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JPH04136207U - respiratory rate measuring device - Google Patents

respiratory rate measuring device

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Publication number
JPH04136207U
JPH04136207U JP5190591U JP5190591U JPH04136207U JP H04136207 U JPH04136207 U JP H04136207U JP 5190591 U JP5190591 U JP 5190591U JP 5190591 U JP5190591 U JP 5190591U JP H04136207 U JPH04136207 U JP H04136207U
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JP
Japan
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pulse wave
value
period
median
difference
Prior art date
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Application number
JP5190591U
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Japanese (ja)
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JP2557320Y2 (en
Inventor
レオン
Original Assignee
コーリン電子株式会社
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Publication date
Application filed by コーリン電子株式会社 filed Critical コーリン電子株式会社
Priority to JP5190591U priority Critical patent/JP2557320Y2/en
Publication of JPH04136207U publication Critical patent/JPH04136207U/en
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 脈波のうねりに基づいて呼吸数を一層正確に
測定し得る呼吸数測定装置を提供する。 【構成】 ステップS3にて逐次検出される脈波の上ピ
ーク値からステップS4にて脈波のうねりを決定し、そ
のうねりの第1,第2区間の平均値をステップS6にて
それぞれ算出し且つ第1,第2,第3区間の中央値をス
テップS7にてそれぞれ算出する。ステップS8にて第
1,第2区間の平均中央値差ΔAM1,ΔAM2 をそれぞ
れ算出し、ステップS9にて第1,第2区間同士、第
2,第3区間同士の中央値差ΔMI12, ΔMI23をそれ
ぞれ算出する。ステップS10にてΔMI12の絶対値が
平均中央値差ΔAM1 の絶対値より小さく且つステップ
S11にてΔMI23の絶対値がΔAM2 の絶対値より小
さい場合における傾斜の小さな第1〜第3区間の脈波の
うねりを用いて呼吸数を決定する。
(57) [Summary] [Purpose] To provide a respiration rate measuring device that can more accurately measure respiration rate based on pulse wave undulations. [Structure] The undulation of the pulse wave is determined in step S4 from the upper peak value of the pulse wave sequentially detected in step S3, and the average value of the first and second sections of the undulation is calculated in step S6. In addition, the median values of the first, second, and third sections are calculated in step S7. In step S8, the average median difference ΔAM 1, ΔAM 2 of the first and second sections is calculated, and in step S9, the median difference ΔMI 12 between the first and second sections and between the second and third sections is calculated. , ΔMI 23 are calculated respectively. First to third sections with small slopes when the absolute value of ΔMI 12 is smaller than the absolute value of the average median difference ΔAM 1 in step S10 and the absolute value of ΔMI 23 is smaller than the absolute value of ΔAM 2 in step S11 The respiration rate is determined using the pulse wave undulations of the patient.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]

【0001】0001

【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本考案は、脈波のうねりに基づいて呼吸数を測定する呼吸数測定装置に関する ものである。 The present invention relates to a respiration rate measuring device that measures respiration rate based on pulse wave undulations. It is something.

【0002】0002

【従来の技術】[Conventional technology]

手術中や手術後などにおける患者の状態を的確に把握するためにその患者の呼 吸数を測定して監視することが行われている。この呼吸数の測定に際しては、通 常、胸郭の変動を電気的に検出する方法などが採用されている。 In order to accurately understand the patient's condition during and after surgery, call the patient. The number of inhalations is measured and monitored. When measuring this respiration rate, Usually, methods such as electrically detecting changes in the thorax are used.

【0003】0003

【考案が解決しようとする課題】[Problem that the idea aims to solve]

しかしながら、上記のような方法により呼吸数を測定する装置においては、通 常、その装置の生体への装着部分が比較的大型となったり或いはその装着部分の 生体への装着箇所が多くなったりして、扱いが面倒であるとともに長時間装着さ れると患者に不快感を与えるなどの欠点があった。 However, in devices that measure respiratory rate using the method described above, Usually, the part of the device that is attached to the living body is relatively large, or the part that is attached to the body is There are many places to attach it to the living body, making it difficult to handle and wearing it for a long time. There were disadvantages such as causing discomfort to the patient when exposed to the air.

【0004】 これに対し、たとえば本出願人が先に出願して公開された実開平2−1210 06号公報に記載されているように、脈波の低周波変動成分であるうねりに基づ いて呼吸数を測定するようにすれば、比較的小型の脈波センサを生体の一箇所に 装着するだけでよいため、扱い易くなるとともに患者に与える不快感が軽減され ると考えられる。しかし、この場合においても、未だ解決すべき問題を有してい る。すなわち、患者の実際の血圧値の変動により脈波のうねりが比較的大きく傾 斜してそのうねりにピークの無い部分を生ずると、呼吸数を正確に測定できなく なるという問題があったのである。0004 On the other hand, for example, Utility Model Application Publication No. 2-1210, which was previously filed and published by the present applicant. As described in Publication No. 06, it is based on the undulation, which is a low frequency fluctuation component of the pulse wave. If the respiratory rate is measured using a relatively small pulse wave sensor, a relatively small pulse wave sensor can be placed in one place on the living body. Because you only need to put it on, it is easier to handle and reduces discomfort for the patient. It is thought that However, even in this case, there are still problems to be solved. Ru. In other words, the undulation of the pulse wave tends to be relatively large due to fluctuations in the patient's actual blood pressure value. If the undulation is tilted and there is a part without a peak, the respiration rate cannot be measured accurately. There was a problem.

【0005】 本考案は以上の事情を背景として為されたものであって、その目的とするとこ ろは、脈波のうねりに基づいて呼吸数を一層正確に測定し得る呼吸数測定装置を 提供することにある。[0005] This invention was developed against the background of the above circumstances, and its purpose is to Roha has developed a respiration rate measuring device that can more accurately measure respiration rate based on pulse wave undulations. It is about providing.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

上記目的を達成するための本考案の要旨とするところは、生体の動脈上に装着 された脈波センサにより逐次検出される脈波の低周波変動成分であるうねりに基 づいて、その生体の単位時間当たりの呼吸数を測定する呼吸数測定装置であって 、図1のクレーム対応図に示すように、(a) 前記脈波のうねりを検出するうねり 検出手段と、(b) そのうねり検出手段により検出された脈波のうねりの予め定め られた第1期間内の平均値を算出する平均値算出手段と、(c) 前記第1期間内お よびその第1期間に続く予め定められた第2期間内において、前記脈波のうねり の最大値と最小値との間の中央値をそれぞれ算出する中央値算出手段と、(d) 前 記第1期間における平均値とその第1期間における中央値との間の差である平均 中央値差を算出する平均中央値差算出手段と、(e) 前記第1期間および第2期間 における中央値間の差である中央値差を算出する中央値差算出手段と、(f) 前記 中央値差の絶対値が前記平均中央値差の絶対値より小さい場合において、前記第 1期間および前記第2期間の少なくとも一方の期間内の脈波のうねりを用いて前 記単位時間当たりの呼吸数を決定する呼吸数決定手段とを含むことにある。 The gist of this invention to achieve the above purpose is to attach the device to the artery of the living body. It is based on the undulation, which is a low frequency fluctuation component of the pulse wave sequentially detected by the pulse wave sensor. Accordingly, it is a respiration rate measuring device that measures the respiration rate per unit time of the living body. , as shown in the complaint correspondence diagram in Figure 1, (a) the undulations for detecting the undulations of the pulse wave; a detection means; and (b) a predetermined undulation of the pulse wave detected by the undulation detection means. (c) average value calculation means for calculating the average value within the first period; and the swell of the pulse wave within a predetermined second period following the first period. (d) median value calculation means for calculating the median between the maximum value and the minimum value, respectively; The average is the difference between the average value in the first period and the median value in the first period. an average median difference calculation means for calculating a median difference; and (e) the first period and the second period. (f) a median difference calculation means for calculating a median difference that is a difference between median values of; If the absolute value of the median difference is smaller than the absolute value of the average median difference, 1 period and the second period using the undulation of the pulse wave within at least one of the second period. and respiration rate determining means for determining the respiration rate per unit time.

【0007】[0007]

【作用および考案の効果】[Effects of action and invention]

かかる構成の呼吸数測定装置においては、脈波センサにより逐次検出される脈 波の低周波変動成分であるうねりがうねり検出手段により検出され、その脈波の うねりの予め定められた第1期間内の平均値が平均値算出手段により算出される とともに、その第1期間内およびその第1期間に続く第2期間内において脈波の うねりの最大値と最小値との間の中央値が中央値算出手段によりそれぞれ算出さ れる。また、第1期間における平均値とその第1期間における中央値との間の差 である平均中央値差が平均中央値差算出手段により算出されるとともに、第1期 間および第2期間における中央値間の差である中央値差が中央値差算出手段によ り算出され、呼吸数決定手段により、中央値差の絶対値が平均中央値差の絶対値 より小さい場合において第1期間および第2期間の少なくとも一方の期間内の脈 波のうねりを用いて単位時間当たりの呼吸数が決定される。この場合において、 第1期間と第2期間との間の中央値差の絶対値が第1期間の平均中央値差の絶対 値より小さいということは、第1期間および第2期間における脈波のうねりが殆 ど傾斜していないこと等を示していると考えられるため、それら第1期間および 第2期間の少なくとも一方の期間内における傾斜の小さい脈波のうねりを用いて 呼吸数を一層正確に測定することができるのである。 In a respiration rate measuring device having such a configuration, the pulse rate that is sequentially detected by the pulse wave sensor is The undulation, which is a low frequency fluctuation component of the wave, is detected by the undulation detection means, and the pulse wave is detected by the undulation detection means. An average value of the undulation within a predetermined first period is calculated by an average value calculation means. At the same time, the pulse wave within the first period and the second period following the first period. The median value between the maximum value and the minimum value of the waviness is calculated by the median value calculation means. It will be done. Also, the difference between the average value in the first period and the median value in the first period The average median difference is calculated by the average median difference calculation means, and The median difference, which is the difference between the median values between The absolute value of the median difference is determined by the respiratory rate determination means as the absolute value of the mean median difference. the pulse within at least one of the first period and the second period in the case where The number of breaths per unit time is determined using the swell of the waves. In this case, The absolute value of the median difference between the first period and the second period is the absolute value of the average median difference of the first period. If it is smaller than the value, it means that the pulse wave undulations in the first and second periods are mostly This is considered to indicate that there is no slope, etc., so the first period and Using pulse wave undulations with a small slope within at least one period of the second period This allows the respiratory rate to be measured more accurately.

【0008】 なお、第1期間と第2期間との間の中央値差を求めるのに替えて両期間の間の 平均値差を求め、その平均値差の絶対値が前記平均中央値差の絶対値より小さい 場合の脈波のうねりを用いて呼吸数を決定することも考えられるが、この場合に おいては、平均値差は中央値差に比べてノイズの影響が少ないことから、比較的 大きなノイズが混入しても平均値差の絶対値が平均中央値差の絶対値より小さく なって呼吸数が決定されることにより、測定された呼吸数が不正確となる場合が ある。これに対し、本考案の呼吸数測定装置によれば、ノイズの影響の大きい中 央値差の絶対値が平均中央値差の絶対値より小さい場合において呼吸数が決定さ れるので、脈波のうねりが殆ど傾斜していなくても比較的大きなノイズが混入し た場合には中央値差の絶対値が平均中央値差の絶対値より大きくなって呼吸数の 決定が行われないため、ノイズの影響を好適に回避し得て呼吸数を一層正確に測 定することができるのである。[0008] In addition, instead of calculating the median difference between the first period and the second period, Find the mean difference, and the absolute value of the mean difference is smaller than the absolute value of the mean median difference. It is also possible to determine the respiration rate using the undulation of the pulse wave in this case. In this case, the mean difference is relatively less affected by noise than the median difference. Even if large noise is mixed in, the absolute value of the mean difference is smaller than the absolute value of the mean median difference. The measured respiration rate may be inaccurate because the respiration rate is determined by be. On the other hand, according to the respiration rate measuring device of the present invention, it is possible to The respiratory rate is determined when the absolute value of the median difference is less than the absolute value of the mean median difference. Therefore, even if the undulation of the pulse wave has almost no slope, a relatively large amount of noise will be mixed in. If the absolute value of the median difference is greater than the absolute value of the mean median difference, the respiratory rate will decrease. Since no decisions are made, noise effects can be better avoided and the respiratory rate can be measured more accurately. It is possible to determine the

【0009】[0009]

【実施例】【Example】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings.

【0010】 図2は本考案が適用された呼吸数測定装置の一構成例を示す図である。図にお いて、10は容器状を成すハウジングであり、その開口端が患者の体表面12に 対向する状態でバンド14により手首16に着脱可能に取り付けられるようにな っている。ハウジング10の内部には、ダイヤフラム18を介して脈波センサ2 0が相対移動可能かつハウジング10の開口端からの突出し可能に設けられてお り、これらハウジング10およびダイヤフラム18等によって圧力室22が形成 されている。この圧力室22内には、流体供給源24から調圧弁26を経て圧力 エア等の圧力流体が供給されるようになっており、これにより、脈波センサ20 は圧力室22内の圧力に応じた押圧力で体表面12に押圧される。0010 FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a respiration rate measuring device to which the present invention is applied. In the diagram 10 is a container-shaped housing, the open end of which is connected to the patient's body surface 12. It can be detachably attached to the wrist 16 by the band 14 while facing each other. ing. A pulse wave sensor 2 is installed inside the housing 10 via a diaphragm 18. 0 is provided to be relatively movable and protrude from the open end of the housing 10. A pressure chamber 22 is formed by the housing 10, diaphragm 18, etc. has been done. In this pressure chamber 22, pressure is supplied from a fluid supply source 24 through a pressure regulating valve 26. Pressure fluid such as air is supplied, and thereby the pulse wave sensor 20 is pressed against the body surface 12 with a pressing force corresponding to the pressure within the pressure chamber 22.

【0011】 上記脈波センサ20は、たとえば、単結晶シリコン等から成る半導体チップの 押圧面28に感圧ダイオード等の感圧素子(図示せず)が設けられて成るもので あって、橈骨動脈32から発生して体表面12に伝達される圧力振動波である脈 波を検出し、その脈波を表す脈波信号SMを制御装置34に供給する。上記圧力 室22と調圧弁26との間には圧力センサ36が設けられており、圧力センサ3 6は圧力室22内の圧力を表す圧力信号SPを制御装置34へ供給する。本実施 例においては、上記橈骨動脈32がクレームにおける動脈に相当している。[0011] The pulse wave sensor 20 is made of a semiconductor chip made of, for example, single crystal silicon. A pressure sensitive element (not shown) such as a pressure sensitive diode is provided on the pressing surface 28. The pulse is a pressure vibration wave generated from the radial artery 32 and transmitted to the body surface 12. The pulse wave is detected and a pulse wave signal SM representing the pulse wave is supplied to the control device 34. Above pressure A pressure sensor 36 is provided between the chamber 22 and the pressure regulating valve 26. 6 supplies a pressure signal SP representing the pressure within the pressure chamber 22 to the control device 34. Main implementation In the example, the radial artery 32 corresponds to the artery in the claims.

【0012】 制御装置34は、CPU,ROM,RAM等から成る所謂マイクロコンピュー タを有して構成されており、CPUは、ROMに予め記憶されたプログラムに従 ってRAMの記憶機能を利用しつつ信号処理を実行し、調圧弁26を駆動して圧 力室22内の圧力を調節し、その圧力の変化過程で得られる脈波信号SMに基づ いて脈波センサ20の押圧力を決定し且つその決定された押圧力にホールドする とともに、その押圧力において脈波を検出し且つその検出した脈波の低周波変動 成分であるうねりを検出して、その脈波のうねりに基づいて患者の呼吸数を決定 し且つその決定した呼吸数を表示器38に逐次表示させる。0012 The control device 34 is a so-called microcomputer consisting of a CPU, ROM, RAM, etc. The CPU follows a program stored in advance in the ROM. Then, the signal processing is executed using the memory function of the RAM, and the pressure regulating valve 26 is driven to adjust the pressure. The pressure inside the force chamber 22 is adjusted, and based on the pulse wave signal SM obtained during the pressure change process. determine the pressing force of the pulse wave sensor 20 and hold it at the determined pressing force. At the same time, a pulse wave is detected at the pressing force, and low frequency fluctuations of the detected pulse wave are detected. Detects the component undulation and determines the patient's breathing rate based on the undulation of the pulse wave. Then, the determined respiration rate is sequentially displayed on the display 38.

【0013】 次に、以上のように構成された呼吸数測定装置の作動を図3のフローチャート に従って説明する。[0013] Next, the operation of the respiration rate measuring device configured as described above is explained in the flowchart of FIG. Explain according to the following.

【0014】 まず、電源が投入されて図示しない起動スイッチがON操作されると、ステッ プS1が実行されて、脈波センサ20の好適な押圧力が決定され且つその決定さ れた押圧力にホールドされる。すなわち、たとえば、圧力室22内を比較的緩や かな一定速度で昇圧し、その昇圧過程で逐次採取された脈波信号SMが表す脈波 の振幅をそれぞれ算出して最大振幅の脈波が採取されたときの圧力室22内の圧 力を決定し、その決定された圧力に圧力室22内の圧力を設定するのである。[0014] First, when the power is turned on and the start switch (not shown) is turned on, the step Step S1 is executed, and a suitable pressing force for the pulse wave sensor 20 is determined. It is held by the applied pressing force. That is, for example, the inside of the pressure chamber 22 is relatively gently moved. The pulse wave represented by the pulse wave signal SM, which is raised at a constant rate and collected sequentially during the pressure increase process. The pressure in the pressure chamber 22 when the pulse wave with the maximum amplitude is collected by calculating the amplitude of each The force is determined, and the pressure within the pressure chamber 22 is set to the determined pressure.

【0015】 次に、ステップS2が実行されて、呼吸数を測定するために脈波信号SMが読 み込まれる。次いで、ステップS3の上ピーク値検出ルーチンが実行されて、ス テップS2にて読み込まれた脈波信号SMが表す脈波の上ピーク値を決定するた めに良く知られた上ピーク値検出アルゴリズムが実行されるとともに、ステップ S4が実行されることにより、ステップS3にて検出された上ピーク値が、前記 RAMの所定の格納場所に順次格納されることにより、脈波の低周波変動成分を 表すうねりが決定される。続くステップS5においては、今回の呼吸数測定のた めの脈波信号SMの読込みが開始されてから予め設定された一定時間、たとえば 30秒間経過したか否かが判断される。未だ一定時間経過していない場合には、 ステップS2乃至ステップS5が繰り返し実行されるが、一定時間経過すると続 くステップS6が実行される。図4および図6は、以上のようにして決定された 脈波のうねりの一例を示す図であって、たとえば、10秒間毎に、第1区間,第 2区間,および第3区間の3つに区分される。なお、図4および図6においては 、脈波のうねりは、便宜上、各上ピーク値データを結ぶ包絡線として描かれてい る。本実施例においては、上記ステップS3およびステップS4がうねり検出手 段に対応する。[0015] Next, step S2 is executed and the pulse wave signal SM is read to measure the respiration rate. be absorbed. Next, the upper peak value detection routine of step S3 is executed, and the upper peak value detection routine of step S3 is executed. In order to determine the upper peak value of the pulse wave represented by the pulse wave signal SM read in step S2, A well-known upper peak value detection algorithm is executed and the step By executing S4, the upper peak value detected in step S3 is By sequentially storing in a predetermined storage location in RAM, the low frequency fluctuation component of the pulse wave is The undulation to be represented is determined. In the following step S5, for the current respiration rate measurement, A preset period of time after reading of the pulse wave signal SM starts, for example, It is determined whether 30 seconds have elapsed. If a certain amount of time has not passed yet, Steps S2 to S5 are repeatedly executed, but continue after a certain period of time. Step S6 is then executed. Figures 4 and 6 were determined as described above. It is a diagram showing an example of the undulation of a pulse wave, and for example, the first section and the first section are shown every 10 seconds. It is divided into three sections: 2nd section and 3rd section. In addition, in FIGS. 4 and 6, , the pulse wave undulation is drawn as an envelope connecting each upper peak value data for convenience. Ru. In this embodiment, step S3 and step S4 are performed by the waviness detection method. Corresponds to the tier.

【0016】 上記ステップS6においては、第1区間における脈波のうねりデータの平均値 AV1 、および第2区間における脈波のうねりデータの平均値AV2 がそれぞれ 算出されるとともに、続くステップS7においては、第1区間,第2区間,およ び第3区間における脈波のうねりデータの中央値(最大値データと最小値データ との平均値)MI1 ,MI2 ,MI3 がそれぞれ算出される。次に、ステップS 8が実行されることにより、第1区間の平均値AV1 と中央値MI1 との間の差 である平均中央値差ΔAM1 が算出されるとともに、第2区間の平均値AV2 と 中央値MI2 との間の差である平均中央値差ΔAM2 が算出される。次いで、ス テップS9が実行されることにより、第1区間の中央値MI1 と第2区間の中央 値MI2 との差である中央値差ΔMI12が算出されるとともに、第2区間の中央 値MI2 と第3区間の中央値MI3 との差である中央値差ΔMI23が算出される 。したがって、本実施例においては、上記ステップS6が平均値算出手段に、上 記ステップS7が中央値算出手段に、上記ステップS8が平均中央値差算出手段 に、上記ステップS9が中央値差算出手段にそれぞれ対応するとともに、上記第 1区間を第1期間とすると上記第2区間が第2期間に相当し、その第2区間を第 1期間とすると上記第3区間が第2期間に相当する。[0016] In step S6, the average value AV 1 of the pulse wave undulation data in the first section and the average value AV 2 of the pulse wave undulation data in the second section are calculated, and in the following step S7, The median values (average values of maximum value data and minimum value data) MI 1 , MI 2 , MI 3 of pulse wave undulation data in the first section, second section, and third section are calculated, respectively. Next, step S8 is executed to calculate the average median difference ΔAM 1 , which is the difference between the average value AV 1 of the first interval and the median value MI 1 , and the average value of the second interval An average median difference ΔAM 2 is calculated, which is the difference between the value AV 2 and the median MI 2 . Next, by executing step S9, the median difference ΔMI 12 , which is the difference between the median value MI 1 of the first section and the median value MI 2 of the second section, is calculated, and the median value of the second section is calculated. A median difference ΔMI 23 is calculated, which is the difference between MI 2 and the median MI 3 of the third section. Therefore, in this embodiment, the above step S6 is used as an average value calculation means, the above step S7 is used as a median value calculation means, the above step S8 is used as an average median difference calculation means, and the above step S9 is used as a median value difference calculation means. When the first section is the first period, the second section corresponds to the second period, and when the second section is the first period, the third section corresponds to the second period.

【0017】 次のステップS10においては、第1区間と第2区間との中央値差ΔMI12の 絶対値が第1区間の平均中央値差ΔAM1 の絶対値より小さいか否かが判断され る。この判断が肯定された場合には、続くステップS11が実行されることによ り、第2区間と第3区間との間の中央値差ΔMI23の絶対値が第2区間の平均中 央値差ΔAM2 の絶対値より小さいか否かが判断される。この判断が肯定された 場合、すなわちステップS10およびステップS11の判断が共に肯定された場 合には、たとえば図4に示すように脈波のうねりが殆ど傾斜していないと考えら れるため、続くステップS12が実行されて、今回検出された脈波のうねりに基 づいて呼吸数が決定されるが、ステップS10の判断が否定された場合およびス テップS11の判断が否定された場合には、たとえば図6に示すように脈波のう ねりが大きく傾斜してそのうねりにピークが無い場合が考えられるため、今回の 脈波のうねりに基づいて呼吸数を決定することなくステップS2に戻される。し たがって、本実施例においては、ステップS10乃至ステップS12が呼吸数決 定手段に対応する。In the next step S10, it is determined whether the absolute value of the median difference ΔMI 12 between the first section and the second section is smaller than the absolute value of the average median difference ΔAM 1 of the first section. . If this judgment is affirmed, the subsequent step S11 is executed, so that the absolute value of the median difference ΔMI 23 between the second section and the third section becomes the average median difference ΔAM 2 of the second section. It is determined whether it is smaller than the absolute value of . If this determination is affirmative, that is, if the determinations in step S10 and step S11 are both affirmative, it is considered that the undulations of the pulse wave are hardly inclined as shown in FIG. is executed and the respiration rate is determined based on the undulation of the pulse wave detected this time. However, if the determination in step S10 is negative or the determination in step S11 is negative, for example, as shown in FIG. As shown in the figure, it is conceivable that the undulation of the pulse wave has a large slope and there is no peak in the undulation, so the process returns to step S2 without determining the respiration rate based on the current undulation of the pulse wave. Therefore, in this embodiment, steps S10 to S12 correspond to the respiration rate determining means.

【0018】 上記ステップS12の呼吸数決定ルーチンにおいては、図5に示すように、ま ずステップSS1が実行されることにより、上記ステップS4にて決定された脈 波のうねりについて下ピーク値の検出が開始されて、検出された下ピーク値が標 準下ピーク値Pd* として決定され、その後ステップSS2が実行されることに より、上ピーク値の検出が開始されて、検出された上ピーク値が標準上ピーク値 Pu* として決定される。標準下ピーク値Pd* および標準上ピーク値Pu* が 決定された後、ステップSS3が実行されて次の下ピーク値Pdが決定される。 次のステップSS4においては、標準下ピーク値Pd* と下ピーク値Pdとの差 の絶対値が標準下ピーク値Pd* の20%以内にあるか否かが判断される。この 判断が否定された場合には、ノイズを避けるために、ステップSS5が実行され て前記標準下ピーク値Pd* と下ピーク値Pdとの平均値に標準下ピーク値Pd * が更新された後、ステップSS2以下が再び実行される。[0018] In the respiration rate determination routine of step S12 above, as shown in FIG. By first executing step SS1, the pulse determined in step S4 is Detection of the lower peak value of the wave undulation starts, and the detected lower peak value becomes the standard. Semi-lower peak value Pd*After that, step SS2 is executed. Detection of the upper peak value is started, and the detected upper peak value is the standard upper peak value. Pu*is determined as. Below standard peak value Pd*and standard peak value Pu*but After being determined, step SS3 is executed to determine the next lower peak value Pd. In the next step SS4, the below-standard peak value Pd*and the lower peak value Pd The absolute value of is the below standard peak value Pd*It is determined whether or not the value is within 20% of the value. this If the determination is negative, step SS5 is executed to avoid noise. The below standard peak value Pd*The standard lower peak value Pd is the average value of the lower peak value Pd and the lower peak value Pd. * After is updated, steps SS2 and subsequent steps are executed again.

【0019】 上記ステップSS4の判断が肯定された場合には、ステップSS6が実行され て、下ピーク値Pdに続く上ピーク値Puが決定される。次に、ステップSS7 が実行されて、標準上ピーク値Pu* と上ピーク値Puとの差の絶対値が標準上 ピーク値Pu* の20%以内にあるか否かが判断される。この判断が肯定された 場合には、ステップSS8が実行されて、標準上ピーク値Pu* と、ステップS S6にて上ピーク値Puが決定された際のその上ピーク値Puの次に位置するデ ータ値Dpとの差の絶対値が標準上ピーク値Pu* の20%以内にあるか否かが 判断される。この判断が肯定された場合、すなわち、ステップSS7およびステ ップSS8の判断が共に肯定された場合には、ステップSS9が実行されて、ス テップSS6にて決定された上ピーク値Puが2個目であるか否かが判断される 。ステップSS9の判断が否定された場合には、決定された上ピーク値Puは1 個目であるため、ステップSS6にて2個目の上ピーク値Puが決定された後ス テップSS7乃至ステップSS9が再び実行される。このときには、ステップS S9の判断は肯定されるので、ステップSS10が実行されることにより、一対 の上ピーク値Pu間の時間(秒)が呼吸周期Tとして求められ且つその呼吸周期 Tで単位時間たとえば60秒を除することにより1分間当たりの呼吸数が算出さ れる。なお、図示はしないが、上記ステップSS2,ステップSS3,ステップ SS6において、脈波のうねりデータが足りなくなって予め定められた一定時間 (たとえば10秒間)経過しても標準上ピーク値Pu* ,下ピーク値Pd,上ピ ーク値Puが決定されない場合には、呼吸数決定ルーチンが終了させられるよう になっている。If the determination in step SS4 is affirmative, step SS6 is executed to determine the upper peak value Pu following the lower peak value Pd. Next, step SS7 is executed to determine whether the absolute value of the difference between the standard peak value Pu * and the upper peak value Pu is within 20% of the standard peak value Pu * . If this judgment is affirmative, step SS8 is executed, and the standard upper peak value Pu * and the upper peak value Pu determined in step SS6 are located next to the upper peak value Pu. It is determined whether the absolute value of the difference with the data value Dp is within 20% of the standard peak value Pu * . If this determination is affirmative, that is, if the determinations in step SS7 and step SS8 are both affirmative, step SS9 is executed and the upper peak value Pu determined in step SS6 is the second one. It is determined whether or not. If the determination in step SS9 is negative, the determined upper peak value Pu is the first one, so after the second upper peak value Pu is determined in step SS6, steps SS7 to SS9 are performed. executed again. At this time, the determination in step SS9 is affirmative, so by executing step SS10, the time (seconds) between the pair of upper peak values Pu is determined as the respiratory cycle T, and the unit time is calculated in the respiratory cycle T. For example, the number of breaths per minute is calculated by dividing by 60 seconds. Although not shown in the figure, in steps SS2, SS3, and SS6, even if a predetermined period of time (for example, 10 seconds) has elapsed due to lack of pulse wave undulation data, the standard peak value Pu * , lower If the peak value Pd and upper peak value Pu are not determined, the respiration rate determination routine is terminated.

【0020】 このようにして呼吸数が算出されてステップS12の呼吸数決定ルーチンが終 了すると、続くステップS13が実行されて、表示器38に表示される呼吸数の 表示値がステップS12にて決定された値に更新された後、再びステップS2以 下が実行されて、同様にして呼吸数の測定が続行されることとなる。[0020] The respiration rate is calculated in this way and the respiration rate determination routine in step S12 is completed. Once completed, the following step S13 is executed, and the respiration rate displayed on the display 38 is After the displayed value is updated to the value determined in step S12, the steps from step S2 onwards are performed again. The following steps are executed, and the measurement of the respiration rate continues in the same manner.

【0021】 このように本実施例の呼吸数測定装置によれば、脈波のうねりの第1区間と第 2区間との間の中央値差ΔMI12の絶対値が第1区間の平均中央値差ΔAM1 の 絶対値より小さく且つ第2区間と第3区間との間の中央値差ΔMI23の絶対値が 第2区間の平均中央値差ΔAM2 の絶対値より小さい場合において、第1区間乃 至第3区間内の脈波のうねりを用いて単位時間当たりの呼吸数が決定されるよう に構成されており、このように中央値差ΔMI12の絶対値が平均中央値差ΔAM 1 の絶対値より小さく且つ中央値差ΔMI23の絶対値が平均中央値差ΔAM2 の 絶対値より小さい場合には、前述のように、第1区間乃至第3区間内の脈波のう ねりは実際の血圧値の変動に基づいて殆ど傾斜していないと考えられるため、そ の脈波のうねりを用いて呼吸数を一層正確に測定することができる。[0021] In this way, according to the respiration rate measuring device of this embodiment, the first section and the second section of the pulse wave undulation are Median difference ΔMI between two intervals12The absolute value of is the average median difference ΔAM of the first interval1of Median difference ΔMI between the second section and the third section that is smaller than the absolute valuetwenty threeThe absolute value of Average median difference ΔAM in the second interval2If the absolute value of the first interval is smaller than the absolute value of The number of breaths per unit time is determined using the pulse wave undulation within the third interval. In this way, the median difference ΔMI12The absolute value of is the mean median difference ΔAM 1 smaller than the absolute value of and the median difference ΔMItwenty threeThe absolute value of is the mean median difference ΔAM2of If it is smaller than the absolute value, as mentioned above, the pulse wave in the first to third sections is The curve is considered to have almost no slope based on actual blood pressure fluctuations, so The respiration rate can be measured more accurately using the pulse wave undulations.

【0022】 因みに、従来においては、脈波のうねりが比較的大きく傾斜してその脈波のう ねりにピークの無い部分が存在する場合においても、その脈波のうねりを用いて 呼吸数の測定が行われるため、たとえば図7に示すように、決定される呼吸周期 Tが実際より大幅に大きくなって呼吸数の測定値が実際より大幅に小さくなり、 呼吸数の測定が不正確となる場合があるのである。これに対し、本実施例によれ ば、大きく傾斜してピークの無い脈波のうねりにおいては、たとえば図6に示す ように、中央値差ΔMI12の絶対値が平均中央値差ΔAM1 の絶対値より大きく なり且つ中央値差ΔMI23の絶対値が平均中央値差ΔAM2 の絶対値より大きく なるため、大きく傾斜してピークの無い脈波のうねりは呼吸数の測定対象から除 外されて、殆ど傾斜していない脈波のうねりに基づいてだけ呼吸数の測定が行わ れることとなり、これにより、呼吸数の測定が一層正確となるのである。[0022]Incidentally, conventionally, even when the pulse wave undulations have a relatively large slope and there are parts of the pulse wave undulations without a peak, the respiration rate can be measured using the pulse wave undulations. Therefore, as shown in Figure 7, for example, the determined breathing cycle T may be significantly larger than the actual value, and the measured value of the respiratory rate may be significantly smaller than the actual value, making the measurement of the respiratory rate inaccurate. There is. On the other hand, according to this embodiment, in the case of pulse wave undulations that are highly sloped and have no peak, the absolute value of the median difference ΔMI 12 is the absolute value of the average median difference ΔAM 1 , as shown in FIG. 6, for example. value, and the absolute value of the median difference ΔMI 23 is larger than the absolute value of the average median difference ΔAM 2 , so the pulse wave undulations with a large slope and no peak are excluded from the respiratory rate measurement target. The respiration rate is measured only on the basis of pulse wave undulations that have little slope, which makes the respiration rate measurement more accurate.

【0023】 また、本実施例によれば、中央値差ΔMI12の絶対値が平均中央値差ΔAM1 の絶対値より小さく且つ中央値差ΔMI23の絶対値が平均中央値差ΔAM2 の絶 対値より小さい場合の脈波のうねりに基づいて呼吸数が算出されるため、ノイズ の影響を好適に回避することができる利点がある。すなわち、中央値差ΔMI12 ,ΔMI23に替えて第1区間と第2区間との間の平均値差および第2区間と第3 区間との間の平均値差を用いることもできるが、中央値差は平均値差に比べてノ イズの影響が大きいことから、比較的大きなノイズが混入した場合においては、 中央値差の絶対値が平均中央値差の絶対値より大きくなって呼吸数が決定されな いため、ノイズの影響を好適に回避し得て呼吸数を一層正確に測定することがで きるのである。Further, according to this embodiment, the absolute value of the median difference ΔMI 12 is smaller than the absolute value of the average median difference ΔAM 1 and the absolute value of the median difference ΔMI 23 is smaller than the absolute value of the average median difference ΔAM 2 . Since the respiration rate is calculated based on the undulation of the pulse wave when the value is smaller than the value, there is an advantage that the influence of noise can be suitably avoided. In other words, the average difference between the first and second sections and the average difference between the second and third sections can be used instead of the median differences ΔMI 12 and ΔMI 23 . Since the difference in value is affected by noise more than the difference in mean value, when relatively large noise is mixed in, the absolute value of the difference in median value becomes larger than the absolute value of the difference in average median value, and the respiration rate is determined. Therefore, the influence of noise can be suitably avoided and the respiration rate can be measured more accurately.

【0024】 また、本実施例によれば、呼吸数を測定するのに好適な脈波のうねりが決定さ れた後、その脈波のうねりから下ピーク値Pdや一対の上ピーク値Puを求めて 呼吸数を決定するに際し、ステップSS4,ステップSS7,およびステップS S8においてそれら下ピーク値Pdおよび上ピーク値Puがノイズでないか否か が判断されることとなるので、呼吸数の測定が更に正確となる。[0024] Furthermore, according to this example, the undulation of the pulse wave suitable for measuring the respiration rate is determined. After that, the lower peak value Pd and the pair of upper peak values Pu are calculated from the undulation of the pulse wave. In determining the respiration rate, step SS4, step SS7, and step S In S8, whether or not the lower peak value Pd and the upper peak value Pu are noise. Since the respiratory rate can be determined, the measurement of the respiratory rate becomes more accurate.

【0025】 なお、前記実施例では、脈波の上ピーク値に基づいてうねりが検出されている が、脈波の下ピーク値などに基づいてうねりを検出するようにしてもよい。[0025] Note that in the above embodiment, the undulation is detected based on the upper peak value of the pulse wave. However, the undulation may be detected based on the lower peak value of the pulse wave.

【0026】 また、前記実施例では、ステップS5において、今回の呼吸数測定に際して脈 波信号SMの読込みが開始されてから一定時間経過したか否かが判断されている が、脈波の上ピーク値あるいは下ピーク値が予め定められた一定数検出されたか 否かを判断するように構成することもできる。[0026] Further, in the embodiment, in step S5, the pulse rate is It is determined whether a certain period of time has passed since reading of the wave signal SM started. However, whether a predetermined number of upper peak values or lower peak values of the pulse wave have been detected. It can also be configured to determine whether or not.

【0027】 また、前記実施例では、決定された一定時間の脈波のうねりが3つの区間に区 分されているとともに、それら3つの区間の脈波のうねりを用いて呼吸数が決定 されるように構成されているが、必ずしもその必要はなく、たとえば、クレーム における第1期間および第2期間に相当する2つの区間に区分して両区間あるい は何れか一方の区間のうねりを用いて呼吸数を決定するように構成することもで きるし、4つ以上の区間に区分しても差し支えない。[0027] Further, in the above embodiment, the pulse wave undulations for the determined fixed time are divided into three sections. The breathing rate is determined using the pulse wave undulations in these three sections. For example, claims It is divided into two sections corresponding to the first period and the second period in can also be configured to determine the respiration rate using the undulation in either section. However, there is no problem in dividing it into four or more sections.

【0028】 また、前記実施例では、1周期の呼吸周期に基づいて呼吸数が算出されている が、呼吸周期を複数求めてそれらを平均した平均呼吸周期に基づいて呼吸数を算 出するように構成することも可能である。[0028] Furthermore, in the embodiment, the respiration rate is calculated based on one respiration cycle. However, the respiration rate is calculated based on the average respiration cycle obtained by calculating multiple respiration cycles and averaging them. It is also possible to configure it so that it is emitted.

【0029】 また、前記実施例において、単位時間当たりの脈拍数を求めて、脈拍数と呼吸 数との間の予め定められた関係から、ステップS12の呼吸数決定ルーチンにて 決定された呼吸数が異常値であるか否かを推定するように構成してもよい。[0029] In addition, in the above example, the pulse rate per unit time is determined, and the pulse rate and respiration are calculated. In the respiration rate determination routine of step S12, from the predetermined relationship between the It may be configured to estimate whether the determined respiration rate is an abnormal value.

【0030】 また、前記実施例では、表示器38には呼吸数のみが表示されるが、それに加 えて脈波の波形や脈拍数などを表示するようにしてもよい。[0030] Further, in the embodiment described above, only the respiration rate is displayed on the display 38; The waveform of the pulse wave, pulse rate, etc. may also be displayed.

【0031】 また、前記実施例では、脈波センサ20は橈骨動脈32上に装着されているが 、足背動脈や頸動脈などの他の動脈に装着されるものであってもよいことは勿論 である。[0031] Furthermore, in the embodiment, the pulse wave sensor 20 is mounted on the radial artery 32. Of course, it may also be attached to other arteries such as the dorsalis pedis artery or carotid artery. It is.

【0032】 その他、本考案はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が加えられ得る ものである。[0032] In addition, various changes may be made to this invention without departing from its spirit. It is something.

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

【図1】クレーム対応図である。FIG. 1 is a complaint correspondence diagram.

【図2】本考案が適用された呼吸数測定装置の一例を示
す図であって、その構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a respiration rate measuring device to which the present invention is applied, and is a diagram showing its configuration.

【図3】図2の装置の作動を説明するためのフローチャ
ートである。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the device in FIG. 2;

【図4】図3のフローチャートで検出された脈波のうね
りの一例を示す図であって、呼吸数の測定対象となるう
ねりの一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the undulation of the pulse wave detected in the flowchart of FIG. 3, and is a diagram illustrating an example of the undulation of which the respiratory rate is to be measured.

【図5】図3の呼吸数決定ルーチンを説明するためのフ
ローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the respiration rate determination routine of FIG. 3;

【図6】図3のフローチャートで検出された脈波のうね
りの他の例を示す図であって、呼吸数の測定対象から除
外される傾斜の大きなうねりの一例を示す図である。
6 is a diagram illustrating another example of pulse wave undulations detected in the flowchart of FIG. 3, and is a diagram illustrating an example of undulations with large slopes that are excluded from respiratory rate measurement targets.

【図7】従来の呼吸数測定装置を用いて傾斜の大きな脈
波のうねりから決定される呼吸周期の一例を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a respiratory cycle determined from the undulations of a pulse wave with a large slope using a conventional respiration rate measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 脈波センサ 32 橈骨動脈(動脈) 20 Pulse wave sensor 32 Radial artery (artery)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 生体の動脈上に装着された脈波センサに
より逐次検出される脈波の低周波変動成分であるうねり
に基づいて、該生体の単位時間当たりの呼吸数を測定す
る呼吸数測定装置であって、前記脈波のうねりを検出す
るうねり検出手段と、該うねり検出手段により検出され
た脈波のうねりの予め定められた第1期間内の平均値を
算出する平均値算出手段と、前記第1期間内および該第
1期間に続く予め定められた第2期間内において、前記
脈波のうねりの最大値と最小値との間の中央値をそれぞ
れ算出する中央値算出手段と、前記第1期間における平
均値と該第1期間における中央値との間の差である平均
中央値差を算出する平均中央値差算出手段と、前記第1
期間および第2期間における中央値間の差である中央値
差を算出する中央値差算出手段と、前記中央値差の絶対
値が前記平均中央値差の絶対値より小さい場合におい
て、前記第1期間および前記第2期間の少なくとも一方
の期間内の脈波のうねりを用いて前記単位時間当たりの
呼吸数を決定する呼吸数決定手段とを含むことを特徴と
する呼吸数測定装置。
1. Respiration rate measurement that measures the respiration rate per unit time of a living body based on undulations that are low frequency fluctuation components of a pulse wave sequentially detected by a pulse wave sensor attached to an artery of the living body. The apparatus comprises: an undulation detection means for detecting the undulation of the pulse wave; and an average value calculation means for calculating an average value within a predetermined first period of the undulation of the pulse wave detected by the undulation detection means. , median value calculation means for calculating the median value between the maximum value and the minimum value of the undulation of the pulse wave within the first period and within a predetermined second period following the first period; average median difference calculation means for calculating an average median difference that is a difference between the average value in the first period and the median value in the first period;
median difference calculation means for calculating a median difference that is a difference between median values in a period and a second period; and when the absolute value of the median difference is smaller than the absolute value of the average median difference, the first A respiration rate measuring device comprising: respiration rate determining means for determining the respiration rate per unit time using pulse wave undulations within at least one of the period and the second period.
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