記連続する２つの立下りゼロクロス点の間の前記ボトムにおける前記心拍波形の振幅がボトム振幅閾値より小さく、且つ前記連続する２つの立上りゼロクロス点又は前記連続する２つの立下りゼロクロス点の間の前記ピークにおける前記心拍波形の振幅がピーク振幅閾値より大きい場合に、前記連続する２つの立上りゼロクロス点又は前記連続する２つの立下りゼロクロス点の間の前記間隔を前記推定値とする請求項２に記載の心拍数取得装置。
【請求項4】
前記心拍周期推定部は、前記連続する２つの立上りゼロクロス点又は前記連続する２つの立下りゼロクロス点の間の前記ボトムにおける前記心拍波形の振幅がボトム体動閾値より大きく、且つ前記連続する２つの立上りゼロクロス点又は前記連続する２つの立下りゼロクロス点の間の前記ピークにおける前記心拍波形の振幅がピーク体動閾値より小さい場合に、前記連続する２つの立上りゼロクロス点又は前記連続する２つの立下りゼロクロス点の間の前記間隔を前記推定値とする請求項３に記載の心拍数取得装置。
【請求項5】
前記心拍周期推定部は、前記連続する２つの立上りゼロクロス点又は前記連続する２つの立下りゼロクロス点の間の前記間隔が所定値以上である場合に前記連続する２つの立上りゼロクロス点又は前記連続する２つの立下りゼロクロス点の間の前記間隔が前記所定範囲内であると判定する請求項３又は４に記載の心拍数取得装置。
【請求項6】
前記心拍周期推定部は、前記立上りゼロクロス点又は前記立下りゼロクロス点の特定、及び前記連続する２つの立上りゼロクロス点又は前記連続する２つの立下りゼロクロス点の間の間隔の算出を逐次的に行い、あるタイミングで算出された前記間隔の、当該タイミングの直前に算出された前記間隔に対する変動比が所定範囲内である場合に、前記間隔が前記所定範囲内であると判定する請求項３～５のいずれか一項に記載の心拍数取得装置。
【請求項7】
前記心拍数算出部における前記心拍数の算出は、
前記心拍波形の自己相関関数を算出することと、
前記自己相関関数のピークを検出することと、
検出された前記ピークの位置に基づいて前記心拍数を算出することを含み、
前記心拍数算出部は、前記ピークの検出を実行する範囲を前記推定値に基づいて決定する請求項１～６のいずれか一項に記載の心拍数取得装置。
前記心拍波形の自己相関関数を算出することと、
前記自己相関関数のピークを検出することと、
検出された前記ピークの位置に基づいて前記心拍数を算出することを含み、
前記心拍数算出部は、前記ピークの検出を実行する範囲を前記推定値に基づいて決定する請求項１～６のいずれか一項に記載の心拍数取得装置。
【請求項8】
前記心拍数算出部における前記心拍数の算出において、検出された前記ピークの位置に基づいて前記心拍数を算出することは、
検出された前記ピークの周囲で補間処理を行うことと、
前記補間処理により特定されたピークの位置に基づいて前記心拍数を算出することを含む請求項７に記載の心拍数取得装置。
検出された前記ピークの周囲で補間処理を行うことと、
前記補間処理により特定されたピークの位置に基づいて前記心拍数を算出することを含む請求項７に記載の心拍数取得装置。
【請求項9】
前記心拍数算出部における前記自己相関関数の算出は、
第１期間に含まれる前記心拍波形の第１自己相関関数を算出することと、
第１期間の後の第２期間に含まれる前記心拍波形の第２自己相関関数を算出することと、
第２期間の後の第３期間に含まれる前記心拍波形の第３自己相関関数を算出することと、
第１時刻に第１自己相関関数と第２自己相関関数との合算を前記自己相関関数として算出することと、
第１時刻の後の第２時刻に第２自己相関関数と第３自己相関関数との合算を前記自己相関関数として算出することを含む請求項７又は８に記載の心拍数取得装置。
第１期間に含まれる前記心拍波形の第１自己相関関数を算出することと、
第１期間の後の第２期間に含まれる前記心拍波形の第２自己相関関数を算出することと、
第２期間の後の第３期間に含まれる前記心拍波形の第３自己相関関数を算出することと、
第１時刻に第１自己相関関数と第２自己相関関数との合算を前記自己相関関数として算出することと、
第１時刻の後の第２時刻に第２自己相関関数と第３自己相関関数との合算を前記自己相関関数として算出することを含む請求項７又は８に記載の心拍数取得装置。
【請求項10】
前記荷重検出器は第１荷重検出器と第２荷重検出器とを含み、
前記心拍波形取得部は、第１荷重検出器の出力に基づく第１心拍波形と第２荷重検出器の出力に基づく第２心拍波形とを取得し、
前記心拍数算出部が算出する前記自己相関関数は、第１心拍波形の自己相関関数と第２心拍波形の自己相関関数との合算である請求項７～９のいずれか一項に記載の心拍数取得装置。
前記心拍波形取得部は、第１荷重検出器の出力に基づく第１心拍波形と第２荷重検出器の出力に基づく第２心拍波形とを取得し、
前記心拍数算出部が算出する前記自己相関関数は、第１心拍波形の自己相関関数と第２心拍波形の自己相関関数との合算である請求項７～９のいずれか一項に記載の心拍数取得装置。
【請求項11】
前記心拍波形の振幅と体動閾値との比較に基づいて前記被験者の体動の有無を判定する体動判定部を更に備え、
前記心拍数算出部は、前記自己相関関数の算出対象期間における前記被験者に体動が発生している期間の割合が閾値以上である場合に、前記自己相関関数に基づく前記心拍数の算出を行わない請求項７～１０のいずれか一項に記載の心拍数取得装置。
前記心拍数算出部は、前記自己相関関数の算出対象期間における前記被験者に体動が発生している期間の割合が閾値以上である場合に、前記自己相関関数に基づく前記心拍数の算出を行わない請求項７～１０のいずれか一項に記載の心拍数取得装置。
【請求項12】
前記心拍数算出部が算出した前記心拍数を表示する表示部と、
前記表示部の表示内容を制御する表示制御部とを更に備え、
前記表示制御部は、前記ベッド上に前記被験者が存在する期間と前記ベッド上に前記被験者が存在しない期間とで、前記心拍数算出部が算出した前記心拍数の前記表示部への表示態様を異ならせる請求項１～１１のいずれか一項に記載の心拍数取得装置。
前記表示部の表示内容を制御する表示制御部とを更に備え、
前記表示制御部は、前記ベッド上に前記被験者が存在する期間と前記ベッド上に前記被験者が存在しない期間とで、前記心拍数算出部が算出した前記心拍数の前記表示部への表示態様を異ならせる請求項１～１１のいずれか一項に記載の心拍数取得装置。
【請求項13】
前記荷重検出器の出力に基づいて前記被験者の体重を算出する体重算出部及び／又は前記荷重検出器の出力に基づいて前記被験者の呼吸数を算出する呼吸数算出部を更に備え、
前記表示制御部は、算出された前記被験者の体重が閾値以下である場合、及び／又は前記被験者の呼吸数が算出されない場合に前記ベッド上に前記被験者が存在しないとみなす請求項１２に記載の心拍数取得装置。
前記表示制御部は、算出された前記被験者の体重が閾値以下である場合、及び／又は前記被験者の呼吸数が算出されない場合に前記ベッド上に前記被験者が存在しないとみなす請求項１２に記載の心拍数取得装置。
【請求項14】
前記心拍数算出部は前記心拍数を逐次的に算出し、
前記表示制御部は、逐次的に算出された複数の前記心拍数の中央値を前記表示部に表示する請求項１２又は１３に記載の心拍数取得装置。
前記表示制御部は、逐次的に算出された複数の前記心拍数の中央値を前記表示部に表示する請求項１２又は１３に記載の心拍数取得装置。
【請求項15】
ベッド上の被験者の心拍数を取得する心拍数取得装置であって、
前記ベッドに設けられた荷重検出器の出力の前記被験者の心拍に応じた時間的変動に基づいて前記被験者の心拍数を算出する心拍数算出部と、
前記心拍数算出部が算出した前記心拍数を表示する表示部と、
前記表示部の表示内容を制御する表示制御部とを備え、
前記表示制御部は、前記ベッド上に前記被験者が存在する期間と前記ベッド上に前記被験者が存在しない期間とで、前記心拍数算出部が算出した前記心拍数の前記表示部への表示態様を異ならせる心拍数取得装置。
前記ベッドに設けられた荷重検出器の出力の前記被験者の心拍に応じた時間的変動に基づいて前記被験者の心拍数を算出する心拍数算出部と、
前記心拍数算出部が算出した前記心拍数を表示する表示部と、
前記表示部の表示内容を制御する表示制御部とを備え、
前記表示制御部は、前記ベッド上に前記被験者が存在する期間と前記ベッド上に前記被験者が存在しない期間とで、前記心拍数算出部が算出した前記心拍数の前記表示部への表示態様を異ならせる心拍数取得装置。
【請求項16】
前記荷重検出器の出力に基づいて前記被験者の体重を算出する体重算出部及び／又は前記荷重検出器の出力に基づいて前記被験者の呼吸数を算出する呼吸数算出部を更に備え、
前記表示制御部は、算出された前記被験者の体重が閾値以下である場合、及び／又は前記被験者の呼吸数が算出されない場合に前記ベッド上に前記被験者が存在しないとみなす請求項１５に記載の心拍数取得装置。
前記表示制御部は、算出された前記被験者の体重が閾値以下である場合、及び／又は前記被験者の呼吸数が算出されない場合に前記ベッド上に前記被験者が存在しないとみなす請求項１５に記載の心拍数取得装置。
【請求項17】
前記心拍数算出部は前記心拍数を逐次的に算出し、
前記表示制御部は、逐次的に算出された複数の前記心拍数の中央値を前記表示部に表示する請求項１５又は１６に記載の心拍数取得装置。
前記表示制御部は、逐次的に算出された複数の前記心拍数の中央値を前記表示部に表示する請求項１５又は１６に記載の心拍数取得装置。
【請求項18】
ベッド上の被験者の心拍数を取得する心拍数取得装置であって、
前記ベッドに設けられた荷重検出器の出力に基づいて、前記被験者の心拍に応じた荷重値の時間的変動を示す心拍波形を取得する心拍波形取得部と、
前記心拍波形に基づいて前記被験者の心拍数を算出する心拍数算出部とを備え、
前記心拍数算出部における前記心拍数の算出は、
前記心拍波形の自己相関関数を算出することと、
前記自己相関関数のピークを検出することと、
検出された前記ピークの位置に基づいて前記心拍数を算出することを含み、
前記自己相関関数の算出は、
第１期間に含まれる前記心拍波形の第１自己相関関数を算出することと、
第１期間の後の第２期間に含まれる前記心拍波形の第２自己相関関数を算出することと、
第２期間の後の第３期間に含まれる前記心拍波形の第３自己相関関数を算出することと、
第１時刻に第１自己相関関数と第２自己相関関数との合算を前記自己相関関数として算出することと、
第１時刻の後の第２時刻に第２自己相関関数と第３自己相関関数との合算を前記自己相関関数として算出することを含む心拍数取得装置。
前記ベッドに設けられた荷重検出器の出力に基づいて、前記被験者の心拍に応じた荷重値の時間的変動を示す心拍波形を取得する心拍波形取得部と、
前記心拍波形に基づいて前記被験者の心拍数を算出する心拍数算出部とを備え、
前記心拍数算出部における前記心拍数の算出は、
前記心拍波形の自己相関関数を算出することと、
前記自己相関関数のピークを検出することと、
検出された前記ピークの位置に基づいて前記心拍数を算出することを含み、
前記自己相関関数の算出は、
第１期間に含まれる前記心拍波形の第１自己相関関数を算出することと、
第１期間の後の第２期間に含まれる前記心拍波形の第２自己相関関数を算出することと、
第２期間の後の第３期間に含まれる前記心拍波形の第３自己相関関数を算出することと、
第１時刻に第１自己相関関数と第２自己相関関数との合算を前記自己相関関数として算出することと、
第１時刻の後の第２時刻に第２自己相関関数と第３自己相関関数との合算を前記自己相関関数として算出することを含む心拍数取得装置。
【請求項19】
前記心拍数算出部における前記心拍数の算出において、検出された前記ピークの位置に基づいて前記心拍数を算出することは、
検出された前記ピークの周囲で補間処理を行うことと、
前記補間処理により特定されたピークの位置に基づいて前記心拍数を算出することを含む請求項１８に記載の心拍数取得装置。
検出された前記ピークの周囲で補間処理を行うことと、
前記補間処理により特定されたピークの位置に基づいて前記心拍数を算出することを含む請求項１８に記載の心拍数取得装置。
【請求項20】
ベッドと、
前記ベッドに設けられた荷重検出器と、
請求項１～１９のいずれか一項に記載の心拍数取得装置とを備えるベッドシステム。
前記ベッドに設けられた荷重検出器と、
請求項１～１９のいずれか一項に記載の心拍数取得装置とを備えるベッドシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、心拍数取得装置、及びベッドシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
医療や介護の分野において、荷重検出器を介してベッド上の被験者の荷重を検出し、検出した荷重に基づいて被験者の呼吸数、心拍数等の生体情報を取得することが提案されている。
【0003】
特許文献１は、荷重検出器の出力に基づいて取得された心拍波形の自己相関関数を算出し、当該自己相関関数のピークに基づいて被験者の心拍数を算出することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２２－７２４３６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
荷重検出に基づく生体情報の取得においては、より一層の高精度化、高効率化等が求められている。
【0006】
本発明は、より高い精度で心拍数を取得することのできる心拍数取得装置及びベッドシステムを提供することを目的の１つとする。
【0007】
本発明は、より効率よく心拍数を取得することのできる心拍数取得装置及びベッドシステムを提供することを他の目的の１つとする。
【0008】
本発明は、取得した心拍数をより適切に表示することのできる心拍数取得装置及びベッドシステムを提供することを更に他の目的の１つする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の第１の態様に従えば、
ベッド上の被験者の心拍数を取得する心拍数取得装置であって、
前記ベッドに設けられた荷重検出器の出力に基づいて、前記被験者の心拍に応じた荷重値の時間的変動を示す心拍波形を取得する心拍波形取得部と、
前記心拍波形の遷移に基づいて前記被験者の心拍周期の推定値を求める心拍周期推定部と、
前記心拍波形と前記推定値とに基づいて前記被験者の心拍数を算出する心拍数算出部とを備える心拍数取得装置が提供される。
ベッド上の被験者の心拍数を取得する心拍数取得装置であって、
前記ベッドに設けられた荷重検出器の出力に基づいて、前記被験者の心拍に応じた荷重値の時間的変動を示す心拍波形を取得する心拍波形取得部と、
前記心拍波形の遷移に基づいて前記被験者の心拍周期の推定値を求める心拍周期推定部と、
前記心拍波形と前記推定値とに基づいて前記被験者の心拍数を算出する心拍数算出部とを備える心拍数取得装置が提供される。
【0010】
本発明の第２の態様によれば、
ベッド上の被験者の心拍数を取得する心拍数取得装置であって、
前記ベッドに設けられた荷重検出器の出力の前記被験者の心拍に応じた時間的変動に基づいて前記被験者の心拍数を算出する心拍数算出部と、
前記心拍数算出部が算出した前記心拍数を表示する表示部と、
前記表示部の表示内容を制御する表示制御部とを備え、
前記表示制御部は、前記ベッド上に前記被験者が存在する期間と前記ベッド上に前記被験者が存在しない期間とで、前記心拍数算出部が算出した前記心拍数の前記表示部への表示態様を異ならせる心拍数取得装置が提供される。
ベッド上の被験者の心拍数を取得する心拍数取得装置であって、
前記ベッドに設けられた荷重検出器の出力の前記被験者の心拍に応じた時間的変動に基づいて前記被験者の心拍数を算出する心拍数算出部と、
前記心拍数算出部が算出した前記心拍数を表示する表示部と、
前記表示部の表示内容を制御する表示制御部とを備え、
前記表示制御部は、前記ベッド上に前記被験者が存在する期間と前記ベッド上に前記被験者が存在しない期間とで、前記心拍数算出部が算出した前記心拍数の前記表示部への表示態様を異ならせる心拍数取得装置が提供される。
【0011】
本発明の第３の態様によれば、
ベッド上の被験者の心拍数を取得する心拍数取得装置であって、
前記ベッドに設けられた荷重検出器の出力に基づいて、前記被験者の心拍に応じた荷重値の時間的変動を示す心拍波形を取得する心拍波形取得部と、
前記心拍波形に基づいて前記被験者の心拍数を算出する心拍数算出部とを備え、
前記心拍数算出部における前記心拍数の算出は、
前記心拍波形の自己相関関数を算出することと、
前記自己相関関数のピークを検出することと、
検出された前記ピークの位置に基づいて前記心拍数を算出することを含み、
前記自己相関関数の算出は、
第１期間に含まれる前記心拍波形の第１自己相関関数を算出することと、
第１期間の後の第２期間に含まれる前記心拍波形の第２自己相関関数を算出することと、
第２期間の後の第３期間に含まれる前記心拍波形の第３自己相関関数を算出することと、
第１時刻に第１自己相関関数と第２自己相関関数との合算を前記自己相関関数として算出することと、
第１時刻の後の第２時刻に第２自己相関関数と第３自己相関関数との合算を前記自己相関関数として算出することを含む心拍数取得装置が提供される。
ベッド上の被験者の心拍数を取得する心拍数取得装置であって、
前記ベッドに設けられた荷重検出器の出力に基づいて、前記被験者の心拍に応じた荷重値の時間的変動を示す心拍波形を取得する心拍波形取得部と、
前記心拍波形に基づいて前記被験者の心拍数を算出する心拍数算出部とを備え、
前記心拍数算出部における前記心拍数の算出は、
前記心拍波形の自己相関関数を算出することと、
前記自己相関関数のピークを検出することと、
検出された前記ピークの位置に基づいて前記心拍数を算出することを含み、
前記自己相関関数の算出は、
第１期間に含まれる前記心拍波形の第１自己相関関数を算出することと、
第１期間の後の第２期間に含まれる前記心拍波形の第２自己相関関数を算出することと、
第２期間の後の第３期間に含まれる前記心拍波形の第３自己相関関数を算出することと、
第１時刻に第１自己相関関数と第２自己相関関数との合算を前記自己相関関数として算出することと、
第１時刻の後の第２時刻に第２自己相関関数と第３自己相関関数との合算を前記自己相関関数として算出することを含む心拍数取得装置が提供される。
【0012】
本発明の第４の態様によれば、
ベッドと、
前記ベッドに設けられた荷重検出器と、
第１の態様、第２の態様、又は第３の態様の心拍数取得装置とを備えるベッドシステムが提供される。
ベッドと、
前記ベッドに設けられた荷重検出器と、
第１の態様、第２の態様、又は第３の態様の心拍数取得装置とを備えるベッドシステムが提供される。
【発明の効果】
【0013】
本発明の心拍数取得装置及びベッドシステムは、より高い精度で心拍数を取得することができる。
【0014】
本発明の心拍数取得装置及びベッドシステムは、より効率よく心拍数を取得することができる。
【0015】
本発明の心拍数取得装置及びベッドシステムは、取得した心拍数をより適切に表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図8】図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）は、心拍数算出部が心拍波形の自己相関関数を分割して算出する意義を説明するための説明図である。図８（ａ）は時刻ｔに心拍波形の自己相関関数の一部を算出する様子を説明するグラフである。図８（ｂ）は時刻ｔ＋０．５に心拍波形の自己相関関数の一部を算出する様子を説明するグラフである。図８（ｃ）は時刻ｔ＋１．０に心拍波形の自己相関関数の一部を算出する様子を説明するグラフである。
【図10】図１０（ａ）～図１０（ｈ）は、心拍数算出部における自己相関関数の算出の手順を説明するための説明図である。図１０（ａ）は心拍波形の一例を心拍波形のサンプリング値と共に示す。図１０（ｂ）～図１０（ｈ）はそれぞれ、自己相関関数の算出工程において、記憶部の所定領域に設けられた配列内に格納されるサンプリング値の内容を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
【0018】
[生体情報取得システム１００の構成]
図１に示す通り、本実施形態の生体情報取得システム１００は、荷重検出部１０、生体情報取得部（心拍数取得装置）３０、ユーザ端末４０を主に有する。荷重検出部１０と生体情報取得部３０とは、Ａ／Ｄ変換部２０を介して接続されている。生体情報取得部３０とユーザ端末４０とは、配線又は無線により接続されている。
図１に示す通り、本実施形態の生体情報取得システム１００は、荷重検出部１０、生体情報取得部（心拍数取得装置）３０、ユーザ端末４０を主に有する。荷重検出部１０と生体情報取得部３０とは、Ａ／Ｄ変換部２０を介して接続されている。生体情報取得部３０とユーザ端末４０とは、配線又は無線により接続されている。
【0019】
荷重検出部１は、４つの荷重検出器１１、１２、１３、１４を備える。荷重検出器１１、１２、１３、１４のそれぞれは、例えばビーム形のロードセルを用いて荷重を検出する荷重検出器である。荷重検出器１１、１２、１３、１４はそれぞれ、配線又は無線によりＡ／Ｄ変換部２０に接続されている。
【0020】
図２に示す通り、４つの荷重検出器１１～１４は、被験者Ｓが使用するベッドＢＤの四隅の脚ＢＬ１、ＢＬ２、ＢＬ３、ＢＬ４の下端部に取り付けられたキャスターＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の下にそれぞれ配置される。
【0021】
Ａ／Ｄ変換部２０は、荷重検出部１０と生体情報取得部３０にそれぞれ配線又は無線で接続されている。Ａ／Ｄ変換部２０は、荷重検出部１０から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備える。
【0022】
生体情報取得部３０は、心拍波形取得部３１、体動判定部３２、心拍周期推定部３３、心拍数算出部３４、及び記憶部３５を主に有する。心拍波形取得部３１、体動判定部３２、心拍周期推定部３３、及び心拍数算出部３４は、一例として、生体情報取得部３０が備える不図示の制御部（コントローラ）の内部に構築されている。心拍波形取得部３１、体動判定部３２、心拍周期推定部３３、及び心拍数算出部３４の動作は後述する。
【0023】
記憶部３５は、生体情報取得部３０において使用されるデータを記憶する記憶装置である。記憶部３５は、一例として、ハードディスク、不揮発性メモリ等とし得る。
【0024】
ユーザ端末４０は、表示制御部４１、表示部４２、報知部４３、入力部４４、及び記憶部４５を含む。
【0025】
表示制御部４１は、一例として、ユーザ端末４０が備える不図示の制御部（コントローラ）の内部に構築されている。表示制御部４１は、生体情報取得部３０が取得した心拍数等の各種情報を生体情報取得部３０から取得し、表示部４２に表示する（詳細後述）。
【0026】
表示部４２は、生体情報取得部３０から取得された心拍数等の情報を生体情報取得システム１００の使用者に視覚的に表示する。表示部４２は、例えば液晶モニタ等のモニタとし得る。
【0027】
報知部４３は、生体情報取得部３０から取得された心拍数等の情報に基づいて所定の報知を聴覚的に行う。報知部４３は、例えばスピーカとし得る。表示制御部４１が報知部４３の動作を制御してもよい。
【0028】
入力部４４は、生体情報取得システム１００に対して入力を行うためのインターフェイスである。入力部４４は、例えばキーボード及びマウスとし得る。
【0029】
記憶部４５は、ユーザ端末４０において使用されるデータを記憶する記憶装置である。記憶部４５は、一例として、ハードディスク、不揮発性メモリ等とし得る。
【0030】
[生体情報取得システム１００の動作]
このような構成を有する生体情報取得システム１００を使用してベッド上の被験者の心拍数を取得する動作について説明する。
このような構成を有する生体情報取得システム１００を使用してベッド上の被験者の心拍数を取得する動作について説明する。
【0031】
生体情報取得システム１００を使用した被験者Ｓの心拍数の取得は、図３のフローチャートに示す通り、荷重検出工程Ｓ１、心拍波形取得工程Ｓ２、体動判定工程Ｓ３、心拍周期推定工程Ｓ４、心拍数算出工程Ｓ５、及び表示工程Ｓ６を含む。
【0032】
概略として、荷重検出工程Ｓ１では荷重検出器１１～１４を用いて被験者Ｓの荷重を検出する。心拍波形取得工程Ｓ２では、荷重検出器１１～１４の検出値の時間的変動からフィルタリングにより心拍波形を抽出する。体動判定工程Ｓ３では、心拍波形の振幅に基づいて被験者Ｓの体動の有無を判定する。心拍周期推定工程Ｓ４では、心拍波形に基づいて被験者Ｓの心拍の周期を推定する。心拍数算出工程Ｓ５では、心拍波形、体動の有無、及び心拍の周期の推定値に基づいて被験者Ｓの心拍数を算出する。表示工程Ｓ６では、算出した心拍数を表示部４２に表示する。
【0033】
［荷重検出工程Ｓ１］
荷重検出工程Ｓ１では、荷重検出器１１、１２、１３、１４を用いてベッドＢＤ上の被験者Ｓの荷重を検出する。ベッドＢＤ上の被験者Ｓの荷重は、ベッドＢＤの四隅の脚ＢＬ１～ＢＬ４の下に配置された荷重検出器１１～１４に分散して付与され、これらによって分散して検出される。
荷重検出工程Ｓ１では、荷重検出器１１、１２、１３、１４を用いてベッドＢＤ上の被験者Ｓの荷重を検出する。ベッドＢＤ上の被験者Ｓの荷重は、ベッドＢＤの四隅の脚ＢＬ１～ＢＬ４の下に配置された荷重検出器１１～１４に分散して付与され、これらによって分散して検出される。
【0034】
荷重検出器１１～１４はそれぞれ、荷重（荷重変化）を検出してアナログ信号としてＡ／Ｄ変換部２０に出力する。Ａ／Ｄ変換部２０は、サンプリング周期を例えば５ミリ秒（０．００５秒）として、アナログ信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号（以下「荷重信号」）として生体情報取得部３０に出力する。以下では、荷重検出器１１、１２、１３、１４から出力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換部２０においてデジタル変換して得られる荷重信号を、それぞれ荷重信号ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４と呼ぶ。
【0035】
[心拍波形取得工程Ｓ２]
心拍波形取得工程Ｓ２では、心拍波形取得部３１が、荷重信号ｓ１～ｓ４の各々から、被験者Ｓの心拍波形を取得する。
心拍波形取得工程Ｓ２では、心拍波形取得部３１が、荷重信号ｓ１～ｓ４の各々から、被験者Ｓの心拍波形を取得する。
【0036】
本明細書及び本発明において、「心拍波形」とは、被験者の心拍に応じた荷重値の時間的変動を示す波形を意味する。心拍波形の１周期が心拍の１周期に対応する。心拍波形の振幅は一回の拍動により流れる血液の量と相関関係を有する。他の条件が同一であれば、拍動により流れる血液量が多いほど心拍波形の振幅が大きくなる。
【0037】
心拍波形取得部３１は、具体的には例えば、次の方法により心拍波形を取得する。
【0038】
人間の心拍は１分間に４０～１５０回程度行われるため、人間の心拍の周波数は０．６６～２．５Ｈｚ程度（以下、「心拍帯域」と呼ぶ）である。したがって心拍波形取得部３１は、荷重信号ｓ１～ｓ４から心拍帯域の周波数を有する成分をバンドパスフィルタによりそれぞれ抽出し、抽出された成分を心拍波形ＨＷ１～ＨＷ４とする。
【0039】
荷重信号ｓ１から抽出された心拍波形ＨＷ１、荷重信号ｓ２から抽出された心拍波形ＨＷ２、荷重信号ｓ３から抽出された心拍波形ＨＷ３、及び荷重信号ｓ４から抽出された心拍波形ＨＷ４の一例を、図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）にそれぞれ示す。図４（ａ）～図４（ｄ）に示す心拍波形ＨＷ１～ＨＷ４は、互いに同一の期間（時刻０ｓ～時刻３０ｓ）における被験者Ｓの心拍波形である。
【0040】
また、心拍波形取得部３１は、取得した心拍波形ＨＷ１～ＨＷ４の各々について、処理負担軽減のためにダウンサンプリングを行う。本実施形態では、サンプリング周期を５ミリ秒（０．００５秒）から１０ミリ秒（０．０１秒）とするサンプリング周波数変換を行う。なお、ダウンサンプリングを行わなくてもよい。
【0041】
[体動判定工程Ｓ３]
体動判定工程Ｓ３では、体動判定部３２が、心拍波形ＨＷ１～ＨＷ４の振幅ＡＭと閾値との比較に基づいて、被験者Ｓに体動が生じているか否かを判定する。
体動判定工程Ｓ３では、体動判定部３２が、心拍波形ＨＷ１～ＨＷ４の振幅ＡＭと閾値との比較に基づいて、被験者Ｓに体動が生じているか否かを判定する。
【0042】
ここで、本発明及び本明細書において、「体動」とは、被験者の頭部、胴部（体幹）、四肢の移動を意味する。呼吸や心拍等に伴う臓器、血管等の移動は体動には含まれない。体動は、一例として、被験者の胴部（体幹）の移動を伴う大きな体動と、被験者の四肢や頭部の移動のみを伴う小さな体動とに分類し得る。大きな体動の一例は、寝返りや起き上がり等であり、小さな体動の一例は、睡眠中の手足や頭部の移動等である。
【0043】
体動判定部３２は、心拍波形ＨＷ１～ＨＷ４の振幅ＡＷと閾値との比較に基づいて体動の有無を判定する。具体的には例えば、心拍波形ＨＷ１～ＨＷ４の少なくとも一つの振幅ＡＷが正側の体動閾値ＴＨｐよりも大きい場合、或いは負側の体動閾値ＴＨｎよりも小さい場合に、被験者Ｓに体動が生じていると判定する。
【0044】
体動閾値ＴＨｐ、ＴＨｎは任意に設定することができる。具体的には例えば、心拍波形ＨＷ１～ＨＷ４の過去の振幅ＡＭの大きさ等を参酌して、振幅ＡＭ（正値）が当該正側閾値よりも大きい値となった場合に被験者Ｓに体動が発生しているとみなし得る適切な値、振幅ＡＭ（負値）が当該負側閾値よりも小さい値となった場合に被験者Ｓに体動が発生しているとみなし得る適切な値を設定し得る。正値の閾値のみを用いて、振幅ＡＭの絶対値が当該閾値よりも大きい値となった場合に被験者Ｓに体動が発生しているとみなしてもよい。
【0045】
体動判定部３２は、被験者Ｓに体動が発生していると判定した期間において、体動発生フラグを立てる。体動発生フラグは例えば、記憶部３５に確保された所定の領域に立てられる。
【0046】
[心拍周期推定工程Ｓ４]
心拍周期推定工程Ｓ４では、心拍周期推定部３３が、心拍波形ＨＷ１～ＨＷ４に基づいて、被験者Ｓの心拍の周期を推定する。
心拍周期推定工程Ｓ４では、心拍周期推定部３３が、心拍波形ＨＷ１～ＨＷ４に基づいて、被験者Ｓの心拍の周期を推定する。
【0047】
上記の通り、心拍波形の１周期が心拍の１周期に対応する。したがって、心拍周期推定部３３は、心拍波形ＨＷ１～心拍波形ＨＷ４の少なくとも１つの遷移を追尾してその１周期の間隔（長さ）を求めることにより、被験者Ｓの心拍の周期を推定する。
【0048】
心拍周期推定部３３は、具体的には例えば、図５のフローチャートに示す手順により被験者Ｓの心拍の周期を推定する。ここでは、心拍波形ＨＷ１（図６）の遷移を追尾して被験者Ｓの心拍の周期を推定する場合を例として説明する。
【0049】
心拍周期推定工程Ｓ４において、心拍周期推定部３３は、波形遷移追尾工程Ｓ４１を常時実行している。心拍周期推定部３３は、波形遷移追尾工程Ｓ４１において、心拍波形ＨＷ１の傾きの符号、心拍波形ＨＷ１の符号、及び状態遷移変数ＷＳに基づいて心拍波形ＨＷ１の遷移を追尾する（図７）。
【0050】
心拍周期推定部３３は、具体的には、心拍波形ＨＷ１のボトムｂ、心拍波形ＨＷ１の立上りエッジにおけるゼロクロス点ｒｘ（以下、「立上りゼロクロス点ｒｘ」と呼ぶ）、心拍波形ＨＷ１のピークｐ、及び心拍波形ＨＷ１の立下りエッジにおけるゼロクロス点ｆｘ（以下、「立下りゼロクロス点ｆｘ」と呼ぶ）を順次特定する。
【0051】
ここで、状態遷移変数ＷＳは、心拍波形ＨＷ１の状態を示す変数である。状態遷移変数ＷＳが「１」である場合、心拍波形ＨＷ１はボトムｂから立上りゼロクロス点ｒｘに向かう状態である。状態遷移変数ＷＳが「２」である場合、心拍波形ＨＷ１は立上りゼロクロス点ｒｘからピークｐに向かう状態である。状態遷移変数ＷＳが「３」である場合、心拍波形ＨＷ１はピークｐから立下りゼロクロス点ｆｘに向かう状態である。状態遷移変数ＷＳが「４」である場合、心拍波形ＨＷ１は立下りゼロクロス点ｆｘからボトムｂに向かう状態である。
【0052】
心拍周期推定部３３は、具体的には例えば、次のようにしてボトムｂ、立上りゼロクロス点ｒｘ、ピークｐ、及び立下りゼロクロス点ｆｘを特定する。ここでは、ｎ個目のボトムｂであるボトムｂ（ｎ）、ｎ個目の立上りゼロクロス点である立上りゼロクロス点ｒｘ（ｎ）、ｎ個目のピークｐであるピークｐ（ｎ）、及びｎ個目の立下りゼロクロス点ｆｘである立下りゼロクロス点ｆｘ（ｎ）を特定する場合を例として説明する。
【0053】
（１）ボトムｂの特定
図６、図７に示す通り、心拍周期推定部３３は、ある時点において、状態遷移変数ＷＳが「４」であり、心拍波形ＨＷ１の傾きの符号が負から正に変化し、且つ当該時点における心拍波形ＨＷ１の振幅ＡＭが閾値ＴＨｂ（ｎ）（ボトム振幅閾値）よりも小さい場合に、当該時点に心拍波形ＨＷ１のボトムｂ（ｎ）が存在すると特定する。閾値ＴＨｂ（ｎ）は、一例として、１周期前に特定されたボトムｂ（ｎ－１）における呼吸波形ＨＷ１の振幅ＡＭｂ（ｎ－１）の３分の１とし得る。
図６、図７に示す通り、心拍周期推定部３３は、ある時点において、状態遷移変数ＷＳが「４」であり、心拍波形ＨＷ１の傾きの符号が負から正に変化し、且つ当該時点における心拍波形ＨＷ１の振幅ＡＭが閾値ＴＨｂ（ｎ）（ボトム振幅閾値）よりも小さい場合に、当該時点に心拍波形ＨＷ１のボトムｂ（ｎ）が存在すると特定する。閾値ＴＨｂ（ｎ）は、一例として、１周期前に特定されたボトムｂ（ｎ－１）における呼吸波形ＨＷ１の振幅ＡＭｂ（ｎ－１）の３分の１とし得る。
【0054】
心拍周期推定部３３は、ボトムｂ（ｎ）を特定した場合は、ボトムｂ（ｎ）における心拍波形ＨＷ１の振幅ＡＭｂ（ｎ）を記憶部３５に記憶する。また、状態遷移変数ＷＳを「４」から「１」に移行する。状態遷移変数ＷＳが「１」である場合は、心拍周期推定部３３は、立上りゼロクロス点ｒｘの到来を待機する。
【0055】
（２）立上りゼロクロス点ｒｘの特定
心拍周期推定部３３は、ある時点において、状態遷移変数ＷＳが「１」であり、且つ心拍波形ＨＷ１の符号が負から正に変化した場合に、当該時点に立上りゼロクロス点ｒｘ（ｎ）が存在すると特定する。
心拍周期推定部３３は、ある時点において、状態遷移変数ＷＳが「１」であり、且つ心拍波形ＨＷ１の符号が負から正に変化した場合に、当該時点に立上りゼロクロス点ｒｘ（ｎ）が存在すると特定する。
【0056】
心拍周期推定部３３は、立上りゼロクロス点ｒｘ（ｎ）を特定した場合は、状態遷移変数ＷＳを「１」から「２」に移行する。状態遷移変数ＷＳが「２」である場合は、心拍周期推定部３３は、ピークｐの到来を待機する。
【0057】
（３）ピークｐの特定
心拍周期推定部３３は、ある時点において、状態遷移変数ＷＳが「２」であり、心拍波形ＨＷ１の傾きの符号が正から負に変化し、且つ当該時点における心拍波形ＨＷ１の振幅ＡＭが閾値ＴＨｐ（ｎ）（ピーク振幅閾値）よりも大きい場合に、当該時点に心拍波形ＨＷ１のピークｐ（ｎ）が存在すると特定する。閾値ＴＨｐ（ｎ）は、一例として、１周期前に特定されたピークｐ（ｎ－１）における呼吸波形ＨＷ１の振幅ＡＭｐ（ｎ－１）の３分の１とし得る。
心拍周期推定部３３は、ある時点において、状態遷移変数ＷＳが「２」であり、心拍波形ＨＷ１の傾きの符号が正から負に変化し、且つ当該時点における心拍波形ＨＷ１の振幅ＡＭが閾値ＴＨｐ（ｎ）（ピーク振幅閾値）よりも大きい場合に、当該時点に心拍波形ＨＷ１のピークｐ（ｎ）が存在すると特定する。閾値ＴＨｐ（ｎ）は、一例として、１周期前に特定されたピークｐ（ｎ－１）における呼吸波形ＨＷ１の振幅ＡＭｐ（ｎ－１）の３分の１とし得る。
【0058】
心拍周期推定部３３は、ピークｐ（ｎ）を特定した場合は、ピークｐ（ｎ）における心拍波形ＨＷ１の振幅ＡＭｐ（ｎ）を記憶部３５に記憶する。また、状態遷移変数ＷＳを「２」から「３」に移行する。状態遷移変数ＷＳが「３」である場合は、心拍周期推定部３３は、立下りゼロクロス点ｆｘの到来を待機する。
【0059】
（４）立下りゼロクロス点ｆｘの特定
心拍周期推定部３３は、ある時点において、状態遷移変数ＷＳが「３」であり、且つ心拍波形ＨＷ１の符号が正から負に変化した場合に、当該時点に立下りゼロクロス点ｆｘ（ｎ）が存在すると特定する。
心拍周期推定部３３は、ある時点において、状態遷移変数ＷＳが「３」であり、且つ心拍波形ＨＷ１の符号が正から負に変化した場合に、当該時点に立下りゼロクロス点ｆｘ（ｎ）が存在すると特定する。
【0060】
心拍周期推定部３３は、立下りゼロクロス点ｆｘ（ｎ）を特定した場合は、状態遷移変数ＷＳを「３」から「４」に移行する。状態遷移変数ＷＳが「４」である場合は、心拍周期推定部３３は、ボトムｂの到来を待機する。
【0061】
心拍周期推定部３３は、波形遷移追尾工程Ｓ４１と並行して、工程Ｓ４２を実行し、波形遷移追尾工程Ｓ４１における立下りゼロクロス点ｆｘの特定がなされたか否かを判定する。
【0062】
心拍周期推定部３３は、立下りゼロクロス点ｆｘの特定がなされていないと判定した場合（Ｓ４２：ＮＯ）は、工程Ｓ４２を再度実行する。心拍周期推定部３３は、立下りゼロクロス点ｆｘが特定されたと判定した場合（Ｓ４２：ＹＥＳ）は、工程Ｓ４３に進む。
【0063】
心拍周期推定部３３は、工程Ｓ４３において、特定されたゼロクロス点ｆｘの直前の１周期において、心拍波形ＨＷ１が所定の条件を満たすか否かを判定する。
【0064】
心拍周期推定部３３は、具体的には、直前の１周期内で特定したピークｐにおける振幅ＡＭ（正値）が体動閾値ＴＨｐよりも小さく且つ直前の１周期内で特定したボトムｂにおける振幅ＡＭ（負値）が体動閾値ＴＨｎよりも大きいか否かを判定する。直前の１周期内で特定したピークｐ、ボトムｂは例えば、立下りゼロクロス点ｆｘ（ｎ）を特定したタイミングにおいては、ｐ（ｎ）、ｂ（ｎ）である。体動閾値ＴＨｐ、ＴＨｎは、体動判定工程Ｓ３において用いる体動閾値ＴＨｐ、ＴＨｎと同じ値であってよい。
【0065】
また、心拍周期推定部３３は、直前の１周期の間隔ＰＲが所定の範囲内であるか否かを判定する。直前の１周期の間隔ＰＲは、例えば、立下りゼロクロス点ｆｘ（ｎ）を特定したタイミングにおいては、立下りゼロクロス点ｆｘ（ｎ－１）から立下りゼロクロス点ｆｘ（ｎ）までの長さ（時間）である。
【0066】
心拍周期推定部３３は、直前の１周期内で特定したピークｐにおける振幅ＡＭ（正値）が体動閾値ＴＨｐよりも大きい場合、及び／又は直前の１周期内で特定したボトムｂにおける振幅ＡＭ（負値）が体動閾値ＴＨｎより小さい場合、若しくは直前の１周期の間隔ＰＲが所定の範囲内ではない場合（Ｓ４３：ＮＯ）は、工程Ｓ４２に戻る。
【0067】
心拍周期推定部３３は、直前の１周期内で特定したピークｐにおける振幅ＡＭ（正値）が体動閾値ＴＨｐ以下であり、直前の１周期内で特定したボトムｂにおける振幅ＡＭ（負値）が体動閾値ＴＨｎ以上であり、且つ直前の１周期の間隔ＰＲが所定の範囲内である場合（Ｓ４３：ＹＥＳ）は、工程Ｓ４４に進む。心拍周期推定部３３は、具体的には例えば、直前の１周期の間隔ＰＲが所定値以上である場合に当該ＰＲが所定の範囲内であると判定する。
【0068】
心拍周期推定部３３は、工程Ｓ４４において、直前の１周期の間隔ＰＲの、当該１周期の１つ前の１周期の間隔ＰＲに対する変動比が所定の範囲内であるか否かを判定する。なお、直前の１周期の間隔ＰＲが立下りゼロクロス点ｆｘ（ｎ－１）から立下りゼロクロス点ｆｘ（ｎ）までの長さ（時間）である場合、当該１周期の１つ前の１周期の間隔ＰＲは立下りゼロクロス点ｆｘ（ｎ－２）から立下りゼロクロス点ｆｘ（ｎ－１）までの長さ（時間）である。
【0069】
心拍周期推定部３３は、具体的には例えば、直前の１周期の間隔ＰＲの、当該１周期の１つ前の１周期の間隔ＰＲに対する変動比が５０％以上且つ２００％以下である場合（即ち、直前の１周期の間隔ＰＲが、その１つ前の１周期の間隔ＰＲの１／２以上且つ２倍以下である場合）に、直前の１周期の間隔ＰＲの、当該１周期の１つ前の１周期の間隔ＰＲに対する変動比が所定の範囲内であると判定する。
【0070】
心拍周期推定部３３は、直前の１周期の間隔ＰＲの、当該１周期の１つ前の１周期の間隔ＰＲに対する変動比が所定の範囲内ではないと判断した場合（Ｓ４４：ＮＯ）は、工程Ｓ４２に戻る。心拍周期推定部３３は、直前の１周期の間隔ＰＲの、当該１周期の１つ前の１周期の間隔ＰＲに対する変動比が所定の範囲内であると判断した場合（Ｓ４４：ＹＥＳ）は、工程Ｓ４５に進む。
【0071】
心拍周期推定部３３は、工程Ｓ４５において、直前の１周期の間隔ＰＲを記憶部３５の所定の領域に記憶する。この時、当該領域に既に８周期分の間隔ＰＲが記憶されている場合は、最も古い１周期分の間隔ＰＲを削除する。即ち記憶部３５への記憶をＦＩＦＯ方式で行う。
【0072】
心拍周期推定部３３は、工程Ｓ４６において、記憶部３５の所定の領域に８周期分の間隔ＰＲが記憶されているか否かを判定する。心拍周期推定部３３は、記憶部３５の所定の領域に８周期分の間隔ＲＰが記憶されている場合（Ｓ４６：ＹＥＳ）は、８周期分のＰＲの中央値を被験者Ｓの心拍周期の推定値として心拍数算出部３４に出力する（工程Ｓ４７）。心拍周期推定部３３は、記憶部３５の所定の領域に８周期分の周期ＲＰが記憶されていない場合（Ｓ４６：ＮＯ）は、工程Ｓ４２に戻る。
【0073】
[心拍数算出工程Ｓ５]
心拍数算出工程Ｓ５では、心拍数算出部３４が、心拍波形ＨＷ１～ＨＷ４の時間的変動の様子、心拍周期推定工程Ｓ４で推定した心拍周期の推定値、被験者Ｓの体動の有無に基づいて、被験者Ｓの心拍数の算出（推定）を行う。
心拍数算出工程Ｓ５では、心拍数算出部３４が、心拍波形ＨＷ１～ＨＷ４の時間的変動の様子、心拍周期推定工程Ｓ４で推定した心拍周期の推定値、被験者Ｓの体動の有無に基づいて、被験者Ｓの心拍数の算出（推定）を行う。
【0074】
心拍数算出部３４は、概略として、次の原理に基づいて被験者Ｓの心拍数を算出する。
【0075】
まず、心拍数算出部３４は、心拍波形ＨＷ１～ＨＷ４の各々について、時間領域での自己相関関数（自己相関係数）を算出する。
【0076】
算出される自己相関関数は、心拍波形ＨＷ１～ＨＷ４の各々と、当該心拍波形を時間軸方向に所定のラグ時間だけシフトさせた波形との一致の度合いを、ラグ時間を変数として示す。周期性を有するある波形と、当該波形を時間軸方向にラグ時間だけシフトさせた波形とは、ラグ時間が波形の周期に等しい場合に最も一致の度合いが高くなる。したがって、自己相関関数がピークを示すラグ時間の値が、心拍波形ＨＷ１～ＨＷ４の各々の周期を示す。
【0077】
上記に鑑み、心拍数算出部３４は、心拍波形ＨＷ１～ＨＷ４の各々について自己相関関数のピークを検出し、検出したピークに対応するラグ時間を心拍波形の周期であると決定する。そして、決定した周期に基づいて被験者Ｓの心拍数の推定値を算出する。
【0078】
なお、本実施形態では、心拍数算出部３４は、１．６５秒の計算窓で自己相関関数の算出を行う。即ち、ラグ時間が０秒～１．６５秒までの範囲の自己相関関数を算出する。人間の心拍数は通常、少なくとも４０[回／分]程度であり、心拍波形の周期は長くても１．５秒程度である。したがって、１．６５秒の計算窓で自己相関関数の算出を行うことで、心拍波形の周期を正確に求めつつ、計算処理量の増加を抑制することが出来る。
【0079】
【0080】
図８（ａ）に示す状態において、時刻ｔから過去０．５秒分の波形ｗ（ｔ）と時刻ｔから過去１．６５秒分の波形Ｗ（ｔ）との自己相関関数ＡＣＦ（ｔ）を算出するものとする。また、図８（ｂ）に示す状態において、時刻ｔ＋０．５から過去０．５秒分の波形ｗ（ｔ＋０．５）と時刻ｔ＋０．５から過去１．６５秒分の波形Ｗ（ｔ＋０．５）との自己相関関数ＡＣＦ（ｔ＋０．５）を算出するものとする。更に、図８（ｃ）に示す状態において、時刻ｔ＋１．０から過去０．５秒分の波形ｗ（ｔ＋１．０）と時刻ｔ＋１．０から過去１．６５秒分の波形Ｗ（ｔ＋１．０）との自己相関関数ＡＣＦ（ｔ＋１．０）を算出するものとする。
【0081】
ここで、図８（ｃ）に示す状態において、時刻ｔ＋１．０から過去１．５秒分の波形と時刻ｔ＋１．０から過去１．６５秒分の波形Ｗ（ｔ＋１．０）との自己相関関数を算出することを考える。この場合、図８（ａ）～図８（ｃ）から読み取れる通り、算出される自己相関関数は、自己相関関数ＡＣＦ（ｔ）と、自己相関関数ＡＣＦ（ｔ＋０．５）と、自己相関関数ＡＣＦ（ｔ＋１．０）とを足し合わせたものに等しい。
【0082】
即ち、図８（ｃ）に示す状態において、時刻ｔ＋１．０から過去１．５秒分の波形の自己相関関数を１．６５秒の計算窓で算出する場合、時刻ｔ＋１．０から過去１．５秒分の波形と時刻ｔ＋１．０から過去１．６５秒分の波形Ｗ（ｔ＋１．０）との自己相関関数を算出すると計算量は大きくなる。これに対して、時刻ｔ＋１．０から過去０．５秒分の波形ｗ（ｔ＋１．０）と時刻ｔ＋１．０から過去１．６５秒分の波形Ｗ（ｔ＋１．０）との自己相関関数ＡＣＦ（ｔ＋１．０）を算出して、既に算出されている自己相関関数ＡＣＦ（ｔ）及び自己相関関数ＡＣＦ（ｔ＋０．５）に足し合わせることで、計算量を削減することが出来る。
【0083】
このように、本実施形態の心拍周算出部３４は、自己相関関数を算出する各タイミングにおいて、当該タイミングにおいて対象とする波形の全体について自己相関関数を算出するのではなく、当該タイミングにおいて対象とする波形の直近の一部について自己相関関数を算出し、過去のタイミングにおいて算出した自己相関関数に足し合わせることで計算処理量の増加を抑制する。
【0084】
心拍数算出部３４は、具体的には例えば、図９に示すフローチャートに従って、次の手順により被験者Ｓの心拍数を算出する。
【0085】
心拍数算出部３４は、工程Ｓ５１において、心拍波形ＨＷ１～心拍波形ＨＷ４の各々の最新の０．５秒分の波形と過去１．６５秒分の波形との自己相関関数を順次算出する。算出は、具体的には例えば、記憶部３５に設けた配列ＡＲを用いて、次のようにして行う。ここでは、心拍波形ＨＷ１に関する計算を例として説明する。心拍波形ＨＷ２～心拍波形ＨＷ４に関する計算も同様である。
【0086】
配列ＡＲ（図１０（ｂ））は、１６５個の要素を格納することができる。配列ＡＲには、０．０１秒（即ち、波形取得工程Ｓ２においてダウンサンプリングを行った後のサンプリング周期）ごとの心拍波形ＨＷ１の振幅ＡＭのサンプリング値ａ（ｎ）（ｎ＝１、２、…１６５）が格納されている。配列ＡＲに格納された各サンプリング値は、１．６５秒分の心拍波形ＨＷ１（図１０（ａ））に対応する。
【0087】
なお、体動判定部３２により体動判定フラグが立てられている期間においては、振幅ＡＲのサンプリング値ａ（ｎ）としてゼロが格納される。
【0088】
心拍数算出部３４は、まず、配列ＡＲを－１６４回シフトした配列ＡＲ１６４を作成する（図１０（ｃ））。そして、配列ＡＲ１６４の各要素にサンプリング値ａ（１６５）を積算し、積算結果を積算配列ＡＡＲに格納する（図１０（ｄ））。この時、積算配列ＡＡＲに格納されたデータは、最新０．０１秒分の心拍波形ＨＷ１の、１．６５秒の計算窓で算出した自己相関関数を示す。
【0089】
心拍数算出部３４は、次に、配列ＡＲを－１６３回シフトした配列ＡＲ１６３を作成する（図１０（ｅ））。そして、配列ＡＲ１６３の各要素にサンプリング値ａ（１６４）を積算し、積算結果を積算配列ＡＡＲに加算する（図１０（ｆ））。この時、積算配列ＡＡＲに格納されたデータは、最新０．０２秒分の心拍波形ＨＷ１の、１．６５秒の計算窓で算出した自己相関関数を示す。
【0090】
心拍数算出部３４は、同様に、配列ＡＲを－Ｎ回（Ｎ＝１６２、１６１、・・・、１１５）シフトした配列ＡＲＮを作成する。そして、配列ＡＲＮの各要素にサンプリング値ａ（Ｎ＋１）の値を積算し、積算結果を積算配列ＡＡＲに加算する。心拍数算出部３４は、これらの手順を繰り返し、５０回目には、配列ＡＲを－１１５回シフトした配列ＡＲ１１５を作成する（図１０（ｇ））。そして、配列ＡＲ１１５の各要素にａ（１１６）の値を積算し、積算結果を積算配列ＡＡＲに加算する（図１０（ｈ））。この時、積算配列ＡＡＲに格納されたデータは、最新０．５秒分の心拍波形ＨＷ１の、１．６５秒の計算窓で算出した自己相関関数を示す。
【0091】
心拍数算出部３４は、工程Ｓ５２において、積算配列ＡＡＲに５０回分（０．５秒分）の積算結果が加算されたか否かを判定する。そして、５０回分（０．５秒分）が加算されていなければＳ５１に戻り、５０回分（０．５秒分）が加算されていれば、積算配列ＡＡＲに格納された計算結果を記憶部３５に記憶させる（Ｓ５３）。
【0092】
心拍数算出部３４は、心拍波形ＨＷ１～心拍波形ＨＷ４の各々について、工程Ｓ５２、工程Ｓ５３を実行する。以下、工程Ｓ５３で記憶される、０．５秒分の心拍波形ＨＷ１、ＨＷ２、ＨＷ３、ＨＷ４の１．６５秒の計算窓で算出した自己相関関数をそれぞれ、部分自己相関関数ＰＡＦ１、ＰＡＦ２、ＰＡＦ３、ＰＡＦ４と呼ぶ。
【0093】
心拍数算出部３４は、記憶部３５への部分自己相関関数ＰＡＦ１～ＰＡＦ４の記憶をＦＩＦＯ方式で行う。記憶部３５には、自己相関関数ＰＡＦ１～自己相関関数ＰＡＦ４をそれぞれ１６個ずつ記憶できる領域が画定されている。
【0094】
心拍数算出部３４は、工程Ｓ５４において、記憶部３５に記憶された１６個の自己相関関数ＰＡＦ１、ＰＡＦ２、ＰＡＦ３、ＰＡＦ４をそれぞれ合算して自己相関関数ＡＦ１、ＡＦ２、ＡＦ３、ＡＦ４を算出する。心拍数算出部３４は、算出した自己相関関数ＡＦ１～自己相関関数ＡＦ４を記憶部３５に記憶する。自己相関関数ＡＦ１～自己相関関数ＡＦ４はそれぞれ、直近８秒分の心拍波形ＨＷ１～心拍波形ＨＷ４の１．６５秒の計算窓で算出した自己相関関数を示す。
【0095】
心拍数算出部３４は、工程Ｓ５５において、記憶部３５に記憶された自己相関関数ＡＦ１～自己相関関数ＡＦ４を合算して、総自己相関関数ＡＦを算出する。心拍数算出部３４は、算出した総自己相関関数ＡＦを記憶部３５に記憶する。
【0096】
心拍数算出部３４は、工程Ｓ５６において、自己相関関数ＡＦ１～ＡＦ４、及び総自己相関関数ＡＦの算出に関連する直近８秒間（以下、適宜「算出対象時間」と呼ぶ）における体動発生期間が、全期間（８秒間）の３分の１よりも短いか否かを判定する。
【0097】
心拍数算出部３４は、体動発生期間が算出対象期間の全期間の３分の１以上であると判定した場合（Ｓ５６：ＮＯ）は、エラーを出力する（Ｓ５８）。被験者Ｓに体動が生じている期間においては、体動の影響により心拍波形が乱れ、心拍周期の決定、及び心拍数の算出を高い精度で行うことが容易ではなくなるためである。
【0098】
心拍数算出部３４は、体動発生期間が算出対象期間の全期間の３分の１よりも短いと判定した場合（Ｓ５６：ＹＥＳ）は、工程Ｓ５７で、被験者Ｓの心拍数の算出を行う。心拍数算出部３４は、自己相関関数ＡＦ１～ＡＦ４、及び総自己相関関数ＡＦに基づき、次の（ｉ）～（ｉｖ）の少なくとも１つを用いて、そのピークを検出する。
【0099】
（ｉ）心拍波形ＨＷ１～心拍波形ＨＷ４のうち、算出対象期間における信号振幅のパワーが最も大きい波形を決定し、決定された波形に対応する自己相関関数を用いる。この場合、例えば心拍波形ＨＷ１の信号振幅のパワーが最も大きいと決定された場合は、自己相関関数ＡＦ１を用いる。
【0100】
（ｉｉ）自己相関関数ＡＦ１～自己相関関数ＡＦ４のうち、ピークの絶対値が最も大きいものを用いる。
【0101】
（ｉｉｉ）自己相関関数ＡＦ１を心拍波形ＨＷ１の信号振幅のパワーで正規化し、同様に、自己相関関数ＡＦ２～自己相関関数ＡＦ４をそれぞれ、心拍波形ＨＷ２～心拍波形ＨＷ４の信号振幅のパワーで正規化する。そして、正規化された自己相関関数ＡＦ１～ＡＦ４のうち、ピークの絶対値が最も大きいものを用いる。
【0102】
（ｉｖ）総自己相関関数ＡＦを用いる。これにより、ＳＮ比が向上し、心拍数算出の精度が高まる。
【0103】
心拍数算出部３４は、具体的には例えば、次の工程により被験者Ｓの心拍数を算出する。ここでは、自己相関関数ＡＦ１を用いた算出について説明する。以下で説明する算出方法は、上記の（ｉ）～（ｉｖ）のいずれを用いた場合にも同様に適用し得る。
【0104】
心拍数算出部３４は、まず、自己相関関数ＡＦ１についてピーク検出を実行する。この時、心拍数算出部３４は、心拍周期推定工程Ｓ４で推定した被験者Ｓの心拍周期の推定値を参酌して、ピーク検出を実行する範囲を決定する。
【0105】
上記の通り、自己相関関数ＡＦ１のピークは、心拍波形ＨＷ１の周期に対応する位置に現れると考えられる。したがって、心拍数算出部３４は、心拍周期推定工程Ｓ４で推定した被験者Ｓの心拍周期（即ち心拍波形ＨＷ１の周期）の推定値を参酌し、ピーク検出を実行する範囲を当該推定値の周囲に限定する。これにより、ピーク検出における計算処理の負担を軽減しつつ、検出結果の信頼性を高めることが出来る。
【0106】
次に、心拍数算出部３４は、検出したピークの前後において、自己相関関数ＡＦ１の補間処理を行う。
【0107】
自己相関関数ＡＦ１～自己相関関数ＡＦ４、及び総自己相関関数ＡＦはいずれも、０．０１秒のサンプリング周期で表される心拍波形ＨＷ１～心拍波形Ｈ４の少なくとも１つに基づいている。したがって、自己相関関数ＡＦ１～自己相関関数ＡＦ４、及び総自己相関関数ＡＦのデータ点も、０．０１秒間隔で得られている。
【0108】
ここで、自己相関関数ＡＦ１に対するピーク検出の結果、図１１（ａ）に示す振幅ａｆ（ｐ）のデータ点がピークとして検出されたものとする。この時、振幅ａｆ（ｐ）よりも１つ前のデータ点における振幅ａｆ（ｐ－１）と、振幅ａｆ（ｐ）よりも１つ後のデータ点における振幅ａｆ（ｐ＋１）はいずれも、振幅ａｆ（ｐ）よりも小さい値を示すため、これら３つのデータ点のみを見ると振幅ａｆ（ｐ）がピークに対応するように見える。しかしながら、自己相関関数ＡＦ１のデータ点は０．０１秒間隔であるため、振幅ａｆ（ｐ）と振幅ａｆ（ｐ－１）の間、或いは振幅ａｆ（ｐ）と振幅ａｆ（ｐ＋１）の間に、自己相関関数ＡＦ１の真のピークが存在する場合がある。
【0109】
そこで、心拍数算出部３４は、自己相関関数ＡＦ１の補間処理を行うことにより、自己相関関数ＡＦ１の真のピークＰＫを求める。補間処理は、具体的には例えば、ピーク検出により検出されたピークの近傍において、自己相関関数ＡＦ１のカーブに上に凸の２次関数Ｆ（図１１（ｂ））をフィッティングすることにより行う。これにより、ピーク検出により検出されたピークと真のピークＰＫとの間のずれ量ＯＳを示す次の式が得られる。
【数1】
【0110】
ここで、Ｔｓは自己相関関数ＡＦ１のデータ点のサンプリング周期（本実施形態では０．０１[ｓ]）である。
【0111】
図１１（ｂ）に、補間処理により二次関数Ｆをフィッティングした様子を示す。心拍数算出部３４は、二次関数ＦのピークＰＫを真のピークとして検出する。
【0112】
次に、心拍数算出部３４は、真のピーク（即ち、二次関数ＦのピークＰＫ）に対応するラグ時間Ｌを被験者Ｓの心拍の周期Ｔであると決定する。そして、下記の（式２）を用いて、被験者Ｓの心拍数ＨＲ[ｂｐｍ]を算出する。
［数２］
（式２）
ＨＲ＝６０／Ｔ [ｂｐｍ]
［数２］
（式２）
ＨＲ＝６０／Ｔ [ｂｐｍ]
【0113】
心拍数算出部３４は、逐次算出される自己相関関数ＡＦ１～ＡＦ４、総自己相関関数ＡＦの少なくとも１つに基づいて、心拍数ＨＲを逐次算出する。心拍数算出部３４は、例えば０．０１秒に一度、心拍数ＨＲを算出する。
【0114】
[表示工程Ｓ６]
表示工程Ｓ６では、ユーザ端末４０の表示制御部４１が、心拍数算出部３４が逐次算出する心拍数ＨＲを、生体情報取得部３０より逐次取得し、表示部４２に表示する。また表示工程Ｓ６では、表示部４２を用いた表示に加えて、又はこれに代えて、報知部４３を用いた報知を行っても良い。この場合は例えば、表示制御部４１は、被験者Ｓの心拍数ＨＲが所定の範囲から逸脱した場合に報知音を発し、心拍状態の異常を生体情報取得システム１００の使用者である医師、看護師、介護士等に報せる。
表示工程Ｓ６では、ユーザ端末４０の表示制御部４１が、心拍数算出部３４が逐次算出する心拍数ＨＲを、生体情報取得部３０より逐次取得し、表示部４２に表示する。また表示工程Ｓ６では、表示部４２を用いた表示に加えて、又はこれに代えて、報知部４３を用いた報知を行っても良い。この場合は例えば、表示制御部４１は、被験者Ｓの心拍数ＨＲが所定の範囲から逸脱した場合に報知音を発し、心拍状態の異常を生体情報取得システム１００の使用者である医師、看護師、介護士等に報せる。
【0115】
表示制御部４１は、具体的には例えば、次の態様により表示を行う。
【0116】
本実施形態においては、表示制御部４１は、心拍数算出部３４が算出する心拍数ＨＲを逐次取得して記憶部４５に記憶し、直近１分間における複数の心拍数ＨＲの中央値を表示部４２に表示する（図１２（ａ））。これにより、外乱等による心拍数ＨＲの瞬間的な変動の影響を抑制することができる。この点は、心拍数ＨＲが所定の閾値を越えた場合に報知部４３による音声報知を行う場合には、誤報知の抑制にも繋がる。
【0117】
また、表示制御部３０は、被験者ＳがベッドＢＤ上に存在しない期間においては、表示部４２への心拍数ＨＲの表示を行わない（図１２（ｂ））。被験者ＳがベッドＢＤ上に存在しない期間は、具体的には例えば、生体情報取得部３０（呼吸数算出部、体重算出部）が被験者Ｓの呼吸数を算出していない期間、荷重検出部１により検出される被験者Ｓの体重が所定値以下である期間等とし得る。
【0118】
生体情報取得部３０は、具体的には例えば、荷重信号ｓ１～ｓ４に基づいて被験者Ｓの重心位置を逐次算出し、被験者Ｓの呼吸に応じた被験者Ｓの重心位置の時間的変動に基づいて被験者Ｓの呼吸数を算出し得る。或いは、生体情報取得部３０は、荷重信号ｓ１～ｓ４の少なくとも一つについてフーリエ解析を行い、呼吸に相当する周波数帯域に現れるピーク周波数を特定し、特定したピーク周波数を被験者Ｓの呼吸の周波数とみなして被験者Ｓの呼吸数を算出し得る。
【0119】
生体情報取得部３０は、荷重信号ｓ１～ｓ４を合算して被験者Ｓの体重を算出し得る。
【0120】
生体情報取得部３０は、ベッドＢＤ上に被験者Ｓが存在していない期間等においても、外乱（例えばエアコン等の周囲の機器の動作に起因する空気の振動等）に基づいて、心拍数の算出を行う場合がある。したがって、被験者ＳがベッドＢＤ上に存在しないと推定し得る所定の期間において表示部４２への心拍数ＨＲの表示を停止することで、心拍数ＨＲの誤表示を防止することが出来る。
【0121】
本実施形態の生体情報取得システム１００の効果を以下にまとめる。
【0122】
本実施形態の生体情報取得システム１００は、まず、心拍周期推定工程Ｓ４において心拍波形ＨＷ１等に基づいて被験者Ｓの心拍の周期を推定する。そして、推定した心拍周期に合致する範囲内で自己相関関数ＡＦ１等のピーク検出を行い、検出されたピークに基づいて被験者Ｓの心拍数ＨＲを算出する。本実施形態の生体情報取得システム１００は、このように、自己相関関数ＡＦ１等のピーク検出を、予め推定した心拍周期を参酌して行うため、心拍波形ＨＷ１等が崩れており周期性が乱れている場合等であっても、自己相関関数ＡＦ１等のピーク位置を高い精度で決定し、心拍数ＨＲを高い精度で算出することができる。また、ピーク検出の計算処理負荷が小さい。
【0123】
本実施形態の生体情報取得システム１００は、心拍数算出工程Ｓ５において、対象期間の自己相関関数の全てを一度に計算するのではなく、部分自己相関関数に分割して計算し、これを足し合わせている。したがって、各タイミングにおける自己相関関数をより少ない計算量で算出することが出来る。このように、計算処理の負荷が小さいことは、生体情報取得システム１００をマイクロコンピュータ（マイコン）の組み込みプログラムとして実装する際において特に有利である。
【0124】
本実施形態の生体情報取得システム１００は、心拍数算出工程Ｓ５において、補間処理を行って真のピークを検出し、当該真のピークに基づいて被験者Ｓの心拍数ＨＲを算出する。したがって、被験者Ｓの心拍数ＨＲをより高い精度で求めることが出来る。
【0125】
本実施形態の生体情報取得システム１００は、表示工程Ｓ６において、被験者ＳがベッドＢＤ上に存在しないと推定し得る所定の期間において表示部４２への心拍数ＨＲの表示を停止する。したがって、本実施形態の生体情報取得システム１００は、心拍数ＨＲの誤表示を防止することが出来る。
【0126】
＜変形例＞
上記実施形態の生体情報取得システム１００において、次の変形態様を採用することもできる。
上記実施形態の生体情報取得システム１００において、次の変形態様を採用することもできる。
【0127】
上記実施形態の心拍周期推定工程Ｓ４においては、心拍周期推定部３３は、立下りゼロクロス点ｆｘを特定するたびに、直前の１周期における立下りゼロクロス点ｆｘ間の間隔、ピークｐ、ボトムｂ等が所定の条件を満たすか判定している。しかしながら、これには限られない。同様の判定を、立上りゼロクロス点ｒｘを特定するたびに行ってもよい。
【0128】
上記実施形態の心拍周期推定工程Ｓ４において、ピークｐにおける振幅ＡＭ（正値）が体動閾値ＴＨｐよりも小さいか否かの判定、及び／又はボトムｂにおける振幅ＡＭ（負値）が体動閾値ＴＨｎよりも大きいか否かの判定を省略してもよい。上記実施形態の心拍周期推定工程Ｓ４において、直前の１周期の間隔ＰＲの、当該１周期の１つ前の１周期の間隔ＰＲに対する変動比が所定の範囲内であるか否かの判定を省略してもよい。
【0129】
上記実施形態の心拍周期推定工程Ｓ４においては、記憶部３５に記憶した８周期分の間隔ＰＲの中央値を被験者Ｓの心拍周期の推定値としているがこれには限られない。記憶部３５が記憶する間隔ＰＲの数は任意の複数個、或いは１つでよい。心拍周期推定部３３は、任意の複数個の間隔ＰＲの中央値、或いは平均値を被験者Ｓの心拍周期の推定値としてもよい。
【0130】
上記実施形態の心拍周期推定工程Ｓ４においては、心拍周期推定部３３は、心拍波形ＨＷ１を用いて被験者Ｓの心拍の周期を推定するが、これには限られない。心拍周期推定部３３は、心拍波形ＨＷ１～ＨＷ４の少なくとも１つを用いて被験者Ｓの心拍の周期を推定し得る。
【0131】
上記実施形態の心拍数算出工程Ｓ５においては、心拍数算出部３４は、最新の０．５秒分の呼吸波形ＨＷ１～ＨＷ４と過去１．６５秒分の呼吸波形ＨＷ１～ＨＷ４との部分自己相関関数ＰＡＦ１～ＰＡＦ４を順次算出し、それぞれを８秒分合算して自己相関関数ＡＦ１～ＡＦ４を算出するがこれには限られない。
【0132】
部分自己相関関数ＰＡＦ１～ＰＡＦ４の算出の対象となる期間は、０．５秒には限られず任意である。また、自己相関関数ＡＦ１～ＡＦ４の算出の対象となる期間は８秒に限られず任意である。
【0133】
即ち、心拍数算出部３４は、所定期間（第１期間）に含まれる心拍波形ＨＷ１～ＨＷ１の部分自己相関関数ＰＡＦ１～ＰＡＦ４（第１自己相関関数）を算出することと、当該所定期間の後の所定期間（第２期間）に含まれる心拍波形ＨＷ１～ＨＷ４の部分自己相関関数ＰＡＦ１～ＰＡＦ４（第２自己相関関数）を算出することと、当該所定期間の後の所定期間（第３期間）に含まれる心拍波形ＨＷ１～ＨＷ４の部分自己相関関数ＰＡＦ１～ＰＡＦ４（第３自己相関関数）を算出することと、所定のタイミング（第１時刻）に第１自己相関関数と第２自己相関関数との合算を自己相関関数ＡＦ１～ＡＦ４として算出することと、その後の所定のタイミング（第２時刻）に第２自己相関関数と第３自己相関関数との合算を自己相関関数ＡＦ１～ＡＦ４として算出することを含む任意の態様とし得る。
【0134】
上記実施形態の心拍数算出工程Ｓ５においては、心拍数算出部３４は、部分自己相関関数ＰＡＦ１～ＰＡＦ４を算出せず、自己相関関数ＡＦ１～ＡＦ４を都度計算してもよい。この場合は例えば、最新の８秒分の心拍波形ＨＷ１～心拍波形ＨＷ４の１．６５秒の計算窓で算出した自己相関関数を０．５秒ごとに計算する。
【0135】
上記実施形態の心拍数算出工程Ｓ５においては、心拍数算出部３４は、体動発生期間が算出対象期間の全期間の３分の１以上であると判定した場合（Ｓ５６：ＹＥＳ）は、エラーを出力する（Ｓ５８）。しかしながら、これには限られず、心拍数算出部３４は、工程Ｓ５６において、体動発生期間が算出対象期間の任意の割合（１／２、１／４等）である場合にエラーを出力してもよい。また、心拍数算出部３４は、算出対象期間の少なくとも一部が体動発生期間である場合にエラーを出力してもよい。
【0136】
上記実施形態の心拍数算出工程Ｓ５においては、心拍数算出部３４は、補間処理を行わなくてもよい。この場合は、ピーク検出で検出した自己相関関数のピークを用いて被験者Ｓの心拍の周期Ｔの決定、被験者Ｓの心拍数ＨＲ[ｂｐｍ]の算出を行う。
【0137】
上記実施形態においては、表示制御部３０は、被験者ＳがベッドＢＤ上に存在しない期間においては、表示部４２への心拍数ＨＲの表示を行わない。しかしながら、これには限られない。表示制御部３０は、被験者ＳがベッドＢＤ上に存在する期間と被験者ＳがベッドＢＤ上に存在しない期間とで心拍数ＨＲの表示部４２への表示態様を異ならせる任意の態様とし得る。
【0138】
具体的には例えば、表示制御部３０は、被験者ＳがベッドＢＤ上に存在する期間には通常の表示を行い、被験者ＳがベッドＢＤ上に存在しない期間には、赤文字での表示、点滅表示等を行ってもよい。なお、本明細書及び本発明においては「非表示」も表示方法の一態様とする。このように、被験者Ｓがベッド上に存在しない場合の心拍数ＨＲの表示態様を被験者Ｓがベッド上に存在する場合の心拍数ＨＲの表示態様と異ならせることで、使用者等は、表示されている心拍数が被験者Ｓのものではないことを直観的に理解することができる。
【0139】
上記実施形態の生体情報取得部３０は体動判定部３２を有さなくてもよい。この場合、上記実施形態の体動判定に関連する処理は実行されなくてもよい。
【0140】
上記実施形態の心拍情報取得システム１００においては、心拍数算出部３４は自己相関値の計算に基づいて心拍数を算出しているが、これには限られない。心拍波形に基づく心拍数の算出には、様々な方法を用い得る。
【0141】
具体的には例えば、心拍数算出部３４は、荷重信号ｓ１～ｓ４の少なくとも一つについてフーリエ解析を行い、心拍に相当する周波数帯域に現れるピーク周波数を特定し、特定したピーク周波数を被験者Ｓの心拍の周波数とみなして被験者Ｓの呼吸数を算出し得る。
【0142】
この態様において、ピーク周波数を特定する際に、心拍周期推定工程Ｓ４で推定した被験者Ｓの心拍周期の推定値を参酌してもよい。
【0143】
本明細書及び本発明において、負値である振幅値が閾値（負値）よりも小さいとは、負値である振幅値の絶対値が閾値（負値）の絶対値よりも大きいことを意味する。本発明に規定される、振幅値（負値）と閾値（負値）との比較は、振幅値（負値）の絶対値と閾値（負値）の絶対値を比較する態様を含む。
【0144】
上記実施形態の生体情報取得システム１００においては、ユーザ端末４０に単一の生体情報取得部３０が接続されているが、これには限られない。ユーザ端末４０に複数の生体情報取得部３０を接続してもよい。あるいは、生体情報取得部３０とユーザ端末４０を一体としてもよく、ユーザ端末４０を本発明の心拍数取得部の一部と捉えてもよい。
【0145】
上記実施形態の生体情報取得システム１００は、必ずしも荷重検出器１１～１４の全てを備える必要はなく、荷重検出器１１～１４の少なくとも１つを備えるのみでもよい。また、荷重検出器は、必ずしもベッドの四隅に配置される必要はなく、ベッド上の被験者の荷重及びその変動を検出しうるように、任意の位置に配置し得る。また、荷重検出器１１～１４は、ビーム形ロードセルを用いた荷重センサに限られず、例えばフォースセンサを使用することもできる。
【0146】
上記実施形態の生体情報取得システム１００において、荷重検出部１は、シーツの下にマトリックス状に配置された複数の感圧センサ（圧力センサ）であってもよい。
【0147】
荷重検出器１１～１４をベッドＢＤと一体に又は着脱可能に組み合わせて、ベッドＢＤと本実施形態の生体情報取得システム１００とからなるベッドシステムＢＤＳ（図２）を構成してもよい。
【0148】
上記実施形態の表示制御部４１と表示部４２を任意の心拍数算出部と組み合わせて心拍数算出装置を構成してもよい。そのような心拍数算出装置により、取得した心拍数をより適切に表示することができる。
【0149】
上記実施形態の生体情報取得装置３０において、心拍周期推定部３３を省略してもよい。この場合も、心拍数算出部３４により、より効率よく心拍数を取得することができる。
【0150】
本発明の特徴を維持する限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【0151】
１ 荷重検出部； １１、１２、１３、１４ 荷重検出器； ３ 生体情報取得部； ３１ 心拍波形取得部； ３２ 体動判定部； ３３ 心拍周期推定部； ３４ 心拍数算出部； ３５ 記憶部； ４０ ユーザ端末； ４１ 表示制御部； ４２ 表示部； ４３ 報知部； ４４ 入力部； ４５ 記憶部； ＢＤ ベッド； ＢＤＳ ベッドシステム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】