JP2007117586A - 生体情報測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１台の装置で測定条件を変更して異なる診断目的の測定を行うことが可能な生体情報測定装置を提供する。
【解決手段】生体情報測定装置Ｓは、被験者Ｈの生体情報を測定して記憶する測定ユニット１１と、測定ユニット１１で取得された測定データに対して所定のデータ解析処理を行う解析ユニット１２とからなる。測定ユニット１１は、被験者Ｈの光電脈波データ等を測定するセンサ部１１１と、センサ部１１１の測定動作を制御する測定制御部１１２とが含まれ、さらに、測定ユニット１１と解析ユニット１２との電気的接続状態に応じて、測定制御部１１２によるセンサ部１１１の制御条件を変更若しくは変更可能な状態とする接続制御手段１３が具備されている。接続制御手段１３は、例えば測定ユニット１１と解析ユニット１２との電気的接続状態に応じて、センサ部１１１のサンプリング周期を変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、人体から各種の生体情報を非侵襲で検出する生体情報測定装置に関し、特に測定目的に応じてサンプリング周期等の測定条件を変更することができる生体情報測定装置に関するものである。

人体から生体情報を非侵襲で検出する生体情報測定装置として、生体の循環状態を測定するための光電脈波計が知られている。この光電脈波計は、発光部と受光部とを備えるプローブを被験者の指に装着し、所定のサンプリング周期毎に発光部から発せられる光を生体（指）に向けて投光し、生体を経由して受光部で感知された光の光量変化をパルス信号として測定することで脈波波形を求めるものである。かかる脈波波形に基づいて、不整脈（心房細動・期外収縮）の検出、除細動時のモニター、自律神経障害、血管年齢等の診断を行うことができる。このような光電脈波計として、例えば特許文献１には、脈波センサにより被験者の脈波を時々刻々検出し、演算手段にて検出された脈波データを解析してピーク値及びピーク時点を求め、心電Ｒ−Ｒ間隔に相当する脈波Ｐ−Ｐ間隔を測定する装置が開示されている。

ところで、同じ光電脈波の測定であっても、サンプリング周期等の測定条件はその測定目的によって異なっている。例えば不整脈の検出の用途では、脈波Ｐ−Ｐ間隔のバラツキが判読できれば診断は行えること、また被験者に測定装置を一昼夜程度の長時間装着しての測定が必要となるのでメモリ部のデータ保存容量の問題が生じること等の理由から、光電脈派はそれほど短いサンプリング周期（高いサンプリング周波数）での測定は必要とされない。

これに対し、自律神経障害や血管年齢の診断目的では、前者については健常者の脈波Ｐ−Ｐ間隔のゆらぎとの区別をシビアに行わねばならないこと、後者については脈波波形を微分する必要があること、またこれら診断では通常測定したその場で解析結果をプリントすることが求められることも相俟って、３分間程度の短時間測定である代わりに、高いサンプリング周波数での光電脈派の測定が要求されている。さらに、不整脈の除細動時のモニターでは、リアルタイム測定を行い、脈派波形およびその１拍１拍の間隔のトレンドグラフを表示・印刷することが求められる。この場合も、脈波間隔のバラツキが判読できれば良く、それほど高いサンプリング周波数での測定は必要とされない。
特開平８−２２９０１３号公報

上述のように、同じ光電脈派の測定であっても、その診断目的によってサンプリング周期等の望ましい測定条件は相違している。このため、従来は診断目的に応じて別々の測定装置が使用されていた。このためユーザは、診断目的に応じて複数の測定装置を準備する必要があり、多額のコストを要するという問題があった。また、例えば不整脈と自律神経障害とを測定しようとする場合、被験者に不整脈測定装置、自律神経障害測定装置を順次装着して測定する必要があり、検査が煩雑になると共に被験者にも負担をかけてしまうという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、１台の装置で測定条件を変更して異なる診断目的の測定を行うことが可能な生体情報測定装置、とりわけ測定条件の変更が容易に行える生体情報測定装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る生体情報測定装置は、所定の生体情報に関連するパラメータを測定するセンサ部と、該センサ部の測定動作を制御する測定制御部と、前記センサ部から出力される測定信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、該Ａ／Ｄ変換部から出力される測定データを記憶可能なメモリ部とを含む測定ユニットと、前記測定ユニットで取得された測定データに対して所定のデータ解析処理を行う解析処理部を有する解析ユニットと、前記測定ユニットと前記解析ユニットとの電気的接続状態に応じて、前記測定制御部によるセンサ部の制御条件を変更若しくは変更可能な状態とする接続制御手段とを具備することを特徴とする。

この構成によれば、測定ユニット単体で所定の生体情報に関連するパラメータを測定し、その測定データをデジタル信号としてメモリ部に格納することが可能となる。また、測定ユニットと解析ユニットとを電気的に接続することで、測定ユニットによる測定と取得された測定データの解析とを行うことが可能となる。そして、接続制御手段により、測定制御部によるセンサ部の制御条件が、測定ユニットと解析ユニットとの電気的接続状態に応じて変更若しくは変更可能な状態とされる。これにより、前記測定ユニット及び解析ユニットを適宜組み合わせることで、様々な測定条件、測定態様において生体情報を測定することが可能となる。

この場合、前記測定制御部は、前記センサ部に所定のサンプリング周期でセンシング動作を行わせるものであり、前記接続制御手段は、前記サンプリング周期を、前記測定ユニットと前記解析ユニットとの電気的接続状態に応じて、所定の第１のサンプリング周期から前記第１のサンプリング周期とは異なる第２のサンプリング周期に変更若しくは変更可能な状態とするものであることが望ましい（請求項２）。この構成によれば、接続制御手段により、測定ユニットと解析ユニットとの電気的接続状態に応じて、センシング動作を行うサンプリング周期が変更若しくは変更可能な状態とされる。従って、例えば測定ユニットと解析ユニットとを電気的に接続することで自動的に、或いは電気的に接続後に所定の操作処理が与えられることで、サンプリング周期が第１のサンプリング周期から第２のサンプリング周期に変更されるようになる。

また、前記サンプリング周期が、前記測定ユニットと前記解析ユニットとが電気的に接続されていない場合を前記第１のサンプリング周期とし、前記測定ユニットと前記解析ユニットとが電気的に接続されている場合を前記第２のサンプリング周期とするとき、前記第２のサンプリング周期は前記第１のサンプリング周期に比べて短い周期に設定される構成とすることができる（請求項３）。この構成によれば、測定ユニットが単体で用いられる場合は比較的長いサンプリング周期（第１のサンプリング周期）に、測定ユニットと解析ユニットとが電気的に接続されている場合には比較的短いサンプリング周期（第２のサンプリング周期）に設定されるようになる。

上記構成において、前記接続制御手段は、前記測定ユニットと前記解析ユニットとが電気的に接続されたか否かを検出する接続検出部と、前記接続検出部により両者が電気的に接続されていることが検出された場合に、前記サンプリング周期を、前記第１のサンプリング周期から前記第２のサンプリング周期へ強制的に変更する周期変更制御部とを具備する構成とすることができる（請求項４）。この構成によれば、測定ユニットと解析ユニットとが電気的に接続されたことが接続検出部により検出され、これを受けて周期変更制御部によりサンプリング周期が強制的に変更されるようになる。従って、測定ユニットと解析ユニットとが電気的に接続されると、自動的にサンプリング周期が第１のサンプリング周期から第２のサンプリング周期へ変更されるようになる。

また、上記構成において、前記接続制御手段は、ユーザの操作指示を受け付ける操作ボタンと、前記測定ユニットと前記解析ユニットとが電気的に接続された状態において、前記操作ボタンから所定の操作信号が与えられたときに、前記サンプリング周期を、前記第１のサンプリング周期から前記第２のサンプリング周期へ変更する周期変更制御部とを具備する構成とすることができる（請求項５）。この構成によれば、測定ユニットと解析ユニットとが電気的に接続された後に、操作ボタンから所定の操作信号が与えられることを契機として、周期変更制御部によりサンプリング周期が第１のサンプリング周期から第２のサンプリング周期へ変更されるようになる。

これらの構成において、前記測定ユニットと前記解析ユニットとが電気的に接続されている状態から非接続状態に移行したときに、前記サンプリング周期を、前記第２のサンプリング周期から前記第１のサンプリング周期へ強制的に変更するデフォルト制御部を具備することが望ましい（請求項６）。この構成によれば、測定ユニットと解析ユニットとの電気的接続状態が解除されると、第２のサンプリング周期へ変更されたサンプリング周期がデフォルト制御部により自動的に第１のサンプリング周期へ復帰されるようになる。

上記いずれかの構成において、前記解析ユニットは、前記測定ユニットが電気的に接続されている場合において、前記測定ユニットのセンサ部を用いてリアルタイム測定を行う第１モードと、前記測定ユニットのメモリ部に記憶されている測定データを読み出し前記解析処理部によりデータ解析処理を行う第２モードとを選択可能とするモード選択部を備えていることが望ましい（請求項７）。この構成によれば、前記第１モード及び第２モードを適宜選択することで、解析ユニットをリアルタイム測定装置として、或いはデータ解析装置として活用することができる。

また、上記いずれかの構成において、前記センサ部により測定されるパラメータが、生体の脈波に関連するパラメータであることが望ましい（請求項８）。この構成によれば、測定された脈波波形に基づいて、各種診断目的のデータ解析を行うことが可能となる。

請求項１に係る発明によれば、測定ユニットが単体で用いられる場合と、測定ユニットと解析ユニットとが電気的に接続されている場合とで、センサ部の制御条件が変更若しくは変更可能な状態とされるので測定条件の設定が容易となり、測定条件のミス等による誤測定を未然に防止できる生体情報測定装置を提供できるようになる。また、測定ユニットと解析ユニットとが分離されているので、専ら測定のみを行う測定ユニットの小型化が図り易くなり、被験者に長時間装着せねばならない測定ユニットであっても、その装着負担を軽減させることができる。

請求項２に係る発明によれば、測定ユニットが単体で用いられる場合と、測定ユニットと解析ユニットとが電気的に接続されている場合とで、サンプリング周期が変更若しくは変更可能な状態とされるので、測定目的に合致したサンプリング周期を容易に設定することができる。

請求項３に係る発明によれば、例えば比較的長いサンプリング周期のセンシングで足りる不整脈の検出等の用途には測定ユニットを単体で用い、また比較的短いサンプリング周期でのセンシングを要する自律神経障害や血管年齢の診断等の用途には測定ユニットと解析ユニットとを電気的に接続されている状態で用いるというように、用途に応じて両者の電気的接続状態を選択するだけで、その目的に応じた的確な測定が行えるようになる。

請求項４に係る発明によれば、測定ユニットと解析ユニットとが電気的に接続されると、自動的に適切なサンプリング周期に設定されるので、ユーザの利便性を向上させることができる。

請求項５に係る発明によれば、操作ボタンから所定の操作信号が与えられることを契機としてサンプリング周期が変更されるので、測定目的に応じて多くの異なるサンプリング周期が用意されている場合等に有利となる。

請求項６に係る発明によれば、測定ユニットと解析ユニットとの電気的接続状態が解除されると、自動的にサンプリング周期がデフォルト値に復帰されるので、サンプリング周期の復帰設定忘れ等を未然に防止できるようになる。

請求項７に係る発明によれば、解析ユニットをリアルタイム測定装置として、或いはデータ解析装置として活用することができるので、ユーザの利便性を一層向上させることができる。

請求項８に係る発明によれば、測定された脈波波形に基づいて、多目的の診断を行い得る生体情報測定装置を提供できるようになる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき説明する。
［基本的実施形態の説明］
図１は、本発明の実施形態に係る生体情報測定装置Ｓの構成を簡略的に示すブロック図である。この生体情報測定装置Ｓは、被験者Ｈの生体情報のセンシングから測定データの記憶までを行い得る測定ユニット１１と、該測定ユニット１１で取得された測定データに対して所定のデータ解析処理を行う解析処理部を有する解析ユニット１２とを備えて構成されている。

測定ユニット１１には、被験者Ｈの所定の生体情報に関連するパラメータを測定するセンサ部１１１と、センサ部１１１の測定動作を制御する測定制御部１１２と、センサ部１１１から出力される測定信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１１３と、Ａ／Ｄ変換部１１３から出力される測定データを記憶可能なメモリ部１１４とが含まれ、さらに、測定ユニット１１と解析ユニット１２との電気的接続状態に応じて、測定制御部１１２によるセンサ部１１１の制御条件を変更若しくは変更可能な状態とする接続制御手段１３が具備されており、これらの機能部は測定ユニット１１内に実質的に一体に実装されてなる。また、解析ユニット１２には、解析結果を表示、出力するための表示部１４、プリンタ１５が備えられている。

測定ユニット１１は、上記機能部がその内部に収容される筐体構造物、或いは上記機能部を構成する電子部品が実装される１枚のフレキシブル基板等からなる。なお、上記機能部の全てが、当該測定ユニット１１を構成する筐体構造物又はフレキシブル基板等に完全収納又は完全実装されていなくとも良く、例えばセンサ部１１１の一部を構成するプローブ等が、ケーブルを介して測定ユニット１１から引き出されている構成とされていても良い。

測定ユニット１１のセンサ部１１１は、被験者Ｈの生体情報に関連するパラメータを測定できるものであれば特に制限はなく、各種の測定目的に合致したセンシングエレメントが用いられる。例えば、光電脈波（或いは血中酸素飽和度）を測定する場合は、前記センシングエレメントとしては、ＬＥＤ等の発光素子（血中酸素飽和度の場合は２波長ＬＥＤ）とシリコン受光素子等の受光素子とが用いられる。

測定制御部１１２は、上記センサ部１１１による測定動作を制御するもので、センサ部１１１に所定のサンプリング周期でセンシング動作を行わせる制御を行う。例えば光電脈波を測定する場合は、前記発光素子を３０ｍｓ程度の周期で点灯させ、そのときの生体を経由した透過光又は反射光を受光したときの前記受光素子からの出力を取り出す動作制御が行われる。

Ａ／Ｄ変換部１１３は、汎用のＡ／Ｄ変換回路等からなり、センサ部１１１から出力される測定信号を所定のデジタル信号に変換するもので、これによりセンサ部１１１からのアナログ測定信号を演算処理が容易なデジタル信号としてメモリ部１１４に保存することが可能となる。

メモリ部１１４は、当該測定ユニット１１の制御プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、演算処理や制御処理などのデータを一時的に格納するＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）やフラッシュメモリ等の不揮発性メモリを備え、センサ部１１１により取得された生体情報に関連する測定データが時刻情報に関連付けて格納される。このように時刻情報に関連付けることで、事後的なデータ解析が容易に行えるようになる。

接続制御手段１３は、測定ユニット１１と解析ユニット１２との電気的接続状態に応じて、センサ部１１１によるセンシング条件を変更若しくは変更可能な状態とする。例えば、接続制御手段１３は、測定制御部１１２がセンサ部１１１に与えるサンプリング信号の周期を、測定ユニット１１と解析ユニット１２とが電気的に接続されたときに、デフォルト値として設定されている所定の第１のサンプリング周期から第１のサンプリング周期とは異なる第２のサンプリング周期に変更させる。若しくは、変更可能な状態とする。すなわち、測定ユニット１１と解析ユニット１２とが電気的に接続されることで自動的に、或いは両者が電気的に接続された後に所定の操作処理が与えられることで、サンプリング周期が第１のサンプリング周期から第２のサンプリング周期に変更される状態とする。

具体的には、接続制御手段１３に、測定ユニット１１と解析ユニット１２とが電気的に接続されたか否かを検出する接続検出部（図略）を具備させ、前記接続検出部により両者が電気的に接続されていることが検出された場合に、前記サンプリング周期を、第１のサンプリング周期から第２のサンプリング周期へ強制的に変更させる構成とすることができる。かかる構成によれば、測定ユニット１１と解析ユニット１２とが電気的に接続されたことを契機として、自動的にサンプリング周期が第１のサンプリング周期から第２のサンプリング周期へ変更されるものとすることができる。

或いは、接続制御手段１３に、ユーザの操作指示を受け付ける操作ボタンを具備させ、測定ユニット１１と解析ユニット１２とが電気的に接続された状態において（かかる状態を検出するために、上述の接続検出部を具備させることが望ましい）、前記操作ボタンから所定の操作信号が与えられたときに、前記サンプリング周期を、第１のサンプリング周期から第２のサンプリング周期へ変更させる構成とすることができる。かかる構成によれば、前記操作ボタンから所定の操作信号が与えられることを契機として、サンプリング周期が第１のサンプリング周期から第２のサンプリング周期へ変更されるものとすることができる。

解析ユニット１２は、測定ユニット１１で取得された測定データに対して所定のデータ解析処理を行う。解析ユニット１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を具備し、測定ユニット１１と電気的に接続されると、メモリ部１１４に格納されている測定データを読み出して、所定のデータ解析を行い、その解析結果を表示部１４に表示させたり、プリンタ１５から出力させたりする。

例えば、メモリ部１１４に光電脈波データが格納されている場合は、その光電脈波のピーク間隔（脈波Ｐ−Ｐ間隔）を求め、不整脈の評価指標を算出する演算を行う。或いは、メモリ部１１４に２波長光電脈波データが格納されている場合は、サンプリング時刻毎に血中酸素飽和度（ＳｐＯ_２）を求めて時間軸に展開してその時間変化を解析し、ＳｐＯ_２値が所定の値（例えば９０％）を下回るＤｉｐの出現回数をカウントし、単位時間当たりのＤｉｐ出現回数を算出する等の手法で睡眠時無呼吸指数を求める演算を行う。

また、解析ユニット１２は、測定ユニット１１が電気的に接続されている場合において、測定ユニット１１のセンサ部１１１を用いてリアルタイム測定を行うことが可能とされている（第１モード）。この場合、解析ユニット１２は、センサ部１１１で取得された測定データを自身が備えるデータバッファ等に一時的に格納しつつ所定のデータ処理、若しくはデータ解析処理を行い、その測定結果若しくは解析結果を表示部１４に表示させたり、プリンタ１５から出力させたりする。すなわち、解析ユニット１２は、上述したように測定ユニット１１のメモリ部１１４に記憶されている測定データを読み出してデータ解析処理を行う第２モードと、前記第１モードとが適宜選択されることで、リアルタイム測定装置として、或いはデータ解析装置として活用することができるものである。

表示部１４は、ＬＥＤ表示装置、液晶表示装置、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）表示装置等からなり、リアルタイム測定を行う場合の状態情報（測定中であることを示す情報や、測定情報をライブ表示する情報等）若しくは解析ユニット１２により求められた解析結果が、点灯・点滅情報、文字・数字・記号情報、絵記号やキャラクタ情報等、適宜な表示情報として表示されるものである。

プリンタ１５は、インクジェットプリンタ、レーザプリンタ、熱転写プリンタ、ドットインパクトプリンタ等からなり、解析結果等を文字・数字・記号情報、絵記号やキャラクタ情報等として印字出力するものである。なお、表示部１４及びプリンタ１５は、解析ユニットに一体的に組み込むことが望ましく、この場合プリンタ１５としては、ロール記録紙に印字を行うレシートプリンタを好適に用いることができる。

以上の通り構成された生体情報測定装置Ｓの動作例を簡単に説明する。測定ユニット１１により測定が開始されると、センサ部１１１により、測定制御部１１２で設定された第１のサンプリング周期毎に生体情報が計測され、測定データが出力される。この測定データは、Ａ／Ｄ変換部１１３にてデジタル信号に変換された後、時刻情報に関連付けてメモリ部１１４に格納される。このような測定動作が測定期間中繰り返され、メモリ部１１４に測定データが蓄積される。

そして、第１のサンプリング周期での測定が終了した後、解析ユニット１２が測定ユニットに対して電気的に接続されると、接続制御手段１３により、サンプリング周期が第１のサンプリング周期から第２のサンプリング周期へ変更若しくは変更可能な状態とされる。ここで、リアルタイム測定を行う第１モードが選択された場合、測定ユニット１１を用いて第１又は第２のサンプリング周期で生体情報がリアルタイム測定される。一方、データ解析処理を行う第２モードが選択された場合、メモリ部１１４から第１のサンプリング周期にて取得された測定データが読み出され、所定のデータ解析処理が行われる。そして、前記リアルタイム測定結果又はデータ解析処理結果は、表示部１４で表示され、或いはプリンタ１５から出力されるものである。

このような生体情報測定装置Ｓによれば、測定ユニット１１が単体で用いられる場合と、測定ユニット１１と解析ユニット１２とが電気的に接続されている場合とで、センサ部１１１の制御条件が変更若しくは変更可能な状態とされるので測定条件の設定が容易となり、測定条件のミス等による誤測定を未然に防止できる。また、測定ユニット１１と解析ユニット１２とが分離されているので、専ら測定のみを行う測定ユニット１１の小型化が図り易くなり、被験者Ｈに測定ユニット１１を長時間装着せねばならない診断目的（不整脈の診断等）であっても、その装着負担を軽減させることができる。

［生体情報測定装置の具体的構成例の説明］
続いて、本発明に係る生体情報測定装置の具体的構成例を説明する。図２は、図１に示した測定ユニット１１として機能する光電脈波計２０と、図１に示した解析ユニット１２として機能する解析ユニット４０とから構成され、両者が信号ケーブル２０２により電気的に接続可能とされた生体情報測定装置Ｓ１を示す外観構成図である。また、図３は、光電脈波計２０の使用状態を示す平面図である。

光電脈波計２０は、被験者の手首付近に装着可能とされた装置本体部２１と、指先に装着可能とされたプローブ２２とを備え、両者が信号ケーブル２０１で電気的に接続されてなる。装置本体部２１には、電源スイッチ２１１、液晶表示装置等からなる表示部２１２、ベルト係止部２１３等が備えられている。一方、プローブ２２には、図１に示すセンサ部１１１を構成する発光素子と受光素子とが備えられている。

解析ユニット４０は、箱形の筐体構造を有し、外観構成として、操作ボタン群４１と、表示部４２（図１の表示部１４に相当）と、プリンタ４３（図１のプリンタ１５に相当）とを備えている。操作ボタン群４１は、不整脈解析ボタン４１１、血管年齢解析ボタン４１２、自律神経障害解析ボタン４１３、除細動モニターボタン４１４及び十字キー４１５からなる。

不整脈解析ボタン４１１は、光電脈波波形に基づき不整脈の発生状況を解析する場合に押下されるボタンである。光電脈波計２０が信号ケーブル２０２で解析ユニット４０に電気的に接続された状態で不整脈解析ボタン４１１がユーザにより押下されると、光電脈波計２０のメモリ部３３（後出の図４参照）から、サンプリング周波数＝３０Ｈｚで測定された光電脈波データが読み出され、脈波データ解析が実行される。すなわち、先に図１に基づき説明した第２モードが実行される。

一方、血管年齢解析ボタン４１２、自律神経障害解析ボタン４１３及び除細動モニターボタン４１４は、光電脈波計２０と解析ユニット４０とが電気的に接続された状態で第１モードであるリアルタイム測定のカテゴリを実行させるための操作ボタンである。血管年齢解析ボタン４１２は、光電脈波波形に基づき血管年齢の推定解析を実行させる場合に押下されるボタンであって、ボタン押下により所定のリアルタイム測定（２〜３分程度の短時間測定）を光電脈波計２０に行わせると共に、血管年齢を推定するための演算動作が行われる。自律神経障害解析ボタン４１３は、光電脈波波形に基づき自律神経障害の発生状況実行させる場合に押下されるボタンであって、ボタン押下により所定のリアルタイム測定（２〜３分程度の短時間測定）を光電脈波計２０に行わせると共に、自律神経障害の発生度合いを推定するための演算動作が行われる。なお、血管年齢解析及び自律神経障害解析は、短いサンプリング周期での測定が必要であることから、血管年齢解析ボタン４１２及び自律神経障害解析ボタン４１３が押下されると、後記接続制御部３２３（後出の図４参照）によりサンプリング周波数＝１５０Ｈｚとする制御が行われる。

除細動モニターボタン４１４は、不整脈の除細動時のモニターを行う場合に押下されるボタンであって、ボタン押下によりサンプリング周波数＝３０Ｈｚにてリアルタイム測定を光電脈波計２０に行わせると共に、脈派波形およびその１拍１拍の間隔のトレンドグラフを表示・印刷する動作が行われる。十字キー４１５は、各種の操作用に用いられ、例えば表示部４２に表示されたファイルの選択等の際に用いられる操作ボタンである。表示部４２は、カラー液晶表示装置からなり、光電脈波計２０に保存されている測定ファイル名や、解析ユニット４０での解析結果、リアルタイム測定結果等が表示される。プリンタ４３は、熱転写型レシートプリンタからなり、解析ユニット４０での解析結果等を印字出力する。

＜電気的構成の説明＞
図４は、光電脈波計２０の電気的構成を示すブロック図である。この光電脈波計２０のプローブ２２には、発光部２２１及び受光部２２２（センサ部）が備えられ、また装置本体部２１には、前述の表示部２１２の他、測定回路部３１、制御部３２、メモリ部３３、接続検出部３４、操作部３５、Ｉ／Ｆ部３６及び電源部３７が備えられている。

発光部２２１は、所定波長λの光を発生するＬＥＤ等から構成される。なお、ＳｐＯ_２の測定機能を具備させる場合は、異なる２つの波長λ１、λ２を発生するＬＥＤ、例えば赤色領域の波長λ１の赤色光を発生する赤色ＬＥＤと、赤外線領域の波長λ２の赤外光を発生する赤外ＬＥＤとが用いられる。一方、受光部２２２は、発光部２２１から発せられた光を受光し、その受光した光強度に応じた電流を生成する光電変換素子からなる。該光電変換素子としては、少なくとも前記波長λ（波長λ１，波長λ２）に対して光感応性を有するシリコンフォトダイオード（Silicon Photo Diode）等の受光素子を用いることができる。

発光部２２１と受光部２２２とは、光電脈波を測定する生体組織（例えば指先）を挟み生体の透過光を検出できるように対向配置されるか、生体からの反射光を検出できるように隣接配置される。これにより、発光部２２１から発せられる波長λの光が、生体を経由した上で、受光部２２２にて受光されるようになる。

測定回路部３１は、発光部２２１に接続される発光制御回路３１１と、受光部２２２に接続されるＡ／Ｄ変換回路３１２（Ａ／Ｄ変換部）とを備えている。発光制御回路３１１は、後述する制御部３２の測定制御部３２１から所定のサンプリング周期で与えられる発光制御信号に基づき、発光部２２１のＬＥＤを発光させる制御を行う。これにより、発光部２２１から波長λの測定光が射出される。Ａ／Ｄ変換回路３１２は、同様に測定制御部３２１により制御され、発光部２２１の発光に同期して受光部２２２から出力される光電変換信号を取得し、これをデジタル信号に変換して制御部３２へ向けて出力する。

制御部３２は、ＣＰＵ等からなり、装置本体部２１に収容されている各部の動作制御を行うもので、機能的に測定制御部３２１、記録制御部３２２及び接続制御部３２３（接続制御手段）を備えて構成されている。

測定制御部３２１は、所定の測定プログラムに則り発光部２２１及び受光部２２２による測定動作（被験者の呼吸情報に関連するパラメータの測定動作）を制御する。具体的には、前記発光制御回路３１１及びＡ／Ｄ変換回路３１２にタイミングパルス等を与え、サンプリング周期毎に発光部２２１を発光させると共に、その発光タイミングに同期させて受光部２２２から光電変換信号（測定データ）を取得させる。なお、前記サンプリング周期は、接続制御部３２３から与えられる制御信号により変更可能とされている。本実施形態では、サンプリング周波数＝３０Ｈｚの長いサンプリング周期（以下、これを「第１のサンプリング周期Ｔ１」という）と、サンプリング周波数＝１５０Ｈｚの短いサンプリング周期（以下、これを「第２のサンプリング周期Ｔ２」という）との間で変更可能とされている。なお、サンプリング周期のデフォルト値は、第１のサンプリング周期Ｔ１とされている。

記録制御部３２２は、ＣＰＵに備えられているタイマー機能等を用い、Ａ／Ｄ変換回路３１２から出力されるデジタル測定データを、測定時刻情報に関連付けてメモリ部３３に記録する動作を制御する。

接続制御部３２３は、当該光電脈波計２０と解析ユニット４０とが信号ケーブル２０２により電気的に接続された場合に、測定制御部３２１から発光制御回路３１１に対して出力されるタイミングパルスの発生間隔、すなわちサンプリング周期を変更する制御を行うもので、周期変更制御部３２４とデフォルト制御部３２５とを備えて構成されている。

周期変更制御部３２４は、接続検出部３４により光電脈波計２０と解析ユニット４０とが電気的に接続されていることが検出されている状態において前記サンプリング周期の変更を許容する（サンプリング周期を変更可能な状態にする）もので、本実施形態の場合、解析ユニット４０の血管年齢解析ボタン４１２又は自律神経障害解析ボタン４１３が押下された場合に、サンプリング周期を第１のサンプリング周期Ｔ１から第２のサンプリング周期Ｔ２へ変更させる制御信号を測定制御部３２１へ与える。これにより、発光部２２１及び受光部２２２のサンプリング周期は、デフォルト値である第１のサンプリング周期Ｔ１から第２のサンプリング周期Ｔ２に変更される。

なお、周期変更制御部３２４は、接続検出部３４により光電脈波計２０と解析ユニット４０とが電気的に接続されていることが検出されたら、直ちにサンプリング周期を第１のサンプリング周期Ｔ１から第２のサンプリング周期Ｔ２へ変更させる制御信号を自動発生するように構成することもできる。この構成によれば、信号ケーブル２０２で光電脈波計２０と解析ユニット４０とが電気的に接続されたことを契機として、自動的にサンプリング周期を第１のサンプリング周期Ｔ１から第２のサンプリング周期Ｔ２へ変更させることができる。

デフォルト制御部３２５は、接続検出部３４により光電脈波計２０と解析ユニット４０との電気的接続状態の解除（非接続状態に移行）が検出されたときに、サンプリング周期が第２のサンプリング周期Ｔ２に設定されている場合に、これをデフォルト値である第１のサンプリング周期Ｔ１に復帰させる制御を測定制御部３２１に対して行う。なお、電気的接続の解除時にサンプリング周期が第１のサンプリング周期Ｔ１に設定されている場合は、サンプリング周期の変更制御は行われない。かかるデフォルト制御部３２５を備えることで、光電脈波計２０と解析ユニット４０との電気的接続状態が解除されると、第２のサンプリング周期Ｔ２へ一旦変更されたサンプリング周期が、自動的に第１のサンプリング周期Ｔ１へ復帰され、サンプリング周期の復帰設定忘れ等を未然に防止できるようになる。

図６は、第１のサンプリング周期Ｔ１で測定された光電脈波波形６１を示すグラフである。一方、図７は、第２のサンプリング周期Ｔ２で測定された光電脈波波形６２を示すグラフである。これら光電脈波波形６１、６２は、サンプリング周期毎に求められた瞬時光電脈波値の時間軸上の移動平均を取ることで求められる。このような光電脈波波形６１、６２を解析することで様々な症例の診断を行うことが可能であるが、かかる解析にしばしば用いられるのが一拍一拍毎に表れる脈波ピーク値の間隔（脈波Ｐ−Ｐ間隔）である。

図６に示す光電脈波波形６１では、第１脈波のピーク値Ｐ１１と、これに続く第２脈波のピーク値Ｐ１２との間隔が脈波Ｐ−Ｐ間隔である。同様に、図７に示す光電脈波波形６２では、第１脈波のピーク値Ｐ２１と、これに続く第２脈波のピーク値Ｐ２２との間隔が脈波Ｐ−Ｐ間隔である。この場合、光電脈波波形６１よりも光電脈波波形６２の方が精細なサンプリング周期にて取得された瞬時光電脈波値に基づいたものであることから、光電脈波波形６２から得られた脈波Ｐ−Ｐ間隔の方が高信頼性であると言える。しかし、精度が高い光電脈波波形６２を得るには短いサンプリング周期で取得した膨大な測定データが必要となることから、診断にあたり夜通し又は一昼夜を超えるような長期の測定が必要な場合はメモリ部３３の容量の問題が生じる。従って、診断目的に応じて、適宜なサンプリング周期で測定を行うことが望ましい。

本実施形態に係る生体情報測定装置Ｓ１では、先に図２に基づいて説明したように、（１）不整脈（心房細動、期外収縮）、（２）自律神経障害、（３）血管年齢、及び（４）除細動時のモニターの診断を行うことができるものとされている。ここで、これら各々の診断の概要、並びにその診断に適した測定態様及びサンプリング周期等について、順次説明する。

（１）不整脈
不整脈の診断は、脈波間隔（脈波Ｐ−Ｐ間隔）のバラツキ度合いに基づいて行われる。図８は、脈波Ｐ−Ｐ間隔のトレンドグラフによる不整脈の診断例を示すものである。図８（ａ）は健常人のトレンドグラフであり、脈波Ｐ−Ｐ間隔は若干のバラツキがあるものの約１秒付近に集中している。一方、図８（ｂ）は心房細動患者のトレンドグラフであり、心房細動に起因して脈波Ｐ−Ｐ間隔に規則性はなくなり、ランダムな状態となっている。また図８（ｃ）は期外収縮患者のトレンドグラフであり、期外収縮患者は心臓鼓動間隔が短間隔、長間隔を周期的に繰り返す傾向があることから、脈波Ｐ−Ｐ間隔は１．２秒付近と１．５秒付近とに集中している様子が観測されている。

このように不整脈の診断では、健常者と心房細動患者又は期外収縮患者との見極めは比較的容易であり、個々の脈波Ｐ−Ｐ間隔をシビアに求める必要性はないと言える。一方、不整脈の診断を行うためには、被験者に一昼夜程度の長時間に亘り光電脈波計２０を装着し、光電脈波を連続測定する必要がある。以上の点から、不整脈の診断目的では、サンプリング周期は比較的長周期である第１のサンプリング周期Ｔ１が適している。また、光電脈波計２０を長時間装着する必要があることから、光電脈波計２０を単体で用いて光電脈波を計測し、その測定データをメモリ部３３へ一時的に格納させる測定態様が適していると言うことができる。

因みに、不整脈の診断のための測定データとしては、ホルター心電計等を用いて取得された心電図計測値を解析して得られる心電図Ｒ波の間隔（心電図Ｒ−Ｒ間隔）が汎用されている。しかし、ホルター心電計等では被験者に心臓の活動電位を検出するための電極を５個程度装着せねばならず、被験者の装着負担が大きいものであった。しかし、本実施形態で用いる光電脈波計２０では、プローブ２２を指先にクリッピングするだけで良く、装着負担が大幅に軽減できる。しかも、図９に示すように、心電図Ｒ−Ｒ間隔と、光電脈波波形から求められた脈波Ｐ−Ｐ間隔とは極めて相関性が高いことが確認されており、測定精度の面でも問題はない（図９は、同一の被験者に心電計と光電脈波計とを装着し、同じ時間帯において心電と脈波とを測定し、これらに基づいて心電図Ｒ−Ｒ間隔と脈波Ｐ−Ｐ間隔とを求め、両者を同一グラフ上に表示したものである）。

（２）自律神経障害
自律神経障害の診断も、脈波間隔（脈波Ｐ−Ｐ間隔）のバラツキ度合いに基づいて行われる。但し、脈波Ｐ−Ｐ間隔のバラツキを厳密に判読する必要がある。図１０は健常人の脈波Ｐ−Ｐ間隔のヒストグラム６３である。図８（ａ）でも説明したように、健常人の脈波Ｐ−Ｐ間隔には大きなバラツキはないものの、少しの揺らぎがある。前記ヒストグラム６３は、このような揺らぎを表すものである。一方、自律神経障害患者では、図１１に示すように、自律神経が機能しない結果、脈波Ｐ−Ｐ間隔に揺らぎが殆ど無くなり、シャープなヒストグラム６４となる。

このように自律神経障害の診断では、健常者に表れる僅かな揺らぎを有する脈波Ｐ−Ｐ間隔と、自律神経障害患者に表れる揺らぎがない脈波Ｐ−Ｐ間隔とを見分ける必要があるため、個々の脈波Ｐ−Ｐ間隔をシビアに求める必要性がある。一方、自律神経障害の傾向を把握するには、短時間の光電脈波データがあれば足りる。以上の点から、自律神経障害の診断目的では、サンプリング周期は比較的短周期である第２のサンプリング周期Ｔ２が適している。また、光電脈波計２０を長時間装着する必要がないことから、３分間程度の短時間、プローブ２２を被験者に装着して測定データを取得し、その後に測定データの解析を行うというリアルタイム測定を行う態様に適していると言うことができる。

（３）血管年齢
血管年齢は、脈波波形を微分することにより求めることができる。すなわち、図６、図７に示したような光電脈波波形６１、６２を２階微分して加速度脈波を導出し、この加速度脈波の特徴を抽出することで血管年齢を推定することができる。図１２は、このような加速度脈波の導出例を示すグラフであり、図１２（ａ）は３０歳代の健常者に典型的に表れる加速度脈波波形を、図１２（ｂ）は６０歳代の健常者に典型的に表れる加速度脈波波形をそれぞれ示している。このように、年齢によって加速度脈波波形の特徴が異なる（血管の弾力である血管弾性が変化することに起因すると考えられている）ことから、例えば年代別の典型的な加速度脈波波形パターンを準備しておき、該パターンとの近似性を評価することで血管年齢の推定値が求められるものである。

このように血管年齢の推定診断においては、光電脈波波形を２階微分するというプロセスが必要となる。このため、元の光電脈波波形に精細性がないと、被験者の血管弾性を反映した的確な加速度脈波が得られにくくなる。一方、かかる加速度脈波の導出には長時間の光電脈波測定データは不要である。以上の点から、血管年齢の診断目的では、サンプリング周期は比較的短周期である第２のサンプリング周期Ｔ２が適している。また、自律神経障害の診断の場合と同様に、リアルタイム測定を行う態様に適していると言うことができる。

（４）除細動時のモニター
除細動時のモニターとは、心房細動患者に除細動（電気ショックを与えたり、抗不整脈薬を投与したりする）を行った際に、心房細動が発生している状態から正常な洞調律に復帰しているか否かをモニターする診断である。図１３は、除細動措置を行った際の脈波間隔（脈波Ｐ−Ｐ間隔）のトレンドグラフを示している。このトレンドグラフでは、時刻ｔａにおいて除細動が行われ、心房細動の発生状態から洞調律に戻った事例が示されている。

このような除細動時のモニターにおいては、被験者について光電脈波データをリアルタイムで測定しつつ、脈波波形並びにその脈波間隔（脈波Ｐ−Ｐ間隔）のトレンドグラフを表示又は印刷することが求められる。その一方で、図１３からも明らかな通り、心房細動状態と洞調律状態との差異は比較的明確であり両者の見分けは比較的容易であることから、さほど詳細な光電脈波データは不要である。以上の点から、除細動時のモニター目的では、サンプリング周期は比較的長周期である第１のサンプリング周期Ｔ１が適している。

以上の点に鑑みて、本実施形態に係る生体情報測定装置Ｓ１では、光電脈波計２０と解析ユニット４０とが信号ケーブル２０２で電気的に接続されていない状態、つまり光電脈波計２０が単体で用いられる場合を専ら不整脈の検出目的とし、この場合のサンプリング周期は、比較的長周期である第１のサンプリング周期Ｔ１（デフォルト値）に設定されるものとしている。また、光電脈波計２０と解析ユニット４０とが信号ケーブル２０２で電気的に接続され、血管年齢解析ボタン４１２又は自律神経障害解析ボタン４１３が押下された場合には、前述のように周期変更制御部３２４によりサンプリング周期は、比較的短周期である第２のサンプリング周期Ｔ２に変更されるようにしている。一方、光電脈波計２０と解析ユニット４０とが電気的に接続されている状態で除細動モニターボタン４１４が押下された場合は、第１のサンプリング周期Ｔ１を維持してリアルタイム測定が行われるようにしている。

つまり、サンプリング周期が、光電脈波計２０が単体で用いられる場合は長いサンプリング周期に設定され、光電脈波計２０と解析ユニット４０とが電気的に接続されると、これを短いサンプリング周期に変更することが選択できるように構成されている。従って、この生体情報測定装置Ｓ１によれば、診断目的に応じて光電脈波計２０と解析ユニット４０との電気的接続状態を選択するだけで、その目的に応じた的確な測定が行えるという利点がある。

図４に戻って、メモリ部３３は、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリからなり、当該光電脈波計２０の動作プログラム等を記憶する他、測定回路部３１（Ａ／Ｄ変換回路３１２）から与えられる光電脈波データが、サンプリング時刻に関連付けて一時的に格納される。この格納された光電脈波データは、解析ユニット４０により読み出されてデータ解析が行われるが、この光電脈波計２０自身にもデータ解析を行う演算処理部を具備させ、該演算処理部においてメモリ部３３から光電脈波データを読み出してデータ解析を行わせるようにしても良い。

接続検出部３４は、光電脈波計２０と解析ユニット４０とが電気的に接続されているか否かを検知し、その状態信号を接続制御部３２３に出力する機能部である。この接続検出部３４としては、例えば信号ケーブル２０２が有するコネクタの光電脈波計２０への着脱によりＯＮ−ＯＦＦ動作するメカニカルな接点スイッチや、光電脈波計２０と解析ユニット４０との間で送受信されるトレーニング信号を検出する検出器等を用いることができる。

操作部３５は、操作ボタン等からなり、制御部３２に対して測定開始指示や各種の操作指示情報を入力するためのものである。Ｉ／Ｆ部３６は、メモリ部３３に記録されている測定データを解析ユニット４０へ移送する際、或いは解析ユニット４０と電気的に接続されて測定端末として機能する際などに、解析ユニット４０とのデータ通信を可能とするためのインターフェイス装置である。電源部３７は、所定の電源回路、ボタン電池等の電源電池等を備え、光電脈波計２０の各機能部へ駆動電圧を供給するものである。

図５は、解析ユニット４０の電気的構成を示すブロック図である。この解析ユニット４０には、上述した操作ボタン群４１、表示部４２及びプリンタ４３に加え、内部機構として、制御部５１、解析処理部５２、表示／出力制御部５３、メモリ部５４及びＩ／Ｆ部５５が備えられている。

制御部５１は、ＣＰＵ等からなり、解析ユニット４０に備えられている各部の動作制御を行うほか、機能的にモード設定部５１１、測定指令部５１２及び解析制御部５１３を備えて構成されている。モード設定部５１１は、少なくとも光電脈波計２０を用いてリアルタイム測定を行う第１モードと、光電脈波計２０のメモリ部３３に記憶されている測定データを読み出して自身が備える解析処理部５２によりデータ解析処理を行う第２モードとに、当該解析ユニットの動作モードを設定する。具体的には、不整脈解析ボタン４１１（図２参照）が押下された場合には前記第２モードに設定し、血管年齢解析ボタン４１２、自律神経障害解析ボタン４１３又は除細動モニターボタン４１４が押下された場合には前記第１モードに設定する。

測定指令部５１２は、前記第１モードに設定されている場合において、血管年齢解析、自律神経障害解析又は除細動モニターに適した測定動作を行うよう、光電脈波計２０の制御部３２に与える測定指令信号を生成する。解析制御部５１３は、操作ボタン群４１のいずれかが押下された場合に、その押下されたボタンに対応するデータ処理を行うよう、解析処理部５２を制御する。

解析処理部５２は、各種の演算処理回路を備えるＣＰＵ等からなり、光電脈波計２０により取得された光電脈波データに対して診断目的に応じたデータ解析処理を行うもので、機能的に脈波データ処理部５２１、不整脈解析部５２２、血管年齢解析部５２３、自律神経障害解析部５２４及びリアルタイムデータ解析部５２５を備えて構成されている。

脈波データ処理部５２１は、前記第２モードにあっては、光電脈波計２０のメモリ部３３に所定のサンプリング周期（第１のサンプリング周期Ｔ１）で取得され時刻情報に関連付けられている脈波データを読み出して、前記第１モードにあっては、光電脈波計２０から送信されて来る光電脈波データ（メモリ部５４に一旦バッファされる）を、時間軸に展開するデータ整列処理を行い、光電脈波波形を生成する。

図１４は、脈波データ処理部５２１で生成される光電脈波波形６５の一例を示すグラフ（脈波のサンプリング周波数＝３０Ｈｚ）である。この光電脈波波形６５は、生の脈波データをそのままプロットしたものであるが、このような生の光電脈波波形６５には微小測定時間範囲における脈波データのゆらぎがしばしば表れる。このため、脈波データ処理部５２１は、例えば時間軸上にプロットされた脈波データの５個移動平均（中心データと、その前後２個のデータの平均を求める）を取る演算を、光電脈波波形６５の時間軸に沿って順次行う移動平均処理も行う。

不整脈解析部５２２は、脈波データ処理部５２１で生成される光電脈波波形のピーク値間隔（脈波Ｐ−Ｐ間隔）を求め、その脈波Ｐ−Ｐ間隔のバラツキを求める演算を行う。図１５は、脈波Ｐ−Ｐ間隔の導出方法を説明するためのグラフである。図１５に示す波形は、図１４に示す光電脈波波形６５に移動平均処理を施した光電脈波波形６６である。このような光電脈波波形６６において、一拍一拍毎にピーク値Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を特定し、ピーク値Ｐ１−Ｐ２間、ピーク値Ｐ２−Ｐ３間、ピーク値Ｐ３−Ｐ４間・・・を順次求めることで、脈波Ｐ−Ｐ間隔が導出されるものである。なお、一拍一拍毎にボトム値Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３・・・を求め、ボトム値間の間隔を順次求めるようにしても良い。

かかる演算結果は、図８に示したような脈波Ｐ−Ｐ間隔を時間軸上に順次プロットするトレンドグラフ、又は脈波Ｐ−Ｐ間隔の出現度数を示すヒストグラム、或いは所定の評価指標に則した評価結果等として表示部４２に表示されるか、プリンタ４３から出力される。なお、脈波Ｐ−Ｐ間隔は、後述の自律神経障害解析部５２４及びリアルタイムデータ解析部５２５においても用いられ、この際に上記と同様な手法で求められる。

血管年齢解析部５２３は、脈波データ処理部５２１で生成される光電脈波波形を２階微分して加速度脈波を導出すると共に、導出された加速度脈波と、予め準備されている年代別の典型的な加速度脈波波形パターンとを比較し、該パターンとの近似性を評価することで血管年齢の推定評価値を求める。

図１６は、図１５に示したような光電脈波波形６６を２階微分することで得られた加速度脈波波形６７の一例を示すグラフである。この加速度脈波波形６７は、符号６７１で示す区間が一拍分の脈波に相当するものであり、一拍分の脈波は符号６７２に示す大きな波形変動の後に符号６７３に示す小さな波形変動群があり、このような変動パターンが繰り返される波形となっている。

このような加速度脈波波形６７は、年齢（年代）に応じて波形が変化する（異なる）ことが知られている。図１７は、図１６の符号６７１で示した一拍分の加速度脈波について、年代別の典型的特徴を示したグラフである。図１７から明らかな通り、符号６７２に示す大きな波形変動の後に続く符号６７３に示す小さな波形変動群において、２０歳代、３０歳代、４０歳代及び５０歳代毎に異なる特徴が表出している。これは、年齢が高くなるにつれて硬化が進んで血管弾性が低下し、符号６７２に示す脈波に対する応答が高齢化に従って鈍ることから、符号６７３の波形部分に違いが生じるものと考えられている。血管年齢解析部５２３による解析結果は、例えば一拍分の加速度脈波の表示、「４３歳」又は「３０歳代」というような表示、或いは「あなたの血管年齢は４５歳です」といったメッセージ表示として表示部４２に表示されるか、プリンタ４３から出力される。

自律神経障害解析部５２４は、脈波データ処理部５２１で生成される光電脈波波形から脈波Ｐ−Ｐ間隔を求め、そのバラツキ度合いを求める演算を行う。例えば、上述の図１０、図１１に示したようなヒストグラムを作成する。そして、作成したヒストグラムを評価し、図１０に示すように少しの揺らぎがあるヒストグラム６３が観測された場合は「正常」と判定し、図１１に示すように揺らぎが殆ど無いヒストグラム６４が観測された場合は「自律神経障害の疑い有り」と判定する。かかる判定結果は、適宜な表示態様とされて、作成されたヒストグラムと共に、表示部４２に表示されるか、プリンタ４３から出力される。

リアルタイムデータ解析部５２５は、除細動時のモニターデータを作成するために、光電脈波計２０にてリアルタイムで測定される光電脈波データに基づいて、脈波Ｐ−Ｐ間隔を求める演算を行う。この演算自体は、前記不整脈解析部５２２における演算処理と同じである。リアルタイムデータ解析部５２５による解析結果は、図１３に示したようなトレンドグラフとして表示部４２に表示されるか、プリンタ４３から出力される。

表示／出力制御部５３は、解析処理部５２でのデータ解析処理の結果を適宜な表示態様として表示部４２に表示させ、或いはプリンタ４３から出力させるための表示／出力制御処理を行う。また、表示／出力制御部５３は、光電脈波計２０と解析ユニット４０とが電気的に接続された場合、例えば図１８に示すように、光電脈波計２０のメモリ部３３に格納されている測定ファイルの一覧を表示部４２に表示させ、不整脈解析部５２２で解析処理させる対象ファイルを十字キー４１５にて選択させる表示処理も行う。

メモリ部５４は、ＲＡＭ等からなり、リアルタイム測定の際に取得された測定データが一時的に格納されるデータバッファとして、また解析処理部５２でのデータ解析処理の結果を記録する記憶部等として機能する。Ｉ／Ｆ部５５は、光電脈波計２０とのデータ通信を可能とするためのインターフェイス装置である。

＜動作フローの説明＞
以上の通り構成された本実施形態に係る生体情報測定装置Ｓ１の動作について、図１９に示すフローチャートに基づいて説明する。ここでは、光電脈波計２０により比較的長周期の第１のサンプリング周期Ｔ１（サンプリング周波数＝３０Ｈｚ）にて、不整脈解析のための光電脈波データが既に取得されている（メモリ部３３に格納されている）ものとしてフローを説明する。

先ず、光電脈波計２０と解析ユニット４０とが電気的に接続されたか否かが確認される（ステップＳ１）。両者の電気的接続が検出されると（ステップＳ１でＹＥＳ）、解析ユニット４０の表示／出力制御部５３により、図１８に示したような、光電脈波計２０のメモリ部３３に格納されている測定ファイルの一覧が表示部４２に表示される（ステップＳ２）。ここで、必要に応じて十字キー４１５によるファイル選択が受け付けられる。

次いで、解析ユニット４０の不整脈解析ボタン４１１が押下されたか否かが確認される（ステップＳ３）。不整脈解析ボタン４１１が押下された場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、モード設定部５１１によりデータ解析のみを行う第２モードに当該解析ユニット４０の動作モードが設定される。そして、解析処理部５２の不整脈解析部５２２により、光電脈波計２０のメモリ部３３から読み出された光電脈波データに基づいて、不整の解析処理が行われる（ステップＳ４）。その解析結果は、表示部４２又はプリンタ４３にて表示又はプリントアウトされる（ステップＳ５）。

不整脈解析ボタン４１１が押下されなかった場合（ステップＳ３でＮＯ）、続いて除細動モニターボタン４１４が押下されたか否かが確認される（ステップＳ６）。除細動モニターボタン４１４が押下された場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、モード設定部５１１によりリアルタイム測定を行う第１モードに当該解析ユニット４０の動作モードが設定される。この場合、リアルタイム測定のため光電脈波計２０のプローブ２２が、この段階で被験者の指先等に装着されることとなる。また、測定回路部３１によるサンプリング周期は、第１のサンプリング周期Ｔ１に維持される。そして、光電脈波データがリアルタイム測定され（ステップＳ７）、その測定結果乃至はリアルタイムデータ解析部５２５による解析結果が、図１３に示したような脈波Ｐ−Ｐ間隔のトレンドグラフとして表示部４２又はプリンタ４３にて表示又はプリントアウトされる（ステップＳ８）。

除細動モニターボタン４１４が押下されなかった場合（ステップＳ６でＮＯ）、続いて血管年齢解析ボタン４１２又は自律神経障害解析ボタン４１３が押下されたか否かが確認される（ステップＳ９）。いずれかのボタンが押下された場合（ステップＳ９でＹＥＳ）、モード設定部５１１によりリアルタイム測定を行う第１モードに当該解析ユニット４０の動作モードが設定されると共に、光電脈波計２０の周期変更制御部３２４により、サンプリング周期が、第１のサンプリング周期Ｔ１から比較的短周期の第２のサンプリング周期Ｔ２（サンプリング周波数＝１５０Ｈｚ）に設定変更される（ステップＳ１０）。この場合も、リアルタイム測定のため光電脈波計２０のプローブ２２が、この段階で被験者の指先等に装着されることとなる。

そして、光電脈波データがリアルタイム測定される（ステップＳ１１）。ここでの測定時間は、２〜３分程度である。ここで取得された光電脈波データは、解析ユニット４０のメモリ部５４にバッファされる。その後、血管年齢解析ボタン４１２が押下された場合には血管年齢解析部５２３により、自律神経障害解析ボタン４１３が押下された場合には自律神経障害解析部５２４により、それぞれ所定のデータ解析が行われる（ステップＳ１２）。しかる後、その解析結果が、適宜な表示態様で表示部４２又はプリンタ４３にて表示又はプリントアウトされる（ステップＳ１３）。

ステップＳ５、Ｓ８、Ｓ１３の表示又はプリントアウトが終了した後、若しくは血管年齢解析ボタン４１２又は自律神経障害解析ボタン４１３が押下されなかった場合（ステップＳ９でＮＯ）、光電脈波計２０と解析ユニット４０との電気的接続状態が解除されたか否かが確認される（ステップＳ１４）。電気的接続状態が解除されていない場合（ステップＳ１４でＮＯ）、ステップＳ３に戻って処理が繰り返される。

光電脈波計２０と解析ユニット４０との電気的接続状態が解除された場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、続いて光電脈波計２０のサンプリング周期が、デフォルト値の第１のサンプリング周期Ｔ１（サンプリング周波数＝３０Ｈｚ）であるか否かが確認され（ステップＳ１５）、サンプリング周期が第２のサンプリング周期Ｔ２に設定されている場合（ステップＳ１５でＮＯ）は、デフォルト制御部３２５により第１のサンプリング周期Ｔ１に戻される（ステップＳ１６）。一方、サンプリング周期が第１のサンプリング周期Ｔ１に設定されている状態のときは（ステップＳ１５でＹＥＳ）は、そのまま処理が終了されるものである。

［変形実施形態の説明］
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えば次の（１）〜（４）の変形実施形態を取ることができる。

（１）図２０は、先に説明した生体情報測定装置Ｓ１の変形実施形態に係る生体情報測定装置Ｓ２を示す構成図である。この生体情報測定装置Ｓ２は、光電脈波計２００と解析ユニット４００とで構成されているが、光電脈波計２００が解析ユニット４００へスライド収納し得るよう構成されている点で生体情報測定装置Ｓ１と相違する。

光電脈波計２００は、装置本体部２１０とプローブ２２０とから構成されている。解析ユニット４００は、操作ボタン群４１０、表示部４２０及びプリンタ４３０を備える。この光電脈波計２００と解析ユニット４００とは、信号ケーブル２０３にて電気的に接続されている。これらの構成は、先に説明した生体情報測定装置Ｓ１の光電脈波計２０と解析ユニット４０と同じである。しかし、この生体情報測定装置Ｓ２の解析ユニット４００には、光電脈波計２００を収納可能な収納部４４０が設けられており、該収納部４４０に光電脈波計２００がスライド収納されるようになっている。そして、収納部４４０の奥部には、接点スイッチからなる結合状態検出ボタン４４１が備えられている。

このような生体情報測定装置Ｓ２によれば、前記結合状態検出ボタン４４１を利用して、信号ケーブル２０３を外して光電脈波計２００を単体で用いるときはサンプリング周期が、デフォルト値の第１のサンプリング周期Ｔ１に設定され、リアルタイム測定を行うべく光電脈波計２００が収納部４４０に収納され、これにより結合状態検出ボタン４４１が押下されたことを契機としてサンプリング周期が第２のサンプリング周期Ｔ２に自動設定されるよう構成することができる。また、リアルタイム測定時に光電脈波計２００が収納部４４０に収納されるので、取り扱い性に優れる生体情報測定装置Ｓ２を提供できるという利点もある。

（２）図２１は、先に説明した生体情報測定装置Ｓ１の他の変形実施形態に係る生体情報測定装置Ｓ３を示す構成図である。この生体情報測定装置Ｓ３は、装置本体部２１０Ａとプローブ２２０Ａとからなる光電脈波計２００Ａと、複数の解析機能ボタン４１０Ａ（データ解析機能）を有する解析ユニット本体４００Ａと、解析ユニット本体部４００Ａによる解析結果をプリントアウトするプリンタ４００Ｂとから構成されている。このように、解析ユニットを、本体部４００Ａとプリンタ４００Ｂとを分離させて構成することで、本体部４００Ａの小型軽量化が図れると共に、本体部４００ＡにＵＳＢ端子などの規格化端子を具備させておくことで、市販の汎用プリンタを用いて解析結果をプリントアウトできるという利点がある。

（３）上記実施形態では、生体情報に関連するパラメータとして光電脈波を検出するべく、光電脈波計２０を用いる場合について説明したが、これに代えて、ＳｐＯ_２データを取得するパルスオキシメータを用いるようにしても良い。この場合、パルスオキシメータにより検出される２波長光電脈波のうちのいずれかを、光電脈波検出用として時刻に関連付けて記録させるようにすれば良い。また、被験者の心電、口・鼻フロー、胸・腹の動き等を生体情報に関連するパラメータとして取得するようにしても良い。

（４）上記実施形態では、光電脈波計２０と解析ユニット４０との電気的接続状態に応じてサンプリング周期を変化させる例について説明したが、センサ部における他の制御条件を変更するようにしても良い。また、接続制御部３２３（接続制御手段）を光電脈波計２０に搭載した例を示したが、解析ユニット４０側にこれを搭載するようにしても良い。

本発明の実施形態に係る生体情報測定装置Ｓの構成を簡略的に示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る生体情報測定装置Ｓ１を示す外観構成図である。 光電脈波計２０の使用状態を示す平面図である。 光電脈波計２０の電気的構成を示すブロック図である。 解析ユニット４０の電気的構成を示すブロック図である。 第１のサンプリング周期Ｔ１で測定された光電脈波波形６１を示すグラフである。 第２のサンプリング周期Ｔ２で測定された光電脈波波形６２を示すグラフである。 脈波Ｐ−Ｐ間隔のトレンドグラフによる不整脈の診断例を示すもので、（ａ）は健常人のトレンドグラフ、（ｂ）は心房細動患者のトレンドグラフ、（ｃ）は期外収縮患者のトレンドグラフである。 心電図Ｒ−Ｒ間隔と脈波Ｐ−Ｐ間隔とを、同一時間軸上に表示したグラフである。 健常人の脈波Ｐ−Ｐ間隔のヒストグラムである。 自律神経障害患者の脈波Ｐ−Ｐ間隔のヒストグラムである。 加速度脈波の導出例を示すグラフであり、（ａ）は３０歳代の健常者に典型的に表れる加速度脈波波形を、（ｂ）は６０歳代の健常者に典型的に表れる加速度脈波波形をそれぞれ示している。 除細動措置を行った際の脈波間隔のトレンドグラフである。 光電脈波波形の一例を示すグラフである。 脈波Ｐ−Ｐ間隔の導出方法を説明するためのグラフである。 光電脈波波形を２階微分することで得られた加速度脈波波形の一例を示すグラフである。 一拍分の加速度脈波について、年代別の典型的特徴を示したグラフである。 測定ファイルの一覧の表示例を示す平面図である。 本実施形態に係る生体情報測定装置Ｓ１の動作を示すフローチャートである。 変形実施形態に係る生体情報測定装置Ｓ２を示す構成図である。 他の変形実施形態に係る生体情報測定装置Ｓ３を示す構成図である。

符号の説明

１１ 測定ユニット
１１１ センサ部
１１２ 測定制御部
１１３ Ａ／Ｄ変換部
１１４ メモリ部
１２ 解析ユニット
１３ 接続制御手段
２０ 光電脈波計（測定ユニット）
２２ プローブ（センサ部の一部）
２２１ 発光部
２２２ 受光部
３１ 測定回路部（センサ部の一部）
３１１ 発光制御回路
３１２ Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ変換部）
３２１ 測定制御部
３２３ 接続制御部（接続制御手段）
３２４ 周期変更制御部
３２５ デフォルト制御部
４０ 解析ユニット
４１ 操作ボタン群
５１ 制御部
５２ 解析処理部
５１１ モード設定部
５１２ 測定指令部
５１３ 解析制御部
５２１ 脈波データ処理部
５２２ 不整脈解析部
５２３ 血管年齢解析部
５２４ 自律神経障害解析部
５２５ リアルタイムデータ解析部

Claims (8)

1. 所定の生体情報に関連するパラメータを測定するセンサ部と、該センサ部の測定動作を制御する測定制御部と、前記センサ部から出力される測定信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、該Ａ／Ｄ変換部から出力される測定データを記憶可能なメモリ部とを含む測定ユニットと、
   前記測定ユニットで取得された測定データに対して所定のデータ解析処理を行う解析処理部を有する解析ユニットと、
   前記測定ユニットと前記解析ユニットとの電気的接続状態に応じて、前記測定制御部によるセンサ部の制御条件を変更若しくは変更可能な状態とする接続制御手段と
   を具備することを特徴とする生体情報測定装置。
2. 前記測定制御部は、前記センサ部に所定のサンプリング周期でセンシング動作を行わせるものであり、
   前記接続制御手段は、前記サンプリング周期を、前記測定ユニットと前記解析ユニットとの電気的接続状態に応じて、所定の第１のサンプリング周期から前記第１のサンプリング周期とは異なる第２のサンプリング周期に変更若しくは変更可能な状態とするものであることを特徴とする請求項１に記載の生体情報測定装置。
3. 前記サンプリング周期が、前記測定ユニットと前記解析ユニットとが電気的に接続されていない場合を前記第１のサンプリング周期とし、前記測定ユニットと前記解析ユニットとが電気的に接続されている場合を前記第２のサンプリング周期とするとき、前記第２のサンプリング周期は前記第１のサンプリング周期に比べて短い周期に設定されることを特徴とする請求項２に記載の生体情報測定装置。
4. 前記接続制御手段は、
   前記測定ユニットと前記解析ユニットとが電気的に接続されたか否かを検出する接続検出部と、
   前記接続検出部により両者が電気的に接続されていることが検出された場合に、前記サンプリング周期を、前記第１のサンプリング周期から前記第２のサンプリング周期へ強制的に変更する周期変更制御部とを具備することを特徴とする請求項２又は３に記載の生体情報測定装置。
5. 前記接続制御手段は、
   ユーザの操作指示を受け付ける操作ボタンと、
   前記測定ユニットと前記解析ユニットとが電気的に接続された状態において、前記操作ボタンから所定の操作信号が与えられたときに、前記サンプリング周期を、前記第１のサンプリング周期から前記第２のサンプリング周期へ変更する周期変更制御部とを具備することを特徴とする請求項２又は３に記載の生体情報測定装置。
6. 前記測定ユニットと前記解析ユニットとが電気的に接続されている状態から非接続状態に移行したときに、前記サンプリング周期を、前記第２のサンプリング周期から前記第１のサンプリング周期へ強制的に変更するデフォルト制御部を具備することを特徴とする請求項４又は５に記載の生体情報測定装置。
7. 前記解析ユニットは、
   前記測定ユニットが電気的に接続されている場合において、前記測定ユニットのセンサ部を用いてリアルタイム測定を行う第１モードと、前記測定ユニットのメモリ部に記憶されている測定データを読み出し前記解析処理部によりデータ解析処理を行う第２モードとを選択可能とするモード選択部を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の生体情報測定装置。
8. 前記センサ部により測定されるパラメータが、生体の脈波に関連するパラメータであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の生体情報測定装置。

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