JP2006102086A - 脈波情報表示装置、脈波情報表示装置を制御するプログラム、および脈波情報表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＡＩ値の変化を直感的に把握することができる脈波情報表示装置、脈波情報表示装置を制御するプログラム、および脈波情報表示方法を提供すること。
【解決手段】 測定された脈波データから抽出される１拍分の波形を、進行波の最大点に相当する第１の特徴点における振幅値に基づいて正規化する（ステップＳ２０４）。正規化された波形を表示部に描画し（ステップＳ２０８）、その波形の立ち上がり点の位置、進行波の最大点の位置および、反射波の最大点の位置をマーカー表示する（ステップＳ２１０，Ｓ２１２）。
【選択図】 図６

Description

本発明は、脈波情報表示装置、脈波情報表示装置を制御するプログラム、および脈波情報表示方法に関し、特に、測定された脈波データから１拍分の波形を連続的に表示する脈波情報表示装置、脈波情報表示装置を制御するプログラム、および脈波情報表示方法に関する。

血圧は、心臓の収縮と拡張とによって生ずる血流が動脈血管の内壁に及ぼす圧力であって、心臓の収縮期に相当する血圧である収縮期血圧と、拡張期に相当する血圧である拡張期血圧とから構成されている。動脈内血圧のなす脈圧波は、心臓からの血液の駆出によって生ずる収縮期前方成分（駆出波）と主に動脈からの反射によって生ずる収縮期後方成分（反射波）との合成波である。

下記特許文献１および２には、測定された脈波データから、上記駆出波や反射波のピーク点などの特徴点を抽出する方法が開示されている。特許文献１では、４次微分波のゼロクロス点を用いて算出する方法が開示されており、特許文献２では、１次微分波のピークを用いて１拍分の波形を検出し、３次微分の極大点、ゼロクロス点、および元波形の極大点を用いて算出する方法が開示されている。

また、特許文献３には、測定された脈波データから特徴点を算出することにより、ＡＩ（Augmentation Index）などの特徴量を算出して表示する装置が開示されている。

ＡＩは、公知の指標であって、主に中枢血管の動脈硬化に対応する脈波の反射強度と時相とを反映する特徴量を指標化したものである。ＡＩは、特に循環器系疾患の早期発見のために有効な指標と言われており、血圧とは異なった挙動を示すことが知られている。

図１１および図１２に、１拍分の脈波波形の時間経過に従う血管内圧力の変化の具体例を示す。図１１および図１２を参照して、ＰＡ点は立ち上がり点を示し、Ｐ１点は駆出波ピーク点を示し、Ｐ２点は反射波ピーク点を示す。駆出波の振幅値（Ｐ１点の圧力値−ＰＡ点の圧力値）をａ、反射波の振幅値（Ｐ２点の圧力値−ＰＡ点の圧力値）をｂとすると、ＡＩ（％）＝ｂ／ａ×１００として得られる。

一般的に、被験者の年齢が若い方が、図１１に示されるようにｂ＜ａとなり、被験者の年齢が高い方が図１２に示されるようにｂ＞ａとなる。これは、被験者の年齢が高くなるほど血管内壁の硬化（動脈硬化）が進行しているために、駆出波を血管壁で十分に吸収できずレベルの高い反射が短時間のうちに検出されることによる。このように、ＡＩ値は、心拍による駆出波と反射波とから得られる値であって、主に中枢血管の動脈硬化に対応する脈波の反射強度と時相とを反映する特徴量である。

また、他にも、アトコメディカル（Atcor Medical）社の脈波計測装置「シグモコア（SphygmoCor）」が販売されている（非特許文献１参照）。この製品では、測定された脈波データの解析結果が表示される。
特許第２６２０４９７号公報 米国特許第５２６５０１１号明細書 特開２００４−１９５２０４号公報 アトコメディカル（Atcor Medical）社 ホームページ（更新日：２００４年２月９日） ［２００４年９月１３日検索］ インターネット＜ＵＲＬ：http://www.atcormedical.com/pdf/prodpx.pdf＞

特許文献３および非特許文献１に開示された装置の表示画面において、脈波１拍分の波形が拡大して表示される。

しかしながら、これら文献の表示画面に表示される波形は、単に切出した波形を１拍ごとに表示するにすぎない。そうすると、表示される１拍分の波形の縦軸の単位は、絶対値である血管内圧力値となる。したがって、この場合、ＡＩ値の基準値である駆出波ピーク点の圧力値が変化すると、その高さが変動してしまうことになり、本来観察したいＡＩ値の変化を反射波ピーク点の高さとして直感的に捉えることができない。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、ＡＩ値の変化を直感的に把握することができる脈波情報表示装置、脈波情報表示装置を制御するプログラム、および脈波情報表示方法を提供することである。

この発明のある局面に従う脈波情報表示装置は、測定された脈波データを記憶するための記憶手段と、記憶された脈波データから１拍分の波形を抽出するための抽出手段と、抽出された１拍分の波形において、収縮期前方成分（進行波）の最大点に相当する第１の特徴点を特定するための第１の特定手段と、特定された第１の特徴点における振幅値に基づいて、１拍分の波形を正規化するための正規化手段と、正規化された１拍分の波形を描画するための信号を生成する描画手段と、描画手段からの出力に基づいて、対応する表示をするための表示手段とを備える。

「振幅値」とは、１拍分の波形を構成する各点における圧力値とその立ち上がり点（開始点）の圧力値との圧力差を表わす。

好ましくは、抽出された１拍分の波形において、収縮期後方成分の最大点に相当する第２の特徴点を特定するための第２の特定手段と、正規化された１拍分の波形のうち、第１の特徴点に相当する位置と第２の特徴点に相当する位置とを、表示手段にマーカー表示するためのマーカー表示手段とをさらに備える。

また、脈波データを測定するための脈波測定手段をさらに備えることが望ましい。

また、抽出された１拍分の波形において、収縮期後方成分の最大点に相当する第２の特徴点を特定するための第２の特定手段と、第１の特徴点における振幅値に対する第２の特徴点における振幅値の比率を、正規化された１拍分の波形と同時に表示手段に表示するための手段とをさらに備えることが望ましい。

また、ユーザの指示に基づく波形を、正規化された波形と重ねて表示手段に表示するための手段をさらに備えることが望ましい。

また、抽出された１拍分の波形において、収縮期後方成分の最大点に相当する第２の特徴点を特定するための第２の特定手段と、正規化された波形のうち第２の特徴点に相当する点における値が、表示可能な上限値を越えたか否かを判断するための判断手段と、判断手段による判断結果に基づいて、第２の特徴点に相当する点における値が表示可能となるように上限値を更新するための更新手段とをさらに備えることが好ましい。

また、上記脈波情報表示装置において、特徴点を特定するために、次のように特徴点を抽出することが望ましい。

第１の特定手段は、１拍の脈波の４次微分波の極大点に基づいて第１の特徴点を抽出して特定する。

また、第１の特定手段は、１拍の脈波の４次微分波のゼロクロス点に基づいて第１の特徴点を抽出して特定する。

第２の特定手段は、１拍の脈波の４次微分波の極大点に基づいて第２の特徴点を抽出して特定する。

また、第２の特定手段は、１拍の脈波の４次微分波のゼロクロス点に基づいて第２の特徴点を抽出して特定する。

この発明の他の局面に従うプログラムは、脈波データを記憶するための記憶部と、記憶部に記憶された脈波データの演算処理を行なう演算処理部と、表示部とを備えた脈波情報表示装置を制御するプログラムであって、記憶部に記憶された脈波データから１拍分の波形を抽出するステップと、抽出された１拍分の波形において、収縮期前方成分の最大点に相当する第１の特徴点を特定するステップと、特定された第１の特徴点における振幅値に基づいて、１拍分の波形を正規化するステップと、正規化された１拍分の波形を表示部に表示するステップとを実行させる。

好ましくは、抽出された１拍分の波形において、収縮期後方成分の最大点に相当する第２の特徴点を特定するステップと、正規化された１拍分の波形のうち、第１の特徴点に相当する位置と第２の特徴点に相当する位置とを、表示部にマーカー表示するステップとをさらに実行させる。

好ましくは、抽出された１拍分の波形において、収縮期後方成分の最大点に相当する第２の特徴点を特定するステップと、第１の特徴点における振幅値に対する第２の特徴点における振幅値の比率を、正規化された１拍分の波形と同時に表示部に表示するステップとをさらに実行させる。

さらに好ましくは、抽出された１拍分の波形において、収縮期後方成分の最大点に相当する第２の特徴点を特定するステップと、正規化された波形のうち第２の特徴点に相当する点における値が、表示可能な上限値を越えたか否かを判断するためのステップと、判断結果に基づいて、第２の特徴点に相当する点における値が表示可能となるように上限値を更新するステップとをさらに実行させる。

この発明の他の局面に従う脈波情報表示方法は、脈波データを記憶するための記憶部と、脈波データに基づく情報を表示する表示部とを備えた脈波情報表示装置における脈波情報表示方法であって、記憶部に記憶された脈波データから１拍分の波形を抽出するステップと、記憶された脈波データから１拍分の波形を抽出するステップと、抽出された１拍分の波形において、収縮期前方成分の最大点に相当する第１の特徴点を特定するステップと、特定された第１の特徴点における振幅値に基づいて、１拍分の波形を正規化するステップと、正規化された１拍分の波形を表示部に表示するステップとを備える。

本発明によると、収縮期前方成分の最大点に相当する第１の特徴点における振幅値に基づいて正規化された波形が表示されるため、直感的にＡＩ値の変化を把握することができる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１に、本発明の実施の形態１における脈波計１００の構成の具体例を示す。図１を参照して、脈波計１００は、脈波を測定する脈波測定部１と脈波情報表示装置２とを備える。そして、脈波測定部１と脈波情報表示装置２とは、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルなどの専用ケーブルや通信回線などを介して接続される。なお、その接続には、無線通信などの非接触の接続も含まれるものとする。

脈波情報表示装置２は、脈波計１００を制御するためのデータやプログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）２４やＲＡＭ（Random Access Memory）２５、脈波計１００全体の制御を行なうＣＰＵ（Central Processing Unit）２３を含む処理部２０と、外部から操作可能に設けられて各種情報を入力するために操作される操作部２１と、脈波測定結果などの各種情報を外部に出力するためのＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などからなる表示部２２とを備える。

ＣＰＵ２３は、ＲＯＭ２４にアクセスしてプログラムを読出してＲＡＭ２５上に展開して実行し、脈波計１００全体の制御を行なう。また、ＣＰＵ２３は、操作部２１よりユーザからの操作信号を受取り、その操作信号に基づいて脈波計１００全体の制御処理を行なう。また、ＣＰＵ２３は、脈波測定部１から取得した脈波データの情報などを表示部２２に表示する制御を行なう。実施の形態１では、図１のような構成とすることにより、脈波情報表示装置２のＣＰＵ２３は、脈波測定部１が測定した脈波データをリアルタイムで表示部２２に表示することができる。

なお、脈波情報表示装置２は、一般的なＰＣ（Personal Computer）などが該当し、図１に示される脈波情報表示装置２の構成は、一般的なＰＣの構成の具体例である。そのため、脈波情報表示装置２の構成は、図１に示される構成に限定されない。

脈波測定部１は、Ｉ／Ｆ１１を介して脈波情報表示装置２からの制御信号を受取る。そして、Ｉ／Ｆ１１で受取った制御信号は制御回路１２へ送られ、制御回路１２から加圧ポンプ１３、負圧ポンプ１４、あるいは切換弁１５に送られる。

加圧ポンプ１３は、押圧カフ（空気袋）１６の内圧（以下、「カフ圧」という）を加圧するためのポンプであり、負圧ポンプ１４は、カフ圧を減圧するためのポンプである。切換弁１５は、これらの加圧ポンプ１３と負圧ポンプ１４とのいずれかを選択的にエア管（図示せず）に切換接続する。そして、制御回路１２は、これらを制御する。

半導体圧力センサ１７は、単結晶シリコンなどからなる半導体チップに一方向に所定間隔に配列された複数のセンサエレメントを含んで構成され、押圧カフ１６の圧力によって測定中の被験者の手首などの測定部位に押圧される。その状態で、半導体圧力センサ１７は撓骨動脈を介して被験者の脈波を検出する。半導体圧力センサ１７において脈波を検出することで得られる電圧信号をアンプ１８において増幅し、Ａ／Ｄ変換器１９に出力する。Ａ／Ｄ変換器１９は、アンプ１８を介して半導体圧力センサ１７から導出されたアナログ信号である電圧信号をデジタル情報に変換して、Ｉ／Ｆ１１を介して脈波情報表示装置２に送出する。

Ｉ／Ｆ１１を介して送出されたデジタル情報である脈波データは、たとえばＲＡＭ２５に順次記憶され、ＣＰＵ２３は、記憶されたデジタル情報をリアルタイムで読み出して各種演算処理を実行する。

なお、図１において、脈波測定部１と脈波情報表示装置２とは、別個の装置であるものとしたが、これらは一体的に構成されてもかまわない。

また、実施の形態１における脈波情報表示装置２は、脈波測定部１が測定した脈波データをリアルタイムで解析して表示する場合を示すが、これに限られない。たとえば、脈波測定部１で測定された脈波データをＲＡＭ２５や図示しないハードディスクなどに蓄えておき、後に表示することとしてもよい。さらに、図示しないメモリカードに脈波測定部１で測定された脈波データを格納しておき、脈波情報表示装置２に装着することにより、ＣＰＵ２３が、以下に説明するような表示のための演算処理を行なうこととしてもかまわない。

次に、図２に示すフローチャートを用いて、本実施の形態の脈波情報表示装置における脈波情報表示処理について説明する。図２のフローチャートに示される処理は、脈波情報表示装置２のＣＰＵ２３が、ＲＯＭ２４にアクセスしてプログラムを読出してＲＡＭ２５上に展開して実行することによって実現される。

図２を参照して、始めに、変数ｉを「０」に初期化する（ステップＳ（以下単に「Ｓ」ともいう）１０２）。本実施の形態において、変数ｉは脈波データから抽出される１拍分の波形の順番を表わすための記号である。ＣＰＵ２３は、脈波データを取得する（ステップＳ１０４）。本実施の形態においては、脈波測定部１のＩ／Ｆ１１を介して取得したデジタル信号である脈波データを、ＲＡＭ２５から順次取得する。

そして、ＲＯＭ２４に格納されているプログラムを実行することで脈波データより得られる脈波波形をＮ次微分し（Ｓ１０６）、その微分結果に基づいて脈波波形を１拍ごとに区切る処理を行なう（Ｓ１０８）。

このステップＳ１０８における脈波区切処理は、具体的にはたとえば以下のようにして行なわれる。上記ステップＳ１０６において取得されたＮ次微分のうち、１次微分が正になるのを待つ。一次微分が正になると、その立ち上がりゼロクロス点を保持し、これを「仮立ち上がり点」とする。そして、１次微分の極大を待つ。１次微分の極大を検知すると、ＣＰＵ２３は、一拍が認識できたかを判断する。具体的には、脈波波形（元波形）の極大値を待ち、極大値を検知すると、直前の仮立ち上がり点（「ＰＡ点」ともいう）からその前の立ち上がり点（「ＰＢ点」ともいう）までの波形を参照する。そして、ＰＡ点からＰＢ点までの間に脈波波形（元波形）の最大点（「ＰＰ点」ともいう）が存在し、ＰＰ点からＰＢ点までの間でＰＢ点が最小値であることを確認する。ＰＢ点が最小値であることが確認されれば、ＰＡ点を「立ち上がり点」として確定する。そして、ＰＡ点からＰＢ点までを１拍分の波形とする。

次に、ＣＰＵ２３は、変数ｉを「１」インクリメントする（Ｓ１１４）。そして、ステップＳ１０８で区切られた１拍分の波形を変数ｉ番目の波形とし、変数ｉ番目の波形を切り出す（Ｓ１１６）。ステップＳ１１６において切出された変数ｉ番目の波形より、所定の特徴点を抽出する（Ｓ１１８）。本実施の形態においては、変数ｉ番目の波形の立ち上がり点（ＰＡ点），駆出波ピーク点（「Ｐ１点」ともいう），反射波ピーク点（「Ｐ２点」ともいう）を抽出する。

本実施の形態においては、たとえば１拍分の波形の４次微分波の極大点を用いることにより、Ｐ１点およびＰ２点を抽出する。具体的には、図１３を参照して、以下のようにしてこれらの特徴点を抽出する。なお、図１３は、特許文献１に記載された図の一部を示したものである。

まず、１拍分の波形が認識されると、ＰＡ点からＰＢ点の間に存在する２次微分の極大値を得る。ここで得られる２次微分の極大値を、順にＡ点（以下「ＡＰＧ−Ａ点」という）、Ｃ点（以下「ＡＰＧ−Ｃ点」という）、Ｅ点（以下「ＡＰＧ−Ｅ点」という）とする。そして、ＰＡ点からＡＰＧ−Ｅ点までの間に存在する４次微分の極大点をそれぞれ取得する。取得した４次微分の極大点を、Ｐ１点およびＰ２点の候補とする。

次に、ＰＡ点からＰＰ点までの上昇脚の区間に存在する４次微分の極大点のうち、最大点をＰ１点として取得する。そして、ＰＰ点からＡＰＧ−Ｅ点までの下降脚の区間に存在する４次微分の極大点のうち、最大点をＰ２点として取得する。

なお、Ｐ１点およびＰ２点を抽出する方法としては、上記のような方法に限られず、たとえば上述の特許文献１および特許文献２に開示された方法を用いて抽出してもよい。

そして、ステップＳ１１８において抽出した特徴点から、ＡＩ値を算出する（Ｓ１２０）。

なお、本実施の形態において、ＡＩ値だけでなく、たとえば図１１あるいは図１２に示されるようなΔＴｐ（反射波立ち上がり点の時間−ＰＡ点の時間）など、その他の値を特徴量としてさらに算出することとしてもよい。なお、上述のΔＴｐもＡＩと同様に公知の指標である。

次に、ＣＰＵ２３は、後に詳述する表示処理を実行する（Ｓ１２２）。その後、ＣＰＵ２３は、次の脈波データがあるか否かを判断する（Ｓ１２４）。次の脈波データが検出されると（Ｓ１２４でＹＥＳ）、ステップＳ１０４〜Ｓ１２２の処理を繰り返す。一方、次の脈波データが検出されなければ（Ｓ１２４でＮＯ）、この脈波情報表示処理を終了する。

なお、本発明の実施の形態１では、１拍分の波形を１拍ごとに表示することとしたが、たとえば、２拍ごとや３拍ごとに表示してもよい。また、所定の拍数ごとでなくても、継続的に１拍分の波形の表示を更新していくこととしてもよい。

また、特徴点を特定する処理とは、ステップＳ１１８に示したように１拍分の波形データから特徴点を抽出する処理だけではなく、脈波データに抽出済の特徴点のデータが含まれている場合には、これに基づいて特徴点を特定する処理を含むものとする。

ここで、本実施の形態において、脈波情報表示装置２の表示部２２に表示される脈波情報の具体例を図３に示す。

図３を参照して、表示領域Ｂ１には、測定して得られた脈波データがリアルタイムで表示される。さらに、表示領域Ｂ２には、ステップＳ１０８で区切られた１拍分の波形が連続的に表示される。

表示領域Ｂ３にはステップＳ１１５において算出されたＡＩ値の時間変化が示され、表示領域Ｂ４には脈拍数ＨＲの時間変化が表示される。表示領域Ｂ５には表示領域Ｂ２に表示された１拍分の波形のＡＩ値（％）が同時に表示される。また、表示領域Ｂ６には平均の脈拍数ＨＲが表示される。表示領域Ｂ７には最高血圧ＳＹＳおよび最低血圧ＤＩＡが表示される。表示領域Ｂ８には測定日時が表示される。ここに表示される時間変化に従う情報は、図示しないクロックによる計測時間に関連付けながら測定された値をプロットすることにより表示される。

本実施の形態において、表示領域Ｂ５に、リアルタイムで１拍分の波形のＡＩ値を表示することにより、血圧値だけでは分からない変化を知ることができる。とくに、手術時の異常高血圧の救急処置や、高血圧緊急症、急性心不全など、速効性の降圧剤の投与が必要な場合に、血圧値だけでは分からない降圧の効果を知ることができる。これにより、薬剤の過不足の判断の確度向上や、判断に要する時間の短縮などに効果がある。

また、表示領域Ｂ２には、リアルタイムで１拍分の波形が連続的に表示される。このように、表示領域Ｂ２に１拍分の波形が拡大して表示されるため、１拍ごとの波形の形状をより詳しく視認することができる。

なお、表示領域Ｂ２に、ユーザの指示に基づく基準波形を、上述の１拍分の波形と重ねて表示させることとしてもよい。この場合、基準波形を上述の１拍分の波形とはたとえば異なる色で表示することにより識別される。基準波形は、たとえば、連続的に表示される波形から、ユーザが操作部２１を操作することによりある時点の波形を指定して登録されてもよい。また、ユーザが操作部２１を操作することにより、ある時点からある時点までの平均波形が登録されてもよい。このように基準波形を重ねて表示することにより、より投薬前後の効果を視覚的に確認しやすくなる。

また、上述のΔＴｐを同時に表示させることとしてもよい。

ここで、表示領域Ｂ２に表示される１拍分の波形は、一般的に、図４に示すように横軸の単位を時間、縦軸の単位を圧力値（単位：ｍｍＨｇ）として表示される。図４には、縦軸に、８０ｍｍＨｇ〜１３０ｍｍＨｇの絶対値が示される。

図４（ａ）に示す波形の駆出波ピーク点Ｐａ１の圧力値は１２５ｍｍＨｇ程度であり、その振幅値は約４５ｍｍＨｇである。また、図４（ａ）に示す波形のＡＩ値は８５％である。

一方、図４（ｂ）に示す波形の駆出波ピーク点Ｐｂ１は１０５ｍｍＨｇ程度であり、その振幅値は約２５ｍｍＨｇである。また、図４（ｂ）に示す波形のＡＩ値は１１０％である。

このように、ＡＩ値は図４（ｂ）に示す波形の方が高いにもかかわらず、図４（ａ）に示す駆出波ピーク点Ｐａ１の振幅値の方が図４（ｂ）に示す駆出波ピーク点Ｐｂ１の振幅値よりも高いために、図４（ａ）に示す反射波ピーク点Ｐａ２の高さの方が図４（ｂ）に示す反射波ピーク点Ｐｂ２よりも高く表示される。したがって、表示部２２の表示領域Ｂ２に連続的に１拍分の波形が表示されても、視覚的にＡＩ値の変化を捉えることができない。

そこで、ＡＩ値の基準（分母）である駆出波ピーク点の振幅値を一定にして表示した具体例を図５に示す。

図５を参照して、横軸の単位を図４と同様時間とし、縦軸の単位を駆出波ピーク点の振幅値を基準とした比率（％）として表示する。図５には、縦軸に、０％〜１２０％の比率が示される。図５（ａ）に示す波形は、図４（ａ）に対応する波形であり、図５（ｂ）に示す波形は、図４（ｂ）に対応する波形である。

図５（ａ）の駆出波ピーク点Ｐａ１’および図５（ｂ）の駆出波ピーク点Ｐｂ１’の高さは、それぞれ１００％の位置に表わされる。この場合、図５（ａ）に示す反射波ピーク点Ｐａ２’の高さは、（Ｐａ２’点の振幅値／Ｐａ１’点の振幅値×１００）で表わされるため、ＡＩ値と同じ８５％の位置に表わされる。図５（ｂ）に示す反射波ピーク点Ｐｂ２’の高さは、（Ｐｂ２’点の振幅値／Ｐｂ１’点の振幅値×１００）で表わされるため、ＡＩ値と同じ１１０％の位置に表わされる。

このように、１拍分の波形を駆出波ピーク点における振幅値を基準として正規化することで、ＡＩ値の上昇／下降が波形中の反射波ピーク点の上下動で図的に知ることができる。したがって、ユーザは、ＡＩ値の変化を、数値で見るよりもより直感的に把握することができる。また、圧力の絶対値に影響されないため、圧力波の反射の度合いを正確に把握することができる。

これらのことから、１拍分の波形を駆出波ピーク点の振幅値で正規化した波形を観察することにより、血圧の変化（＝圧力の絶対値の変化）の影響を受けることなく、降圧剤による血管の変化を反射波ピーク点の変化として捉えることができる。したがって、このように正規化した波形を連続的に図示することは、降圧剤の効果を詳細に観察することにつながり、降圧剤の継続投与や薬剤変更の判断に役立つと考えられる。

そこで、本発明の実施の形態１においては、表示部２２の表示領域Ｂ２に、図５に示したように、駆出波ピーク点の振幅値を基準として正規化した波形を順次表示する。

ここで、図２のステップＳ１２２における表示処理の流れについて、図６に示すフローチャートを用いて説明する。図６のフローチャートに示される処理もまた、脈波情報表示装置２のＣＰＵ２３が、ＲＯＭ２４にアクセスしてプログラムを読出してＲＡＭ２５上に展開して実行することによって実現される。

図６を参照して、はじめに、脈波情報表示装置２のＣＰＵ２３は、ｉ番目の波形を正規化する処理、すなわち、次式により波形ｆ（ｘ）を算出する処理を行なう（Ｓ２０４）。

ｆ（ｘ）＝１００×｛ｇ（ｘ）−ｇ（ｘ_０）｝／｛ｇ（ｘ_１）−ｇ（ｘ_０）｝
上記式において、“ｇ（ｘ）”は元波形を示し、“ｆ（ｘ）”は正規化後の波形を示す。また、“ｘ_０”は立ち上がり点（ＰＡ）における時間を示し、“ｘ_１”は駆出波ピーク点（Ｐ１）における時間を示す。

上記式を用いることにより、表示部２２の表示領域Ｂ２における縦軸の単位を、「圧力値」から駆出波ピーク点Ｐ１の振幅値に基づいた「比率」に変換され、元波形ｇ（ｘ）は正規化される。このようにして正規化された波形ｆ（ｘ）の立ち上がり点を「ＰＡ’」、駆出波ピーク点を「Ｐ１’」、反射波ピーク点を「Ｐ２’」、波形終了点を「ＰＢ’」とする。

ステップＳ２０４でｉ番目の正規化後の波形ｆ（ｘ）が算出されると、前の波形、すなわち（ｉ−１）番目の波形に関する描画をクリアする（Ｓ２０６）。

そして、表示部２２の表示領域Ｂ２に、立ち上がり点ＰＡ’から終了点ＰＢ’までの波形ｆ（ｘ）を描画する処理を行なう（Ｓ２０８）。実施の形態１において、表示レンジは固定されており、ＣＰＵ２３は、正規化後の波形ｆ（ｘ）を、予め定められた縦軸の上限値（たとえば１２０％）に基づいて描画する。この上限値としては、たとえば、反射波ピーク点Ｐ２’の値が、通常越えることが想定されないような値を定めておいてもよいし、ユーザが操作部２１を操作することにより定めてもよい。

なお、表示領域Ｂ２に表示される１拍分の波形は、少なくとも、立ち上がり点ＰＡ’点から切痕点（上述の「ＡＰＧ−Ｅ点」）に相当する点までを含んでいればよい。

次に、ＣＰＵ２３は、立ち上がり点ＰＡ’の高さ、すなわち０％の高さに水平にベースラインＬ０を描画する（Ｓ２１０）。さらに、駆出波ピーク点Ｐ１’からベースラインへ垂線Ｌ１を描画し、反射波ピーク点Ｐ２’からベースラインへ垂線Ｌ２を描画する（Ｓ２１２）。

なお、ステップＳ２１０およびＳ２１２において、直線を描画することにより立ち上がり点ＰＡ’，駆出波ピーク点Ｐ１’および反射波ピーク点Ｐ２’をマーカー表示することとしたが、このような表示方法に限らない。たとえば、各特徴点を矢印で示してもよいし、異なる色で識別することとしてもよい。

また、表示部２２の表示領域Ｂ２の表示レンジにおける縦軸の下限値が０％である場合は、必ずしもベースラインＬ０を描画しなくてもよい。

そして、ＣＰＵ２３は、表示部２２の表示領域Ｂ５に、図２のステップＳ１２０で算出したＡＩ値をテキスト描画する（Ｓ２１４）。以上の処理が終了すると、図２のステップＳ１２４に進む。

ここで、上述のステップＳ２０８〜Ｓ２１２において、表示部２２の表示領域Ｂ２に、波形ｆ（ｘ），ベースラインＬ０，垂線Ｌ１およびＬ２が表示された例を図７に示す。

このように、垂線Ｌ１およびＬ２を表示して、駆出波ピーク点Ｐ１’および反射波ピーク点Ｐ２’の位置を視認可能とすることにより、より、ＡＩ値が示す意味を詳細に知ることができる。ＡＩ値の性質として、圧力波の伝播速度が速いほど、ＡＩ値は高くなるという性質がある。また、末梢での反射が大きいほど、ＡＩ値は高くなるという性質がある。このことから、ＡＩ値が高い場合、駆出波ピーク点Ｐ１’と反射波ピーク点Ｐ２’との位置関係を知ることにより、伝播速度が速くて高いのか、末梢の反射が大きくて高いのかなどを目で見て把握することができる。したがって、治療に用いる降圧剤の性質と照らし合わせることにより、降圧剤の効果を詳しく把握することができ、降圧剤の継続投与や薬剤変更の判断に役立つと考えられる。

なお、実施の形態１において、表示処理のための特徴点算出アルゴリズムを、ＡＩ算出のためのアルゴリズムよりも簡略なアルゴリズムとしてもかまわない。したがって、図２に示したように、必ずしもＡＩ算出処理（Ｓ１２０）の後に表示処理（Ｓ１２２）が行なわれる必要はなく、これらを並行して行なうこととしてもかまわない。

［実施の形態２］
次の本発明の実施の形態２における脈波計１００について説明する。実施の形態２における脈波計１００の構成および動作については実施の形態１と同様であるのでこれらについて説明を繰り返さない。

実施の形態１における脈波情報表示装置２では、予め定められた上限値に基づいて正規化後の波形を表示していた。すなわち、表示レンジの上限値は固定されていた。したがって、正規化後の波形が表示レンジの縦軸（以下「縦レンジ」という）の上限値を越えた場合には、越えた表示領域は表示されなくなってしまう。そのため、反射波ピーク点の位置（高さ）が長い間表示されないという事態が生じてしまう可能性もある。そうすると、駆出波ピーク点と反射波ピーク点との位置関係を視認することができなくなり、ＡＩ値を直感的に把握することが困難になる場合がある。

そこで、実施の形態２における脈波情報表示装置では、さらに、縦レンジ調整処理を行なう。

図８および図９に示すフローチャートを用いて、実施の形態２における脈波情報表示装置２のＣＰＵ２３が実行する脈波情報表示処理について説明する。なお、図８に示す表示処理においてＣＰＵ２３が実行する処理うち、実施の形態１で用いた図６と同様の処理については同じステップ番号を付してある。したがって、これらについての説明は繰り返さない。

図８を参照して、実施の形態２の表示処理では、上述のステップＳ２０４とステップＳ２０６との間に、縦レンジ調整処理（Ｓ２０５）が追加される。図９は、この縦レンジ調整処理の流れを示すフローチャートである。

図９を参照して、まず、ＣＰＵ２３は、変数ｉが「１」か否か、すなわち、１番目の波形か否かを判断する。はじめは変数ｉは「１」である（図２のステップＳ１１４参照）ので（Ｓ１１０１でＹＥＳ）、カウント数Ｎを「０」に初期化して（Ｓ１１０２）ステップＳ１１０３に進む。

ステップＳ１１０１において、ＣＰＵ２３が、変数ｉが「１」でないと判断すると（Ｓ１１０１でＮＯ）、そのままステップＳ１１０３に進む。

ステップＳ１１０３において、ＣＰＵ２３は、ｉ番目の波形ｆ（ｘ）のうちの反射波ピーク点における値（比率（％））が、たとえばＲＡＭ２５に記憶された縦レンジの上限値（比率（％））を越えているか否かを判断する。反射波ピーク点における値が、上限値を超えていないと判断した場合（Ｓ１１０３でＮＯ）、ステップＳ１１１０に進む。なお、上限値の初期値は、図示しないハードディスクなどに記憶されており、この初期値がＲＡＭ２５に転送されることにより縦レンジ調整処理が行なわれる。

一方、反射波ピーク点における値が、上限値を超えていると判断した場合（Ｓ１１０３でＹＥＳ）、カウント数Ｎを「１」インクリメントする（Ｓ１１０４）。そして、ＣＰＵ２３は、その値をたとえばＲＡＭ２５に記憶させる（Ｓ１１０５）。

そして、ＣＰＵ２３は、カウント数Ｎが「３」に達したか否か、すなわち、縦レンジをオーバーした回数が連続して３回検出されたか否かを判断する（Ｓ１１０６）。ＣＰＵ２３が、カウント数Ｎが「３」に達したと判断した場合（Ｓ１１０６でＹＥＳ）、ＲＡＭ２５に記憶された過去３拍分の値のうちの最大値に１０％足した値を、新たな縦レンジの上限値として更新する（Ｓ１１０８）。そして、ステップＳ１１１０に進む。

ＣＰＵ２３は、ステップＳ１１１０においてカウント数Ｎをリセットすると、図８に示すステップＳ２０６に進む。また、ステップＳ１１０６でカウント数Ｎが「３」に達していないと判断した場合、すなわち、まだ縦レンジオーバーが連続３回に達していない場合には（Ｓ１１０６でＮＯ）、図８に示すステップＳ２０６に進む。

図８のステップＳ２０８’，Ｓ２１０’，Ｓ２１２’では、ＣＰＵ２３は、ＲＡＭ２５に記憶された上限値に基づいて描画処理を行なう。したがって、ステップＳ１１０８において縦レンジの上限値が更新されると、その上限値に基づいて以降の表示処理が行なわれる。

次に、本発明の実施の形態２において、縦レンジの上限値が調整される場合の具体的な表示例を図１０に示し、図９のフローチャートを参照しながら説明する。なお、図１０（ａ）〜（ｄ）は、連続して切出される１拍分の波形の表示例であり、ここではａ番目〜ｄ番目の波形として説明する。

はじめ、ＲＡＭ２５に記憶された縦レンジの上限値は１２０％であると想定する。また、ａ番目の波形におけるＡＩ値は８５％であり、ｂ番目の波形におけるＡＩ値は１２５％であり、ｃ番目の波形におけるＡＩ値は１４０％であり、ｄ番目の波形におけるＡＩ値は１２３％であると想定する。したがって、この場合、図８のステップＳ２０４で算出される正規化後の波形ｆ（ｘ）における反射波ピーク点Ｐ２’の縦軸の値も、それぞれ、８５％，１２５％，１４０％，１２３％となる。

図１０（ａ）を参照して、ａ番目の波形の反射波ピーク点Ｐ２’の縦軸の値、すなわちＡＩ値は８５％であり、縦レンジの上限値１２０％以内である（Ｓ１１０３でＮＯ）。したがって、ステップＳ２０８’〜Ｓ２１２’において、ＣＰＵ２３は、上限値１２０％以内の波形を描画するため、反射波ピーク点Ｐ２’の位置（高さ）を画面上で捉えることができる。

次に、図１０（ｂ）を参照して、ｂ番目の波形の反射波ピーク点Ｐ２’の縦軸の値、すなわちＡＩ値は１２５％であり、縦レンジの上限値１２０％を越えている（Ｓ１１０３でＹＥＳ）。したがって、カウント数は「１」とされる（Ｓ１１０４）。カウント数がまだ「１」の場合は、縦レンジの上限値の調整は行なわれないので、ステップＳ２０８’において、上限値１２０％以内の波形が描画される。したがって、図１０（ｂ）に示した波形のうち点線部分は表示されないことになり、反射波ピーク点Ｐ２’の位置を視認することができない。

次に、図１０（ｃ）を参照して、ｃ番目の波形の反射波ピーク点Ｐ２’の縦軸の値、すなわちＡＩ値は１４０％であり、縦レンジの上限値を越えている（Ｓ１１０３でＹＥＳ）。したがって、カウント数は「２」とされる（Ｓ１１０４）。この場合も、カウント数が「３」に達していないので、ステップＳ２０８’において、上限値１２０％以内の波形が描画される。したがって、この場合も、図に示した波形のうち点線部分は表示されないことになり、反射波ピーク点Ｐ２’の位置を視認することができない。

次に、図１０（ｄ）を参照して、ｄ番目の波形の反射波ピーク点Ｐ２’の縦軸の値、すなわちＡＩ値は１２３％であり、縦レンジの上限値を越えている（Ｓ１１０３でＹＥＳ）。したがって、カウント数は「３」となる（Ｓ１１０４）。ここで、カウント数が「３」に達したので（Ｓ１１０６でＹＥＳ）、縦レンジの上限値を調整する処理を行なう（Ｓ１１０８）。具体的には、カウントされた３拍分の波形（ｂ番目からｄ番目の波形）の最大値はｃ番目の１４０％であったので、これに１０％を足した１５０％を、縦レンジの上限値として更新する。この場合、ステップＳ２０８’において、上限値１５０％以内の波形が描画されることになるため、反射波ピーク点Ｐ２’の位置（１２３％の位置）を視認することが可能になる。

このように、実施の形態２において、３回連続して縦レンジの上限値を越えた場合には、その上限値を更新する。これにより、長い期間反射波ピーク点の位置（高さ）が表示されなくなるという不都合を防止することができる。これにより、反射波ピーク点の位置が異様に高い被験者の場合でも、ＡＩ値も適切に捉えることができるようになる。

また、３回連続した場合にのみ調整することとしたので、ノイズ等により頻繁に縦レンジが調整されて、かえってＡＩ値の変化が分かり難くなるという不都合を防止することができる。なお、本実施の形態において、３回連続して縦レンジを越えた場合に上限値を更新することとしたが、これに限られない。たとえば１０回中２回越えた場合に更新することとしてもよいし、単に１回越えた場合に更新することとしてもかまわない。

また、実施の形態２においては、正規化後の波形における反射波ピーク点の値（比率）を用いて縦レンジを越えたか否かの判断を行なうこととしたが、単に正規化後の波形の最大点の値（比率）を用いて判断することとしてもよい。

また、正規化後の波形における反射波ピーク点の値は、通常ＡＩ値と等しくなるため、ＡＩ値を用いて判断することとしてもよい。この場合、縦レンジ調整処理は、元波形の正規化処理を行なう前に実行されることとしてもかまわない。

また、本発明の脈波情報表示装置が行なう、脈波情報の表示方法を、プログラムとして提供することもできる。このようなプログラムは、コンピュータに付属するフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-ROM）、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびメモリカードなどのコンピュータ読取り可能な記録媒体にて記録させて、プログラム製品として提供することもできる。あるいは、コンピュータに内蔵するハードディスクなどの記録媒体にて記録させて、プログラムを提供することもできる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。

提供されるプログラム製品は、ハードディスクなどのプログラム格納部にインストールされて実行される。なお、プログラム製品は、プログラム自体と、プログラムが記録された記録媒体とを含む。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態１および２における脈波情報表示装置の構成の具体例を示す図である。 本発明の実施の形態１および２における脈波情報表示処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１および２における脈波情報表示装置の表示部に表示される脈波情報の例を示す図である。 １拍分の波形を絶対値を用いて表示した場合の具体例を示す図である。 １拍分の波形を比率を用いて表示した場合の具体例を示す図である。 本発明の実施の形態１における表示処理の流れを示すフローチャートである。 正規化された波形の表示例を示す図である。 本発明の実施の形態２における表示処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２における縦レンジ調整処理の流れを示すフローチャートである。 縦レンジの上限値が調整される場合の具体的な表示例を示す図である。 ＡＩ値を説明するための第１の図である。 ＡＩ値を説明するための第２の図である。 特徴点抽出処理について説明するための図である。

符号の説明

１ 脈波測定部、２ 脈波情報表示装置、１１ Ｉ／Ｆ、１２ 制御回路、１３ 加圧ポンプ、１４ 負圧ポンプ、１５ 切換弁、１６ 押圧カフ、１７ 半導体圧力センサ、１８ アンプ、１９ Ａ／Ｄ変換器、２０ 処理部、２１ 操作部、２２ 表示部、２３ ＣＰＵ、２４ ＲＯＭ、２５ ＲＡＭ、１００ 脈波計。

Claims (16)

1. 測定された脈波データを記憶するための記憶手段と、
   前記記憶された脈波データから１拍分の波形を抽出するための抽出手段と、
   前記抽出された１拍分の波形において、収縮期前方成分の最大点に相当する第１の特徴点を特定するための第１の特定手段と、
   前記特定された第１の特徴点における振幅値に基づいて、前記１拍分の波形を正規化するための正規化手段と、
   前記正規化された１拍分の波形を描画するための信号を生成する描画手段と、
   前記描画手段からの出力に基づいて、対応する表示をするための表示手段とを備える、脈波情報表示装置。
2. 前記抽出された１拍分の波形において、収縮期後方成分の最大点に相当する第２の特徴点を特定するための第２の特定手段と、
   前記正規化された１拍分の波形のうち、前記第１の特徴点に相当する位置と前記第２の特徴点に相当する位置とを、前記表示手段にマーカー表示するためのマーカー表示手段とをさらに備える、請求項１に記載の脈波情報表示装置。
3. 前記脈波データを測定するための脈波測定手段をさらに備える、請求項１に記載の脈波情報表示装置。
4. 前記抽出された１拍分の波形において、収縮期後方成分の最大点に相当する第２の特徴点を特定するための第２の特定手段と、
   前記第１の特徴点における振幅値に対する前記第２の特徴点における振幅値の比率を、前記正規化された１拍分の波形と同時に前記表示手段に表示するための手段とをさらに備える、請求項１に記載の脈波情報表示装置。
5. ユーザの指示に基づく波形を、前記正規化された波形と重ねて前記表示手段に表示するための手段をさらに備える、請求項１に記載の脈波情報表示装置。
6. 前記マーカー表示手段は、さらに、前記正規化された波形のうち脈波立ち上がり点に相当する位置を、前記表示手段にマーカー表示する、請求項２に記載の脈波情報表示装置。
7. 前記抽出された１拍分の波形において、収縮期後方成分の最大点に相当する第２の特徴点を特定するための第２の特定手段と、
   前記正規化された波形のうち前記第２の特徴点に相当する点における値が、表示可能な上限値を越えたか否かを判断するための判断手段と、
   前記判断手段による判断結果に基づいて、前記第２の特徴点に相当する点における値が表示可能となるように前記上限値を更新するための更新手段とをさらに備える、請求項１に記載の脈波情報表示装置。
8. 前記更新手段は、所定回数、前記上限値を越えていた場合に、前記第２の特徴点に相当する点における値が前記所定回数中最大である値を用いて、前記上限値を更新する、請求項７に記載の脈波情報表示装置。
9. 脈波データを記憶するための記憶部と、前記記憶部に記憶された脈波データの演算処理を行なう演算処理部と、表示部とを備えた脈波情報表示装置を制御するプログラムであって、
   前記記憶部に記憶された脈波データから１拍分の波形を抽出するステップと、
   前記抽出された１拍分の波形において、収縮期前方成分の最大点に相当する第１の特徴点を特定するステップと、
   前記特定された第１の特徴点における振幅値に基づいて、前記１拍分の波形を正規化するステップと、
   前記正規化された１拍分の波形を前記表示部に表示するステップとを実行させる、プログラム。
10. 前記抽出された１拍分の波形において、収縮期後方成分の最大点に相当する第２の特徴点を特定するステップと、
    前記正規化された１拍分の波形のうち、前記第１の特徴点に相当する位置と前記第２の特徴点に相当する位置とを、前記表示部にマーカー表示するステップとをさらに実行させる、請求項９に記載のプログラム。
11. 前記抽出された１拍分の波形において、収縮期後方成分の最大点に相当する第２の特徴点を特定するステップと、
    前記第１の特徴点における振幅値に対する前記第２の特徴点における振幅値の比率を、前記正規化された１拍分の波形と同時に前記表示部に表示するステップとをさらに実行させる、請求項９に記載のプログラム。
12. 前記抽出された１拍分の波形において、収縮期後方成分の最大点に相当する第２の特徴点を特定するステップと、
    前記正規化された波形のうち前記第２の特徴点に相当する点における値が、表示可能な上限値を越えたか否かを判断するためのステップと、
    判断結果に基づいて、前記第２の特徴点に相当する点における値が表示可能となるように前記上限値を更新するステップとをさらに実行させる、請求項９に記載のプログラム。
13. 脈波データを記憶するための記憶部と、前記脈波データに基づく情報を表示する表示部とを備えた脈波情報表示装置における脈波情報表示方法であって、
    前記記憶部に記憶された脈波データから１拍分の波形を抽出するステップと、
    前記記憶された脈波データから１拍分の波形を抽出するステップと、
    前記抽出された１拍分の波形において、収縮期前方成分の最大点に相当する第１の特徴点を特定するステップと、
    前記特定された第１の特徴点における振幅値に基づいて、前記１拍分の波形を正規化するステップと、
    前記正規化された１拍分の波形を前記表示部に表示するステップとを備える、脈波情報表示方法。
14. 前記抽出された１拍分の波形において、収縮期後方成分の最大点に相当する第２の特徴点を特定するステップと、
    前記正規化された１拍分の波形のうち、前記第１の特徴点に相当する位置と前記第２の特徴点に相当する位置とを、前記表示部にマーカー表示するステップとをさらに備える、請求項１３に記載の脈波情報表示方法。
15. 前記抽出された１拍分の波形において、収縮期後方成分の最大点に相当する第２の特徴点を特定するステップと、
    前記第１の特徴点における振幅値に対する前記第２の特徴点における振幅値の比率を、前記正規化された１拍分の波形と同時に前記表示部に表示するステップとをさらに備える、請求項１３に記載の脈波情報表示方法。
16. 前記抽出された１拍分の波形において、収縮期後方成分の最大点に相当する第２の特徴点を特定するステップと、
    前記正規化された波形のうち前記第２の特徴点に相当する点における値が、表示可能な上限値を越えたか否かを判断するためのステップと、
    判断結果に基づいて、前記第２の特徴点に相当する点における値が表示可能となるように前記上限値を更新するステップとをさらに備える、請求項１３に記載の脈波情報表示方法。

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