CN108289624A - 血压信息计算装置、血压信息计算方法、血压信息计算程序及存储该程序的存储介质 - Google Patents

血压信息计算装置、血压信息计算方法、血压信息计算程序及存储该程序的存储介质 Download PDF

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Abstract

一种对与检查对象的血压值相关的血压信息进行计算的血压信息计算装置(10)，其包括：输入部(32)，其输入以被测者的脉搏波为基础的波形，和以基于脉搏波的波形为基础而对血压信息进行计算的基准即基准血压信息；频域表现变换部(33)，其通过对基于脉搏波的波形进行傅立叶变换，来计算基于脉搏波的波形的相位谱；相位参数计算部(34)，其根据相位谱，使用与被测者的脉搏对应的频率即主波的相位和与主波的2倍波对应的2倍波的相位中的至少一个相位，来对修正值进行计算；和平均血压计算部(35)，其使用修正值来对基准血压信息进行修正，以对血压信息进行计算。

Description

血压信息计算装置、血压信息计算方法、血压信息计算程序及 存储该程序的存储介质
技术领域
本发明涉及血压信息计算装置、血压信息计算方法、血压信息计算程序及存储该程序的存储介质。
背景技术
现有技术中，作为减轻了被测者的负担的非入侵的血压测定方法，已知一种通过对脉搏波进行解析来计算血压值的方法。例如，记载于专利文献1的检测装置，通过检测与对动脉的光照射相应的反射光量或者透光量的变化来检测脉搏波(容积脉搏波)，使用预先存储的传递函数与脉搏波波形来对血压波形进行计算。即，对脉搏波波形进行傅立叶变换并除以传递函数，对其结果进行傅立叶逆变换来对血压波形进行计算。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第4759860号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在上述现有的检测装置中存储有传递函数，所述传递函数使用预先由血压计测定的血压波形和预先检测的脉搏波波形而预先被计算出。因此，当反复对血压波形进行计算时，倾向于反复使用相同的传递函数。因此，在上述现有技术中，存在随时间流逝而与血压波形相关的值的计算精度降低的情况。
本发明以提供无需复杂的操作而能够保持与血压波形相关的值的计算精度的血压信息计算装置、血压信息计算方法、血压信息计算程序及存储该程序的存储介质为课题。
用于解决课题的方法
本发明人对于计算与血压波形相关的平均血压等的血压信息的方法进行了锐意研究，其结果发现了基于脉搏波的波形的谱成分与血压信息之间存在相关性。而且，本发明人，想到能够明确该谱成分与血压信息之间的关系，从基于脉搏波的波形导出血压信息，以完成了本发明。
即，本发明的一个方式是一种对与检查对象的血压值相关的血压信息进行计算的血压信息计算装置，其包括：输入部，其输入基于检查对象的脉搏波的波形，和成为以基于脉搏波的波形为基础而对血压信息进行计算的基准的基准血压信息；谱计算部，其通过对基于脉搏波的波形进行傅立叶变换，来计算基于脉搏波的波形的相位谱；修正值计算部，其根据相位谱，使用与检查对象的脉搏对应的频率的主波的相位和与主波的2倍波对应的2倍波的相位中的至少一个相位，来对修正值进行计算；和血压信息计算部，其使用修正值来对基准血压信息进行修正，以对血压信息进行计算。
另外，本发明的另一方式是一种对与检查对象的血压值相关的血压信息进行计算的血压信息计算方法，其包括：输入基于检查对象的脉搏波的波形，和成为以基于脉搏波的波形为基础而对血压信息进行计算的基准的基准血压信息的获取步骤；通过对基于脉搏波的波形进行傅立叶变换，来计算基于脉搏波的波形的相位谱的谱计算步骤；根据相位谱，使用与检查对象的脉搏对应的频率的主波的相位和与主波的2倍波对应的2倍波的相位中的至少一个相位，来对修正值进行计算的修正值计算步骤；和使用修正值来对基准血压信息进行修正，以对血压信息进行计算的血压信息计算步骤。
另外，本发明的另一方式是一种用于使计算机执行对与检查对象的血压值相关的血压信息进行计算的处理的程序，其使计算机作为以下部件发挥作用：输入部，其输入基于检查对象的脉搏波的波形，和成为以基于脉搏波的波形为基础而对血压信息进行计算的基准的基准血压信息；谱计算部，其通过对基于脉搏波的波形进行傅立叶变换，来计算基于脉搏波的波形的相位谱；修正值计算部，其根据相位谱，使用与检查对象的脉搏对应的频率的主波的相位和与主波的2倍波对应的2倍波的相位中的至少一个相位，来对修正值进行计算；和血压信息计算部，其使用修正值来对基准血压信息进行修正，以对血压信息进行计算。另外，本发明的另一方式是一种存储血压信息计算程序的计算机可读取的存储介质。
根据本发明的上述方式的血压信息计算装置、血压信息计算方法、血压信息计算程序或者存储该程序的存储介质，基于对基于脉搏波的波形进行傅立叶变换而计算出的相位谱，使用与脉搏对应的频率的主波的相位和与其主波的2倍波对应的2倍波的相位中的任一者来对修正值进行计算，使用该修正值来对基准血压信息进行修正，以对血压信息进行计算。由于如此计算出的主波的相位或者2倍波的相位与血压信息的相关性高，因此使用根据该相位计算出的修正值来对基准血压信息进行修正而得的血压信息的精度高。因此，无需反复使用了血压计的测定操作，或者反复以从该测定操作的结果得到的血压波形为对象而进行的运算等的复杂的操作，而能够保持与血压波形相关的值的计算精度。
发明效果
根据本发明的一个方式，能够无需复杂的操作而保持与血压波形相关的值的计算精度。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的包括血压信息计算装置的血压信息计算系统的概略构成图。
图2是图1中的处理部的功能框图。
图3(a)是表示由图2的输入部32输入的相对血压波形的一个例子的图表，(b)是表示由图2的频域表现变换部33计算出的相对血压波形的强度谱的一个例子的图表，(c)是表示由图2的频域表现变换部33计算出的相对血压波形的相位谱的一个例子的图表。
图4是表示主波的相位值的计算值与实际上由血压计测定出的平均血压的关系在多次实验中取得的结果的图表。
图5是表示2倍波的相位值的计算值与实际上由血压计测定出的平均血压的关系在多次实验中取得的结果的图表。
图6是表示图1中的处理部的硬件结构的图。
图7是表示由于麻醉剂而导致的食蟹猕猴的血压的变化的图表。
图8是表示由实测得到的平均血压的值与基于相对血压波形谱的平均血压的计算值的相关性的图表。
图9是表示由图1的血压信息计算系统1进行的基准血压信息的事前设定处理的流程图。
图10是表示图1的血压信息计算系统1的血压信息的计算处理的流程图。
图11是表示本发明的一个实施方式的血压信息计算程序的构成的图。
图12是本发明的第二实施方式的血压信息计算系统的功能框图。
图13是表示由图12的血压信息计算系统进行的血压信息的计算处理的顺序的流程图。
图14是表示变形例的血压信息计算装置的概略构成图。
图15是表示变形例的血压信息计算装置的概略构成图。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的实施方式进行详细的说明。此外，在说明中，对相同要素或者具有相同功能的要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。
(第一实施方式)
首先，对本发明的第一实施方式的包括血压信息计算装置的血压信息计算系统的概要进行说明。本实施方式的血压信息计算系统是利用基于检查对象(被测者)的脉搏波的波形即相对血压波形而计算出血压信息的系统。相对血压波形是指被测者的与相对的血压的时间变化对应的信息。相对血压波形例如能够通过NIRS(Near Infra-RedSpectroscopy)装置、脉动血氧计(pulse oximeter)或者张力计(tonometer)等来获取。例如，对NIRS装置而言，对生命体照射光，通过检测其反射光的强度，从生命体的表面测定在生命体的规定部位产生的随时间变化的血液量的变化，获取其结果作为相对血压波形。对脉动血氧计而言，测定动脉血的氧饱和度，获取其结果作为相对血压波形。对张力计而言，利用由血压变化引起的血管壁运动，通过安装于桡骨动脉等的血压传感器来测定动脉内压的相对的变化，获取其结果作为相对血压波形。另外，相对血压波形例如可以通过体积描记器(plethysmography)、电磁血流计、超声波血流计或者激光血流计等来获取。在本实施方式中，对于将由NIRS装置获得的容积脉搏波作为相对血压波形来使用的情况进行说明。
相对血压波形与血管内的血压的绝对值的时间变化被捕捉为波形而得的血压波形(以下，也称为“绝对血压波形”)存在对应关系，其与绝对血压波形在值的方面有所不同，但是其形状与绝对血压波形的形状类似。血压信息计算系统根据相对血压波形，对被测者的血压信息进行计算并输出。血压信息是指与被测者的血压值相关的信息，例如，收缩期中最高的收缩期血压值即最高血压、舒张期中最低的舒张期血压即最低血压、血压值的时间平均值即平均血压等。
图1是表示本发明的第一实施方式的包括血压信息计算装置的血压信息计算系统的概略构成图。图2是图1中的处理部的功能框图。如图1所示，血压信息计算系统1包括血压信息计算装置10和计算机20。
血压信息计算装置10使用例如近红外分光法(NIRS)，来获取容积脉搏波(相对容积波)，作为被测者即生命体中的相对血压波形。另外，血压信息计算装置10根据获取的相对血压波形，对被测者的血压信息进行计算。在本实施方式中，血压信息计算装置10计算平均血压来作为血压信息。作为血压信息计算装置10，能够使用例如便携型近红外线组织氧监视装置。血压信息计算装置10包括检测部11(获取部)和处理部30。
检测部11对用于获取相对血压波形的信号进行检测。检测部11呈与被测者即生命体H的表面(在本实施方式中为手心)接触的探头(probe)状。检测部11包括光源11a和光检测器11b(参照图2)，从生命体H的表面向内部照射来自光源11a的近红外光，同时通过光检测器11b检测与来自光源11a的近红外光的照射相应地产生的来自生命体H的内部的光。由此，检测部11获取当光经过生命体H的内部时的吸光度。由于该吸光度与在生命体H中的检测部11接触的部位的血液量相应地变化，因此该吸光度随时间的变化相当于容积脉搏波。作为血液内对光进行吸收的成分，可以举出例如红血球、包含于红血球的血红蛋白或者水分等。检测部11以光检测器11b的检测信号为基础对容积脉搏波进行检测，获取相对血压波形。例如，检测部11的检测率为1kHz左右，能够检测出最大心率的大约6倍的频率即22Hz以上的变化。检测部11通过电缆13与处理部30电连接，通过电缆13向处理部30发送检测到的相对血压波形。即，检测部11是获取相对血压波形，向处理部30输入该相对血压波形的获取部。
从检测部11向处理部30输入相对血压波形。处理部30根据输入的相对血压波形进行规定的处理，以对平均血压进行计算。对规定的处理的详细内容，后面进行叙述。此外，关于容积脉搏波，已知存在如下情况即受到由血管的粘弹特性导致的影响。血管的粘弹特性是指表示血管的粘弹性，即血管的弹性和粘性两者的行为的特性。因此，当输入的容积脉搏波受到粘弹特性的影响较大时，可以使用表示血管的粘弹特性的粘弹特性修正值，通过修正该容积脉搏波来获取降低了该影响的相对血压波形，基于该相对血压波形来进行规定的处理，以对平均血压进行计算。另外，处理部30通过无线通信等向计算机20发送包含计算出的平均血压的血压信息。
计算机20存储有预先通过袖带式血压计或者导管式血压计等测定的被测者的基准血压信息，通过无线通信等向处理部30发送该基准血压信息。作为该基准血压信息，可以举出最高血压、最低血压等，也可以包括平均血压。基准血压信息是以相对血压波形为基础而对血压信息进行计算而得的基准的信息，并预先被用户输入到计算机20中。另外，在血压信息计算系统1中还可以包括袖带式血压计等对被测者的最高及最低血压进行检测的血压计12(图2)。在这样的构成下，计算机20通过无线通信、有线通信等，从血压计12接收以最高及最低血压的检测结果为基础的基准血压信息。计算机20包括显示器20a等的显示部，在显示器20a上显示从处理部30接收到的包含血压信息的信息。此外，计算机20与血压信息计算装置10可以通过电缆等电连接。计算机20可以通过有线通信接收来自处理部30的信息，可以通过有线通信向处理部30发送信息。另外，血压计12可以是对被测者的绝对血压波形进行检测的导管式血压计，计算机20可以接收以绝对血压波形的检测结果为基础的基准血压信息。
如图2所示，处理部30包括输入部32、频域表现变换部(谱计算部)33、相位参数计算部(修正值计算部)34和平均血压计算部(血压信息计算部)35。
从检测部11向输入部32输入相对血压波形p’。输入部32向频域表现变换部33和相位参数计算部34输出被输入的相对血压波形p’的信息。另外，输入部32以从计算机20接收到的基准血压信息为基础而获得初始平均血压，将该初始平均血压的信息作为基准血压信息向平均血压计算部35输出。更详细而言，输入部32以包含于基准血压信息的最高血压pMax和最低血压pMin为基础，使用下式(1)对初始平均血压p0Ave进行计算，
[数1]
向平均血压计算部35输出该初始平均血压p0Ave。此时，输入部32可以从计算机20获取绝对血压波形p的信息作为基准血压信息，使用该绝对血压波形p，通过下式(2)对初始平均血压p0Ave进行计算。
[数2]
上述式(2)中的参数T表示一个心动周期，变量t表示时间，绝对血压波形p是时间t的函数。另外，输入部32可以从计算机20获取包括平均血压的基准血压信息，将该平均血压作为初始平均血压p0Ave而输出。
频域表现变换部33是通过对由输入部32输入的相对血压波形p’进行傅立叶变换，而计算相对血压波形的强度谱P(f)和相对血压波形的相位谱arg(P(f))的谱计算部。在此变量f表示频率。即，频域表现变换部33将以时域表现表示的时间的函数即相对血压波形p’变换为以频域表现表示的频率的函数即相对血压波形的强度谱P(f)和相对血压波形的相位谱arg(P(f))。频域表现变换部33向相位参数计算部34输出计算出的强度谱P(f)和相位谱arg(P(f))的信息。此外，频域表现变换部33可以使用表示血管的粘弹特性的粘弹特性修正值，通过对输入的容积脉搏波进行修正来减小血管的粘弹特性的影响，对计算出的相对血压波形p’进行傅立叶变换，由此计算相对血压波形的强度谱和相位谱。
相位参数计算部34使用由频域表现变换部33计算出的强度谱P(f)和相位谱arg(P(f))的信息，对初始血压信息即初始平均血压p0Ave进行修正以计算用于计算平均血压的相位参数(修正值)θ。即，相位参数计算部34确定强度谱P(f)的峰为最大值的频率，将该频率设定为与被测者的脉搏对应的主波的频率f1，将其整数倍的频率fn＝n×f1(n＝2，3，……)设定为n倍波(n次谐波)的频率。一般而言，人类的心率在0.5～3.67Hz，将在该频率范围内与强度谱的最大峰对应的频率作为心率。然后，相位参数计算部34使用设定的主波和n倍波的频率f1，f2，f3，……，通过下式(3)对相位参数θ进行计算，
[数3]
向平均血压计算部35输出该相位参数θ。上述式(3)中的参数N是规定的自然数。具体而言，相位参数计算部34通过计算P(f1)×arg(P(f1))与P(fn)×arg(P(fn))之和以获取相位参数θ，其中P(fn)×arg(P(fn))是n倍波(n＝2，3，……)的频率中的强度谱的强度值与相位谱的相位值之积，P(f1)×arg(P(f1))是主波的频率中的强度谱的强度值与相位谱的相位值之积。由此，计算从主波至n倍波将加权的相位值相加而得的值，以获得相位参数θ。
图3(a)表示由输入部32输入的相对血压波形p’的一个例子，图3(b)表示由频域表现变换部33计算出的相对血压波形p’的强度谱P(f)的一个例子，图3(c)表示由频域表现变换部33计算出的相对血压波形p’的相位谱arg(P(f))的一个例子。如图3所示，将与相对血压波形p’的强度谱P(f)的最大的峰相当的频率及其正整数倍的频率设定为主波和n倍波的频率f1，f2，f3，……。然后，使用与这些频率相当的相位谱的值arg(P(f))，对相位参数θ进行计算。如此计算出的相位参数θ与被测者的相对血压波形p’的测定时的平均血压等的血压信息相关性高。图4表示主波的相位值arg(P(f1))的计算值与实际上由血压计测定出的平均血压的关系在多次实验中获得的结果，图5表示2倍波的相位值arg(P(f2))的计算值与实际上由血压计测定出的平均血压的关系在多次实验获得的结果。如此，可以看出主波和2倍波的相位值arg(P(f1))、arg(P(f2))分别与平均血压存在一定的相关性。
考虑上述的相关性的倾向，为了获得与血压信息相关性高的修正值，相位参数计算部34优选至少使用主波的相位值arg(P(f1))和2倍波的相位值arg(P(f2))中的至少一者来对相位参数θ进行计算。而且，相位参数计算部34优选最低限度地使用上述任一相位值以2个强度值P(f1)、P(f2)中的与能够得到该相位值的频率对应的一方的值来加权的值，来对相位参数θ进行计算。而且，相位参数计算部34优选最低限度地使用经强度值加权的主波与2倍波的相位值P(f1)×arg(P(f1))、P(f2)×arg(P(f2))之和来对相位参数θ进行计算。将这样的相位参数θ作为修正值来使用，从而能够获得高精度的血压信息。在本实施方式中，相位参数计算部34使用以强度值加权的、从主波至4倍波的相位值P(fn)×arg(P(fn))(n＝1～4)之和来对相位参数进行计算。具体而言，根据图3所示的例子，能够得到从主波至4倍波的相位值arg(P(fn))＝236.30，161.56，128.32，84.75[deg]，得到从主波至4倍波的强度值P(fn)＝1.0，0.41，0.15，0.08[相对强度]。此时，相位参数计算部34通过将上述的值代入上述式(3)中，如下式所示对相位参数θ进行计算。
θ＝1.0×236.30+0.41×161.56+0.15×128.32+0.08×84.75＝327.93在此，相位参数计算部34可以使用经强度值加权的、从主波至5倍波的相位值P(fn)×arg(P(fn))(n＝1～5)之和，来计算相位参数。
此外，相位参数计算部34获取与初始平均血压p0Ave的检测源的绝对血压波形对应的初始相位参数θ0，作为基准血压信息。即，相位参数计算部34以从输入部32输出的绝对血压波形p为对象，对其执行由频域表现变换部33进行的傅立叶变换和上述式(3)的运算，由此获得初始相位参数θ0。另外，相位参数计算部34也可以以与初始平均血压p0Ave的检测同时获得的相对血压波形p’为对象，对其执行由频域表现变换部33进行的傅立叶变换和上述式(3)的运算，由此获得初始相位参数θ0。另外，相位参数计算部34还可以通过输入部32从计算机20获取包含于基准血压信息的初始相位参数θ0。
平均血压计算部35使用作为由相位参数计算部34计算出的修正值的相位参数θ，以对基准血压信息进行修正，从而对血压信息进行计算。具体而言，平均血压计算部35利用下式(4)来对作为血压信息的平均血压PAve进行计算，使得对初始平均血压p0Ave以初始相位参数θ0为基准的相位参数θ的值进行修正。
[数4]
计算出的血压信息被发送到计算机20，在计算机20的显示部上显示。具体而言，当利用初始平均血压p0Ave＝100[mmHg]、初始相位参数θ0＝300、相位参数计算部34计算出相位参数θ＝327.93时，平均血压pAve能够如下式来计算。
[数5]
下面，参照图6，对处理部30的硬件结构进行说明。图6表示图1中的处理部30的硬件结构。如图6所示，在物理上，处理部30是包括作为处理器的CPU(Central ProcessingUnit)301、作为存储介质的RAM(RandomAccess Memory)302或者ROM(Read Only Memory)303、无线通信模块304、天线305和输入输出模块306等的计算机等，上述各部分互相电连接。上述处理部30的各功能能够通过以下方式来实现，即通过将血压信息计算程序等读入CPU301和RAM302等的硬件中，以CPU301的控制为基础，使无线通信模块304、天线305和输入输出模块306等运作，并且进行RAM302中的数据的读取和写入。此外，处理部30还可以包括显示器或者操作模块等。
本发明者确认，通过下面的实验，根据上述式(4)而计算出的血压信息的值在统计学上是有意义的。本发明者在对食蟹猕猴在足动脉上设置有观血式血压计的状态下，对食蟹猕猴施加浓度不同的异氟醚麻醉剂使血压发生变化，同时对表示食蟹猕猴的血压的变化的血压波形进行了持续的测定。图7表示由于麻醉剂导致的食蟹猕猴的血压的变化。图7的横轴表示时间，图7的纵轴表示血压。
然后，以如图8的图表所示的那样对如下关系绘制图表，即从测定的血压波形中抽取多个不同的时间段的数据以根据抽取的数据而计算的平均血压的实测值，与以对相对血压波形进行傅立叶变换而得的谱为基础来通过上述式(4)得到计算值的关系，由此确定这两者的相关性的关系。图8的横轴表示通过对食蟹猕猴进行的实验而计算的平均血压，图8的纵轴表示以对相对血压波形进行傅立叶变换而得的谱为基础的平均血压。如图8所示，确认了如下情况，即对相对血压波形进行傅立叶变换而得的平均血压，与通过对食蟹猕猴进行的实验而计算的平均血压的相关性值收敛于R＝0.965的范围内。
根据以上所述，表明能够高精度地获得通过上述数式(4)来计算的血压信息。
下面，参照图9～图10的流程图，说明包括本实施方式的血压信息计算装置10的血压信息计算系统1进行的血压信息的计算处理的顺序。图9是表示血压信息计算系统1进行的基准血压信息的事前设定处理的流程图，图10是表示血压信息计算系统1进行的血压信息的计算处理的流程图。
此外，作为本处理的前提，对血压信息的计算出的基准信息即基准血压信息进行预先设定。如图9所示，首先，通过输入部32，从计算机20输入基准血压信息，以基准血压信息为基础来获取初始平均血压p0Ave(步骤S01：取得步骤)。与此同时，通过输入部32，从检测部11输入相对血压波形p’(步骤S02)。接着，通过频域表现变换部33，对在步骤S02中输入的相对血压波形p’进行傅立叶变换，以对强度谱和相位谱进行计算(步骤S03)。接着，通过相位参数计算部34，使用在步骤S03中计算出的强度谱和相位谱来进行上述式(3)的运算，由此对初始相位参数θ0进行计算(步骤S04)。最后，通过输入部32取得的初始平均血压p0Ave与通过相位参数计算部34计算出的初始相位参数θ0彼此相关联地存储于处理部30内(步骤S05)。
其后，如图10所示，当启动血压信息的计算处理后，通过输入部32从检测部11输入相对血压波形p’(步骤S11；获取步骤)。接着，通过频域表现变换部33，对在步骤S11中输入的相对血压波形p’进行傅立叶变换，对强度谱和相位谱进行计算(步骤S12；谱计算步骤)。接着，通过相位参数计算部34，使用在步骤S12计算出的强度谱和相位谱来进行上述式(3)的运算，由此对相位参数θ进行计算(步骤S13；修正值计算步骤)。接着，通过平均血压计算部35，使用预先存储的初始平均血压p0Ave与初始相位参数θ0的组合，和在步骤S13中计算出的相位参数θ来进行上述式(4)的运算，由此对作为血压信息的平均血压pAve进行计算(步骤S14；血压信息计算步骤)。最后，向计算机20输出包含在步骤S14中计算出的平均血压pAve的血压信息(步骤S15)。此外，在步骤S14中使用的初始平均血压p0Ave和初始相位参数θ0可以重复地使用预先设定的同一值。在步骤S13中计算出的相位参数θ，和步骤S15中计算出的平均血压pAve可以作为下次血压信息的计算用的基准血压信息来使用。
下面，参照图11，对用于使计算机作为上述血压信息计算装置10而发挥作用的血压信息计算程序进行说明。
血压信息计算程序P1包括主模块P10、输入模块P15、频域表现变换模块P16、相位参数计算模块P17和平均血压计算模块P18。
主模块P10是总体控制血压信息计算处理的部分。通过运行输入模块P15、频域表现变换模块P16、相位参数计算模块P17和平均血压计算模块P18来实现的功能分别与血压信息计算装置10的输入部32、频域表现变换部33、相位参数计算部34和平均血压计算部35的功能相同。
血压信息计算程序P1例如由CD－ROM、DVD或者ROM等的存储介质、或者半导体存储器提供。另外，血压信息计算程序P1可以作为叠加于载波的计算机数据信号，经由网络来提供。
根据上述的本实施方式的血压信息计算装置10、血压信息计算方法、血压信息计算程序P1及存储该程序的存储介质，基于对以相对血压波形为基础的波形进行傅立叶变换来计算出的相位谱，使用与脉搏对应的频率成分(主波)的相位和它的主波的2倍的频率成分(2倍波)的相位中的任一者来对作为修正值的相位参数θ进行计算，使用该修正值对作为基准血压信息的初始平均血压p0Ave进行修正，从而计算平均血压pAve。如此，计算出的主波的相位或者2倍波的相位与作为血压信息的平均血压的相关性高。因此，使用根据该相位计算出的修正值来对基准血压信息进行修正，由此得到的平均血压pAve的精度高。因此，无需反复使用了血压计的绝对血压波形的测定操作，或者反复以从该测定操作的结果得到的绝对血压波形为对象的运算等的复杂的操作，而能够维持与绝对血压波形相关的平均血压的计算精度。
另外，在上述实施方式中，由于作为修正值的相位参数θ是利用相位和强度之积而计算出的，因此能够进一步提高对初始平均血压p0Ave进行修正而得的平均血压pAve的精度。
此外，在上述方式中，由于作为修正值的相位参数θ可以至少使用主波的相位与强度之积和2倍波的相位与强度之积的和来计算出，因此能够进一步提高对基准血压信息进行修正而得到的血压信息的精度。
另外，由于上述实施方式包括检测部11，因此能够非入侵地获得相对血压波形，并利用该相对血压波形来获取血压信息。另外，由于上述实施方式还包括血压计12，因此能够简单地获取作为血压信息的计算出的基准的值并将其输入。
(第二实施方式)
下面，对第二实施方式的包括血压信息计算装置的血压信息计算系统的概要进行说明。本实施方式的血压信息计算系统与第一实施方式不同点在于作为血压信息计算绝对血压波形这一点。该绝对血压波形基于与上述第一实施方式同样的方式来计算的平均血压，和根据相对血压波形计算的最高血压与最低血压之比，对相对血压波形进行变形处理来得出。
图12是第二实施方式的血压信息计算系统的功能框图。图12所示的本实施方式的血压信息计算系统1A与第一实施方式的血压信息计算系统1的不同点在于处理部30A的功能与处理部30A的功能有部分不同这一点。
即，在本实施方式的处理部30A中，除了与处理部30具有同样功能的输入部32、频域表现变换部33、相位参数计算部34和平均血压计算部35之外，还包括最高最低血压比计算部36和绝对血压波形再生部37。但是，输入部32从检测部11输入容积脉搏波，使用表示上述的血管的粘弹特性的粘弹特性修正值，对输入的容积脉搏波进行修正以获取减小了该影响的相对血压波形p’。然后，输入部32向频域表现变换部33和相位参数计算部34输出获得的相对血压波形p’。如此使用以粘弹特性修正值对容积脉搏波进行修正而计算出的相对血压波形的情况比如下情况，与较强地受到血管的粘弹特性的影响的容积脉搏波按照原样作为相对血压波形来使用的情况相比，能够提高由处理部30计算出的绝对血压波形与实际的血压波形的近似度。
处理部30A的最高最低血压比计算部36基于由频域表现变换部33计算出的相对血压波形的强度谱P(f)中的主波的频率以上的强度谱P(f)，对被测者的最高血压PTmax与最低血压PTmin之比即最高最低血压比PTmin：PTmax进行计算。具体而言，最高最低血压比计算部36根据下式(5)来对最高最低血压比PTmin：PTmax进行计算。
[数6]
如此计算出的最高最低血压比PTmin：PTmax是强度谱P(f)中的主波的谱强度的峰值与强度谱P(f)中的主波以上的谱强度的各峰值之和的比。最高最低血压比计算部36向绝对血压波形再生部37输出计算出的最高最低血压比PTmin：PTmax。
绝对血压波形再生部37根据由最高最低血压比计算部36计算出的最高最低血压比PTmin：PTmax和由平均血压计算部35计算出的平均血压pAve，对绝对血压波形进行计算。在此，相对血压波形p’的值与绝对血压波形的值不同，但是其形状与绝对血压波形的形状相似。相对血压波形p’具有与绝对血压波形的舒张期血压即最低血压值PTmin对应的最低点，和与绝对血压波形的收缩期血压即最高血压值PTmax对应的最高点。相对血压波形p’的最低点作为例如在相对血压波形p’中波形强度最小的点而被检测，相对血压波形p’的最高点作为例如在相对血压波形p’中波形强度最大的点而被检测。
首先，绝对血压波形再生部37对于从输入部32输出的相对血压波形p’，根据由最高最低血压比计算部36计算出的最高最低血压比PTmin：PTmax来对倍率进行修正。具体而言，绝对血压波形再生部37检测相对血压波形p’中的最低点和最高点，对检测到的最低点与最高点之比进行计算。此外，绝对血压波形再生部37以使该比与最高最低血压比PTmin：PTmax大致相等的方式对相对血压波形p’加以加法系数或者乘以乘法系数，对相对血压波形p’的倍率进行修正。由此，能够对倍率修正相对血压波形进行计算。
接着，绝对血压波形再生部37使用平均血压pAve的值，对如上所述进行了倍率修正的倍率修正相对血压波形中的值进行修正，对绝对血压波形进行计算。具体而言，绝对血压波形再生部37使用上式(1)或者上式(2)等来对倍率修正相对血压波形的平均值进行计算。此外，绝对血压波形再生部37以使计算出的平均值与平均血压pAve大致相等的方式对倍率修正相对血压波形加以加法系数或者乘以乘法系数，由此对倍率修正相对血压波形进行修正。绝对血压波形再生部37向计算机20输出计算出的绝对血压波形p。
图13是表示本实施方式的血压信息计算系统1A进行的血压信息的计算处理的顺序的流程图。如图13所示，当血压信息的计算处理启动后，通过输入部32从检测部11输入容积脉搏波(步骤S21；获取步骤)。接着，通过输入部32，使用对表示血管的粘弹特性的粘弹特性修正值，对输入的容积脉搏波进行修正，对相对血压波形p’进行计算(步骤S22)。接着，通过频域表现变换部33，对在步骤S22中修正的相对血压波形p’进行傅立叶变换，对强度谱和相位谱进行计算(步骤S23；谱计算步骤)。接着，通过相位参数计算部34，使用在步骤S23中计算出的强度谱和相位谱来对相位参数θ进行计算。与此同时，通过最高最低血压比计算部36，使用强度谱来对最高最低血压比PTmin：PTmax进行计算(步骤S24；修正值计算步骤)。接着，通过平均血压计算部35，使用预先存储的初始平均血压p0Ave与初始相位参数θ0的组合和在步骤S24中计算出的相位参数θ来对平均血压pAve进行计算(步骤S25；血压信息计算步骤)。然后，通过绝对血压波形再生部37，根据最高最低血压比PTmin：PTmax和平均血压pAve，从相对血压波形p’计算出绝对血压波形p(步骤S26；血压波形计算步骤)。最后，向计算机20输出包含在步骤S26中计算出的绝对血压波形p的血压信息(步骤S27)。
另外，用于使计算机作为本实施方式的处理部30A来发挥作用的血压信息计算程序与上述第一实施方式的血压信息计算程序P1相同，包括主模块P10、输入模块P15、频域表现变换模块P16、相位参数计算模块P17和平均血压计算模块P18，并且还包括最高最低血压比计算模块和绝对血压波形再生模块。通过运行最高最低血压比计算模块和绝对血压波形再生模块来实现的功能分别与最高最低血压比计算部36和绝对血压波形再生部37的功能相同。
在上述的第二实施方式中，无需反复使用了血压计的绝对血压波形的测定操作等的复杂的操作，也能够持续地获得精度高的绝对血压波形。
以上，对本发明的各种的实施方式进行了说明，但是本发明不限于上述实施方式，可以在不改变各权利要求项记载的主旨的范围内进行变形，或者应用于其他方式。
例如，在上述实施方式的血压信息计算系统1、1A中，除去计算机20的构成为血压信息计算装置10，但是不限于此。例如，在血压信息计算系统1、1A中，可以为包括血压信息计算装置10及计算机20的构成是血压信息计算装置，也可以代替血压信息计算装置10而计算机20为血压信息计算装置。当计算机20为血压信息计算装置时，计算机20具有上述的处理部30、30A的各功能。另外，例如，在血压信息计算系统1、1A中，计算机20与处理部30、30A可以构成为一体。
另外，例如如图14所示，智能手机等的通信终端40可以构成血压信息计算装置。智能手机等的通信终端可以包含于具有处理器和存储介质等的计算机。此时，通信终端40作为血压信息计算装置来发挥作用，具有与例如上述的血压信息计算装置10或者计算机20的各功能相同的功能。另外，通信终端40可以除具有血压信息计算装置10的各功能之外还具有计算机20的各功能，或者可以替代血压信息计算装置10的各功能而具有计算机20的各功能。即，可以实现上述实施方式的血压信息计算装置10的各功能与计算机20的各功能一体的结构。
此外，通信终端40包括作为光源的闪光灯16和作为光检测器的摄像头17。闪光灯16和摄像头17是例如通信终端40原本具有的功能组件。在本变形例中，在作为被测者的生命体的表面(例如，手指)被置于闪光灯16和摄像头17两者的状态下，来自闪光灯16的光从生命体的表面向内部照射。然后，来自生命体的光被摄像头17检测，作为容积脉搏波或者相对血压波形来获取。如此，通信终端40原本具有的功能能够兼具作为获取容积脉搏波或者相对血压波形的获取部的功能。另外，通信终端40除了闪光灯16和摄像头17之外，还可以具有用于获取容积脉搏波和相对血压波形的光源和光检测器。另外，代替通信终端40而使用平板计算机等具有处理器和存储介质等的计算机等。
另外，例如如图15所示，作为血压信息计算装置，可以使用使检测部11与处理部30一体化的血压信息计算装置10C。血压信息计算装置10C可以安装于生命体H的表面，而一体地包括例如通信部14、处理部30、电源部15、具有光源11a和光检测器11b的检测部11。
另外，上述实施方式的相位参数计算部34除了利用上述式(3)以外，还可以使用下式(6)或者下式(7)来对相位参数θ进行计算。
[数7]
[数8]
在上述式(6)中，P0(f)是与基准血压信息的获取时对应对相对血压波形p’或者绝对血压波形p进行傅立叶变换而计算的强度谱，arg(P0(f))是与基准血压信息的获取时对应对相对血压波形p’或者绝对血压波形p进行傅立叶变换而计算的相位谱。使用这样的式子计算出的相位参数也具有与被测者的血压信息较高的相关性，因此以该相位参数为基础计算出的血压信息的精度也较高。
另外，上述实施方式的相位参数计算部34在对相位参数θ进行计算时，可以使与相位谱的主波或者2倍波的频率对应的相位值arg(P(f1))、arg(P(f2))等于相位参数θ。另外，相位参数θ可以至少作为主波与2倍波的相位值arg(P(f1))、arg(P(f2))之和来计算。另外，可以使主波(或者2倍波)的相位值arg(P(f1))乘以主波(或者2倍波)的强度值P(f1)而得的数值等于相位参数θ。
另外，在上述实施方式中，当对初始平均血压P0Ave进行计算时，可以以从血压计12得到的最高血压和最低血压与与此同时从检测部11得到的相对血压波形为基础，使用上述式(2)来进行计算。
另外，作为被测者的生命体的表面可以是手心或者手指以外，可以是额头、上臂、脖子或者耳垂等。
在此，在上述方式的血压信息计算装置中，谱计算部还可以对基于脉搏波的波形的强度谱进行计算，修正值计算部还可以使用强度谱中的、主波的强度和2倍波的强度中的至少一个强度来对修正值进行计算。另外，在上述方式的血压信息计算方法中，在谱计算步骤中，还可以对基于脉搏波的波形的强度谱进行计算，在修正值计算步骤中，还可以使用强度谱中的、主波的强度和2倍波的强度中的至少一个强度来对修正值进行计算。若采用上述构成，则能够仅以提高对基准血压信息进行修正而得的血压信息的精度。
另外，在上述方式的血压信息计算装置中，修正值计算部可以根据强度谱的峰来对主波的频率或者2倍波的频率进行设定。另外，在上述方式的血压信息计算方法中，在修正值计算步骤中，可以根据强度谱的峰来对主波的频率或者2倍波的频率进行设定。如此，能够进一步提高对基准血压信息进行修正而得的血压信息的精度。
另外，在上述方式的血压信息计算装置中，修正值计算部可以利用相位与强度之积来对修正值进行计算。另外，在上述方式的血压信息计算方法中，在修正值计算步骤中，可以利用相位与强度之积来对修正值进行计算。此时，能够进一步提高对基准血压信息进行修正而得的血压信息的精度。
另外，对上述方式的血压信息计算装置而言，修正值计算部可以至少使用以主波的相位为基础的值与以2倍波的相位为基础的值之和来对修正值进行计算。另外，在上述方式的血压信息计算方法中，在修正值计算步骤中，可以至少使用以主波的相位为基础的值与以2倍波的相位为基础的值之和来对修正值进行计算。此时，能够进一步提高对基准血压信息进行修正而得的血压信息的精度。
另外，在上述方式的血压信息计算装置中，血压信息还可以包含检查对象的平均血压。另外，在上述方式的血压信息计算方法中，血压信息还可以包含检查对象的平均血压。
另外，上述方式的血压信息计算装置还可以包括血压波形计算部，其以基于脉搏波的波形和血压信息为基础，对检查对象的绝对血压波形进行计算。另外，上述方式的血压信息计算方法还可以包括血压波形计算步骤，其以基于脉搏波的波形和血压信息为基础，对检查对象的绝对血压波形进行计算。若采用上述构成，无需反复使用了血压计的测定操作等的复杂的操作，而能够持续地得到精度高的绝对血压波形。
另外，上述方式的血压信息计算装置还可以包括对检查对象照射光的光源，和光检测器，所述光检测器对来自检查对象的光进行检测，将检测信号作为基于脉搏波的波形向输入部输入。此时，能够非入侵地得到基于脉搏波的波形以利用该波形来获取血压信息。
另外，上述方式的血压信息计算装置还可以包括血压计，其对检查对象的血压进行检测，向输入部输入以检测结果为基础的基准血压信息。若采用上述构成，则能够简单地获取成为血压信息的计算的基准的值并输入该值。
产业上利用的可能性
本发明的一个方式能够将血压信息计算装置、血压信息计算方法、血压信息计算程序及存储该程序的存储介质作为使用用途，能够无需复杂的操作而维持与血压波形相关的值的计算精度。
附图标记说明
1、1A……血压信息计算系统，10、10C……血压信息计算装置，11……检测部，11a……光源，11b……光检测器，12……血压计，30、30A……处理部，32……输入部，33……频域表现变换部(谱计算部)，34……相位参数计算部(修正值计算部)，35……平均血压计算部(血压信息计算部)，37……绝对血压波形再生部(血压波形计算部)，40……通信终端，H……生命体，P1……血压信息计算程序。

Claims (18)

1.一种血压信息计算装置，其特征在于，
是计算与检查对象的血压值相关的血压信息的装置，
具备：
输入部，其输入基于所述检查对象的脉搏波的波形和成为以基于所述脉搏波的波形为基础而计算所述血压信息的基准的基准血压信息；
谱计算部，其通过对基于所述脉搏波的波形进行傅立叶变换来计算基于所述脉搏波的波形的相位谱；
修正值计算部，其根据所述相位谱，使用与所述检查对象的脉搏对应的频率的主波的相位和与所述主波的2倍波对应的2倍波的相位中的至少一个相位，来计算修正值；和
血压信息计算部，其通过使用所述修正值对所述基准血压信息进行修正，从而计算所述血压信息。
2.如权利要求1所述的血压信息计算装置，其特征在于，
所述谱计算部还计算基于所述脉搏波的波形的强度谱，
所述修正值计算部还使用所述强度谱中的所述主波的强度和所述2倍波的强度中的至少一个强度，来计算所述修正值。
3.如权利要求2所述的血压信息计算装置，其特征在于，
所述修正值计算部对应于所述强度谱的峰来设定所述主波的频率或者所述2倍波的频率。
4.如权利要求2或3所述的血压信息计算装置，其特征在于，
所述修正值计算部利用所述相位与所述强度之积来计算所述修正值。
5.如权利要求1～4中的任一项所述的血压信息计算装置，其特征在于，
所述修正值计算部至少使用基于所述主波的相位的值与基于所述2倍波的相位的值之和，来计算所述修正值。
6.如权利要求1～5中的任一项所述的血压信息计算装置，其特征在于，
所述血压信息包含所述检查对象的平均血压。
7.如权利要求1～6中的任一项所述的血压信息计算装置，其特征在于，
还包括血压波形计算部，其以基于所述脉搏波的波形和所述血压信息为基础，计算检查对象的绝对血压波形。
8.如权利要求1～7中的任一项所述的血压信息计算装置，其特征在于，
还包括：
对所述检查对象照射光的光源；和
光检测器，其对来自所述检查对象的光进行检测，将检测信号作为基于所述脉搏波的波形向所述输入部输入。
9.如权利要求1～8中的任一项所述的血压信息计算装置，其特征在于，
还包括血压计，其对所述检查对象的血压进行检测，向所述输入部输入基于检测结果的所述基准血压信息。
10.一种血压信息计算方法，其特征在于，
是计算与检查对象的血压值相关的血压信息的方法，
包括：
获取基于所述检查对象的脉搏波的波形和成为以基于所述脉搏波的波形为基础而计算所述血压信息的基准的基准血压信息的获取步骤；
通过对基于所述脉搏波的波形进行傅立叶变换，来计算基于所述脉搏波的波形的相位谱的谱计算步骤；
基于所述相位谱，使用与所述检查对象的脉搏对应的频率的主波的相位和与所述主波的2倍波对应的2倍波的相位中的至少一个相位，来计算修正值的修正值计算步骤；和
使用所述修正值来对所述基准血压信息进行修正，从而计算所述血压信息的血压信息计算步骤。
11.如权利要求10所述的血压信息计算方法，其特征在于，
在所述谱计算步骤中，还计算基于所述脉搏波的波形的强度谱，
在所述修正值计算步骤中，还使用所述强度谱中的所述主波的强度和所述2倍波的强度中的至少一个强度，来计算所述修正值。
12.如权利要求11所述的血压信息计算方法，其特征在于，
在所述修正值计算步骤中，对应于所述强度谱的峰来设定所述主波的频率或者所述2倍波的频率。
13.如权利要求11或12所述的血压信息计算方法，其特征在于，
在所述修正值计算步骤中，利用所述相位与所述强度之积来计算所述修正值。
14.如权利要求10～13中的任一项所述的血压信息计算方法，其特征在于，
在所述修正值计算步骤中，至少使用基于所述主波的相位的值与基于所述2倍波的相位的值之和，来计算所述修正值。
15.如权利要求10～14中的任一项所述的血压信息计算方法，其特征在于，
所述血压信息包含所述检查对象的平均血压。
16.如权利要求10～15中的任一项所述的血压信息计算方法，其特征在于，
还包括血压波形计算步骤，其以基于所述脉搏波的波形和所述血压信息为基础，计算检查对象的绝对血压波形。
17.一种血压信息计算程序，其特征在于，
是用于使计算机执行计算与检查对象的血压值相关的血压信息的处理的程序，
使计算机作为以下部件发挥作用：
输入部，其输入基于所述检查对象的脉搏波的波形和成为以基于所述脉搏波的波形为基础而计算所述血压信息的基准的基准血压信息；
谱计算部，其通过对基于所述脉搏波的波形进行傅立叶变换，来计算基于所述脉搏波的波形的相位谱；
修正值计算部，其根据所述相位谱，使用与所述检查对象的脉搏对应的频率的主波的相位和与所述主波的2倍波对应的2倍波的相位中的至少一个相位，来计算修正值；和
血压信息计算部，其使用所述修正值来对所述基准血压信息进行修正，从而计算所述血压信息。
18.一种计算机可读取的存储介质，其特征在于，
存储有权利要求17所述的血压信息计算程序。
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