JPH0693884B2 - 脈拍計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、所定時間脈拍の検出がない場合に、電源を
自動的に切断することのできるオートパワーオフ機能付
きの脈拍計に関する。

＜従来の技術＞ 脈拍計は、生体の脈拍を測定する測定器であって、例え
ば小型電球や発光ダイオードによって耳たぶや指突のよ
うな抹消の組織に光を当て、血液の干満に基づく透過光
又は反射光の変化をCdSやフォトトランジスタ等の光検
出素子で検出して脈拍を測定する光電型の脈拍計や、生
体の抹消に高周波電流を流し、血液の干満に基づく生体
電気インピーダンスの変化を検出して脈拍を測定するイ
ンピーダンス型の脈拍計が実用化されている。

これらの脈拍計は、コンパクトに構成されており、電池
で作動するものが多い。そこで、電池の電力を節約する
ため、測定を終了すると手動でパワースイッチを切断し
なければならないが、ややもすると切断することを忘れ
がちになるため、従来より、所定の時間内に脈拍検出信
号の入力又は脈拍の測定開始等を指示するキー操作がな
かったら、自動的に所定部の電源を切断するというオー
トパワーオフ機能を有するものが開発されている。

このオートパワーオフ機能を有する脈拍計は、第３図に
示すように、時間を計測するカウンタ（オートパワーオ
フカウンタ）（37）を内蔵した制御用のマイクロコンピ
ュータ（31）を備えており、マイクロコンピュータ（3
1）の入力側には、脈拍の測定開始等の指示をするキー
操作部（34）と、光検出素子や高周波電流検出器等の脈
拍センサ（32）によって検出した脈拍検出信号を処理し
て、脈拍に対応する矩形パルス列を出力する脈拍パルス
生成回路（33）とが接続されている。また、マイクロコ
ンピュータ（31）の出力側には、脈拍数を数値表示する
表示部（35）と、脈拍パルス生成回路（33）に対して、
その電源を切断する信号を送出するパワーオフ回路（3
6）とが接続されている。

上記の構成によって、脈拍パルス生成回路（33）のパル
ス出力に基づいてマイクロコンピュータ（31）内で所定
の処理を行い、脈拍数に表わす数値信号を生成し、表示
部（35）に送出するという本来の脈拍測定及び表示を行
うことができる他に、オートパワーオフ行うことができ
る。

このオートパワーオフ機能についてフローチャートに基
づき詳述する。脈拍計の電源投入後、マイクロコンピュ
ータ（31）が作動し、第４図に示すように、オートパワ
ーオフカウンタ（37）がセットされる（ステップ）。
その後、キー操作部（34）からのキー入力があるかどう
かを判定する（ステップ）。キー入力があれば、ステ
ップに進み、オートパワーオフカウンタ（37）のカウ
ント数をクリアしてステップに戻る。キー入力がなけ
ればステップに進み、脈拍パルス生成回路（33）から
の脈拍パルス入力があるかどうかを判定する。脈拍パル
ス入力があった場合は、ステップに進み、オートパワ
ーオフカウンタ（37）のカウント数をクリアしてステッ
プに戻る。脈拍パルス入力がなければステップに進
み、オートパワーオフカウンタ（37）のカウント数を更
新（カウントダウン）する。この後、ステップでカウ
ンタ（37）のカウント数を読取り、前記所定時間に対応
するカウント数に達していなければ、ステップ以下に
戻り、再度、キー入力、脈拍パルス入力があるかどうか
を確認して、オートパワーオフカウンタ（37）をカウン
トダウンしてステップに戻るという手順を、所定時間
に対応するカウント数に達するまで繰り返す。ステップ
で当該カウント数に達すればステップに進み、パワ
ーオフ回路（36）に対し、パワーオフ信号を出力する。
パワーオフ回路（36）は、このパワーオフ信号に基づい
て脈拍パルス生成回路（33）の電源を切断することがで
きる。

以上のようにして、キー入力、脈拍入力が所定時間なか
った場合に、脈拍パルス生成回路の電源を切断して、後
刻、脈拍測定を再開するときに必要な部所にのみ通電す
るようにし、消費電流を極力減少させることができる。

＜発明が解決しようとする問題点＞ ところで、上記の脈拍計では、血液の干満に基づく透過
光又は反射光の微弱な変化又は生体の電気信号インピー
ダンスの微弱な変化を検出しなければならないため、検
出感度が比較的高く設定されているものである。このた
め、脈拍測定中に、光検出素子が脈拍に基づかない外乱
光をノイズとして拾ったり、高周波電流検出器が脈拍に
基づかない外乱電流のノイズとして拾ったりすることが
あり、これらのノイズを検出して、オートパワーオフカ
ウンタのカウント数をクリアしてしまう。したがって、
再度、上記所定時間の経過を待たないと、電源が切断さ
れないという問題が生じる。例えば、上記所定時間を10
分間に設定していた場合、９分50秒経過して１個のパル
ス性のノイズが入ったために、オートパワーオフカウン
タがクリアされてしまい、再度10分の経過を待たねばな
らない。これでは、脈拍計の不使用時における電力の無
駄な消費を防止するという目標を達成することができな
くなる。

＜目的＞ この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、計
測中の時間値が所定時間に達するまでに脈拍センサの検
出信号がなかった場合、所定部の電源を自動的に切断す
るオートパワーオフ機能を有する脈拍計において、脈拍
信号と、脈拍以外の信号との相違を判別して、脈拍信号
以外の検出信号に対しては、オートパワーオフ機能が働
かず、脈拍信号のみに基づいて確実にオートパワーオフ
機能を実行することができる脈拍計を提供することを目
的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するためのこの発明の脈拍計は、上記
検出信号に基づいてパルス列を得る脈拍パルス生成手段
と、得られたパルス列の繰り返し周波数を求める周波数
算出手段と、上記周波数が基準範囲内にあるかどうかを
判別し、基準範囲内にある場合に計測中の時間値をクリ
アし、基準範囲内になければ時間計測を継続させる時間
計測制御手段とを具備するものである。

上記基準範囲は、生体から測定され得る最大脈拍数と最
少脈拍数にそれぞれ対応する周波数の範囲内に設定して
おけばよく、この範囲を超えた信号、すなわち一般に観
測される脈拍数から判断して非常に周期の長い信号、又
は非常に周期の短い信号は脈拍による信号ではないとみ
なすものである。

＜作用＞ 上記の構成の脈拍計によれば、検出信号に基づいて得ら
れたパルス列の繰り返し周波数を求め、この周波数が基
準範囲内にあれば、脈拍入力ありとみなして、上記計測
中の時間値をクリアすることができる。基準範囲内にな
れば、脈拍入力でなくノイズに基づく入力と判断して、
時間計測を継続させ、所定時間経過後に脈拍測定部の電
源を自動的に切断することができる。

＜実施例＞ 次いで、この発明の実施例について図を参照しながら以
下に説明する。

第１図は脈拍計の電気的構成を示すブロック図である。
脈拍計は、時間計測用のカウンタ（オートパワーオフカ
ウンタ）（７）を内蔵した制御用のマイクロコンピュー
タ（１）を備えており、マイクロコンピュータ（１）の
入力側には、脈拍測定開始等の指示を行うキー操作部
（４）と、脈拍センサ（２）によって検出した脈拍検出
信号を処理して脈拍パルス列を出力する脈拍パルス生成
回路（３）とが接続され、マイクロコンピュータ（１）
の出力側には、脈拍数を数値表示する表示部（５）と、
脈拍パルス生成回路（３）の電源を切断するパワーオフ
回路（６）とが接続されている。

マイクロコンピュータ（１）には、脈拍パルス生成回路
（３）内で生成された脈拍パルス出力に基づいて所定の
処理を行い、脈拍の数値表示信号を出力し、表示部
（５）に表示させるという本来の脈拍測定・表示プログ
ラムの他に、脈拍パルス生成回路（３）により得られた
脈拍パルス列の繰り返し周波数を求め、上記周波数が基
準範囲内にあるかどうかを判別し、基準範囲内にある場
合には、オートパワーオフカウンタをクリアし、基準範
囲内になければカウントを継続させ、所定のカウント数
に達すると、脈拍パルス生成回路（３）の電源を切断さ
せるべく、パワーオフ回路（６）に信号を送り込むとい
う手順のプログラムが組み込まれている。

上記の脈拍計によれば、脈拍パルス生成回路（３）のパ
ルス出力又は脈拍の測定開始等を指示するキー操作部
（４）の出力が所定時間なかった場合に、自動的に所定
部の電源を切断するオートパワーオフ機能を実現するこ
とができ、さらに、このオートパワーオフ機能におい
て、脈拍パルス生成回路（３）によって得られたパルス
列の繰り返し周波数を算出し、上記周波数が基準範囲に
ある場合に、脈拍入力ありとみなしてカウント中の時間
値をクリアし、基準範囲内になければノイズとみなして
時間カウントを継続させることができる。

上記構成の脈拍計のオートパワーオフ機能を第２図に基
づいてさらに詳細に説明すると、オートパワーオフカウ
ンタ（７）をセットした後、（ステップ）、キー入力
があるかどうかを判定する（ステップ）。キー入力が
あればステップに戻り、オートパワーオフカウンタ
（７）のカウント数をクリアしてステップに戻る。キ
ー入力がなければ、ステップに進み、脈拍パルス入力
があるかどうかを判別する。脈拍パルス入力がなけれ
ば、ステップに進みオートパワーオフカウンタ（７）
をカウントダウンする。その後、ステップでオートパ
ワーオフカウンタ（７）のカウント数を読取り、所定時
間に対応するカウント数に達していなければ、ステップ
以下に戻り、再度、キー入力、脈拍入力があるかどう
かを確認し、オートパワーオフカウンタ（７）をカウン
トダウンしてステップに戻るという手順を、上記所定
時間に対応するカウント数に達するまで繰り返す。ステ
ップで当該カウント数に達すればステップに進み、
パワーオフ回路（６）に対してパワーオフ信号を出力す
る。以上の手順によって、第３図、第４図で説明した従
来のオートパワーオフ機能付き脈拍計と同様、脈拍セン
サ（２）の検出した脈拍検出信号又はキー操作部（４）
の操作に基づく信号が所定の時間なかった場合、自動的
に脈拍パルス生成回路（３）の電源を切断することがで
きる。

次に、この発明に係る改良点を説明する。上記ステップ
で脈拍パルス生成回路（３）から出力されたパルス列
の信号入力があった場合、従来ではステップに進み、
オートパワーオフカウンタ（７）のカウント数をクリア
してステップに戻っていたが、この発明の場合、ステ
ップで信号入力があるとステップに進み、当該信号
の繰り返し周波数を求める。そして、ステップにおい
て上記周波数が、生体から測定され得る脈拍数のうち、
最少の脈拍数に対応する周波数f1（例えば最少脈拍数が
１分間30回ならば、f1＝0.5Hz）より大きいかどうかを
判別し、小さければ非常に周期の長い信号なので脈拍入
力でなく、ノイズによるものと判断してステップに進
み、オートパワーオフカウンタ（７）をカウントダウン
する。大きければステップに進み、上記周波数が、生
体から測定され得る脈拍数のうち、最大の脈拍数に対応
する周波数f2（例えば１分間225回ならば、f2＝3.75H
z）よりも大きいかどうかを判別する。大きれば脈拍と
しては非常に周期の短い信号なので、脈拍入力でなく、
ノイズによるものと判断してステップに進み、オート
パワーオフカウンタ（７）をカウントダウンする。小さ
ければ、パルス周波数は、上記の下限周波数f1と上限周
波数f2との間にあることになり、生体の脈拍に基づくも
のであると判断して、ステップに戻り、オートパワー
オフカウンタ（７）のカウント数をクリアしてステップ
に戻る。

以上のように、脈拍センサ（２）による検出出力のう
ち、下限周波数f1と上限周波数f2の範囲内にある信号の
みを脈拍入力と見なしてオートパワーオフカウンタ
（７）のカウント数をクリアし、この範囲内にない信
号、すなわち非常に短い周期を持つ信号又は非常に長い
周期を持つ信号が入力されるとノイズと判断して、オー
トパワーオフカウンタのカウント数をクリアせずにカウ
ントを継続することとした。したがって、繰り返し周波
数の低いパルス性のノイズが偶然に入ったり、繰り返し
周波数の高い連続性のノイズが入った場合に、従来のよ
うに、オートパワーオフカウンタ（７）の誤ってクリア
してしまうことがなく、所定時間後に確実に脈拍パルス
生成回路（３）の電源を切断することができる。

なお、この発明は上記の実施例に限定されるものではな
く、例えば周波数算出手段や、時間計測制御手段には、
マイクロコンピュータでなくとも、論理回路等で構成さ
れた既成の回路を使用してもよい。その他この発明の要
旨を変更しない範囲内において、種々の設計変更を施す
ことが可能である。

＜発明の効果＞ 以上にように、この発明の脈拍計によれば、脈拍信号
と、脈拍以外のノイズとの相違を判別して、ノイズ入力
に対しては、オートパワーオフための時間計測を続行す
るので、従来、脈拍以外のノイズがあってもこれを検知
して計測中の時間値をクリアしてしまい、初めから時間
計測をやり直していたのと比べて、計測中の時間値が誤
ってクリアされることがない。したがって、所定時間が
経過すれば確実に脈拍測定部の電源を切断することがで
き、電力の無駄な消費を節約することができるという特
有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の脈拍計の電気的回路構成を示すブロ
ック図、 第２図は上記脈拍計のオートパワーオフ手順を示すフロ
ーチャート、 第３図は従来の脈拍計の電気的回路構成図、 第４図は従来の脈拍計のオートパワーオフ手順を示すフ
ローチャートである。 （１）……周波数算出手段、時間計測制御手段を構成す
るマイクロコンピュータ、 （２）……脈拍センサ、（３）……脈拍パルス生成回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】時間計測を開始してから所定の時間に達す
   るまでに脈拍センサの検出信号が入力されなかった場合
   に、所定部の電源を自動的に切断するオートパワーオフ
   機能を有する脈拍計において、上記検出信号に基づいて
   パルス列を得る脈拍パルス生成手段と、得られたパルス
   列の繰り返し周波数を求める周波数算出手段と、上記周
   波数が基準範囲内にあるかどうかを判別し、基準範囲内
   にある場合に計測中の時間値をクリアし、基準範囲内に
   なければ時間計測を継続させる時間計測制御手段とを具
   備することを特徴とする脈拍計。