DE69837526T2 - Verfahren und vorrichtung zum nachweis von pulswellen sowie verfahren zur anzeige der lage von arterien - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum nachweis von pulswellen sowie verfahren zur anzeige der lage von arterien Download PDF

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Kazuo Yokohama-shi UEBABA
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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung einer Pulswelle, ein Verfahren zur Erfassung einer Arterienposition und eine Pulswellenerfassungsvorrichtung, welche ungeachtet des Arbeitsniveaus eines Bedieners eine stabile Erfassung der Pulswelle ermöglichen und zum Erfassen einer Pulswellenform gemäß dem Blutfluss durch eine Arterie oder Blutgefäße rund um die Arterie geeignet sind.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Als eine der Pulswellenerfassungsvorrichtungen ist ein Gerät bekannt, welches die Pulswelle einer Speichenarterie erfasst. Dieses Gerät erfasst Änderungen im Druck auf die Haut in der Nähe der Speichenarterie unter Verwendung eines Drucksensors, wodurch die Pulswelle gemessen wird. Da das Gerät die Änderung im Druck erfasst, der auf den Sensor ausgeübt wird, welcher auf der Haut über der Speichenarterie angeordnet ist, ist eine Druckkraft von 30 mmHg bis 80 mmHg erforderlich, um die Pulswelle stabil zu erfassen. Dies verursacht ein starkes Verengungsgefühl bei der Person.
  • Zum Beispiel wird im US-Patent Nr. 4,951,679 ein Drucksensor, der in der Nähe der Speichenarterie angeordnet ist, gegen den Arm gedrückt, während die Druckkraft sequenziell geändert wird, um die Druckkraft mit der maximalen Amplitude eines erfassten Signals zu erfassen. Die Pulswelle wird mit dieser Druckkraft erfasst. Dies ermöglicht es, eine optimale Druckkraft einzustellen, ohne unnötigen Druck auszuüben. Es ist jedoch notwendig, einen vorbestimmten Druck gegen den Arm auszuüben, um dadurch das Problem eines starken Verengungsgefühls zu lassen.
  • Im Gegensatz dazu benötigen einige Pulswellenerfassungsvorrichtungen, die Ultraschall oder Licht (wie beispielsweise Infrarotstrahlung und Laserstrahlen) verwenden, keine starke Druckkraft. In einer Pulswellenerfassungsvorrichtung, welche eine reflektierte Ultraschallwelle verwendet, wird eine Sonde, die Ultraschall emittiert, von außen an den Arm einer Person angelegt, und die Sonde empfängt den Ultraschall, der durch eine Arterie oder dergleichen reflektiert wird, um die Pulswelle zu messen.
  • Andererseits emittiert eine Pulswellenerfassungsvorrichtung, welche Licht verwendet, zum Beispiel ein Licht von einer Leuchtdiode ins Körperinnere, um die Menge von reflektiertem Licht (reflektiertes Licht von Unterhautgeweben) zu erfassen. Da ein Teil des Lichts, das von der Leuchtdiode emittiert wird, durch Hämoglobin in den Blutgefäßen absorbiert wird, wird die Menge von reflektiertem Licht in Beziehung zur Blutkapazität in den Blutgefäßen gesetzt, um als die Pulswelle erfasst zu werden.
  • In einer herkömmlichen Pulswellenerfassungsvorrichtung, die Ultraschall verwendet, variieren die erfassten Werte der reflektierten Welle gemäß den Winkeln zwischen einer Sonde, welche Ultraschall sendet und empfängt, und dem Blutfluss. Beim Einsatz der Sonde ist es schwierig, einen festen Winkel zum Blutfluss aufrechtzuerhalten, wodurch eine Schwierigkeit bei der stabilen Messung der Pulswelle verursacht wird. Falls zum Beispiel die Sonde auf der Handflächenseite des Arms einer Person angelegt wird, wird die Erfassung der Pulswelle schwierig, wenn die Sonde sich nur um mehrere Millimeter von einer Arterie verschiebt. Falls die Sonde auf der Rückhandseite des Arms der Person angelegt wird, kann ein Signal-Rausch-Verhältnis (SN für engl. signal-to-noise), das zum Erfassen der Pulswelle notwendig ist, nicht gesichert werden.
  • In einem Gerät, das einen Laser oder eine Leuchtdiode verwendet, kann, wenn der Arterie kein Bestrahlungslicht zugeführt wird, das zum Erfassen der Pulswellenform notwen dige SN-Verhältnis nicht gesichert werden oder es kann keine stabile Pulswellenform erfasst werden.
  • Herkömmlicherweise wurde die Pulswellenform auf der Basis des Blutes, das in der Arterie fließt, erfasst. Gemäß der traditionellen östlichen Medizin glaubt man, dass die Zustände eines lebenden Körpers auf der Basis der Pulswellenform überwacht werden können. Die Arterie, die aus glatten Muskeln und dergleichen gebildet ist, führt den peripheren Geweben durch den Pulsschlag Blut zu. Da die Arterie ein Gewebe des lebenden Körpers ist, ist es notwendig, die Arterie mit Blut zu versorgen. Die Arteriole führt den Arteriengeweben Blut zu. Da die Arteriole der Arterie selbst Blut zuführt, kann der Zustand der Arterie durch Erfassen der Pulswellenform auf der Basis des Blutflusses der Arteriole überwacht werden. In herkömmlichen Verfahren zur Erfassung von Pulswellen jedoch wurde zwar die Pulswellenform auf der Basis des Blutes, das in der Arterie fließt, erfasst, aber die Pulswellenform auf der Basis von Blut, dass in der Arteriole fließt, wurde nicht erfasst.
  • US 5,170,796 offenbart eine Pulswellenerfassungsvorrichtung, welche umfasst: einen Pulswellensensor mit einer Druckfläche, auf welcher eine Mehrzahl von Druckwahrnehmungselementen in einer Reihe vorgesehen ist, eine Haupteinrichtung, die ein elektrisches Signal von jedem der Druckwahrnehmungselemente empfängt, eine Bestimmungseinrichtung, die eine Korrelation zwischen einer Verteilung von Größen der elektrischen Signale, die entlang der Reihe von Druckwahrnehmungselementen aufgenommen werden, und jeder einer Mehrzahl von vorgegebenen Bezugsverteilungen, welche für eine entsprechende einer Mehrzahl von verschiedenen relativen Positionen der Reihe von Druckwahrnehmungselementen in Bezug auf das Blutgefäß bezeichnend ist, bestimmt, eine Auswahleinrichtung, die eine der Bezugsverteilungen auswählt, welche die größte Korrelation aller Korrelationen bereitstellt, die durch die Bestim mungseinrichtung bestimmt wurden, und eine Sendeeinrichtung, welche die elektrischen Signale an die Haupteinrichtung sendet, die von den Druckwahrnehmungselementen in einem Abschnitt der Reihe von Druckwahrnehmungselementen erzeugt werden, wobei der Abschnitt der relativen Position entspricht, die durch die Bezugsverteilung angezeigt wird, die durch die Auswahleinrichtung ausgewählt wurde.
  • JP 2001226 offenbart eine Blutdrucküberwachungsvorrichtung, die druckempfindliche Elemente umfasst. Gemäß der eingegebenen Einstellung eines Benutzers oder gemäß einem Ergebnis, das durch Beurteilen erzielt, ob die Signale, die von jeweiligen druckempfindlichen Elementen ausgegeben werden, von einem vorbestimmten Bereich verschoben sind, wird eine Gruppe von druckempfindlichen Elementen, die ein Signal ausgibt, das bei der Blutdrucküberwachung eingesetzt werden kann, aus den druckempfindlichen Elementen bestimmt.
  • JP 7299043 offenbart ein Pulserfassungsgerät, das einen Pulsdetektor mit einer Mehrzahl von Sensoren umfasst, welche aus Lichtemissionselementen und Lichtempfangselementen bestehen und in welchen das Licht, das durch eine Testperson reflektiert wird, von dem Licht, das von den Lichtemissionselementen emittiert wird, durch die Lichtempfangselemente empfangen wird und der Puls gemäß einer Änderung der Lichtmenge erfasst wird. Ferner umfasst das Gerät ein Mittel zum Erfassen der Amplituden der Änderung der Lichtempfangsmenge bei dem Puls, der durch die Lichtempfangselemente der jeweiligen Sensoren des Pulsdetektors empfangen wird, ein Mittel zum Vergleichen der Größen der Amplitude einer Änderung in der Lichtempfangsmenge der Sensoren und Bestimmen des Sensors mit der größten Amplitude, und ein Mittel zum Feststellen der Pulszahl durch arithmetisches Berechnen des Ausgangssignals des Sensors mit der größten Amplitude.
  • JP 8187230 offenbart ein Druckpulswellenerfassungssystem, in welchem, wenn eine Druckpulswellensensor durch ein Bewegungsmittel in einem Zustand bewegt wird, in dem der Sensor gedrückt wird, durch ein Mittel zum Bestimmen der optimalen Druckposition eine optimale Druckposition bestimmt wird. Folglich wird in einem Schritt, in welchem die Druckkraft von dem zuvor erwähnten Zustand kontinuierlich erhöht wird, um eine optimale Druckkraft zu bestimmen, die Arterie nicht von der Druckfläche des Druckpulswellensensors versetzt, so dass die optimale Druckkraft sicher bestimmt wird. Es ist daher unnötig, wieder einen Vorgang des kontinuierlichen Erhöhens der Druckkraft des Druckpulswellensensors auszuführen, um die optimale Druckkraft zu bestimmen, nachdem der Vorgang des Bestimmens der optimalen Druckposition ausgeführt ist. Demnach kann die optimale Druckkraft des Druckpulswellensensors sofort bestimmt werden, und die Unterbrechungsperiode, während der die Druckpulswelle nicht kontinuierlich erfasst werden kann, kann folglich verkürzt werden.
  • Die vorliegende Erfindung wurde vollbracht, um die zuvor beschriebenen Probleme zu lösen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erfassung einer Pulswelle, ein Verfahren zur Erfassung einer Arterienposition und eine Pulswellenerfassungsvorrichtung bereitzustellen, welche unabhängig vom Qualifikationsniveau eines Bedieners und ohne Verursachen eines starken Verengungsgefühls bei der Person eine stabile Erfassung der Pulswelle ermöglichen und zum Erfassen der Pulswellenform gemäß dem Blutfluss durch eine Arterie oder Blutgefäßen rund um die Arterie geeignet sind.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
    • (1) Ein Verfahren zur Erfassung einer Pulswelle gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet ein Pulswellenerfassungsmittels, welches eine Pulswellenform von Blut erfasst, das durch Blutgefäße rund um eine Arterie fließt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erfassen der Pulswellenform durch das Pulswellenerfassungsmittel an mehreren Positionen; Abtasten einer Polarität der Pulswellenform, die durch das Pulswellenerfassungsmittel erfasst wird; und Erfassen der Pulswellenform, die in einem Positionsbereich von einer Position, in welcher die Polarität umgekehrt wird, zu einer Position, in welcher die Polarität in eine ursprüngliche Polarität zurückversetzt wird, als die Pulswellenform von den Blutgefäßen um die Arterie. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Polarität der Pulswellenform in den Blutgefäßen rund um eine Arterie abgetastet, wobei die Pulswellenform an mehreren Positionen erfasst wird, und wird die Pulswellenform in den Blutgefäßen rund um die Arterie in einem Positionsbereich von einer Position, in welcher die Polarität umgekehrt wird, zu einer Position, in welcher die Polarität in die ursprüngliche Polarität zurückversetzt wird, erfasst, das heißt in dem Positionsbereich, in welchem die Polaritätsumkehr beobachtet wird, die von der Kompression infolge der Arterie herrührt. Dies ermöglicht es, die Pulswellenform von Blut, das durch die Arteriole fließt, welche das Blutgefäß ist, das die Arterie umgibt, zuverlässig mit einem hohen Signal-Rausch-Verhältnis zu erfassen.
    • (2) Ein Verfahren zur Erfassung einer Pulswelle gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die folgenden Schritte: Erfassen einer Pulswellenform durch ein Pulswellenerfassungsmittel, welches die Pulswellenform von Blut, das durch Blutgefäße rund um eine Arterie fließt, an mehreren Positionen erfasst; Abtasten einer Polarität der Pulswellenform, die durch das Pulswellenerfassungsmittel erfasst wird; und Erfassen der Pulswellenform der Arterie, die ungefähr in einer Mitte der Blutgefäße rund um die Arterie positioniert ist, in einem Positionsbereich von einer Position, in welcher die Polarität umgekehrt wird, zu einer Position, in welcher die Polarität in eine ursprüngliche Polarität zurückversetzt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Polarität der Pulswellenform in den Blutgefäßen rund um eine Arterie abgetastet, wobei die Pulswellenform an mehreren Positionen erfasst wird, und wird die Pulswellenform in der Arterie, die ungefähr in der Mitte der Blutgefäße rund um die Arterie angeordnet ist, in einem Positionsbereich von einer Position, in welcher die Polarität umgekehrt wird, zu einer Position, in welcher die Polarität in die ursprüngliche Polarität zurückversetzt wird, erfasst, das heißt, in dem Positionsbereich, in welchem die Polaritätsumkehr beobachtet wird, die von der Kompression infolge der Arterie herrührt. Dies ermöglicht es, die Pulswelle der Arterie an der genau spezifizierten Position zu erfassen, so dass die Pulswellenform der Arterie zuverlässig mit einem hohen Signal-Rausch-Verhältnis erfasst werden kann.
    • (3) Ein Verfahren zum Erfassen einer Position einer Arterie gemäß der vorliegenden Erfindung, das ein Pulswellenerfassungsmittel verwendet, welches eine Pulswellenform von Blut erfasst, das durch Blutgefäße rund um die Arterie fließt, umfasst die folgenden Schritte: Erfassen der Pulswellenform durch das Pulswellenerfassungsmittel an mehreren Positionen; Abtasten einer Polarität der Pulswellenform, die durch das Pulswellenerfassungsmittel erfasst wird; und Erfassen der Lage der Arterie in einem Positionsbereich von einer Position, in welcher die Polarität umgekehrt wird oder im Umkehrprozess ist, zu einer Position, in welcher die Polarität in eine ursprüngliche Polarität zurückversetzt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Polarität der Pulswellenform der Blutgefäße rund um die Arterie abgetastet, wobei die Pulswellenform an mehreren Positionen erfasst wird, und wird die Lage der Arterie in einem Positionsbereich von einer Position, in welcher die Polarität umgekehrt wird oder im Umkehrprozess ist, zu einer Position, in welcher die Polarität in die ursprüngliche Polarität zurückversetzt wird, erfasst, das heißt in dem Positionsbereich, in welchem die Polaritätsumkehr oder ihr Umkehrprozess beobachtet werden, die von der Kompression infolge der Arterie herrühren. Dies ermöglicht es, die Position der Arterie, die ungefähr in der Mitte von Arteriolen positioniert ist, die benachbart zur Arterie sind und diese umgeben, zuverlässig zu erfassen.
    • (4) Eine Pulswellenerfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Pulswellenerfassungsmittel zum Erfassen einer Pulswellenform von Blutgefäßen rund um eine Arterie von einem Erfassungsteil eines lebenden Körpers an mehreren Positionen; gekennzeichnet durch ein Polaritätserfassungsmittel zum Erfassen einer Polarität der Pulswellenform, welche vom Pulswellenerfassungsmittel ausgegeben wird; und ein Bekanntgabemittel zum Bekanntgeben eines Erfassungsergebnisses des Polaritätsmittels. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die durch das Polaritätserfassungsmittel erfasste Polarität für die Pulswellenform der Blutgefäße rund um die Arterie an mehreren Positionen, die durch das Pulswellenerfassungsmittel erfasst wird, durch die Bekanntgabemittel überwacht werden. Daher kann die Polaritätsumkehr der Pulswellenform leicht erkannt werden, so dass die Pulswellenform von den Arteriolen, welche rund um die Arterie anliegen, zuverlässig erfasst werden kann.
    • (5) Die zuvor beschriebene Pulswellenerfassungsvorrichtung umfasst vorzugsweise ferner ein Positionsänderungsmittel zum Ändern einer relativen Position zwischen dem Pulswellenerfassungsmittel und dem Erfassungsteil. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Pulswellenform der Blutgefäße rund um die Arterie leicht an mehreren Positionen erfasst werden, indem die relative Position zwischen dem Pulswellenerfassungsmittel und dem Erfassungsteil durch das Positionsänderungsmittel geändert wird.
    • (6) In der zuvor beschriebenen Pulswellenerfassungsvorrichtung ist das Positionsänderungsmittel vorzugsweise so ausgelegt ist, dass es die relative Position zwischen dem Pulswellenerfassungsmittel und dem Erfassungsteil so ändert, dass sie innerhalb eines Positionsbereichs von einer Position, in welcher die durch das Polarisationsmittel erfasste Polarität umgekehrt wird, zu einer Position, in welcher die Polarität in die ursprüngliche Polarität zurückversetzt wird, liegt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ändert das Positionsänderungsmittel die relative Position zwischen dem Pulswellenerfassungsmittel und dem Erfassungsteil so, dass sie sich innerhalb eines Positionsbereichs von einer Position, in welcher die Polarität umgekehrt wird, zu einer Position, in welcher die Polarität in die ursprüngliche Polarität zurückversetzt wird, befindet, das heißt innerhalb des Positionsbereichs, in welchem die Polaritätsumkehr beobachtet wird, die von der Kompression infolge der Arterie herrührt. Daher ermöglicht das Pulswellenerfassungsmittel es, die Pulswellenform von Blut, dass durch die Arteriolen fließt, welche die Blutgefäße sind, welche die Arterie umgeben, zuverlässig mit einem hohen Signal-Rausch-Verhältnis zu erfassen.
    • (7) In der zuvor beschriebenen Pulswellenerfassungsvorrichtung umfasst die Vorrichtung ferner vorzugsweise ein Körperbewegungsentfernungsmittel zum Entfernen einer Komponente infolge von Körperbewegung aus der Pulswellenform, die durch das Pulswellenerfassungsmittel erfasst wurde, um eine körperbewegungsfreie Pulswellenform zu erzeugen, wobei das Polaritätserfassungsmittel so ausgelegt ist, dass es eine Polarität basierend auf der körperbewegungsfreien Pulswelle erfasst. Gemäß der vorliegenden Erfindung erfasst das Polaritätserfassungsmittel die Polarität basierend auf der körperbewegungsfreien Pulswellenform, in welcher die Komponente infolge von Körperbewegung durch das Körperbewegungsentfernungsmittel entfernt wurde. Daher kann das Polaritätserfassungsmittel die Polarität zuverlässig erfassen, selbst wenn es Körperbewegungen gibt.
    • (8) Die Pulswellenerfassungsvorrichtung, wie zuvor beschrieben, umfasst ferner vorzugsweise: ein Amplitudenerfassungsmittel zum Erfassen einer Amplitude der Pulswellenform, welche vom Pulswellenerfassungsmittel ausgegeben wird; wobei das Bekanntgabemittel so ausgelegt ist, dass es ein erfasstes Ergebnis des Amplitudenerfassungsmittels bekannt gibt. Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Polarität, die durch das Polaritätserfassungsmittel erfasst wird, und die Amplitude der Pulswellenform, die durch das Amplitudenerfassungsmittel erfasst wird, für die Pulswellenform der Blutgefäße rund um die Arterie an mehreren Positionen, die durch das Pulswellenerfassungsmittel erfasst wird, durch das Bekanntgabemittel überwacht werden. Daher können die Polaritätsumkehr und die Amplitudenänderung der Pulswellenform leicht erkannt werden, so dass die Pulswellenform von der Arteriole, welche rund um die Arterie anliegt, zuverlässig mit einem hohen Signal-Rausch-Verhältnis erfasst werden kann.
    • (9) Die Pulswellenerfassungsvorrichtung, wie zuvor beschrieben, umfasst ferner vorzugsweise ein Positionsänderungsmittel zum Ändern der relativen Position des Pulswellenerfassungsmittels und des Erfassungsteils ungefähr in eine mittlere Position in einem Positionsbereich von einer Position, in welcher die durch das Polaritätserfassungsmittel erfasste Polarität umgekehrt wird, zu einer Position, in welcher die Polarität in die ursprüngliche Polarität zurückversetzt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung ändert das Positionsänderungsmittel die relative Position zwischen dem Pulswellenerfassungsmittel und dem Erfassungsteil in die mittlere Position im Positionsbereich von einer Position, in welcher die Polarität umgekehrt wird, zu einer Position, in welche die Polarität wieder in die ursprüngliche Polarität zurückversetzt wird, das heißt in die mittlere Position in dem Positionsbereich, in dem die Polarisationsumkehr beobachtet wird, die von der Kompression infolge der Arterie herrührt, basierend auf der durch das Polarisationserfassungsmittel erfassten Polarität für die Pulswellenform der Blutgefäße rund um die Arterie an mehreren Positionen, die durch das Pulswellenerfassungsmittel erfasst wird. Daher kann das Pulswellenerfassungs mittel die Pulswellenform von Blut, das durch Arteriolen fließt, welche den Umfang der Arterie umgeben, zuverlässig mit einem hohen Signal-Rausch-Verhältnis erfassen.
    • (10) Die Pulswellenerfassungsvorrichtung, wie zuvor beschrieben, umfasst ferner vorzugsweise: ein Amplitudenerfassungsmittel zum Erfassen einer Amplitude der Pulswellenform, welche vom Pulswellenerfassungsmittel ausgegeben wird; und ein Positionsänderungsmittel zum Ändern der relativen Position zwischen dem Pulswellenerfassungsmittel und dem Erfassungsteil derart, dass die relative Position in einem Positionsbereich von einer Position, in welcher die durch das Polaritätserfassungsmittel erfasste Polarität umgekehrt wird, zu einer Position, in welcher die Polarität in eine ursprüngliche Polarität zurückversetzt wird, liegt und die Amplitude, die durch das Amplitudenerfassungsmittel erfasst wurde, im Wesentlichen maximiert wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung ändert das Positionsänderungsmittel die relative Position zwischen dem Pulswellenerfassungsmittel und dem Erfassungsteil derart, dass die relative Position in einem Positionsbereich von einer Position, in welcher die Polarität umgekehrt wird, zu einer Position, in welcher die Polarität in eine ursprüngliche Polarität zurückversetzt wird, liegt, das heißt in dem Positionsbereich, in welchem die Polaritätsumkehr beobachtet wird, die von der Kompression infolge der Arterie herrührt, und die Amplitude, die durch das Amplitudenerfassungsmittel erfasst wird, basierend auf der durch das Polarisationserfassungsmittel erfassten Polarität für die Pulswellenform der Blutgefäße rund um die Arterie an mehreren Positionen, die durch das Pulswellenerfassungsmittel erfasst werden, maximiert wird. Daher kann das Pulswellenerfassungsmittel die Pulswellenform von dem Blut, das durch die Arteriolen fließt, welche den Rand der Arterie umgeben, zuverlässig mit einem hohen Signal-Rausch-Verhältnis erfassen.
    • (11) Die zuvor beschriebene Pulswellenerfassungsvorrichtung umfasst vorzugsweise ein Körperbewegungsentfernungsmittel zum Entfernen einer Komponente infolge von Körperbewegung aus der Impulswellenform, die durch das Pulswellenerfassungsmittel erfasst wurde, um eine körperbewegungsfreie Pulswellenform zu erzeugen, wobei das Polaritätserfassungsmittel so ausgelegt ist, dass es eine Polarität basierend auf der körperbewegungsfreien Pulswelle erfasst, und wobei das Amplitudenerfassungsmittel so ausgelegt ist, dass es eine Amplitude basierend auf der körperbewegungsfreien Pulswellenform erfasst. Gemäß der vorliegenden Erfindung erfasst das Polaritätserfassungsmittel die Polarität und erfasst das Amplitudenerfassungsmittel die Amplitude basierend auf der körperbewegungsfreien Pulswelle, in welcher eine Komponente infolge von Körperbewegung aus der Pulswellenform durch das Körperbewegungsentfernungsmittel entfernt wurde. Selbst wenn es Körperbewegungen gibt, kann daher das Polaritätserfassungsmittel die Polarität richtig erfassen und kann die Amplitudenerfassungsmittel die Amplitude genau erfassen.
    • (12) In der zuvor beschriebenen Pulswellenerfassungsvorrichtung umfasst das Körperbewegungsentfernungsmittel vorzugsweise einen Körperbewegungserfassungsabschnitt zum Erfassen der Körperbewegung des lebenden Körpers, einen ersten Frequenzanalyseabschnitt zum Durchführen einer Frequenzanalyse einer Körperbewegungswellenform, die durch den Körperbewegungserfassungsabschnitt erfasst wurde, einen zweiten Frequenzanalyseabschnitt zum Durchführen einer Frequenzanalyse einer Pulswellenform, die durch das Pulswellenerfassungsmittel erfasst wurde, und einen Körperbewegungsentfernungsabschnitt zum Erzeugen einer körperbewegungsfreien Pulswellenform durch Vergleichen von Frequenzanalyseergebnissen, die durch den ersten Frequenzanalyseabschnitt und den zweiten Frequenzanalyseabschnitt analysiert wurden. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Frequenzanalyse der Körperbewegungswellenform, die durch den Körperbewegungserfassungsabschnitt erfasst wird, durch den ersten Frequenzanalyseabschnitt durchgeführt, und wird eine Frequenzanalyse der Pulswellenform, die durch das Pulswellenerfassungsmittel erfasst wird, durch den zweiten Frequenzanalyseabschnitt durchgeführt, so dass der Körperbewegungsentfernungsabschnitt die körperbewegungsfreie Pulswellenform durch einen Vergleich dieser Analyseergebnisse genau erzeugen kann.
    • (13) In der zuvor beschriebenen Pulswellenerfassungsvorrichtung sind der erste Frequenzanalyseabschnitt und der zweite Frequenzanalyseabschnitt vorzugsweise so ausgelegt sind, dass sie eine Frequenzanalyse unter Verwendung einer FFT durchführen.
    • (14) In der zuvor beschriebenen Pulswellenerfassungsvorrichtung ist das Positionsänderungsmittel vorzugsweise so ausgelegt, dass es sich bewegt, während es für eine Unterbrechungszeit anhält, welche wenigstens eine Mindestzeitspanne ist, um die FFT durchzuführen.
    • (15) In der zuvor beschriebenen Pulswellenerfassungsvorrichtung sind der erste Frequenzanalyseabschnitt und der zweite Frequenzanalyseabschnitt vorzugsweise so ausgelegt sind, dass sie eine Frequenzanalyse unter Verwendung einer Wavelet-Transformation durchführen.
    • (16) In der zuvor beschriebenen Pulswellenerfassungsvorrichtung ist das Positionsänderungsmittel vorzugsweise so ausgelegt ist, dass es sich bewegt, während es für eine Unterbrechungszeit anhält, welche wenigstens eine Mindestzeitspanne ist, um die Wavelet-Transformation durchzuführen. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Wavelet-Transformation an jeder Position, die durch das Positionsänderungsmittel geändert wird, in geeigneter Weise durchgeführt werden.
    • (17) In der zuvor beschriebenen Pulswellenerfassungsvorrichtung umfasst das Körperbewegungsentfernungsmittel vorzugsweise: einen Frequenzanalyseabschnitt zum Durchführen einer Frequenzanalyse der Pulswellenform vom Pulswellenerfassungsmittel; und einen Körperbewegungstrennungsabschnitt zum Erzeugen der körperbewegungsfreien Pulswellenform basierend auf einer Frequenzkomponente, aus welcher eine Niederfrequenzkomponente in einem Frequenzanalyseergebnis, das durch den Frequenzanalyseabschnitt analysiert wurde, entfernt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung entfernt der Körperbewegungstrennungsabschnitt eine Niederfrequenzkomponente aus dem Frequenzanalyseergebnis, das durch den Frequenzanalyseabschnitt analysiert wurde, so dass das Körperbewegungsentfernungsmittel die körperbewegungsfreie Pulswellenform erzeugen kann, aus welcher eine Komponente infolge von der Körperbewegung mit einer hohen Wahrscheinlichkeit, in einem niedrigeren Frequenzbereich als eine Grundfrequenzkomponente der Pulswellenform zu liegen, im Wesentlichen entfernt ist. Daher kann die vorliegende Erfindung die körperbewegungsfreie Pulswellenform mit einer einfachen Konfiguration ohne Verwenden des Körperbewegungserfassungsabschnitts und des ersten Frequenzanalyseabschnitts, die durch das zuvor beschriebene Körperbewegungsentfernungsmittel benötigt werden, erzeugen.
    • (18) In der zuvor beschriebenen Pulswellenerfassungsvorrichtung ist der Körperbewegungstrennungsabschnitt vorzugsweise so ausgelegt ist, dass er die Höchstfrequenz der Niederfrequenzkomponente basierend auf einer Grundfrequenz der Pulswellenform, die durch das Pulswellenerfassungsmittel erfasst wurde, bestimmt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Körperbewegungstrennungsabschnitt bemerkt, dass, wenn der Puls durch eine Leibesübung oder dergleichen erhöht wird, die sich daraus ergebende Frequenz der Grundkomponente der Pulswellenform steigt und auch die Frequenzkomponente der Körperbewegung erhöht wird, da der Körper während der Leibesübung aktiv ist. Daher wird die Höchstfrequenz der zu entfernenden niedrigen Komponente basierend auf den Grundfrequenzen der Pulswellenform bestimmt, die durch das Pulswellenerfassungsmittel erfasst wurde. Dies ermöglicht es, die Körperbewegungskomponente mit einer hohen Wahrscheinlichkeit zu entfernen, selbst wenn die Frequenzen der Komponente infolge der Körperbewegungen durch Leibesübung oder dergleichen erhöht werden.
    • (19) In der zuvor beschriebenen Pulswellenerfassungsvorrichtung ist der Frequenzanalyseabschnitt vorzugsweise so ausgelegt ist, dass er eine Frequenzanalyse unter Verwendung einer FFT oder einer Wavelet-Transformation durchführt.
    • (20) In der zuvor beschriebenen Pulswellenerfassungsvorrichtung ist das Pulswellenerfassungsmittel vorzugsweise ein optisches Pulswellenerfassungsmittel, das eine Pulswelle von Blutgefäßen rund um eine Arterie basierend auf einer Lichtabsorptionseigenschaft von Blut erfasst, das durch die Blutgefäße rund um die Arterie fließt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird muss keine Druckkraft auf den Erfassungsteil ausgeübt werden wie bei einem Pulswellenerfassungsmittel vom Drucksensortyp, da ein Pulswellenerfassungsmittel vom optischen Typ verwendet wird. Demnach kann eine Pulswelle ohne Verursachen eines Verengungsgefühls bei einer Person erfasst werden und kann das Pulswellenerfassungsmittel leicht bewegt werden, um die Pulswelle an mehreren Positionen zu erfassen.
    • (21) In der zuvor beschriebenen Pulswellenerfassungsvorrichtung wird das Pulswellenerfassungsmittel vorzugsweise so eingestellt, dass eine Erfassungswellenlänge in einem Wellenlängenbereich von 300 nm bis 700 nm liegt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die erfasste Wellenlänge des optischen Pulswellenerfassungsmittels im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 700 nm eingestellt und ist das Absorptionsverhältnis des Wellenlängenbereichs infolge des Hämoglobins im Blut hoch, so dass die absorbierte Menge von Licht, das durch das Pulswellenerfassungsmittel erfasst wird, gemäß der Menge von Blut in den Blutgefäßen stark variiert. Demgemäß kann die Pulswellenform genau erfasst werden. Da es außerdem schwierig ist, dass das Licht mit einer Wellenlänge unter 700 nm schwer durch das Gewebe eines lebenden Körpers durchtritt, kann eine Pulswelle von Blutgefäßen rund um eine Arterie, wobei die Blutgefäße in einem Bereich vorhanden sind, der weniger tief als die Arterie liegt, erfasst werden und ist frei vom Einfluss des Außenlichts.
    • (22) Die zuvor beschriebenen Pulswellenerfassungsvorrichtung umfasst ferner vorzugsweise ein Arterienpuls wellenerfassungsmittel zum Erfassen einer Pulswelle einer Arterie, die ungefähr in einer Mitte von Blutgefäßen rund um die Arterie positioniert ist, wobei das Arterienpulswellenerfassungsmittel im Wesentlichen in derselben Position wie das Pulswellenerfassungsmittel vorgesehen ist und die relative Position zwischen dem Arterienpulswellenerfassungsmittel und dem Erfassungsteil durch das Positionsänderungsmittel geändert wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Arterienpulswellenerfassungsmittel zum Erfassen einer Arterie, die ungefähr in der Mitte der Blutgefäße rund um die Arterie positioniert ist, im Wesentlichen in derselben Position wie das Pulswellenerfassungsmittel vorgesehen und wird die relative Position zwischen dem Arterienpulswellenerfassungsmittel und dem Erfassungsteil durch das Positionsänderungsmittel geändert. Wenn demgemäß das Pulswellenerfassungsmittel durch das Positionsänderungsmittel in eine Position bewegt wird, in welcher die Pulswellenform von Arteriolen, die rund um die Arterie positioniert sind, gemessen werden soll, kann das Arterienpulswellenerfassungsmittel die Pulswelle der Arterie, die ungefähr in der Mitte der Arteriolen positioniert ist, genau erfassen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Modells einer Speichenarterie;
  • 2 ist eine Querschnittdarstellung, welche Positionen einer Speichenarterie und von Arteriolen und Kapillargefäßen schematisch veranschaulicht;
  • 3 ist eine schematische Darstellung, welche den Pulsschlag der Speichenarterie veranschaulicht;
  • 4 ist eine Darstellung, welche eine Pulswellenform eines Kapillargefäßes, einer Arteriole und einer Grenzregion veranschaulicht;
  • 5 ist ein Blockdiagramm, welches eine elektrische Konfiguration der Pulswellenerfassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
  • 6 st ein Schaltbild des Pulswellendetektors gemäß der ersten Ausführungsform;
  • 7 ist ein Schaltbild eines Polaritätserfassungsabschnitts gemäß der ersten Ausführungsform;
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht, welche das Erscheinungsbild der Pulswellenerfassungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
  • 9 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand darstellt, in welchem die Pulswellenerfassungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform auf einem Arm angelegt ist;
  • 10 stellt die Beziehung zwischen der Pulswellenform und dem Polaritätserfassungssignal in der ersten Ausführungsform dar;
  • 11 ist ein Blockdiagramm, welches eine elektrische Konfiguration der Pulswellenerfassungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
  • 12 ist eine Vorderansicht, welche das Erscheinungsbild des automatischen Positionsänderungsmechanismus gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
  • 13 ist eine schematische Ansicht, welche eine Modifikation des Pulswellenerfassungsabschnitts darstellt;
  • 14 ist ein Blockdiagramm, welches die elektrische Konfiguration der Pulswellenerfassungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt;
  • 15 ist eine schematische Ansicht, welche einen Pulswellenerfassungsabschnitt und einen Arterienpulswellenerfassungsabschnitt gemäß der dritten Ausführungsform darstellt;
  • 16 ist ein Blockdiagramm, welches die elektrische Konfiguration der Pulswellenerfassungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt;
  • 17 ist ein Blockdiagramm, welches ein Konstruktionsbeispiel 1 des Körperbewegungsentfernungsabschnitts gemäß der vierten Ausführungsform darstellt;
  • 18 ist ein Blockdiagramm, welches eine detaillierte Konfiguration eines ersten Frequenzanalyseabschnitts gemäß der vierten Ausführungsform darstellt;
  • 19 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des Konstruktionsbeispiels 1 des Körperbewegungsentfernungsabschnitts gemäß der vierten Ausführungsform;
  • 20 stellt Pulswellenanalysedaten MKD bei Periode Tc in der vierten Ausführungsform dar;
  • 21 stellt Körperbewegungsanalysedaten TKD bei Periode Tc in der vierten Ausführungsform dar;
  • 22 stellt Analysedaten MDKj der körperbewegungsfreien Pulswelle in der vierten Ausführungsform dar;
  • 23 ist ein Blockdiagramm, welches ein Konstruktionsbeispiel 2 des Körperbewegungsentfernungsabschnitts gemäß der vierten Ausführungsform darstellt;
  • 24 ist eine Darstellung, welche Arterien eines menschlichen Körpers veranschaulicht;
  • 25 stellt die Erscheinungsform einer Pulswellenerfassungsvorrichtung gemäß einer Modifikation dar;
  • 26 stellt die mechanische Konfiguration eines automatischen Positionsänderungsmechanismus 10 gemäß der Modifikation dar;
  • 27 ist eine Querschnittsansicht in einem Zustand, in welchem eine Pulswellenerfassungsvorrichtung von einem fotoelektrischen Reflexionstyp auf einem Arm angelegt ist.
  • BESTE FORM ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • A. Prinzip
  • Zunächst wird das Verfahren zur Erfassung einer Pulswelle von Arteriolen gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. In der vorliegenden Erfindung wird die Pulswelle von Arteriolen erfasst, welche de Speichenarterie umgeben. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Modells einer Speichenarterie 24. Blut fließt in einem Endothel 100. Das Endothel 100 ist durch eine innere Gefäßwandschicht 101 bedeckt, und eine elastische Innenmembran 102 ist auf der Außenseite davon ausgebildet. Eine mittlere Gefäßwandschicht 103 ist zwischen der elastischen Innenmembran 102 und einer elastischen Außenmembran 104 ausgebildet. Die mittlere Gefäßwandschicht 103 besteht aus glatten Muskeln, die in Reihe dick angeordnet sind. Eine Bindegewebshülle 105 ist außerhalb der elastischen Außenmembran 104 ausgebildet, und Arteriolen AR sind innerhalb der Bindegewebshülle 105 ausgebildet. Wenn die Speichenarterie 24 sich zusammenzieht, wellen sich die elastische Innenmembran 102 und die elastische Außenmembran 104 stark, und wenn sie gedehnt wird, werden sie flächig erweitert.
  • Die Speichenarterie 24 führt dem Gewebe durch solch einen Pulsschlag Blut zu, aber es ist notwendig, der Speichenarterie 24 selbst Blut zuzuführen. Es ist die Arteriole AR, die diese Funktion übernimmt.
  • 2 ist eine Querschnittdarstellung, welche Positionen der Speichenarterie 24 und von Arteriolen AR und Kapillargefäßen CA, Cap schematisch veranschaulicht. Eine Innenwand RA der Speichenarterie 24 besteht aus dem Endothel 100 und der inneren Gefäßwandschicht 101. Wie in dieser Figur dargestellt, sind die Arteriolen AR außerhalb der Innenwand A der Speichenarterie 24 angeordnet, und mehrere Kapillargefäße CA, CAp sind innerhalb einer Haut S ausgebildet. In diesem Beispiel sind die Kapillargefäße CAp, die zwischen der Innenwand RA der Speichenarterie 24 und der Haut S vorhanden sind, und die Kapillargefäße CA, die in einer Position entfernt von der Innenwand RA der Speichenarterie 24 vorhanden sind, unterscheidungsfähig dargestellt.
  • Die Kapillargefäße CA, CAp sind netzförmig und führen das Blut, das durch die Speichenarterie 24 befördert wird, jedem Gewebe zu. Daher weist die Pulswellenform, die von der Speichenarterie 24 und von den Kapillargefäßen CA erfasst wird, dieselben Polaritäten auf, obwohl es eine kleine Zeitverzögerung gibt.
  • Der Blutfluss, der durch die Zusammenziehung und die Ausdehnung des Herzens eingeleitet wird, fließt in der Speichenarterie 24, so dass sich ein Pulsschlag, der in 3 dargestellt ist, mit einem Geschwindigkeitsbereich von 8 bis 16 m/s zu den Rändern fortsetzt. Wenn in dieser Figur die Innenwand RA der Speichenarterie 24 durch den Pulsschlag gedehnt wird, wie durch eine Position X1 dargestellt, werden die Arteriolen AR und die Kapillargefäße CAp, die in der Nachbarschaft der Position X1 positioniert sind, durch den Druck auf die Innenwand RA der Speichenarterie 24 in einen ischämischen Zustand versetzt. Wenn andererseits, wie durch eine Position X2 dargestellt, die Innenwand RA der Speichenarterie nicht gedehnt wird, werden die Arteriolen AR und die Kapillargefäße CAp durch die Innenwand RA der Speichenarterie 24 nicht gedrückt, wodurch ein normaler Blutfluss bewirkt wird.
  • Aus diesem Grund wird die Polarität der Pulswellenform der Speichenarterie 24 umgekehrt, wenn mit jener der Pulswellenform der Arteriolen AR und der Kapillargefäße CAp verglichen. Wie bereits erwähnt, entspricht andererseits die Polarität der Pulswellenform der Speichenarterie 24 jener der Kapillargefäße CA. Demgemäß ist, wie bei der Pulswellenform, die in 4 dargestellt ist, die Polarität der Kapillargefäße CA im Vergleich zu jener der Pulswellenform der Arteriolen AR umgekehrt.
  • Wenn die Pulswellenform innerhalb eines sehr untiefen Teils von der Oberfläche der Haut S um den Arm gemessen wird, wie in 2 dargestellt, gibt es Bereiche W1, W3, in welchen die Pulswellenform der Kapillargefäße CA gemessen wird, und einen Bereich W2, in welchem die Pulswellenform der Arteriolen AR und der Kapillargefäße CAp gemessen wird. Wenn in diesem Fall die Pulswellenform von einer Position Xs zu einer Position Xe (in der Umfangsrichtung) gemessen wird, wird die Polarität der Pulswellenform im Bereich W2 umgekehrt. Daher kann die Position der Speichenarterie 24 durch Erfassen der Position, in welcher die Polarität der Pulswellenform umgekehrt wird, bestimmt werden.
  • Bei der tatsächlichen Erfassung der Pulswellenform in der Nachbarschaft der Grenzregion der Region, in welcher die Pulswellenform der Kapillargefäße CA erfasst wird, und der Region, in welcher die Pulswellenform der Arteriolen AR und der Kapillargefäße CAp erfasst wird, das heißt in der Nachbarschaft der Grenzregion von W1 und W2 und der Grenzregion von W2 und W3, werden die Pulswellenformen synthetisiert, welche im Wesentlichen phasengleich sind (die Pulswellenformen der Arteriolen AR und der Kapillargefäße CAp sind mehr oder weniger verzögert in Bezug auf jene der Kapillargefäße CA) und eine entgegengesetzte Polarität aufweisen, um eine Wellenform zu bilden, in welcher sie sich gegenseitig aufheben. Wie in 4 dargestellt, wird demgemäß in diesen Grenzregionen die Pulswellenform im Umkehrprozess als ein schwaches Signal mit einer sehr kleinen Amplitude beobachtet. Unter Berücksichtigung dieses Zustands kann beim Erfassen der Pulswellenform innerhalb eines sehr untiefen Teils von der Oberfläche der Haut S um den Arm festgestellt werden, dass es eine von Blutgefäßen umgebene Arterie in der Region gibt, von welcher die Wellenform dieser Grenzregion oder die Wellenform mit einer umgekehrten Polarität erhalten werden kann.
  • Außerdem wird die Pulswellenform, die in solch einem Positionsbereich erfasst wird, gemäß den Blutflüssen der Arteriolen AR und der Kapillargefäße CAp erfasst. Hierbei dienen die Arteriolen AR dazu, der Speichenarterie 24 Blut zuzuführen, wie bereits erwähnt, so dass der Zustand der Speichenarterie 24 durch Analysieren der Pulswellenform genau erfasst werden kann. Zum Beispiel dient die Analyse dazu, eine Arteriosklerose zu diagnostizieren und den Spannungsgrad der Arterie infolge einer physiologischen Wirkung zu verraten.
  • Von dem zuvor beschriebenen medizinischen Gesichtspunkt bemerkten die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Ergebnisse des Berücksichtigens der Kapillargefäße CA, CAp, der Innenwand RA der Speichenarterie 24 und der Arteriolen AR und entwickelten ein Verfahren zur Erfassung einer Pulswelle, welches die Pulswellenform der Arteriolen leicht erfasst. Das Merkmal dieses Verfahrens zur Erfassung einer Pulswelle ist derart, dass, wenn die Pulswellenform von einem Erfassungsteil eines lebenden Körpers unter Verwendung eines beweglichen Pulswellenerfassungsabschnitts erfasst wird, ein Licht mit einer bestimmten Wellenlänge als ein Erfassungslicht verwendet wird und die relative Position zwischen dem Pulswellenerfassungsabschnitt und dem Erfassungsteil geändert wird, um die Polarität der erfassten Pulswellenform umzukehren.
  • B. Erste Ausführungsform
  • Die Pulswellenerfassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • B1. Konfiguration der Pulswellenerfassungsvorrichtung
  • B1-1. Elektrische Konfiguration
  • 5 ist ein Blockdiagramm, welches die elektrische Konfiguration der Pulswellenerfassungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. Ein Pulswellenerfassungsabschnitt 1 als ein Pulswellenerfassungsmittel, das in dieser Figur dargestellt ist, erfasst eine Pulswellenform MH der Kapillargefäße CA, CAp und der Arteriolen AR. Der Pulswellenerfassungsabschnitt 1 umfasst eine LED 32 (Lichtemissionsabschnitt), einen Fototransistor 33 (Lichtempfangsabschnitt) und dergleichen, wie in 6 dargestellt. Wenn in dieser Figur ein Schalter SW auf EIN geschaltet wird, um die Leistungsspannung anzulegen, wird von der LED 32 Licht emittiert und, nachdem es vom Blut und von Geweben reflektiert wird, durch den Fototransistor 33 empfangen, wodurch bewirkt wird, dass die Pulswellenform MH erfasst wird. Hierbei wird die Wellenlänge der Emission der LED so ausgewählt, dass sie ungefähr die Absorptionsspitze durch die Wellenlänge von Hämoglobin im Blut ist. Daher wird die Lichtempfangsstärke gemäß der Menge von Blutfluss geändert. Demgemäß kann die Pulswellenform durch Erfassen der Lichtempfangsstärke erfasst werden.
  • Außerdem ist als die LED 32 eine blaue LED eines InGaN-Systems (Indium-Gallium-Stickstoff-Systems) vorzuziehen. Das Emissionsspektrum der blauen LED weist eine Emissionsspitze von zum Beispiel 450 nm auf und ihr Emissionswellenlängenbereich liegt zwischen 350 nm und 600 nm. Einer der Fototransistoren 33, welcher der LED mit solch einer Emissionscharakteristik entspricht, ist ein Fototransistor eines GaAsP-Systems (Gallium-Arsen-Phosphor-Systems). Der Lichtempfangswellenlängenbereich dieses Fototransistors 33 weist zum Beispiel einen Hauptempfindlichkeitsbereich von 300 nm bis 600 nm auf und ist auch für einen Wellenlängenbereich unter 300 nm empfindlich. Wenn solch eine blaue LED und der Fototransistor 33 kombiniert werden, wird die Pulswelle im Überlappungsbereich des Wellenlängenbereichs von 300 nm bis 600 nm erfasst. In diesem Fall gibt es die folgenden Vorteile.
  • Wie bereits in Bezug auf 2 zuvor erörtert, sind zunächst die Arteriolen AR so ausgebildet, als ob sie die Blutgefäßwand der Speichenarterie 24 von außen umgeben, und die Kapillargefäße CAp sind zwischen der Innenwand RA der Speichenarterie 24 und der Haut S ausgebildet. Wenn entsprechend das Licht, das zum Erfassen der Pulswellenform MH der Arteriolen AR und der Kapillargefäße CAp ausgestrahlt wird, die Innenwand RA der Speichenarterie 24 erreicht, erfasst es schließlich den Blutfluss. Da die Polaritäten der Pulswellenform der Speichenarterie 24 und der Kapillargefäße CA identisch sind, wie bereits erwähnt, wird, wenn das ausgestrahlte Licht das Innere der Speichenarterie erreicht, die Polarität der Pulswellenform MH in der Position der Speichenarterie 24 nicht umgekehrt, selbst wenn die Pulswellenerfassungsabschnitt 1 in der Richtung des Umfangs des Arms bewegt wird, so dass die Position der Speichenarterie 24 nicht festgestellt werden kann. Es ist jedoch im Allgemeinen schwierig, dass das Licht mit einer Wellenlänge unter 700 nm durch Gewebe eines lebenden Körpers durchtritt, so dass es nur eine Tiefe von etwa 2 mm bis 3 mm von der Oberfläche der Haut erreichen kann. Außerdem befindet sich die Speichenarterie 24 normalerweise in einer Position, die tiefer als 3 mm von der Oberfläche der Haut liegt. Wenn daher der Bereich des erfassten Lichts (Überlappungsbereich des ausgestrahlten Lichts und Lichtempfangsempfindlichkeit) in einem Wellenlängenbereich von 300 nm bis 600 nm eingestellt wird, kann die Pulswellenform MH der Kapillargefäße CA, CAp und der Arteriolen AR erfasst werden, ohne durch den Blutfluss der Speichenarterie 24 beeinflusst zu werden.
  • Ähnlich neigt das Licht mit einer Wellenlänge unter 700 nm, das im Außenlicht enthalten ist, dazu, Schwierigkeiten zu haben, um durch das Gewebe eines lebenden Körpers durchzutreten, so dass das Außenlicht, wenn es einen Teil der Haut bestrahlt, der nicht durch einen Schattenteil (ein Band, das im Folgenden beschrieben wird) verdeckt ist, den Fototransistor 33 durch das Gewebe des lebenden Körpers nicht erreicht, und nur Licht, welches die Erfassung nicht beeinflusst, den Fototransistor 33 erreicht. Andererseits wird der Großteil des Lichts mit einem Wellenlängenbereich über 300 nm auf der Oberfläche der Haut absorbiert, so dass, selbst wenn der Lichtempfangswellenlängenbereich unter 700 nm ist, der wesentliche Lichtempfangswellenlängenbereich im Bereich von 300 nm bis 700 nm liegt. Daher kann der Einfluss des Außenlichts unterdrückt werden, ohne den Erfassungsteil vollständig zu verdecken.
  • Außerdem weist das Hämoglobin im Blut einen größeren Absorptionskoeffizienten für Licht mit einem Wellenlängenbereich von 300 nm bis 700 nm auf, und der Absorptionskoeffizient ist mehr als mehrere Male bis ungefähr 100-mal größer als der von Licht mit einer Wellenlänge von 880 nm. Wenn demnach, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, das Licht mit dem Wellenlängenbereich (300 nm bis 700 nm) mit einer großen Absorptionseigenschaft als ein Erfassungslicht gemäß der Absorptionseigenschaft von Hämoglobin verwendet wird, werden die erfassten Werte gemäß Änderungen in der Menge von Blut merklich geändert, so dass das SN-Verhältnis der Pulswellenform MMH basierend auf den Änderungen in der Menge von Blut verbessert werden kann.
  • Als Nächstes ist ein manueller Positionsänderungsmechanismus 2 als ein Positionsänderungsmittel ein Mechanismus, der die relative Position des Pulswellenerfassungsabschnitts 1 zur Speichenarterie 24 manuell ändern kann. Der manuelle Positionsänderungsmechanismus 2 in der vorliegenden Erfindung weist eine mechanische Konfiguration auf, welche im Folgenden beschrieben wird.
  • Dann erfasst ein Polaritätserfassungsabschnitt 3 als ein Polaritätserfassungsmittel die Polarität der Pulswellenform MH, um ein Polaritätserfassungssignal KS auszugeben. 7 ist ein Schaltbild des Polaritätserfassungsabschnitts 3. Wie in dieser Figur dargestellt, umfasst der Polaritätserfassungsabschnitt 3 einen Operationsverstärker 30, dem Leistungsspannungen von +V und –V zugeführt werden, und Widerstände R1, R2. Eine positive Rückkopplung wird durch Verbinden des Ausgangs des Operationsverstärkers 30 mit dem positiven Eingang durch die Widerstände R1, R2 bereitgestellt, um dadurch einen Hysteresekomparator zu bilden. Der Hysteresekomparator weist zwei Schwellen L1, L2 (L1 > L2) auf, und sein Ausgangssignal wird auf den H-Pegel gesetzt, wenn ein Eingangssignal L1 überschreitet, und es wird auf den L-Pegel gesetzt, wenn das Eingangssignal L2 unterschreitet. Wenn in der vorliegenden Ausführungsform angenommen wird, dass Widerstandswerte der Widerstände R1, R2 R1, R2 sind, ergeben sich die Schwellen L1, L2 aus den folgenden Gleichungen: L1 = +V·R2/(R1 + R2) L2 = –V·R2/(R1 + R2)
  • Wenn daher die Pulswellenform MH die Schwelle L1 unterschreitet, wird das Polaritätserfassungssignal KS ein H-Pegel und, wenn es die Schwelle L2 unterschreitet, wird das Polaritätserfassungssignal KS ein L-Pegel.
  • Eine Anzeige 4 als ein Bekanntgabemittel umfasst eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung. In dieser Anzeige 5 werden die Polarität, die durch den Polaritätserfassungsabschnitt 3 erfasst wird, und Lebendkörperinformationen, wie beispielsweise die Amplitudenwerte und die Pulsrate der Pulswellenform MH der Speichenarterie 24, angezeigt. Die Polaritäten werden durch Vorzeichen, wie etwa zum Beispiel „+" und „–", angezeigt. Wenn demnach eine Person den manuellen Positionsänderungsmechanismus 2 betätigt, wird die Polarität der Pulswellenform MH, die durch den Pulswellenerfassungsabschnitt 1 erfasst wird, auf der Anzeige 4 angezeigt, und die Person kann die Position bestimmen, in welcher die Polarität umgekehrt wird, das heißt die Position der Speichenarterie 24. Ferner ist ein Bezugszeichen 8 ein Lebendkörperinformationserzeugungsabschnitt, der Informationen über einen lebenden Körper erzeugt, wie beispielsweise den Amplitudenwert und die Pulsrate gemäß der Pulswellenform MH.
  • Wenn gemäß der zuvor beschriebenen Konfiguration eine Person den manuellen Positionsänderungsmechanismus 2 betätigt, wird die Polarität der durch den Pulswellenerfassungsabschnitt 1 erfassten Pulswellenform MH durch den Polaritätserfassungsabschnitt 3 erfasst, um auf der Anzeige 4 angezeigt zu werden. Die Wellenform der Pulswelle der Arteriolen AR rund um die Innenwand RA der Speichenarterie 24 und der Kapillargefäße CAp weist eine Polarität auf, die im Vergleich zu jener der Kapillargefäße CA umgekehrt ist, so dass die Person die Position, in welcher die Polarität umgekehrt ist, auf der Anzeige 4 als die Position der Speichenarterie 24 angezeigt sehen kann. Demgemäß kann der Pulswellenerfassungsabschnitt 1 über der Speichenarterie 24 positioniert werden. Wenn die Positionierung genauer sein muss, kann die Positionierung außerdem so erfolgen, dass die Amplitudenwerte der Pulswellenform MH, die auf der Anzeige 4 angezeigt werden, maximal gemacht werden.
  • B1-2. Mechanische Konfiguration
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht, welche das Erscheinungsbild der Pulswellenerfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Wie in dieser Figur dargestellt, weist die Pulswellenerfassungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform die Konfiguration einer Armbanduhr auf. Ein Hauptkörper 18, der in dieser Figur dargestellt ist, beherbergt den Polaritätserfassungsabschnitt 3 und die Anzeige 4, die zuvor beschrieben wurden. Eine Uhr IC, nicht dargestellt, ist im Hauptkörper 18 vorgesehen, und die Anzeige 4 zeigt Zeitinformationen an, die durch die Uhr IC ausgegeben werden, wie in 8 dargestellt. Ein Bedienungsknopf 11 ist für verschiedene Operationen, wie beispielsweise ein Umschalten zwischen einem Messmodus zum Messen einer Pulswelle und einem Uhrmodus zum Anzeigen von Zeit, vorgesehen.
  • Ferner ist ein Paar von Bändern 13a, 13b am Hauptkörper 18 angebracht und wird, wie in 9 dargestellt, auf einem Arm angelegt, in dem es an den Arm gebunden und mit einer Schnalle 12 gesichert wird. Ein Bezugszeichen 14 ist ein zylinderförmiger Gleitkörper mit einem rechteckigen Querschnitt, wobei der Gleitkörper entlang des Bandes 13a, 13b bewegt werden kann und der Pulswellenerfassungsabschnitt 1 in diesem Gleitkörper 14 vorgesehen ist. Wenn daher der Gleitkörper 14 bewegt wird, bewegt sich auch der Pulswellenerfassungsabschnitt 1. Dieser Pulswellenerfassungsabschnitt 1 umfasst einen optischen Sensor, so dass es keinen Vorsprung, wie beispielsweise einen Drucksensor, gibt. Demnach kann der Gleitkörper 14 sanft bewegt werden, ohne während der Positionierung ein Verengungsgefühl bei einer Person zu erzeugen. Außerdem ist ein Kabel, das nicht dargestellt ist, zwischen dem Pulswellenerfassungsabschnitt 1 und dem Hauptkörper 18 vorgesehen, um zu bewirken, dass die erfasste Pulswellenform MH übertragen wird.
  • B2. Funktionsweise der Pulswellenerfassungsvorrichtung
  • Die Funktionsweise der Pulswellenerfassungsvorrichtung der ersten Ausführungsform wird nun beschrieben. Zunächst werden die Bänder 13a, 13b an einen Arm gebunden und mit der Schnalle 12 gesichert. Dann wird durch Betätigen des Bedienungsknopfs 11 der Positionierungsmodus gewählt. Als Ergebnis bestrahlt ein Licht vom Lichtemissionsabschnitt (LED 32) im Pulswellenerfassungsabschnitt 1 den Arm der Person, und sein reflektiertes Licht wird im Lichtempfangsabschnitt (Fototransistor 33) empfangen. Da Blut, das durch Blutgefäße fließt, eine Absorptionseigenschaft aufweist, welche Licht absorbiert, wie zuvor beschrieben, wird das reflektierte Licht, das den Lichtempfangsabschnitt erreicht, infolge von Absorption durch das Blut, das durch die Kapillargefäße CA, CAp und die Arteriolen AR fließt, abgeschwächt. Das Maß an Abschwächung wird eine Funktion der Blutkapazität des Teils im Blutgefäß, durch welchen das Bestrahlungslicht eindringt, das heißt entspricht der Pulswelle des Bluts, das durch die Kapillargefäße CA, CAp und die Arteriolen AR fließt.
  • Hierbei wird angenommen, dass der Gleitkörper 14 in einer Position Xs positioniert wird, die in 2 dargestellt ist, und zu einer Position Xe bewegt wird. In diesem Fall hängt die Pulswellenform MH, die durch den Pulswellenerfassungsabschnitt 1 erfasst wird, von der Verschiebungsgeschwindigkeit des Gleitkörpers 14 ab. Wenn der Gleitkörper 14 mit einer Geschwindigkeit bewegt wird, die langsam genug ist, ist die Pulswellenform MH, die durch den Pulswellenerfassungsabschnitt 1 erfasst wird, die Pulswellenform MH, die in 10 mit „MH" gekennzeichnet ist.
  • L1 und L2, die in 10 dargestellt sind, sind Schwellenwerte des Hysteresekomparators, der im Polarisationserfassungsabschnitt 3 verwendet wird.
  • Die Ausgabe des Hysteresekomparators wird ein H-Pegel, wenn die Amplitude der Pulswellenform MH den Schwellenwert L1 überschreitet, und sie wird ein L-Pegel, wenn sie den Schwellenwert L2 unterschreitet, so dass das Polaritätserfassungssignal KS die Wellenform mit der Kennzeichnung KS in 10 darstellt. In dieser Figur entsprechen Perioden T1, T3, in welche das Polarisationserfassungssignal KS auf dem H-Pegel ist, den Bereichen W1, W3, die in 2 dargestellt sind, andererseits entspricht eine L-Pegel-Periode T2 dem Bereich W2.
  • In diesem Fall wird in den Perioden T1 und T2 „+" auf der Anzeige 4 angezeigt, und in Periode T2 wird „–" angezeigt. Die Dicke einer Speichenarterie 24 ist jedoch gering in Bezug auf die Entfernung, die durch den Gleitkörper 14 zurückgelegt wird, so dass die Periode T2 sehr kurz ist. Daher kann die Person die Position der Speichenarterie 24 durch Bewegen des Gleitkörpers 14 ermitteln, während sie die Polarität beobachtet, die auf der Anzeige 4 angezeigt wird.
  • Nachdem der Gleitkörper 14 auf die Weise über die Speichenarterie 24 bewegt wurde, wird der Pulswellenerfassungsmodus durch Betätigen des Bedienungsknopfs 11 gewählt. Dann wird der Amplitudenwert der Pulswellenform MH, die durch den Pulswellenerfassungsabschnitt 1 erfasst wurde, auf der Anzeige 4 angezeigt. Demnach kann die Person eine genauere Pulswellenform MH der Arteriolen AR durch Feineinstellen der Position des Gleitkörpers 14 erfassen, um die Amplitude der Pulswellenform MH zu maximieren.
  • B3. Modifikationen der ersten Ausführungsform
  • (1) Beispiel für das Bekanntgabemittel
  • Wie bereits erwähnt, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Lagebeziehung des Pulswellenerfassungsabschnitts 1 und der Arteriolen AR (der Lagebeziehung des Pulswellenerfassungsabschnitts 1 und der Speichenarterie 24) dem Bediener angezeigt. Als eine Alternative kann die vorliegende Ausführungsform so konfiguriert werden, dass der Bediener durch einen Ton aufmerksam gemacht wird. Das heißt, es kann ein Ausspracheabschnitt VO, welcher gemäß dem Polaritätserfassungssignal KS des Polaritätserfassungsabschnitts 3 ausspricht, bereitgestellt werden. Außerdem wird der Ausspracheabschnitt so konfiguriert, dass er die Lagebeziehung des Pulswellenerfassungsabschnitts 1 und der Arteriolen AR zum Beispiel durch Ändern von Toneigenschaften, wie beispielsweise Lautstärke, Tonhöhe und Klang gemäß dem Pegel des Polaritätserfassungssignals KS darstellt. Er kann auch so konfiguriert werden, dass er die Person zum Beispiel durch Ändern des Tonintervalls eines elektronischen Pieptons aufmerksam macht.
  • (2) Beispiel des Positionierungsverfahrens des Pulswellenerfassungsabschnitts 1
  • Wie bereits erwähnt, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Position des Pulswellenerfassungsabschnitts 1 vorteilhafterweise eingestellt werden, während die Anzeige 4 beobachtet wird, es ist jedoch vorzuziehen, dass das Bestrahlungslicht veranlasst wird, bei der Anfangspositionierung, wenn das Gerät auf dem Arm angelegt wird, so nahe als möglich in der Nachbarschaft der Speichenarterie 24 einzudringen. In diesem Fall können für den gegenwärtigen Standard Markierungen auf dem Band 13a angeordnet werden. Das heißt, es werden Skalen 13m, 13m, ... auf dem Band 13a in vorbestimmten Abständen angeordnet, wie in 9 dargestellt, und die Position auf der Skala, an welcher der Gleitkörper 14 anfänglich positioniert war, wird im Gedächtnis behalten. Dann wird unmittelbar nach dem Anlegen der Bänder 13a, 13b auf dem Arm die Position des Gleitkörpers 14 auf die Position auf der Skala eingestellt. Es ist daher nach dem Umschalten in den Messmodus nur ein kleines Maß an Einstellung des Gleitkörpers 14 erforderlich, was zu einer raschen Messung führt.
  • C. Zweite Ausführungsform
  • C1. Konfiguration der Pulswellenerfassungsvorrichtung
  • 11 ist ein Blockdiagramm, welches die elektrische Konfiguration der Pulswellenerfassungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt. Die vorliegende Erfindung ist mit einem automatischen Positionsänderungsmechanismus 10 und einer Steuereinheit 6 anstelle des Gleitkörpers 14 (manueller Positionsänderungsmechanismus 2) in der Konfiguration der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform versehen.
  • Der automatische Positionsänderungsmechanismus 10 als ein Positionsänderungsmittel treibt den Pulswellenerfassungsabschnitt 1 in der Umfangsrichtung des Arms (in der Richtung senkrecht zur Speichenarterie 24) an und wird durch die Steuereinheit 6 angetrieben. Die Steuereinheit 6 erzeugt ein Impulsantriebssignal DS gemäß dem Polaritätssignal KS, um den Pulswellenerfassungsabschnitt 1 in der Mitte eines Intervalls zu positionieren, in welchem die Polarität des Polaritätssignals KS umgekehrt wird.
  • Hierbei ist 12 eine Vorderansicht (Hautseite), welche das Erscheinungsbild des automatischen Positionsänderungsmechanismus 10 darstellt, durch welchen das Band 13b eindringt, wie in der Figur dargestellt. Ein Linearimpulsmotor ist in den automatischen Positionsänderungsmechanismus 10 integriert, und das Bezugszeichen 10b, das in der Figur dargestellt ist, ist sein Schieber. Dieser Linearimpuls motor ändert den Erregungszustand der Innenspule durch das Impulsantriebssignal DS, rückt genau um einen konstanten Abstand vor. Ein beweglicher Abschnitt 10c ist auf der Hautseite des Schiebers 10b vorgesehen, und der Pulswellenerfassungsabschnitt 1 ist an diesem beweglichen Abschnitt 10c angebracht. Der bewegliche Abschnitt 10c kann in der horizontalen Richtung in der Figur mit einem Schub von ungefähr 1 cm entlang einer Nut 10a bewegt werden.
  • C2. Funktionsweise der Pulswellenerfassungsvorrichtung
  • Wenn in der zuvor beschriebenen Konfiguration der Positionierungsmodus eingestellt wird, gibt die Steuereinheit 6 das Antriebssignal DS aus, um den automatischen Positionsänderungsmechanismus 10 zu initialisieren. Konkret wird der bewegliche Abschnitt 10c, der in 12 dargestellt ist, zum rechten Ende der Nut 10a geschoben.
  • Dann steuert die Steuereinheit 6 den automatischen Positionsänderungsmechanismus 10 so, dass er bewirkt, dass der bewegliche Abschnitt 10c sich mit einer konstanten Geschwindigkeit von rechts nach links bewegt. In diesem Fall wird die Laufgeschwindigkeit des beweglichen Abschnitts 10c so eingestellt, dass eine Umkehr der Pulswellenform MH erfasst werden kann. Wenn der bewegliche Abschnitt 10c zu laufen beginnt, erfasst der Polaritätserfassungsabschnitt 3 seine Polarität gemäß der Pulswellenform MH vom Pulswellenerfassungsabschnitt 1, um das Polaritätssignal KS zu erzeugen.
  • Wenn das Polaritätssignal KS der Steuereinheit 6 zugeführt wird, bewirkt sie, dass der bewegliche Abschnitt 10c nach links läuft, bis das Polaritätssignal KS umgekehrt wird. Der Durchmesser des Blutgefäßes der Innenwand RA der Speichenarterie 24 ist kleiner als der Schub (1 cm) des beweglichen Abschnitts 10c, und die Montageposition des automatischen Positionsänderungsmechanismus 10 in Bezug auf das Band 13b ist so eingestellt, dass die Mitte des automatischen Positionsänderungsmechanismus 10 fast in Linie mit der Speichenarterie 24 ist. Aus diesem Grund ist es sehr selten, dass der Pulswellenerfassungsabschnitt 1 über der Speichenarterie 24 angeordnet wird, wenn der bewegliche Abschnitt 10c initialisiert wird, so dass der bewegliche Abschnitt 10c in der Position Xs angeordnet wird, die in 2 dargestellt ist, wenn er initialisiert wird. Wenn demgemäß der bewegliche Abschnitt 10c von der Anfangsposition zu laufen beginnt, wird zuerst die Pulswellenform MH der Kapillargefäße CA durch den Pulswellenerfassungsabschnitt 1 erfasst. Wenn der bewegliche Abschnitt 10c weiterläuft, wird die Pulswellenform MH der Arteriolen AR und der Kapillargefäße CAp erfasst. Zu diesem Zeitpunkt sind die Polaritäten der Pulswellenform MH der Kapillargefäße CA und der Pulswellenform MH der Arteriolen AR und der Kapillargefäße CAp zueinander entgegengesetzt, so dass, wenn das Polarisationssignal KS umgekehrt wird, der bewegliche Abschnitt 10c über dem linken Ende der Speichenarterie 24 positioniert wird.
  • Wenn die Steuereinheit 6 die Umkehr des Polaritätssignals KS erfasst, beginnt sie, die Zahl von Impulsen des Impulsantriebssignals DS zu zählen und fährt mit dem Zählvorgang fort, bis das Polaritätssignal KS erneut umgekehrt wird. Die Polarität des Polaritätssignals KS wird erneut umgekehrt, wenn die Pulswellenform MH, die durch den Pulswellenerfassungsabschnitt 1 erfasst wird, von den Arteriolen AR und den Kapillargefäßen CAp zu den Kapillargefäßen CA umgeschaltet wird. Das heißt, bei dieser Zeiteinstellung wird der bewegliche Abschnitt 10c über dem rechten Ende der Speichenarterie 24 positioniert.
  • Danach stellt die Steuereinheit 6 die gezählte Impulsrate des Impulsantriebssignals DS auf die Hälfte ein und erzeugt das Impulsantriebssignal DS, um zu bewirken, dass der bewegliche Abschnitt 10c um diese Impulsrate in der Rück wärtsrichtung läuft. Dies erlaubt es dem beweglichen Abschnitt 10c, genau über die Speichenarterie 24 zu laufen, was zur genauen Erfassung der Pulswellenform MH der Arteriolen AR führt.
  • Als Ergebnis des zuvor beschriebenen Vorgangs wird der Pulswellenerfassungsabschnitt 1 zur Position gesteuert, in welcher die Pulswellenform MH maximiert wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird im Unterschied zu einem Gerät, in welchem eine Positionierung unter Verwendung eines Drucksensors erfolgt (z.B. US-Patent Nr. 4,951,679 ), der Pulswellenerfassungsabschnitt 1, wenn eine Positionierung durchgeführt wird, nicht gegen die Haut gedrückt, so dass nur eine kleine Menge von Leistung erforderlich ist, um den beweglichen Abschnitt 1c entlang der Haut zu bewegen. Daher ist eine ausreichende Servosteuerung mit dem Moment eines gewöhnlichen Linearimpulsmotors verfügbar. Außerdem kann die optimale Position des Pulswellenerfassungsabschnitts 1 bestimmt werden, wenn die Bewegungsstrecke, d.h. der Schub, des beweglichen Abschnitts 10c in Bezug auf den Durchmesser der Arterie ungefähr 1 cm beträgt.
  • C3. Modifikationen der zweiten Ausführungsform
    • (1) In der zweiten Ausführungsform kann eine Anzeige der Amplitudenwerte auf der Anzeige 4 unterlassen werden. Dies ist der Fall, da der Pulswellenerfassungsabschnitt 1 durch den Servomechanismus automatisch in die optimale Position angetrieben wird, so dass es für einen Benutzer nicht notwendig ist, die Amplitudenwerte zu überwachen. Wenn jedoch die Amplitudenwerte auf der Anzeige 4 angezeigt werden, kann der Betriebszustand des Servomechanismus festgestellt werden und, wenn der Servomechanismus fehlerhaft ist, kann die Position des Pulswellenerfassungsabschnitts 1 manuell optimiert werden.
    • (2) In der zweiten Ausführungsform können die Amplitudenwerte der Pulswellenform MH, die im Pulswellenerfassungsabschnitt 1 erfasst werden, der Steuereinheit 6 zugeführt werden (siehe gestrichelte Linie in 11), um das Impulsantriebssignal DS' gemäß diesen Amplitudenwerten und dem Polaritätssignal KS zu erzeugen. Wenn in diesem Fall die Steuereinheit 6 die Umkehr des Polaritätssignals KS erfasst, wird die Pulswellenform MH der Arteriolen AR, die innerhalb des Gewebes des Blutgefäßes der Speichenarterie 24 ausgebildet sind, erfasst. Dann bewirkt die Steuereinheit 6, dass der bewegliche Abschnitt 10c sich um einen Abstand nach rechts verschiebt, und beurteilt, ob der Amplitudenwert der Pulswellenform MH größer wird oder nicht. Wenn dieser Wert größer wird, wird der bewegliche Abschnitt 10c um noch einen Abstand weiter nach rechts geschoben, und es wird eine Messung im Hinblick darauf vorgenommen, ob der Amplitudenwert größer wird oder nicht. Auf ähnliche Weise wird der bewegliche Abschnitt 10c nach rechts geschoben und, wenn der Amplitudenwert klein wird, wird der bewegliche Abschnitt 10c wieder um einen Abstand nach links zurückversetzt, und der Verschiebevorgang ist beendet. Als Ergebnis des zuvor beschriebenen Vorgangs wird der Pulswellenerfassungsabschnitt 1 zur Position gesteuert, in welcher der Amplitudenwert der Pulswellenform MH maximal wird. Während des Ausübens solch eines Vorgangs kann ein Riemen, der an einen Arm gebunden ist, infolge des Schwingens des Arms manchmal verrutschen. Unter solchen Umständen kann die Position der Pulkswellenerfassungsabschnitts 1 von genau über der Speichenarterie 24 verrutschen und verursachen, dass das SN-Verhältnis der Pulswellenform MH verschlechtert wird. In diesem Fall kann die Steuereinheit 6 erkennen, dass der Amplitudenwert der Pulswellenform unter einen vorbestimmten Wert vom vorherigen mittleren Amplitudenwert gesenkt wird. Dies führt dazu, dass die Positionsänderung des Pulswellenerfassungsabschnitts 1 wieder basierend auf dem zuvor beschriebenen Amplitudenwert durchgeführt wird.
    • (3) In der zuvor beschriebenen Ausführungsform wurde die Pulswellenform durch den Pulswellenerfassungsabschnitt 1 an mehreren Positionen erfasst, indem der Pulswellenerfassungsabschnitt 1 in Bezug auf den Erfassungsteil unter Verwendung eines automatischen Positionsänderungsmechanismus 10 bewegt wurde. Als eine Modifikation, die 12 entspricht und in 13 dargestellt ist, wird jedoch durch Ausbilden von mehreren Paaren von Lichtemissionselementen und Lichtempfangselementen zu einer reihenförmigen Konfiguration ein Pulswellenerfassungsabschnitt 46 gebildet. Die Pulswellenform an mehreren Positionen kann durch Steuern, welches Paar des Lichtemissionselements und des Lichtempfangselements verfügbar ist, erfasst werden. In diesem Fall ist der automatische Positionsänderungsmechanismus 10 nicht erforderlich, und die Steuereinheit 6 kann mit einer Funktion zum Steuern versehen werden, welches Paar einer Mehrzahl der Lichtemissionselemente und Lichtempfangselemente, die im Pulswellenerfassungsabschnitt 46 vorgesehen sind, ausgewählt wird.
  • D. Dritte Ausführungsform
  • D1. Konfiguration der Pulswellenerfassungsvorrichtung
  • 14 ist ein Blockdiagramm, welches die elektrische Konfiguration der Pulswellenerfassungsvorrichtung 60 gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der Pulswellenerfassungsvorrichtung 40 der zweiten Ausführungsform darin, dass ein Arterienpulswellenerfassungsabschnitt 62 zusätzlich zum Pulswellenerfassungsabschnitt 1 vorgesehen ist, ein Lebendkörperinformationserzeugungsabschnitt 8 Lebendkörperinformationen durch Empfangen von Informationen von einem Arterienpulswellenerfassungsabschnitt 62 erzeugt und die Anzeige 4 die Lebendkörperinformationen anzeigt. Andere Anordnungen sind gleich wie bei der zweiten Ausführungsform, so dass ihre Erläuterung unterlassen wird. Teile, die der zweiten Ausführungsform entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Der Pulswellenerfassungsabschnitt 1 und der Arterienpulswellenerfassungsabschnitt 62 der vorliegenden Ausführungsform sind an der Position des Pulswellenerfassungsabschnitts 1 vorgesehen, der in 12 in der zweiten Ausführungsform dargestellt ist, und im Wesentlichen an derselben Position benachbart zueinander angeordnet, wie in 15 dargestellt. Jeder von diesem Pulswellenerfassungsabschnitt 1 und diesem Arterienpulswellenerfassungsabschnitt 62 ist am beweglichen Abschnitt 10c angebracht, wie in der zweiten Ausführungsform. Daher werden die relativen Positionen des Pulwellenerfassungsabschnitts 1 und des Arterienpulswellenerfassungsabschnitts 62 in Bezug auf den zu erfassenden Teil auf dieselbe Art und Weise durch den automatischen Positionsänderungsmechanismus 10 geändert, wie der Pulswellenerfassungsabschnitt 1 in der zweiten Ausführungsform verschoben wird.
  • Der Arterienpulswellenerfassungsabschnitt 62 erfasst die Pulswellenform MHa einer Arterie, zum Beispiel einer Speichenarterie 24, die im Wesentlichen in der Mitte von Arteriolen AR positioniert ist (siehe 2). Der Arterienpulswellenerfassungsabschnitt 62 umfasst zum Beispiel eine LED oder ein EL (Lichtemissionsabschnitt) und einen Fototransistor (Lichtempfangsabschnitt). Im Arterienpulswellenerfassungsabschnitt 62 wird der Erfassungswellenlängenbereich, welcher der Bereich ist, in welchem der Lichtemissionswellenlängenbereich des Lichtemissionsabschnitts und der Erfassungswellenlängebereich des Lichtempfangsabschnitts einander überlappen, so ausgewählt, dass die Lichtabsorption infolge von Hämoglobin in einer Arterie in einer Tiefe von der Haut, die zum Beispiel einer Position der Speichenarterie 24 entspricht, erfasst werden kann. Demnach wird die Lichtempfangsstärke gemäß der Menge von Blutfluss einer Arterie, zum Beispiel der Speichenarterie 24, geändert. Aus diesem Grund kann die Pulswellenform einer Arterie, zum Beispiel der Speichenarterie, durch Erfassen der Lichtempfangsstärke erfasst werden.
  • D2. Funktionsweise der Pulswellenerfassungsvorrichtung
  • Wenn die Pulswellenerfassungsvorrichtung 60 mit der zuvor beschriebenen Konfiguration in den Positionierungsmodus versetzt wird, gibt die Steuereinheit 6 das Antriebssignal DS zum Initialisieren des automatischen Positionsänderungsmechanismus 10 aus. Konkret wird der bewegliche Abschnitt 10c, der in 12 dargestellt ist, zum rechten Ende der Nut 10a geschoben.
  • Dann steuert die Steuereinheit 6 den automatischen Positionsänderungsmechanismus 10 so, dass er den beweglichen Abschnitt 10c veranlasst, sich mit einer konstanten Geschwindigkeit von rechts nach links zu bewegen. In diesem Fall wird die Laufgeschwindigkeit des beweglichen Abschnitts 10c so eingestellt, dass eine Umkehr der Pulswellenform MH, welche durch den Pulswellenerfassungsabschnitt erfasst wird, erfasst werden kann. Wenn der bewegliche Abschnitt 10c zu laufen beginnt, erfasst der Polaritätserfassungsabschnitt 3 seine Polarität gemäß der Pulswellenform MH vom Pulswellenerfassungsabschnitt 1, um das Polaritätssignal KS zu erzeugen.
  • Wenn das Polaritätssignal KS der Steuereinheit 6 zugeführt wird, bewirkt sie, dass der bewegliche Abschnitt 10c sich nach links bewegt, bis das Polaritätssignal KS umgekehrt wird. Der Durchmesser des Blutgefäßes der Innenwand RA der Speichenarterie 24 ist kleiner als der Schub (1 cm) des beweglichen Abschnitts 10c, und die Einbauposition des automatischen Positionsänderungsmechanismus 10 in Bezug auf das Band 13b ist so eingestellt, dass die Mitte des automatischen Positionsänderungsmechanismus 10 im Wesentlichen mit der Speichenarterie 24 übereinstimmend gemacht ist. Aus diesem Grund ist es sehr selten, dass der Pulswellenerfassungsabschnitt 1 oder der Arterienpulswellenerfassungsabschnitt 62 über der Speichenarterie 24 angeordnet werden, wenn der bewegliche Abschnitt 10c initialisiert und am rechten Ende der Nut 10a angeordnet wird. Demnach wird der bewegliche Abschnitt 10c an einer Position Xs, die in 2 dargestellt ist, angeordnet, wenn er initialisiert wird. Wenn der bewegliche Abschnitt 10c von der Anfangsposition zu laufen beginnt, wird zuerst die Pulswellenform MH der Kapillargefäße CA durch den Pulswellenerfassungsabschnitt 1 erfasst. Wenn der bewegliche Abschnitt 10c weiterläuft, dann wird die Pulswellenform MH der Arteriolen AR und der Kapillargefäße CAp durch den Pulswellenerfassungsabschnitt 1 erfasst und wird die Pulswellenform der Speichenarterie 24 durch den Arterienpulswellenerfassungsabschnitt 62 erfasst. Wie bereits erwähnt, sind die Polaritäten der Pulswellenform MH der Kapillargefäße CA und der Pulswellenform MH der Arteriolen AR und der Kapillargefäße CAp zueinander entgegengesetzt, so dass, wenn das Polarisationssignal KS umgekehrt wird, der bewegliche Abschnitt 10c über dem rechten Ende der Speichenarterie 24 positioniert wird.
  • Wenn die Steuereinheit 6 die Umkehr des Polaritätssignals KS erfasst, beginnt sie, die Zahl von Impulsen des Impulsantriebssignals DS zu zählen und fährt mit dem Zählen fort, bis die Polarität des Polaritätssignals KS erneut umgekehrt wird. Die Polarität des Polaritätssignals KS wird erneut umgekehrt, wenn die Pulswellenform MH, die durch den Pulswellenerfassungsabschnitt 1 erfasst wird, von den Arteriolen AR und den Kapillargefäßen CAp zu den Kapillargefäßen CA umgeschaltet wird. Das heißt, bei dieser Zeit einstellung wird der bewegliche Abschnitt 10c über dem linken Ende der Speichenarterie 24 positioniert.
  • Danach stellt die Steuereinheit 6 die gezählte Impulsrate des Impulsantriebssignals DS auf die Hälfte ein und erzeugt das Impulsantriebssignal DS, um zu bewirken, dass der bewegliche Abschnitt 10c um diese Impulsrate in der Rückwärtsrichtung fährt. Dies erlaubt es dem beweglichen Abschnitt 10c, genau über die Speichenarterie 24 zu laufen. An dieser Position kann der Arterienpulswellenerfassungsabschnitt 62 die Pulswellenform MHa von der Speichenarterie 24 mit einem hohen SN-Verhältnis genau erfassen.
  • E. Vierte Ausführungsform
  • Jede zuvor beschriebene Ausführungsform erfasst die Polarität der Pulswellenform MH, die durch den Pulswellenerfassungsabschnitt 1 erfasst wird, und positioniert den Pulswellenerfassungsabschnitt 1 gemäß dem erfassten Ergebnis. Da das Blut, das in den Kapillargefäßen CA, CAp und den Arteriolen AR fließt, durch Körperbewegung beeinflusst wird, wenn der Körper sich bewegt, überlappen Körperbewegungskomponenten die Pulswellenform MH und bewirken, dass die Amplituden der Pulswellenform MH unabhängig vom Pulsschlag stark schwanken. Wenn in solch einem Fall die Polarität gemäß der Ausgabe des Pulswellenerfassungsabschnitts 1 bestimmt wird, kann die Polarität aufgrund des Einflusses der Körperbewegung nicht richtig beurteilt werden. Demnach wird in einer vierten Ausführungsform, selbst wenn es Körperbewegungen gibt, eine Positionierung des Pulswellenerfassungsabschnitts 1 durch Erfassen der Polarität genau durchgeführt, nachdem die Körperbewegungskomponenten entfernt sind.
  • Eine elektrische Konfiguration einer Pulswellenerfassungsvorrichtung 65 gemäß der vierten Ausführungsform ist in 16 dargestellt. Die Konfiguration dieser Pulswellener fassungsvorrichtung 65 ist gleich wie die der Pulswellenerfassungsvorrichtung der zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass ein Körperbewegungsentfernungsabschnitt 7 zwischen dem Pulswellenerfassungsabschnitt 1 und dem Polaritätserfassungsabschnitt 3 vorgesehen ist. Der Körperbewegungsentfernungsabschnitt 7 entfernt die Wellenform von Körperbewegungen aus der Pulswellenform MH, um eine körperbewegungsfreie Pulswellenform MH zu erzeugen. Es folgen Konfigurationsbeispiele von spezifischen Konfigurationen des Körperbewegungsentfernungsabschnitts 7.
  • E1. Konfigurationsbeispiel 1 des Körperbewegungsentfernungsabschnitts
  • 17 ist ein Blockdiagramm, welches ein Konstruktionsbeispiel 1 des Körperbewegungsentfernungsabschnitts 7 darstellt. Ein Körperbewegungserfassungsabschnitt 70, der in dieser Figur dargestellt ist, ist innerhalb des Hauptkörpers 18 vorgesehen (siehe 8) und umfasst einen Beschleunigungssensor und dergleichen. Eine Körperbewegungswellenform TH, die Körperbewegungen eines lebenden Körpers darstellt, wird durch den Körperbewegungserfassungsabschnitt 70 erfasst.
  • Außerdem führt ein erster Frequenzanalyseabschnitt 71 die Frequenzanalyse an der Körperbewegungswellenform TH durch, um Körperbewegungsanalysedaten TKD zu erzeugen. Andererseits führt ein zweiter Frequenzanalyseabschnitt 72 die Frequenzanalyse an der Pulswellenform MH durch, um Pulswellenanalysedaten MKD zu erzeugen. Für ein Frequenzanalyseverfahren stehen eine FFT (schnelle Fourier-Transformation) und eine Wavelet-Transformation zur Verfügung. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Wavelet-Transformation als ein Beispiel erläutert.
  • Im Allgemeinen wird in einer Zeit-Frequenz-Analyse, welche sowohl ein Signal der Zeit als auch der Frequenz verarbeitet, ein Wavelet eine Einheit, welche einen Teil des Signals ausschneidet. Die Wavelet-Transformation stellt die Größe jedes Teils des Signals dar, welcher durch diese Einheit ausgeschnitten wurde. Als eine Basisfunktion zum Definieren der Wavelet-Transformation wird eine Funktion ψ(x), welche in Zeit und Frequenz lokalisiert ist, als ein Mutter-Wavelet eingeführt. Hierbei wird die Wavelet-Transformation infolge des Mutter-Wavelets ψ(x) einer Funktion f(x) wie folgt definiert:
    Figure 00450001
  • In Gleichung (1) ist „b" ein Parameter, der verwendet wird, wenn das Mutter-Wavelet ψ(x) verschoben wird (Parallelverschiebung). Andererseits ist „a" ein Parameter, wenn eine Skalierung (Ausdehnung oder Einziehung) durchgeführt wird. Daher wird das Wavelet ψ((x – b)/a) in Gleichung (1) durch Parallelverschieben des Mutter-Wavelets ψ(x) um „b" und Skalieren derselben um „a" erzeugt. In diesem Fall wird die Breite des Mutter-Wavelets ψ(x) entsprechend dem Skalenparameter „a" erweitert, so dass 1/a der Frequenz entspricht.
  • In diesem Absatz wird eine detaillierte Konfiguration des ersten Frequenzanalyseabschnitts 71 beschrieben. 18 ist ein Blockdiagramm, welches die detaillierte Konfiguration des ersten Frequenzanalyseabschnitts 71 darstellt. Der zweite Frequenzanalyseabschnitt 72 ist ebenfalls ähnlich dem ersten Frequenzanalyseabschnitt 71 konfiguriert. Dieser erste Frequenzanalyseabschnitt 71 weist die Konfiguration zum Durchführen des Operationsprozesses von Gleichung (1) auf, der zuvor beschrieben wurde, so dass der Takt CK eingegeben wird und der Operationsprozess innerhalb der Taktperiode durchgeführt wird. Wie in der Figur dargestellt, umfasst der erste Frequenzanalyseabschnitt 71 einen Basisfunktionsspeicherabschnitt W1, der das Mutter-Wavelet ψ(x) speichert, einen Skalenumwandlungsabschnitt W2 zum Durchführen einer Umwandlung mit einem Skalenparameter „a", einen Pufferspeicher W3, einen Parallelverschiebungsabschnitt W4, der einen Verschiebungsvorgang durchführt, und einen Multiplikationsabschnitt W5. Als das Mutter-Wavelet ψ(x), das im Basisfunktionsspeicherabschnitt W1 gespeichert ist, stehen ein Mexikanischer Hut, ein Haar-Wavelet, ein Meyer-Wavelet und ein Shannon-Wavelet, einschließlich eines Gabor-Wavelets zur Verfügung.
  • Wenn zunächst das Mutter-Wavelet ψ(x) aus dem Basisfunktionsspeicherabschnitt W1 ausgelesen wird, dann führt der Skalenumwandlungsabschnitt W2 unter Verwendung des Skalenparameters „a" eine Umwandlung durch. Da hierbei der Skalenparameter „a" der Periode entspricht, wird das Mutter-Wavelet ψ(x) auf der Zeitachse erweitert, wenn „a" größer wird. Da in diesem Fall die Datenmenge des Mutter-Wavelets ψ(x), das im Basisfunktionsspeicherabschnitt W1 gespeichert ist, konstant ist, wenn „a" größer wird, wird die Datenmenge je Zweiteinheit reduziert. Der Skalenumwandlungsabschnitt W2 führt einen Interpolationsprozess durch, um diese Reduktion zu kompensieren, und, wenn „a" kleiner wird, führt er einen Ausdünnungsprozess durch, um eine Funktion ψ(x/a) zu erzeugen. Diese Daten werden vorübergehend im Pufferspeicher W3 gespeichert.
  • Als Nächstes liest der Verschiebungsabschnitt W4 die Funktion ψ(x/a) aus dem Pufferspeicher W3 bei der Zeiteinstellung aus, die dem Verschiebungsparameter „b" entspricht, und er führt eine Verschiebung der Funktion ψ(x/a) durch, um eine Funktion ψ((x – b)/a) zu erzeugen.
  • Als Nächstes werden die Körperbewegungswellenformdaten THD, welche durch Umwandeln der Körperbewegungswellenform TH durch einen A/D-Wandler (nicht argestellt) erhalten werden, dem Multiplikationsabschnitt W5 zugeführt. Der Multiplikationsabschnitt W5 multipliziert eine Variable 1/a1/2, die Funktion ψ ((x – b)/a) und die Körperbewegungswellenformdaten THD, um die Wavelet-Transformation durchzuführen und Körperbewegungsanalysedaten TKD zu erzeugen. In diesem Beispiel werden die Körperbewegungsanalysedaten TKD in Frequenzbereiche geteilt, wie beispielsweise 0 Hz bis 0,5 Hz, 0,5 Hz bis 1,0 Hz, 1,0 Hz bis 1,5 Hz, 1,5 Hz bis 2,0 Hz, 2,0 Hz bis 2,5 Hz, 2,5 Hz bis 3,0 Hz, 3,0 Hz bis 3,5 Hz und 3,5 Hz bis 4,0 Hz und ausgegeben. Der zweite Frequenzanalyseabschnitt 72 ist ähnlich dem ersten Frequenzanalyseabschnitt 71 aufgebaut.
  • Als Nächstes subtrahiert ein Körperbewegungsentfernungsabschnitt 73, der in 17 dargestellt ist, die Körperbewegungsanalysedaten TKD von den Pulswellenanalysedaten MKD, um körperbewegungsfreie Pulswellenanalysedaten MKDj zu erzeugen, welche einer inversen Wavelet-Transformation und D/A-Umwandlung unterzogen werden, um die körperbewegungsfreie Pulswellenform MHj zu erzeugen. Die inverse Wavelet-Transformation weist eine komplementäre Beziehung zu der zuvor beschriebenen Wavelet-Transformation auf, und die folgende Operation der Gleichung (2) wird bei der inversen Wavelet-Transformation durchgeführt.
  • Figure 00470001
  • Die Operation von Konstruktionsbeispiel 1 des Körperbewegungsentfernungsmittels wird unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. In diesem Beispiel wird angenommen, dass ein Benutzer eine Tasse mit der Hand hebt und dann wieder in ihre ursprüngliche Position zurückstellt. In diesem Fall wird auch angenommen, dass die Pulswellenform MH, die in 19 dargestellt ist, durch den Pulswellenerfassungsabschnitt 1 erfasst wird und gleichzeitig die Körperbe wegungswellenform TH, die in 19 dargestellt ist, durch den Körperbewegungserfassungsabschnitt 70 erfasst wird.
  • In 19 beginnt die Körperbewegungswellenform TH ab dem Zeitpunkt T1 zuzunehmen, erreicht zum Zeitpunkt T2 eine positive Spitze, nimmt dann schrittweise ab, um zum Zeitpunkt T2 durch Pegel 0 zu treten, erreicht zum Zeitpunkt T3 eine negative Spitze und kehrt zum Zeitpunkt T4 zu Pegel 0 zurück. Da die Körperbewegungswellenform TH durch einen Beschleunigungssensor oder dergleichen erfasst wird, entspricht der Zeitpunkt T3 dem Zeitpunkt, zu dem der Benutzer die Tasse maximal anhebt, der Zeitpunkt T1 entspricht dem Zeitpunkt, zu dem der Benutzer beginnt, die Tasse zu heben, und der Zeitpunkt T4 entspricht dem Zeitpunkt, zu dem der Benutzer aufhört, die Tasse zu heben. Daher liegt die Körperbewegung in der Periode von Zeitpunkt T1 bis Zeitpunkt T4. Die Pulswellenform MHj ist die Wellenform, die in der Annahme erhalten werden soll, dass keine Körperbewegung gibt. Außerdem beträgt in diesem Beispiel die Grundfrequenz der Pulswellenform MH 1,3 Hz.
  • Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 20 bis 22 die Funktionsweise der Pulswellenerfassungsvorrichtung in Periode Tc beschrieben, die in 19 dargestellt ist. 20 stellt die Pulswellenanalysedaten MKD in Periode Tc dar, und 21 stellt die Körperbewegungsanalysedaten TKD in Periode Tc dar. Aus diesen Figuren ist ersichtlich, dass es Frequenzkomponenten eines verhältnismäßig großen Pegels im Frequenzbereich von 0,0 Hz bis 1,0 Hz in der Körperbewegungswellenform TH gibt.
  • Wenn die Pulswellenanalysedaten MKD und die Körperbewegungsanalysedaten TKD dem Körperbewegungsentfernungsabschnitt 73 zugeführt werden, subtrahiert der Körperbewegungsentfernungsabschnitt 73 die Körperbewegungsanalysedaten TKD von den Pulswellenanalysedaten MKD, um die körperbewegungsfreien Pulswellenanalysedaten MKDj zu erzeugen. Selbst wenn es Körperbewegungen gibt, hebt dies den Einfluss der Körperbewegung auf und ermöglicht es, körperbewegungsfreie Pulswellenanalysedaten MKDj zu erhalten. Danach unterzieht der Körperbewegungsentfernungsabschnitt 73 die körperbewegungsfreien Pulswellenanalysedaten MKDj einer inversen Wavelet-Transformation, um die körperbewegungsfreie Pulswellenform MH zu erzeugen, die in 22 dargestellt ist.
  • Demnach wird im Konstruktionsbeispiel 1 die körperbewegungsfreie Pulswellenform MH erzeugt, in dem die Körperbewegungskomponenten entfernt werden, welche die Pulswellenform MH gemäß der Körperbewegungswellenform TH, die durch den Körperbewegungserfassungsabschnitt 70 erfasst wird, überlappen, so dass die Position der Speichenarterie 24 genau erfasst werden kann, selbst wenn es Körperbewegungen infolge eines Schwingens des Arms gibt. Dieses Beispiel wird bevorzugt, wenn der automatische Positionsänderungsmechanismus 10 einer Rückkopplungssteuerung unterzogen wird, um die Amplitudenwerte der Pulswellenform MH während des Erfassens einer Pulswelle zu maximieren.
  • E2. Konstruktionsbeispiel 2 des Körperbewegungsentfernungsabschnitts
  • Im Konstruktionsbeispiel 1 wird die Körperbewegungswellenform TH durch den Körperbewegungserfassungsabschnitt 70 erfasst und der Wavelet-Transformation unterzogen. Dann werden die Ergebnisse der Wavelet-Transformation der Pulswellenform MH und der Körperbewegungswellenform TH verglichen. Die Körperbewegungskomponenten, die in den Frequenzkomponenten der Pulswellenform MH enthalten sind, werden aufgehoben, um die körperbewegungsfreie Pulswellenform MHj zu erzeugen. Das Konstruktionsbeispiel 1 erfordert jedoch den Körperbewegungserfassungsabschnitt 70 und den ersten Frequenzanalyseabschnitt 71, was bewirkt, dass die Konfiguration kompliziert ist. Das Konstruktionsbeispiel 2 wurde in einem Versuch gemacht, dieses Problem zu lösen. In der folgenden Erläuterung wird die Wavelet-Transformation als ein Beispiel einer Frequenzanalyse erläutert, es kann jedoch auch eine FFT anstelle der Wavelet-Transformation verwendet werden, wie bei Konstruktionsbeispiel 1.
  • 23 ist ein Blockdiagramm, welches das Konstruktionsbeispiel 2 des Körperbewegungsentfernungsabschnitts 7 darstellt. In diesem Beispiel umfasst der Körperbewegungsentfernungsabschnitt 7 den zweiten Frequenzanalyseabschnitt 72 und einen Körperbewegungstrennungsabschnitt 74. Der zweite Frequenzanalyseabschnitt 72 ist mit dem von Konstruktionsbeispiel 1 identisch. Der Körperbewegungstrennungsabschnitt 74 trennt und entfernt die Körperbewegungskomponenten aus den Pulswellenanalysedaten MKD, um die körperbewegungsfreie Pulswellenform MH zu erzeugen. Der Körperbewegungstrennungsabschnitt 74 verwendet eine Körperbewegungscharakteristik, die im Folgenden beschrieben wird.
  • Körperbewegungen werden durch eine vertikale Bewegung von Armen und Schwingen von Armen während des Laufens erzeugt. Im täglichen Leben jedoch wird ein lebender Körper nicht unmittelbar bewegt. Aus diesem Grund sind die Frequenzkomponenten der Körperbewegungswellenform TH im täglichen Leben nicht sehr hoch und liegen üblicherweise in einem Bereich von 0 Hz bis 1 Hz. Außerdem liegt die Grundfrequenz der Pulswellenform MH häufig im Bereich von 1 Hz bis 2 Hz. Daher liegen die Frequenzkomponenten der Körperbewegung TH im täglichen Leben in einem niedrigeren Frequenzbereich als die Grundfrequenz der Pulswellenform MH.
  • Andererseits werden die Frequenzkomponenten der Körperbewegungswellenform TH während sportlicher Tätigkeiten, wie beispielsweise Joggen, infolge von Einflüssen, wie beispielsweise Schwingen der Arme, etwas höher. Da jedoch die Herzrate gemäß dem Maß an Bewegung zunimmt, nimmt auch die Grundfrequenz der Pulswellenform MH zu. Demnach ist es üblich, dass selbst während sportlicher Tätigkeiten die Frequenzkomponenten der Körperbewegungswellenform TH in einem niedrigeren Frequenzbereich als die Grundfrequenz der Pulswellenform MH liegen.
  • Der Körperbewegungstrennungsabschnitt 74 trennt die Körperbewegungen in Anbetracht dieses Punktes und ist so konfiguriert, dass er den Frequenzbereich, der niedriger als die Grundwellenlängenkomponenten der Pulswellenform MH ist, außer Acht lässt. Wenn in diesem Fall die Körperbewegungskomponenten in einem Frequenzbereich liegen, der höher als die Grundwellenlängenkomponenten der Pulswellenform MH ist, wird die Erfassungsgenauigkeit der Pulswelle gesenkt. Da jedoch, wie bereits erwähnt, eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass die Körperbewegungskomponenten in einem niedrigeren Frequenzbereich als die Grundwellenlängenkomponenten der Pulswellenform MH liegen, können die Komponenten infolge von Körperbewegung mit hoher Genauigkeit entfernt werden. Das heißt der Körperbewegungsrennungsabschnitt 74 erzeugt die körperbewegungsfreie Pulswellenform MHj gemäß den Frequenzkomponenten, aus welchen Niederfrequenzkomponenten als Ergebnis der Frequenzanalyse entfernt werden.
  • In 23 unterzieht ein Wellenformformungsabschnitt 741 die Pulswellenform MH einer Wellenformformung, um Rückstellimpulse zu erzeugen, die mit der Pulswellenform MH synchron laufen. Ein Zähler 742 zählt Taktimpulse, die nicht dargestellt sind, und sein Zählwert wird durch den Rückstellimpuls zurückgestellt. Außerdem berechnet eine Mittelwertberechnungsschaltung 743 einen Mittelwert von Zählwerten des Zählers 742. Dieser Mittelwert entspricht einer mittleren Periode der Pulswellenform MH. Daher kann die Grundfrequenz der Pulswellenform MH in Verbindung mit dem Mittelwert erfasst werden.
  • Als Nächstes definiert eine Ersatzschaltung 744 den Frequenzbereich, der die Grundwellenlängenfrequenz der Pulswellenform MH gemäß dem Mittelwert umfasst. Wenn zum Beispiel der Mittelwert 0,71 Sekunden anzeigt, beträgt die Grundwellenlängenfrequenz 1,4 Hz, so dass der definierte Frequenzbereich 1 Hz bis 1,5 Hz wird. Dann erzeugt die Ersatzschaltung 744 Körperbewegungstrennungspulswellendaten TBD durch Ersetzen der Pulswellenanalysedaten MKD durch „0" für einen Frequenzbereich unter dem definierten Frequenzbereich. Dies bewirkt, dass die Komponenten des Frequenzbereichs, der niedriger als die Grundwellenlängenfrequenz der Pulswellenform MH ist, außer Acht gelassen wird. In diesem Fall werden auch die Pulswellenkomponenten, sowie die Körperbewegungskomponenten durch „0" ersetzt, die charakteristischen Teile der Pulswellenform MH liegen jedoch in einem Frequenzbereich, der höher als die Grundwellenlängenfrequenz ist, so dass dies die körperbewegungsfreie Pulswellenform MHj, die schließlich erhalten wird, kaum beeinflusst, selbst wenn sie durch „0" ersetzt werden. Anschließend unterzieht ein Rückumwandlungsabschnitt 745 die Körperbewegungstrennungspulswellendaten TBD der inversen Wavelet-Transformation, um die körperbewegungsfreie Pulswellenform MHj zu erzeugen.
  • Auf diese Weise erzeugt das Konstruktionsbeispiel 2 die körperbewegungsfreie Pulswellenform MHj durch den Körperbewegungstrennungsabschnitt 74 ohne Verwenden des Körperbewegungserfassungsabschnitts 70 und des ersten Frequenzanalyseabschnitts 71, so dass die Position der Speichenarterie 24 mit einer einfachen Konfiguration genau erfasst werden kann. Wie beim Konstruktionsbeispiel 1 wird dieses Beispiel bevorzugt, wenn der automatische Positionsänderungsmechanismus 10 einer Rückkopplungssteuerung unterzogen wird, um die Amplitudenwerte der Pulswellenform MH während des Erfassens der Pulswelle zu maximieren.
  • E3. Modifikationen der vierten Ausführungsform
    • (1) In der zuvor beschrieben vierten Ausführungsform wurde die Pulswellenerfassungsvorrichtung mit dem automatischen Positionsänderungsmechanismus 10 wie bei der zweiten Ausführungsform als ein Beispiel erläutert. Der Körperbewegungsentfernungsabschnitt 7 kann jedoch auf die Pulswellenerfassungsvorrichtung mit dem manuellen Positionsänderungsmechanismus 2, der in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, angewendet werden.
    • (2) In der zuvor beschriebenen vierten Ausführungsform weist die Ausgabe der Wavelet-Transformation eine gewisse Beziehung zwischen jedem Frequenzbereich und Zeitbereich auf, so dass eine Erfassungszeit gemäß einem einzuteilenden Frequenzbereich definiert wird. Demgemäß ist es vorzuziehen, den automatischen Positionsänderungsmechanismus 10 für jede Erfassungszeiteinheit periodisch anzutreiben. Wenn außerdem eine FFT als eine Frequenzanalysetechnik verwendet wird, ist es vorzuziehen, dass der automatische Positionsänderungsmechanismus 10 für jede Erfassungszeiteinheit, in welcher eine FFT durchgeführt werden kann, periodisch angetrieben wird.
  • F. Modifikationen
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es sind die verschiedenen Modifikationen möglich, die im Folgenden beschrieben werden.
    • (1) In jeder zuvor beschriebenen Ausführungsform wurde eine Speichenarterie in der Handwurzel als einem Teil eines lebenden Körpers, von welchem die Pulswelle erfasst wird, als ein Beispiel erläutert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch dazu bestimmt, die Pulswelle der Arteriolen zu erfassen, die innerhalb der Blutgefäßgewebe einer Arterie ausgebildet sind, so dass der Teil eines lebenden Körpers, von welchem eine Pulswelle erfasst wird, nicht darauf beschränkt ist. Das heißt, es gibt verschiedene Arten von menschlichen Arterien, wie in 24 dargestellt. Wenn demnach eine Bildung der zuvor beschriebenen Pulswellenerfassungsvorrichtung modifiziert wird, damit sie sich für den Erfassungsteil eignet, kann die Position von verschiedenen Arterien oder Arteriolen, welche die Arterien umgeben, definiert werden, wodurch eine genaue Erfassung der Pulswellenform ermöglicht wird.
  • Wenn zum Beispiel eine Pulswellenform MH von der Halsschlagader im Hals erfasst wird, wird eine Konfiguration, die in 25 dargestellt ist, bevorzugt. In dieser Figur ist ein bogenförmiges Befestigungsteil 80 so ausgeführt, dass es am Innenteil eines Kragens eines Kleidungsstücks angebracht wird. Der automatische Positionsänderungsmechanismus 10 ist an der Innenseite dieses Befestigungsteils 80 angebracht. Ein Code ist vom automatischen Positionsänderungsmechanismus 10 so gezeichnet, dass er mit einer Steuerbox 35 verbunden ist. Die Anzeige 4 und der Polaritätserfassungsabschnitt 3 sind in der Steuerbox 35 vorgesehen. Die Größe der Steuerbox 35 ist so eingestellt, dass sie in eine Tasche gesteckt werden kann. Die Funktionsweise der vorliegenden Ausführungsform, welche die zuvor beschriebene Konfiguration aufweist, ist gleich wie die der zweiten Ausführungsform.
  • Außerdem kann der Pulswellenerfassungsabschnitt 1 wie in der ersten Ausführungsform manuell statt mit dem automatischen Positionsänderungsmechanismus 10 bewegt werden. Zusätzlich kann als das Befestigungsteil 80 zum Erfassen einer Pulswelle von der Halsschlagader nicht nur die zuvor beschriebene Art verwendet werden, sondern es können auch Formen, wie beispielsweise ein Kreisring einer Halskette, die Schleife einer Krawatte oder ein Halsband verwendet werden.
    • (2) Jede zuvor beschriebene Ausführungsform setzt einen optischen Sensor als ein Beispiel des Pulswellenerfassungsabschnitts 1 ein, aber, solange eine Pulswelle von Blutgefäßen erfasst werden kann, die in einem vorbestimmten Bereich einer Tiefe von der Haut positioniert sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen optischen Sensor beschränkt, sondern es kann zum Beispiel ein Sensor, der Ultraschallwellen verwendet, oder ein Drucksensor verwendet werden. Ferner kann als ein optischer Sensor nicht nur ein Sensor vom Reflexionstyp verwendet werden, sondern es kann auch ein Transmissionstyp verwendet werden.
    • (3) Jede zuvor beschriebene Ausführungsform tastet die Position von Arteriolen gemäß der Polarität der Pulswellenform MH ab, welche durch den Pulswellenerfassungsabschnitt 1 erfasst wird, aber es kann ferner zusätzlich ein Sensor zum Erfassen der Position der Arteriolen für den Pulswellenerfassungsabschnitt 1 bereitgestellt werden.
    • (4) Der automatische Positionsänderungsmechanismus 10, der in der zweiten und vierten Ausführungsform angewendet wird, setzt eine Konfiguration eines Linearimpulsmotors ein, aber alternativerweise kann der bewegliche Abschnitt 10c durch eine mechanische Konfiguration angetrieben werden. Ein Beispiel dieses Falles ist in 26 dargestellt. In 26 ist eine Kugelumlaufspindel 50 auf einer Welle eines Motors M mit einer gemeinsamen Achshöhe montiert. Der Lichtempfangsabschnitt 2 ist an einem Basiselement 10f angebracht, das mit der Kugelumlaufspindel 50 in Eingriff steht. Wenn die Kugelumlaufspindel 50 sich dreht, wird das Basiselement 10f in der horizontalen Richtung in der Figur gemäß ihrer Drehrichtung bewegt. Das Maß an Bewegung ist proportional zum Maß an Drehung der Kugelumlaufspindel 50. Ferner ist der Pulswellenerfassungsabschnitt 1 im beweglichen Abschnitt 10c vorgesehen. Der automatische Positionsänderungsmechanismus 10, wie in der zuvor beschriebenen Weise konfiguriert, treibt den beweglichen Abschnitt 10c in der Umfangsrichtung des Arms (in der Richtung senkrecht zur Speichenarterie 24) an.
  • Wie bei der zweiten Ausführungsform wird in diesem Fall wird der bewegliche Abschnitt 10c nicht gegen die Haut gedrückt, so dass nur eine kleine Menge von Leistung erforderlich ist, um den beweglichen Abschnitt 10c entlang der Haut zu bewegen. Daher steht mit dem Moment eines normalen Mikrominiaturmotors eine ausreichende Servosteuerung zur Verfügung. Außerdem kann die optimale Position mit einer Bewegungsstrecke von ungefähr 1 cm zufrieden stellend erfasst werden.
    • (5) In jeder zuvor beschriebenen Ausführungsform und Modifikation können Druckschenkelabschnitte 84a, 84b, die in 27 dargestellt sind, an den Enden des Gleitkörpers 14 vorgesehen werden. 27 ist eine Querschnittdarstellung in einem Zustand, in welchem eine fotoelektrische Pulswellenerfassungsvorrichtung vom Reflexionstyp auf einem Arm angelegt ist. In dieser Figur sind Armbänder 13a, 13b, die an beiden Enden des Hauptkörpers 18 angebracht sind, an das Handgelenk einer Person gebunden und mit einer Schnalle 12 gesichert. Die Schnalle 12 ermöglicht es, die Umfangslänge der Armbänder 13a, 13b einzustellen, das heißt, sie ermöglicht es, eine Verengungskraft auf das Handgelenk einzustellen.
  • Der optische Pulswellenerfassungsabschnitt 1 ist auf der Rückseite (Seite gegenüber dem Handgelenk) des Armbands 13a befestigt. Ein Sendeteil und ein Empfangsteil sind ganzheitlich im Pulswellenerfassungsabschnitt 1 ausgebildet. Der Pulswellenerfassungsabschnitt 1 drückt die Haut genau über der Speichenarterie 24 unter Verwendung der Verengungskraft des Armbands 13a, 13b.
  • Die Druckschenkelabschnitte 84a, 84b, die auf der Rückseite vorstehen, sind am Armband 13a angebracht. Wenigstens einer der Druckschenkelabschnitte 84a, 84b ist so ausgeführt, dass er in der Umfangsrichtung des Armbands 13a beweglich und an der bewegten Position suspendierbar ist.
  • Da in diesem Fall die Druckschenkelabschnitte 84a, 84b sich über die hochelastische (weiche) Fläche von beiden Seiten der Speichenarterie 24 erstrecken, um Hohlräume zu bilden, kann der Pulswellenerfassungsabschnitt 1 leicht genau über der Speichenarterie 24 positioniert werden. Da außerdem das Ende des beweglichen Abschnitts 10c höher als die Enden der Druckschenkelabschnitte 84a, 84b positioniert ist, kann die Speichenarterie 24 mit einer geringeren Elastizität (hart) als ein anderes Gewebe leicht zwischen den Druckschenkelabschnitten 84a, 84b positioniert werden.
  • Demnach wird durch Bereitstellen solcher Druckschenkelabschnitte 84a, 84b an den Enden des Gleitkörpers 14 (siehe 9) eine allgemeine Positionierung durchgeführt werden. Anschließend kann durch Durchführen einer genauen Positionierung unter Verwendung des Gleitkörpers 14 leicht eine genaue Positionierung durchgeführt werden, wodurch das SN-Verhältnis der Pulswellensignale verbessert werden kann.
  • Die Speichenarterie 24 liegt normalerweise in einer Position ungefähr 3 mm unter der Haut, so dass die Positionierung nur durch Drücken der Haut unter Verwendung der Druckschenkelabschnitte 84a, 84v durchgeführt werden kann. Obwohl sich in diesem Fall das SN-Verhältnis der Pulswellensignale im Vergleich zu dem Fall, in dem sowohl der Gleitkörper 14 als auch die Druckschenkelabschnitte 84a, 84b verwendet werden, mehr oder weniger verschlechtert, verursacht er wenige praktische Probleme.
    • (6) In der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform wird die Polarität der Pulswellenform MH vom Pulswellenerfassungsabschnitt 1 durch den Polaritätserfassungsabschnitt 3 erfasst, um auf der Anzeige 4 angezeigt zu werden. Die Pulswellenform MH kann jedoch direkt auf der Anzeige 4 als einem Pulswellenformanzeigemittel angezeigt werden. Wenn in diesem Fall der Pulswellenerfassungsabschnitt 1 über der Speichenarterie 24 positioniert wird, wird die Polarität der Pulswellenform MH umgekehrt, so dass eine Pe4rson den Pulswellenerfassungsabschnitt 1 positionieren kann. Außerdem kann in diesem Fall die Amplitude der Pulswellenform MH durch den Lebendkörperinformationserzeugungsabschnitt 8 erfasst werden, um diesen Amplitudenwert auf der Anzeige mit numerischen Werten oder Balkendiagrammen anzuzeigen.

Claims (22)

  1. Verfahren zur Erfassung einer Pulswelle unter Verwendung eines Pulswellenerfassungsmittels, welches eine Pulswellenform von Blut erfasst, das durch Blutgefäße rund um eine Arterie fließt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erfassen der Pulswellenform durch das Pulswellenerfassungsmittel an mehreren Positionen; Abtasten einer Polarität der Pulswellenform, die durch das Pulswellenerfassungsmittel erfasst wird; und Erfassen der Pulswellenform, die in einem Positionsbereich von einer Position, in welcher die Polarität umgekehrt wird, zu einer Position, in welcher die Polarität in eine ursprüngliche Polarität zurückversetzt wird, als die Pulswellenform von den Blutgefäßen um die Arterie erfasst wird.
  2. Verfahren zur Erfassung einer Pulswelle, umfassend die folgenden Schritte: Erfassen einer Pulswellenform durch ein Pulswellenerfassungsmittel, welches die Pulswellenform von Blut, das durch Blutgefäße rund um eine Arterie fließt, an mehreren Positionen erfasst; Abtasten einer Polarität der Pulswellenform, die durch das Pulswellenerfassungsmittel erfasst wird; und Erfassen der Pulswellenform der Arterie, die ungefähr in einer Mitte der Blutgefäße rund um die Arterie positioniert ist, in einem Positionsbereich von einer Position, in welcher die Polarität umgekehrt wird, zu einer Position, in welcher die Polarität in eine ursprüngliche Polarität zurückversetzt wird.
  3. Verfahren zum Erfassen einer Position einer Arterie unter Verwendung eines Pulswellenerfassungsmittels, welches eine Pulswellenform von Blut erfasst, das durch Blutgefäße rund um die Arterie fließt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erfassen der Pulswellenform durch das Pulswellenerfassungsmittel an mehreren Positionen; Abtasten einer Polarität der Pulswellenform, die durch das Pulswellenerfassungsmittel erfasst wird; und Erfassen der Lage der Arterie in einem Positionsbereich von einer Position, in welcher die Polarität umgekehrt wird oder im Umkehrprozess ist, zu einer Position, in welcher die Polarität in eine ursprüngliche Polarität zurückversetzt wird.
  4. Pulswellenerfassungsvorrichtung, umfassend: ein Pulswellenerfassungsmittel (1) zum Erfassen einer Pulswellenform von Blutgefäßen rund um eine Arterie von einem Erfassungsteil eines lebenden Körpers an mehreren Positionen; gekennzeichnet durch ein Polaritätserfassungsmittel (3) zum Erfassen einer Polarität der Pulswellenform, welche vom Pulswellenerfassungsmittel (1) ausgegeben wird; und ein Bekanntgabemittel (4) zum Bekanntgeben eines Erfassungsergebnisses des Polaritätsmittels (3).
  5. Pulswellenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, ferner umfassend ein Positionsänderungsmittel (2) zum Ändern einer relativen Position zwischen dem Pulswellenerfassungsmittel (1) und dem Erfassungsteil.
  6. Pulswellenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Positionsänderungsmittel (2) so ausgelegt ist, dass es die relative Position zwischen dem Pulswellenerfassungsmittel (1) und dem Erfassungsteil so ändert, dass sie innerhalb eines Positionsbereichs von einer Position, in welcher die durch das Polarisationsmittel (3) erfasste Polarität umgekehrt wird, zu einer Position liegt, in welcher die Polarität in die ursprüngliche Polarität zurückversetzt wird.
  7. Pulswellenerfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, ferner umfassend ein Körperbewegungsentfernungsmittel (7) zum Entfernen einer Komponente infolge von Körperbewegung aus der Impulswellenform, die durch das Pulswellenerfassungsmittel (1) erfasst wurde, um eine körperbewegungsfreie Pulswellenform zu erzeugen, wobei das Polaritätserfassungsmittel (3) so ausgelegt ist, dass es eine Polarität basierend auf der körperbewegungsfreien Pulswelle erfasst.
  8. Pulswellenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, ferner umfassend: ein Amplitudenerfassungsmittel (8) zum Erfassen einer Amplitude der Pulswellenform, welche vom Pulswellenerfassungsmittel (1) ausgegeben wird; wobei das Bekanntgabemittel (4) so ausgelegt ist, dass es ein erfasstes Ergebnis des Amplitudenerfassungsmittels (8) bekannt gibt.
  9. Pulswellenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, ferner umfassend: ein Positionsänderungsmittel (2) zum Ändern der relativen Position des Pulswellenerfassungsmittels (1) und des Erfassungsteils ungefähr in eine mittlere Position in einem Positionsbereich von einer Position, in welcher die durch das Polaritätserfassungsmittel (3) erfasste Polarität umgekehrt wird, zu einer Position, in welcher die Polarität in die ursprüngliche Polarität zurückversetzt wird.
  10. Pulswellenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, ferner umfassend: Amplitudenerfassungsmittel (8) zum Erfassen einer Amplitude der Pulswellenform, welche vom Pulswellenerfassungsmittel (1) ausgegeben wird; und ein Positionsänderungsmittel (2) zum Ändern der relativen Position zwischen dem Pulswellenerfassungsmittel (1) und dem Erfassungsteil derart, dass die relative Position in einem Positionsbereich von einer Position, in welcher die durch das Polaritätserfassungsmittel (2) erfasste Polarität umgekehrt wird, zu einer Position, in welcher die Polarität in eine ursprüngliche Polarität zurückversetzt wird, liegt und die Amplitude, die durch das Amplitudenerfassungsmittel (8) erfasst wurde, im Wesentlichen maximiert wird.
  11. Pulswellenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 10, umfassend ein Körperbewegungsentfernungsmittel (7) zum Entfernen einer Komponente infolge von Körperbewegung aus der Impulswellenform, die durch das Pulswellenerfassungsmittel (1) erfasst wurde, um eine körperbewegungsfreie Pulswellenform zu erzeugen, wobei das Polaritätserfassungsmittel (3) so ausgelegt ist, dass es eine Polarität basierend auf der körperbewegungsfreien Pulswelle erfasst, und wobei das Amplitudeerfassungsmittel (8) so ausgelegt ist, dass eine Amplitude basierend auf der körperbewegungsfreien Pulswellenform erfasst.
  12. Pulswellenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 11, wobei das Körperbewegungsentfernungsmittel (7) umfasst: einen Körperbewegungserfassungsabschnitt (70) zum Erfassen der Körperbewegung des lebenden Körpers; einen ersten Frequenzanalyseabschnitt (71) zum Durchführen einer Frequenzanalyse einer Körperbewegungswellenform, die durch den Körperbewegungserfassungsabschnitt (70) erfasst wurde; einen zweiten Frequenzanalyseabschnitt (72) zum Durchführen einer Frequenzanalyse einer Pulswellenform, die durch das Pulswellenerfassungsmittel (1) erfasst wurde; und einen Körperbewegungsentfernungsabschnitt (7) zum Erzeugen einer körperbewegungsfreien Pulswellenform durch Vergleichen von Frequenzanalyseergebnissen, die durch den ersten Frequenzanalyseabschnitt (71) und den zweiten Frequenzanalyseabschnitt (72) analysiert wurden.
  13. Pulswellenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der erste Frequenzanalyseabschnitt (71) und der zweite Frequenzanalyseabschnitt (72) so ausgelegt sind, dass sie eine Frequenzanalyse unter Verwendung einer FFT durchführen.
  14. Pulswellenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, ferner umfassend ein Körperbewegungsentfernungsmittel (7) zum Entfernen einer Komponente infolge von Körperbewegung aus der Pulswellenform, die durch das Pulswellenerfassungsmittel (1) erfasst wurde, um eine körperbewegungsfreie Pulswellenform zu erzeugen; wobei das Körperbewegungsentfernungsmittel (7) umfasst: einen Körperbewegungserfassungsabschnitt (70) zum Erfassen der Körperbewegung des lebenden Körpers; einen ersten Frequenzanalyseabschnitt (71) zum Durchführen einer Frequenzanalyse einer Körperbewegungswellenform, die durch den Körperbewegungserfassungsabschnitt (70) erfasst wurde; einen zweiten Frequenzanalyseabschnitt (72) zum Durchführen einer Frequenzanalyse einer Pulswellenform, die durch das Pulswellenerfassungsmittel (1) erfasst wurde; und einen Körperbewegungsentfernungsabschnitt (7) zum Erzeugen der körperbewegungsfreien Pulswellenform durch Vergleichen von Frequenzanalyseergebnissen, die durch den ersten Frequenzanalyseabschnitt (71) und den zweiten Frequenzanalyseabschnitt (72) analysiert wurden, wobei der erste Frequenzanalyseabschnitt (71) und der zweite Frequenzanalyseabschnitt (72) so ausgelegt sind, dass sie eine Frequenzanalyse unter Verwendung einer FFT durchführen, und wobei das Positionsänderungsmittel (2) so ausgelegt ist, dass es sich bewegt, während es für eine Unterbrechungszeit anhält, welche wenigstens eine Mindestzeitspanne ist, um die FFT durchzuführen.
  15. Pulswellenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der erste Frequenzanalyseabschnitt (71) und der zweite Frequenzanalyseabschnitt (72) so ausgelegt sind, dass sie eine Frequenzanalyse unter Verwendung einer Wavelet-Transformation durchführen.
  16. Pulswellenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, ferner umfassend ein Körperbewegungsentfernungsmittel (7) zum Entfernen einer Komponente infolge von Körperbewegung aus der Impulswellenform, die durch das Pulswellenerfassungsmittel (1) erfasst wurde, um eine körperbewegungsfreie Pulswellenform zu erzeugen; wobei das Körperbewegungsentfernungsmittel (7) umfasst: einen Körperbewegungserfassungsabschnitt (70) zum Erfassen der Körperbewegung des lebenden Körpers; einen ersten Frequenzanalyseabschnitt (71) zum Durchführen einer Frequenzanalyse einer Körperbewegungswellenform, die durch den Körperbewegungserfassungsabschnitt (70) erfasst wurde; einen zweiten Frequenzanalyseabschnitt (72) zum Durchführen einer Frequenzanalyse einer Pulswellenform, die durch das Pulswellenerfassungsmittel (1) erfasst wurde; und einen Körperbewegungsentfernungsabschnitt (7) zum Erzeugen der körperbewegungsfreien Pulswellenform durch Vergleichen von Frequenzanalyseergebnissen, die durch den ersten Frequenzanalyseabschnitt (71) und den zweiten Frequenzanalyseabschnitt (72) analysiert wurden, wobei der erste Frequenzanalyseabschnitt (71) und der zweite Frequenzanalyseabschnitt (72) so ausgelegt sind, dass sie eine Frequenzanalyse unter Verwendung einer Wavelet-Transformation durchführen, und wobei das Positionsänderungsmittel (2) so ausgelegt ist, dass es sich bewegt, während es für eine Unterbrechungszeit anhält, welche wenigstens eine Mindestzeitspanne ist, um die FFT durchzuführen.
  17. Pulswellenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 11, wobei das Körperbewegungsentfernungsmittel (7) umfasst: einen Frequenzanalyseabschnitt (72) zum Durchführen einer Frequenzanalyse der Pulswellenform vom Pulswellenerfassungsmittel (1); und einen Körperbewegungsentfernungsabschnitt (74) zum Erzeugen einer körperbewegungsfreien Pulswellenform basierend auf einer Frequenzkomponente, aus welcher eine Niederfrequenzkomponente in einem Frequenzanalyseergebnis, das durch die Frequenzanalyseabschnitt (72) analysiert wurde, entfernt wird.
  18. Pulswellenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Körperbewegungsentfernungsabschnitt (74) so ausgelegt ist, dass er die Höchstfrequenz der Niederfrequenzkomponente basierend auf einer Grundfrequenz der Pulswellenform, die durch das Pulswellenerfassungsmittel (1) erfasst wurde, bestimmt.
  19. Pulswellenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, wobei der Frequenzanalyseabschnitt (72) so ausgelegt ist, dass er eine Frequenzanalyse unter Verwendung einer FFT oder einer Wavelet-Transformation durchführt.
  20. Pulswellenerfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 19, wobei das Pulswellenerfassungsmittel (1) ein optisches Pulswellenerfassungsmittel (1) zum Erfassen einer Pulswelle von Blutgefäßen rund um eine Arterie basierend auf einer Lichtabsorptionseigenschaft von Blut ist, das durch die Blutgefäße rund um die Arterie fließt.
  21. Pulswellenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 20, wobei das Pulswellenerfassungsmittel (1) so eingestellt ist, dass die Erfassungswellenlänge in einem Wellenlängenbereich von 300 nm bis 700 nm liegt.
  22. Pulswellenerfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, 9 und 10, ferner umfassend ein Arterienpulswellenerfassungsmittel (62) zum Erfassen einer Pulswelle einer Arterie, die ungefähr in einer Mitte von Blutgefäßen rund um die Arterie positioniert ist, und wobei das Arterienpulswellenerfassungsmittel (62) im Wesentlich in derselben Position wie das Pulswellenerfassungsmittel (1) vorgesehen ist und die relative Position zwischen dem Arterienpulswellenerfassungsmittel (62) und dem Erfassungsteil durch das Positionsänderungsmittel (2) geändert wird.
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