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HEARTBEAT DETECTION SYSTEM AND HEARTBEAT DETECTION METHOD UPDATE_EN meetings

Patent code P200016977
File No. 2992
Posted date Jun 24, 2020
Application number P2018-014373
Publication number P2019-129996A
Date of filing Jan 31, 2018
Date of publication of application Aug 8, 2019
Inventor
  • (In Japanese)大槻 知明
  • (In Japanese)葉 臣
Applicant
  • KEIO UNIVERSITY
Title HEARTBEAT DETECTION SYSTEM AND HEARTBEAT DETECTION METHOD UPDATE_EN meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To improve precision of heartbeat detection.
SOLUTION: This heartbeat detection system comprises: a Doppler sensor which receives a reflection wave from a subject and acquires an I signal and a Q signal of a time region; and a sparse spectrum reconstitution unit which converts the I signal and the Q signal of the time region to an I signal and a Q signal of a frequency region. The sparse spectrum reconstitution unit reconstitutes the sparse spectrum of heartbeats by using an algorithm belonging to a stochastic gradient descent method.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

近年、被験者の健康状態や精神状態を把握するために、例えばドップラーセンサを用いて非接触で心拍数や心拍間隔を検出する心拍検出システムが検討されている。ドップラーセンサを用いた心拍検出システムにおいて、心拍検出精度を向上することは重要な課題であり、そのために様々な提案がなされている。

様々な提案のうちの1つとして、例えば、スペクトログラム法が挙げられる。スペクトログラム法は、スペクトログラム上の心拍に反応していると考えられる周波数から心拍成分を含む周波数帯域を決定し、周波数帯域内の心拍による周波数の振幅を積分し、積分値の時間変化から心拍を検出する手法である。

スペクトログラム法では、被験者が着座静止時には優れた心拍検出精度が得られるが、タイピング時や運転時等の様々な体動を伴う動作時には、十分な心拍検出精度が得られなかった。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、心拍検出システム、心拍検出方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
被験者からの反射波を受信して時間領域のI信号及びQ信号を取得するドップラーセンサと、
時間領域の前記I信号及び前記Q信号を周波数領域のI信号及びQ信号に変換するスパーススペクトル再構成部と、を有し、
前記スパーススペクトル再構成部は、確率的勾配降下法に属するアルゴリズムを用いて心拍のスパーススペクトルを再構成する心拍検出システム。

【請求項2】
 
前記スパーススペクトルのピークを追跡し、心拍数を推定するピーク追跡部を有し、
前記ピーク追跡部は、2つの隣接する心拍数を推定する際に、前回の推定値を中心とした所定の探索範囲内で今回の推定値を選択し、推定値の変化が所定の閾値を超える場合は、前回の推定値を出力する請求項1に記載の心拍検出システム。

【請求項3】
 
時間領域の前記I信号及び前記Q信号に含まれる心拍に対する雑音主成分を除去し、心拍成分を抽出する特異スペクトル分析部を有し、
前記スパーススペクトル再構成部は、前記特異スペクトル分析部により雑音主成分を除去された時間領域の前記I信号及び前記Q信号を周波数領域のI信号及び前記Q信号に変換する請求項1又は2に記載の心拍検出システム。

【請求項4】
 
時間領域の前記I信号及び前記Q信号に含まれる心拍に対する非周期雑音を抑える時間差分処理部を有し、
前記スパーススペクトル再構成部は、前記特異スペクトル分析部により雑音主成分を除去され、前記時間差分処理部により非周期雑音を抑えられた時間領域の前記I信号及び前記Q信号を周波数領域のI信号及び前記Q信号に変換する請求項3に記載の心拍検出システム。

【請求項5】
 
前記確率的勾配降下法に属するアルゴリズムは、ZA-SLMSアルゴリズムである請求項1乃至4の何れか一項に記載の心拍検出システム。

【請求項6】
 
前記確率的勾配降下法に属するアルゴリズムは、ZA-LMSアルゴリズムである請求項1乃至4の何れか一項に記載の心拍検出システム。

【請求項7】
 
前記確率的勾配降下法に属するアルゴリズムは、FOCUSSアルゴリズムである請求項1乃至4の何れか一項に記載の心拍検出システム。

【請求項8】
 
ドップラーセンサで被験者からの反射波を受信して時間領域のI信号及びQ信号を取得する信号取得ステップと、
時間領域の前記I信号及び前記Q信号を周波数領域のI信号及び前記Q信号に変換するスパーススペクトル再構成ステップと、を有し、
前記スパーススペクトル再構成ステップでは、確率的勾配降下法に属するアルゴリズムを用いて心拍のスパーススペクトルを再構成する心拍検出方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2018014373thum.jpg
State of application right Published
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