JP2002051997A - 心音解析装置 - Google Patents

心音解析装置

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JP2002051997A JP2000241703A JP2000241703A JP2002051997A JP 2002051997 A JP2002051997 A JP 2002051997A JP 2000241703 A JP2000241703 A JP 2000241703A JP 2000241703 A JP2000241703 A JP 2000241703A JP 2002051997 A JP2002051997 A JP 2002051997A
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heart sound
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大動脈弁の閉鎖時期を正確に且つ連続的に決
定できる心音解析装置を提供する。 【解決手段】 呼気吸気判定手段６２により、胸郭イン
ピーダンス検出装置３２によって検出される胸郭インピ
ーダンス信号ＳＩに基づいて被測定者１４が吸気状態で
あるか否かを逐次判定し、大動脈弁閉鎖時期決定手段７
０では、一吸気期間ＴB の終期において検出されたII音
に基づいて大動脈弁の閉鎖時期を決定する。IIA 音とII
P 音との分裂は一吸気期間ＴB の終期において最も大き
くなるので、このようにすれば、被測定者１４に呼吸制
御を強いることなく、IIA 音に基づいて大動脈弁の閉鎖
時期が正確且つ連続的に決定できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大動脈弁の閉鎖時
期を決定することができる心音解析装置に関し、特に、
大動脈弁の閉鎖時期を連続的に決定できる装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】心音の第II音には、大動脈弁の閉鎖によ
って発生する音が含まれる。この大動脈弁が閉鎖する時
期を特定することは診断上有用であり、たとえば、大動
脈弁の閉鎖時期に基づいて生体内を脈波が伝播する脈波
伝播速度ＰＷＶを測定することができる。脈波伝播速度
ＰＷＶは、二つの基準点間を脈波が伝播する時間ＤＴ
を、その２点間の距離で割ることにより求められること
から、伝播時間ＤＴが長いほどその精度が向上する。大
動脈弁の閉鎖は、血流の最上流部において発生すること
から、伝播距離を長くすることができるので、大動脈弁
の閉鎖時期に基づいて脈波伝播速度ＰＷＶを測定する
と、精度の高い脈波伝播速度ＰＷＶが得られる。また、
大動脈弁の閉鎖により心臓からの血液の駆出が終了する
ことから、駆出時間を算出する場合にも、大動脈弁の閉
鎖時期を決定する必要がある。
【０００３】心音のII音には、大動脈弁の閉鎖によって
発生するIIA 音の他に、肺動脈弁の閉鎖によって発生す
るIIP 音が含まれている。一般的に、IIA 音が発生した
後にIIP 音が発生するが、IIA 音が発生してからIIP 音
が発生するまでの期間は呼吸によって変動する。すなわ
ち、吸気時にはIIA 音とIIP 音との間隔は長くなって、
IIA 音とIIP 音とは分裂するが、呼気時には両者の間隔
は短くなって、IIA 音の後半部分とIIP 音の前半部分と
が重なってしまう。大動脈弁の閉鎖時期を決定するには
IIA 音を解析する必要があるが、IIA 音とIIP 音とが重
なってしまうと、IIA 音の解析が困難となる。そのた
め、従来は、被測定者に呼吸を制御してもらっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、大動脈弁の閉
鎖時期を連続的に決定する場合に、被測定者に呼吸を連
続的に制御してもらうことは困難である。また、手術中
には、被測定者に呼吸を制御してもらうことは不可能で
ある。
【０００５】本発明は以上のような事情を背景として為
されたものであり、その目的とするところは、大動脈弁
の閉鎖時期を正確に且つ連続的に決定できる心音解析装
置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の要旨とするところは、生体の所定部位に装着
される心音マイクを備え、その心音マイクにより逐次検
出される心音のII音に基づいて、その生体の心臓の大動
脈弁が閉鎖する時期を決定する心音解析装置であって、
(a) 前記生体の呼吸同期信号を逐次検出する呼吸同期信
号検出装置と、(b) その呼吸同期信号検出装置により検
出される呼吸同期信号に基づいて前記生体が呼気状態で
あるか吸気状態であるかを判定する呼気吸気判定手段
と、(c) その呼気吸気判定手段により前記生体が吸気状
態であると判定された期間に前記心音マイクにより検出
されたII音に基づいて、大動脈弁の閉鎖時期を逐次決定
する大動脈弁閉鎖時期決定手段とを、含むことにある。
【０００７】
【発明の効果】このようにすれば、呼気吸気判定手段に
より、呼吸同期信号検出装置によって検出される呼吸同
期信号に基づいて生体が吸気状態であるか否かが逐次判
定され、大動脈弁閉鎖時期決定手段では、被測定者が吸
気状態の時に検出されたII音に基づいて大動脈弁の閉鎖
時期が決定されるので、被測定者に呼吸制御を強いるこ
となく、大動脈弁の閉鎖時期が正確且つ連続的に決定で
きる。
【０００８】
【発明の他の態様】ここで、好適には、前記大動脈弁閉
鎖時期決定手段は、前記呼気吸気判定手段により前記生
体が吸気状態であると判定されている期間に心音マイク
により検出されたII音のうち、一吸気期間内で最も遅く
検出されたII音に基づいて、大動脈弁の閉鎖時期を逐次
決定する。このようにすれば、一吸気期間内でIIA 音と
IIP音とが最も離れているII音に基づいて大動脈弁の閉
鎖時期が決定されるので、より正確に大動脈弁の閉鎖時
期が決定される。
【０００９】また、好適には、前記心音解析装置は、前
記心音マイクにより検出されたII音の波形を平滑微分処
理する平滑微分処理手段と、その平滑微分処理手段によ
って処理された波形の基線に対する振幅強度を二乗する
二乗処理手段とをさらに含み、前記大動脈弁閉鎖時期決
定手段は、その二乗処理手段によって処理された波形に
基づいて、大動脈弁の閉鎖時期を逐次決定するものであ
る。心音マイクにより検出されるII音は、低周波ノイズ
を含み、基線に対して正側および負側の振幅を有する交
流波形であるが、上記のようにすれば、平滑微分処理手
段により、心音マイクによって検出されるII音が平滑微
分処理されて、そのII音は平滑化されるとともに、微分
波形とされて振幅の変化が明確化される。さらに、二乗
処理手段により、平滑微分処理手段によって処理された
波形の基線に対する振幅強度が二乗されて、基線の正側
のみ、且つ、振幅が強調された波形とされる。そして、
大動脈弁閉鎖時期決定手段では、その二乗処理手段によ
って処理された波形に基づいて大動脈弁の閉鎖時期が決
定されるので、一層正確な大動脈弁閉鎖時期が決定され
る。
【００１０】また、好適には、前記心音解析装置は、前
記生体の所定部位に装着される一組の電極を通して心電
誘導波形を検出する心電誘導装置をさらに備え、前記大
動脈弁閉鎖時期決定手段は、その心電誘導装置により検
出される心電誘導波形のＴ波の前半部の所定部位に基づ
いて、大動脈弁の閉鎖時期決定のための判断開始点を決
定するものである。心音のII音は、Ｔ波の終末部の前後
の一定時間内に発生する。従って、このようにすれば、
上記判断開始点後の最初の信号がIIA 音となることか
ら、他の信号が間違ってIIA 音として処理されることが
なくなるので、一層正確に大動脈弁の閉鎖時期が決定さ
れる。
【００１１】また、好適には、前記心音解析装置は、脈
波伝播時間または脈波伝播速度などの脈波伝播速度情報
を測定する脈波伝播速度情報測定装置に利用される。す
なわち、その脈波伝播速度情報測定装置は、生体の動脈
内を伝播する脈波の伝播速度に関連する脈波伝播速度情
報を測定するための脈波伝播速度情報測定装置であっ
て、前記心音解析装置と、前記生体の一部に装着され、
その生体の動脈を通して伝播する脈波を検出する脈波検
出装置と、前記心音解析装置の大動脈弁閉鎖時期決定手
段により決定された大動脈弁の閉鎖時期と前記脈波検出
装置により脈波の所定部位が検出された時点との時間差
に基づいて、前記脈波伝播速度情報を算出する脈波伝播
速度情報算出手段とを含むことを特徴とするものであ
る。このようにすれば、前記心音解析装置の大動脈弁閉
鎖時期決定手段によって大動脈弁の閉鎖時期が正確に決
定され、脈波伝播速度情報算出手段では、その正確に決
定された大動脈弁の閉鎖時期と脈波検出装置により脈波
の所定部位が検出された時点との時間差に基づいて脈波
伝播速度情報が算出されるので、正確な脈波伝播速度情
報が算出される。
【００１２】
【発明の好適な実施の形態】以下、本発明の実施の形態
を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明が適用
され、心音解析装置としての機能を備えた脈波伝播速度
情報測定装置１０の構成を説明するブロック図である。
【００１３】図１において、心音マイクとして機能する
マイクロホン１２は、本実施例においては加速度形が用
いられ、仰臥位とされた被測定者１４の胸部上の所定部
位（たとえば第４肋間胸骨左縁、第２肋間胸骨左縁、第
２肋間胸骨右縁、第４肋間胸骨右縁など）に図示しない
粘着テープ等により固定される。マイクロホン１２の図
示しない内部には圧電素子が備えられ、被測定者１４の
心臓から発生する心音等が電気信号すなわち心音信号Ｓ
Ｈに変換される。心音信号増幅器１６には、心音の高音
成分をよく記録するためにエネルギーの大きい低音成分
を弱める図示しない４種類のフィルタが備えられ、マイ
クロホン１２から出力される心音信号ＳＨが増幅され、
且つ、ろ波される。心音信号増幅器１６から出力された
心音信号ＳＨは、Ａ／Ｄ変換器１８を介して電子制御装
置２０へ供給される。
【００１４】１組の電極２２は、心筋の活動電位を示す
心電信号ＳＥを出力するために、生体の所定部位に装着
される。本装置１０においては、電極２２は、II誘導に
よる心電図を測定するために、被測定者１４の右手首と
左足首とにそれぞれ装着されている。電極２２から出力
された心電信号ＳＥは、所定の増幅器を備えた心電誘導
装置２４により増幅された後、Ａ／Ｄ変換器２６を介し
前記電子制御装置２０へ供給される。
【００１５】図２は、上記心電誘導装置２４により検出
される心電誘導波形および前記マイクロホン１２により
検出される心音波形の一例を示す図である。図２に示す
ように、心音波形のII音は、IIA 音とそれに続くIIP 音
に分裂して観測される場合がある。
【００１６】光電脈波センサ２８は、毛細血管を含む末
梢細動脈へ伝播した脈波を検出する脈波検出装置として
機能し、たとえば脈拍検出などに用いるものと同様に構
成されており、生体の一部（たとえば指尖部）を収容可
能な図示しないハウジング内に、図示しない発光素子お
よび受光素子を備えている。その発光素子は、ヘモグロ
ビンによって反射可能な波長帯の赤色光或いは赤外光、
好ましくは酸素飽和度によって影響を受けない８００ｎ
ｍ程度の波長を生体の表皮に向かって照射する光源であ
り、受光素子は、表皮内からの散乱光を検出し、毛細血
管内の血液容積に対応する光電脈波信号ＳＭを出力す
る。光電脈波センサ２８から出力された光電脈波信号Ｓ
Ｍは、Ａ／Ｄ変換器３０を介して電子制御装置２０へ供
給される。この光電脈波信号ＳＭは、一拍毎に脈動する
信号であって、表皮内の毛細血管内のヘモグロビンの量
すなわち血液量に対応している。
【００１７】呼吸同期信号検出装置として機能する胸郭
インピーダンス検出装置３２は、被測定者１４の肺を含
む胸郭のインピーダンスの変化を検出するものであり、
胸部に装着された一組の電極３４を用いて胸郭インピー
ダンス脈波を検出する。胸郭インピーダンス検出装置３
２には、所定の周波数（たとえば５０ｋＨｚ）の正弦波
電流を発生させてその正弦波電流を生体に流す発振回路
３６と、電極３４を介して検出される信号を増幅する増
幅器３８と、その信号から胸郭インピーダンス脈波を表
す胸郭インピーダンス信号ＳＩすなわち呼吸同期信号を
取り出す検波回路４０とを備え、その胸郭インピーダン
ス信号ＳＩをＡ／Ｄ変換器４２を介して上記電子制御装
置２０へ出力する。
【００１８】さらに、電子制御装置２０には、押しボタ
ン４４から起動信号ＳＳが供給されるようになってい
る。
【００１９】上記電子制御装置２０は、ＣＰＵ４６，Ｒ
ＯＭ４８，ＲＡＭ５０，および図示しないＩ／Ｏポート
等を備えた所謂マイクロコンピュータにて構成されてお
り、ＣＰＵ４６は、ＲＯＭ４８に予め記憶されたプログ
ラムに従ってＲＡＭ５０の記憶機能を利用しつつ信号処
理を実行することにより、大動脈弁の閉鎖時期の決定、
脈波伝播速度情報の算出等を行ない、その算出した脈波
伝播速度情報等を表示器５２に表示させる。
【００２０】図３は、上記電子制御装置２０の制御機能
の要部を説明する機能ブロック線図である。図におい
て、呼吸脈波抽出手段６０は、胸郭インピーダンス検出
装置３２から供給される胸郭インピーダンス信号ＳＩか
ら、呼吸脈波を逐次抽出する。図４の上段は、胸郭イン
ピーダンス信号ＳＩが表す胸郭インピーダンス脈波の一
例であり、胸郭インピーダンス脈波には、図４の下段に
示す、心臓内の血液容積の変化に対応する心拍同期波
と、図４の中段に示す、胸郭の空気容積の変化に対応す
る呼吸同期波すなわち呼吸脈波とが含まれているので、
呼吸脈波抽出手段６０は脈波弁別手段としても機能し、
胸郭インピーダンス信号ＳＩから、０．１〜０．５Hz程
度の帯域の周波数の呼吸同期性成分すなわち呼吸脈波を
弁別する。なお、図４の上段および中段の縦軸は上方へ
向かうほどインピーダンスの減少を示し、図４の下段の
縦軸は上方へ向かうほどインピーダンスの増加を示す。
【００２１】呼気吸気判定手段６２は、呼吸脈波抽出手
段６０により抽出された呼吸脈波に基づいて、被測定者
１４が吸気状態であるか否かを逐次判定する。吸気状態
では胸郭の容積が増大して呼吸脈波のインピーダンスは
増大することから、呼気吸気判定手段６２は、呼吸脈波
のインピーダンスが増加傾向にあれば、被測定者１４が
吸気状態であると判定する。なお、図４の中段に示す呼
吸脈波では、ピークから次の脈波の立ち上がり点までが
吸気状態の期間すなわち吸気期間ＴB であり、脈波の立
ち上がり点からピークまでのインピーダンスが減少する
期間が呼気期間ＴO である。
【００２２】波形処理期間決定手段６４は、上記呼気吸
気判定手段６２により吸気状態であると判定されている
期間すなわち吸気期間ＴB 内にマイクロホン１２により
逐次検出された心音信号ＳＨのうち、心電誘導装置２４
により検出される心電誘導波形のＴ波の前半部の所定部
位に基づいて決定された波形処理開始点から、予め設定
された波形処理期間（０．２乃至０．３秒程度の一定時
間、或いは、心拍周期に基づいて決定される期間（たと
えば心拍周期の１／４など））内に検出された心音信号
ＳＨを、後述する平滑微分処理手段６６により処理する
心音信号ＳＨに決定する。ここで、上記Ｔ波の前半部の
所定部位は、たとえば、たとえば、立ち上がり点やピー
クなどであり、上記波形処理開始点は、そのＴ波の前半
部の所定部位が検出された時点や、その時点よりも予め
設定された微小時間後の時点である。心音のII音は、図
２にも示すように、心電誘導波形のＴ波の終末部の前後
0.04秒くらいの位置にあるのが普通であることから、上
記波形処理期間内の心音信号ＳＨには、必ず心音のII音
が含まれ、且つ、最初の信号がIIA 音となる。なお、一
吸気期間ＴB 内には複数の拍動が存在するが、吸気期間
ＴB の終期においてIIA 音とIIP 音との分裂は最も大き
くなる。従って、好ましくは、一吸気期間ＴB内におい
て最後に検出されたＴ波に基づいて波形処理期間が決定
されるが、一吸気期間ＴB 内に検出される全てのＴ波に
基づいて、或いは所定拍数分のＴ波に基づいて複数の波
形処理期間が決定されてもよい。
【００２３】平滑微分処理手段６６は、前記波形処理期
間決定手段６４で決定された波形処理期間内に、マイク
ロホン１２から供給された心音信号ＳＨを平滑微分処理
する。この平滑微分処理とは、中心差分の線型和を求め
ることにより入力信号を平滑化し且つ微分波形とするこ
とであり、一般式は下記式１で与えられる。式１におい
て、ｄはサンプリング周期Ｔに基づいて定まる値、Ｎは
次数、Ｃn は係数であり、たとえば、ｄ＝１／Ｔ，Ｎ＝
１，Ｃ1 ＝１とされる。式１に示すように、平滑微分処
理は、低次の加減算だけで構成される。また、特性も良
いことから、この平滑微分処理は、生体信号の処理に有
用なものとして知られている処理である。図５（ａ）は
平滑微分処理される前すなわちマイクロホン１２から供
給された心音波形の一例を示す図であり、図５（ｂ）は
その心音波形が平滑微分処理手段６６により平滑微分処
理された波形を示す図である。
【００２４】
【式１】
【００２５】二乗処理手段６８は、平滑微分処理手段６
６によって処理された波形について、その波形の基線に
対する振幅強度を二乗する。図５（ｃ）は、図５（ｂ）
の波形を二乗処理した波形である。マイクロホン１２か
ら出力される波形は、基線（すなわち心音が発生してい
ないときのベースライン）を中心とする交流波形である
ので、平滑微分処理手段６６によって処理された微分波
形も基線を中心とする交流波形となる。交流波形のまま
では、振幅強度が基線に対して正の側にも負の側にも増
加することから、そのままでは大動脈弁の閉鎖時期を決
定するのはそれほど容易でない。そこで、二乗処理する
ことにより、基線に対して正の側のみの波形とするので
ある。また、心音由来の信号はノイズよりも振幅が大き
いことから、二乗処理することにより、心音由来の信号
の振幅強度とノイズの振幅強度との差が大きくなるの
で、大動脈弁閉鎖時期をより正確に検出できる効果もあ
る。
【００２６】大動脈弁閉鎖時期決定手段７０は、上記二
乗処理手段６８により二乗処理された波形に基づいて、
大動脈弁の閉鎖時期を決定する。前述したように、波形
処理期間の心音信号ＳＨは、最初の信号がIIA 音である
ことから、たとえば、二乗処理された波形の振幅強度
が、予め設定された閾値ＴＨを越えた点のうち最も早い
点を大動脈弁の閉鎖時期に決定する。或いは、二乗処理
された波形の最初の極大点すなわちIIA 音のピークが検
出された時を大動脈弁の閉鎖時期に決定してもよい。な
お、これらの場合、前記波形処理開始点から、予め設定
された閾値ＴＨを越えたか否か、或いはピークが検出さ
れたか否かの判断が開始されるので、前記波形処理開始
点が判断開始点である。
【００２７】脈波伝播速度情報算出手段７２は、上記大
動脈弁閉鎖時期決定手段７０によって決定された大動脈
弁の閉鎖時期と光電脈波センサ２８により検出された光
電脈波の所定部位（たとえば立ち上がり点やピークな
ど）との時間差を脈波伝播時間ＤＴ(sec) として算出す
る脈波伝播時間算出手段を含んでいる。そして、予め設
定された式２から、その脈波伝播時間算出手段により算
出された脈波伝播時間ＤＴに基づいて脈波伝播速度ＰＷ
Ｖ(m/sec) を算出し、その算出した脈波伝播速度ＰＷＶ
を表示器５２に表示する。なお、式２において、Ｌは、
大動脈起始部から光電脈波センサ２８の装着位置までの
伝播距離(m) であり、予め実験に基づいて決定された値
が用いられる。
【００２８】（式２） ＰＷＶ＝Ｌ／ＤＴ
【００２９】図６は、図３の機能ブロック線図に基づい
て説明した電子制御装置２０の制御機能の要部を、さら
に具体化して説明するフローチャートである。本ルーチ
ンは、押しボタン４４が操作され、起動信号ＳＳが供給
された場合に実行される。
【００３０】図６において、ステップＳ１（以下、ステ
ップを省略する。）では、マイクロホン１２から供給さ
れる心音信号ＳＨ、心電誘導装置２４から供給される心
電信号ＳＥ、光電脈波センサ２８から供給される光電脈
波信号ＳＭ、および胸郭インピーダンス検出装置３２か
ら供給される胸郭インピーダンス信号ＳＩが読み込まれ
る。
【００３１】続く呼吸脈波抽出手段６０に対応するＳ２
では、上記Ｓ１で読み込まれた胸郭インピーダンス信号
ＳＩから０．１〜０．５Hz程度の帯域の周波数成分が弁
別されることにより、呼吸脈波が抽出される。
【００３２】続くＳ３では、Ｓ１で心音信号ＳＨ、心電
信号ＳＥ、光電脈波信号ＳＭ、および胸郭インピーダン
ス信号ＳＩが一呼吸周期分読み込まれたか否かが、上記
Ｓ２で抽出された呼吸脈波に基づいて判断される。この
判断が否定された場合には、前記Ｓ１以下が繰り返し実
行されることにより、心音信号ＳＨ、心電信号ＳＥ、光
電脈波信号ＳＭ、および胸郭インピーダンス信号ＳＩの
読み込みと、呼吸脈波の抽出が継続される。
【００３３】一方、上記Ｓ３の判断が肯定された場合に
は、呼気吸気判定手段６２に対応するＳ４において、前
記Ｓ２で抽出された呼吸脈波のピークおよび次の呼吸脈
波の立ち上がり点が決定され、そのピークから立ち上が
り点までの期間が吸気期間Ｔ B に決定される。
【００３４】続く波形処理期間決定手段６４に対応する
Ｓ５では、上記Ｓ４で決定された吸気期間ＴB 内に前記
Ｓ１で検出された心電誘導波形のＴ波のうち、最後に検
出されたＴ波のピークが波形処理開始点とされ、その波
形処理開始点から予め設定された一定期間（たとえば
０．２秒間）が波形処理期間に決定される。
【００３５】続く平滑微分処理手段６６に対応するＳ６
では、上記Ｓ１乃至Ｓ３の繰り返しにおいて読み込まれ
た心音信号ＳＨのうち、上記Ｓ５で決定された波形処理
期間内に読み込まれた心音信号ＳＨが、前記式１に代入
されることにより、平滑化され且つ微分波形とされる。
なお、式１において、ｄ，Ｎ，Ｃn は、たとえば、ｄ＝
１／Ｔ，Ｎ＝１，Ｃ1 ＝１とされる。
【００３６】そして、続く二乗処理手段６８に対応する
Ｓ７では、上記Ｓ６で平滑微分処理されて得られた微分
波形が二乗処理される。すなわち、上記Ｓ６の処理によ
り得られた波形の基線に対する振幅が二乗される。
【００３７】続く大動脈弁閉鎖時期決定手段７０に対応
するＳ８では、上記Ｓ７で二乗処理された波形の振幅強
度が予め設定された閾値ＴＨを越えた点の中で、最も早
い点の検出時期が大動脈弁の閉鎖時期に決定される。
【００３８】続くＳ９では、前記Ｓ１において読み込ま
れた光電脈波信号ＳＭから、光電脈波の立ち上がり点が
検出された時間が決定され、続いて、脈波伝播速度情報
算出手段７２に対応するＳ１０乃至Ｓ１２が実行され
る。
【００３９】まず、Ｓ１０では、前記Ｓ８において決定
された大動脈弁の閉鎖時期から、上記Ｓ９で決定された
光電脈波の立ち上がり点までの時間差が脈波伝播時間Ｄ
Ｔとして算出される。そして、続くＳ１１では、その脈
波伝播時間ＤＴが前記式２に代入されることにより、脈
波伝播速度ＰＷＶが算出される。続くＳ１２では、上記
Ｓ１１で算出された脈波伝播速度ＰＷＶが表示器５２に
表示される。そして、脈波伝播速度ＰＷＶが表示器５２
に表示された後は、前記Ｓ１以下が再び繰り返されるこ
とにより、大動脈弁の閉鎖時期の決定、および大動脈弁
の閉鎖時期に基づく脈波伝播速度ＰＷＶの算出が繰り返
される。
【００４０】上述した図６のフローチャートに基づく実
施の形態によれば、Ｓ４（呼気吸気判定手段６２）で、
胸郭インピーダンス検出装置３２によって検出される胸
郭インピーダンス信号ＳＩに基づいて被測定者１４が吸
気状態であるか否かが逐次判定され、Ｓ８（大動脈弁閉
鎖時期決定手段７０）では、被測定者１４が吸気状態の
時に検出されたII音に基づいて大動脈弁の閉鎖時期が決
定されるので、被測定者１４に呼吸制御を強いることな
く、大動脈弁の閉鎖時期が正確且つ連続的に決定でき
る。
【００４１】また、上述した図６のフローチャートに基
づく実施の形態によれば、Ｓ８（大動脈弁閉鎖時期決定
手段７０）において、Ｓ４（呼気吸気判定手段６２）で
被測定者１４が吸気状態であると判定された期間にマイ
クロホン１２により検出されたII音のうち、一吸気期間
ＴB 内で最も遅く検出されたII音に基づいて大動脈弁の
閉鎖時期が逐次決定されるので、より正確に大動脈弁の
閉鎖時期が決定される。
【００４２】また、上述した図６のフローチャートに基
づく実施の形態によれば、Ｓ６（平滑微分処理手段６
６）において、マイクロホン１２によって検出されるII
音が平滑微分処理されて、そのII音は平滑化されるとと
もに、微分波形とされて振幅の変化が明確化され、さら
に、Ｓ７（二乗処理手段６８）では、Ｓ６（平滑微分処
理手段６６）で処理された波形の基線に対する振幅強度
が二乗されて、基線の正側のみ、且つ、振幅が強調され
た波形とされる。そして、Ｓ８（大動脈弁閉鎖時期決定
手段７０）では、Ｓ７（二乗処理手段６８）で処理され
た波形に基づいて大動脈弁の閉鎖時期が決定されるの
で、一層正確な大動脈弁閉鎖時期が決定される。
【００４３】また、上述した図６のフローチャートに基
づく実施の形態によれば、Ｓ８（大動脈弁閉鎖時期決定
手段７０）では、大動脈弁の閉鎖時期を決定するための
判断開始点が心電誘導波形のＴ波のピークとされてい
る。そのため、上記判断開始点後の最初の信号がIIA 音
となることから、他の信号が間違ってIIA 音として処理
されることがなくなるので、一層正確に大動脈弁の閉鎖
時期が決定される。
【００４４】また、上述した図６のフローチャートに基
づく実施の形態によれば、脈波伝播速度情報測定装置１
０が心音解析装置としての機能を備えていた。すなわ
ち、心音解析装置が脈波伝播速度情報測定装置１０に利
用されていた。そのため、Ｓ８（大動脈弁閉鎖時期決定
手段７０）で大動脈弁の閉鎖時期が正確に決定され、Ｓ
１１（脈波伝播速度情報算出手段７２）では、その正確
に決定された大動脈弁の閉鎖時期と、光電脈波センサ２
８により光電脈波の所定部位が検出された時点との時間
差に基づいて脈波伝播速度情報が算出されるので、正確
な脈波伝播速度情報が算出される。
【００４５】以上、本発明の一実施形態を図面に基づい
て詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても
適用される。
【００４６】たとえば、前述の脈波伝播速度情報測定装
置１０に備えられたマイクロホン１２は加速度形であっ
たが、空気伝導形、つり形、置き形等他の形式であって
もよい。
【００４７】また、前述の実施の形態では、呼吸同期信
号検出装置として胸郭インピーダンス検出装置３２が用
いられていたが、呼吸数計として一般的に用いられる他
の装置、呼気ガス中の二酸化炭素濃度を測定する装置、
呼気吸気の流速を測定する気流計等、呼吸同期信号を検
出する種々の装置を呼吸同期信号検出装置として用いる
ことができる。なお、呼吸数計として一般的に用いられ
る装置には、胸郭インピーダンス検出装置３２の他に、
たとえば、鼻や口にサーミスタを装着し温度変化を測定
する装置、電解液またはカーボンを満たしたゴムチュー
ブを胸郭に巻き付けてその抵抗変化を測定する装置、胸
郭の前後にコイルを置き高周波における相互誘導を測定
する装置などがある。
【００４８】また、前述の実施の形態では、波形処理期
間決定手段６４により決定された波形処理期間内に検出
された心音信号ＳＨのみが平滑微分処理および二乗処理
されていたが、逐次検出される心音信号ＳＨが全て平滑
微分処理および二乗処理されてもよい。この場合には、
波形処理期間と同様の期間が大動脈弁の閉鎖時期を決定
するための判断期間に決定される。
【００４９】また、前述の実施の形態において、波形処
理期間決定手段６４では、心電誘導波形に基づいて波形
処理開始点および判断開始点が決定されていたが、心音
のＩ音に基づいて波形処理開始点または判断開始点が決
定されてもよい。たとえば、心音のＩ音の最大振幅が検
出された時点に心拍周期の１／４程度の期間を加えた時
点などが波形処理開始点または判断開始点に決定されて
もよい。このようにすれば、電極２２および心電誘導装
置２４が不要となる利点がある。
【００５０】また、前述の実施の形態では、心音信号Ｓ
Ｈが、平滑微分処理手段６６により平滑微分処理され、
さらに、二乗処理手段６８により二乗処理されていた
が、これらの双方またはいずれか一方の波形処理がされ
なくてもよい。
【００５１】また、前述の脈波伝播速度情報測定装置１
０のマイクロホン１２と電子制御装置２０との間に、心
音の第II音の最低周波数よりも所定値（０〜２０Ｈｚ程
度）低い値に設定された通過最低周波数以上の信号を通
過させるハイパスフィルタがさらに設けられてもよい。
このようにすれば、ハイパスフィルタにより、心音信号
ＳＨに含まれる低周波ノイズ（主として血流音等の体内
ノイズ）が除去されるので、大動脈弁の閉鎖時期がより
正確に決定される利点がある。
【００５２】また、前述の実施の形態では、大動脈弁の
閉鎖時期に基づいて、連続的に脈波伝播時間ＤＴおよび
脈波伝播速度ＰＷＶが算出されていたが、さらに、その
算出された脈波伝播時間ＤＴおよび脈波伝播速度ＰＷＶ
に基づいて、連続的に動脈硬化が評価され、或いは連続
的に推定血圧値が算出されてもよい。
【００５３】また、前述の脈波伝播速度情報測定装置１
０は、脈波検出装置として生体の指尖部に装着される光
電脈波センサ２８が用いられていたが、生体の所定部位
を押圧し、その部位に伝播する圧脈波を検出する形式の
圧脈波センサ、生体の所定部位（たとえば上腕）に装着
される圧迫帯内の圧力の変動を検出する形式の圧脈波セ
ンサ、オキシメータ用の光電脈波検出プローブ、指に装
着された電極を介してインピーダンス変化を検出するイ
ンピーダンス脈波検出装置などが脈波検出装置として用
いられてもよい。
【００５４】なお、本発明はその主旨を逸脱しない範囲
においてその他種々の変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用され、心音解析装置としての機能
を備えた脈波伝播速度情報測定装置の構成を説明するブ
ロック図である。
【図２】図１の心電誘導装置およびマイクロホンにより
検出される心電誘導波および心音波の一例である。
【図３】図１の脈波伝播速度情報測定装置における電子
制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図
である。
【図４】図１の胸郭インピーダンス検出装置により検出
される胸郭インピーダンス脈波と、それに含まれる呼吸
脈波および心拍同期波とを示す図である。
【図５】(a) 心音波形の一例を示す図である。 (b) (a) の波形を平滑微分処理した波形である。 (c) (b) の波形を二乗処理した波形である。
【図６】図３の機能ブロック線図に示した電子制御装置
の制御機能の要部をさらに具体化して説明するフローチ
ャートである。
【符号の説明】
１０：脈波伝播速度情報測定装置（心音解析装置） １２：マイクロホン（心音マイク） ３２：胸郭インピーダンス検出装置（呼吸同期信号検出
装置） ６２：呼気吸気判定手段 ７０：大動脈弁閉鎖時期決定手段
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ａ６１Ｂ 5/05 Ａ６１Ｂ 5/04 ３１２Ａ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 生体の所定部位に装着される心音マイク
    を備え、該心音マイクにより逐次検出される心音のII音
    に基づいて、該生体の心臓の大動脈弁が閉鎖する時期を
    決定する心音解析装置であって、 前記生体の呼吸同期信号を逐次検出する呼吸同期信号検
    出装置と、 該呼吸同期信号検出装置により検出される呼吸同期信号
    に基づいて前記生体が呼気状態であるか吸気状態である
    かを判定する呼気吸気判定手段と、 該呼気吸気判定手段により前記生体が吸気状態であると
    判定された期間に前記心音マイクにより検出されたII音
    に基づいて、大動脈弁の閉鎖時期を逐次決定する大動脈
    弁閉鎖時期決定手段とを、含むことを特徴とする心音解
    析装置。
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