JP2008079813A - 血管年齢測定装置、脈波測定装置、生体情報処理システム、血管年齢測定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ノイズに対する堅牢性(ロバストネス)の高い、脈波検出装置を提供する。
【解決手段】 脈波を検出し(ステップS1)、フィルタ処理を行い(ステップS2)、脈波を1回または2回微分し(ステップS3)、極大点または極小点である頂部と谷部を検出する(ステップS4)。次に、頂部と谷部の間の面積を計算し(ステップS5)、求めた面積により指数を計算し(ステップS6)、血管年齢を推定し(ステップS7)、推定した血管年齢を出力する(ステップS8)。
【選択図】 図2
【解決手段】 脈波を検出し(ステップS1)、フィルタ処理を行い(ステップS2)、脈波を1回または2回微分し(ステップS3)、極大点または極小点である頂部と谷部を検出する(ステップS4)。次に、頂部と谷部の間の面積を計算し(ステップS5)、求めた面積により指数を計算し(ステップS6)、血管年齢を推定し(ステップS7)、推定した血管年齢を出力する(ステップS8)。
【選択図】 図2
Description
本発明は、特に血液の脈を検出する面積式の脈波測定装置である血管年齢測定装置、脈波測定装置、生体情報処理システム、血管年齢測定方法に関する。
近年、高齢化と生活習慣病への関心の高まりとともに、動脈硬化が注目を集めている。
動脈硬化は、加齢や食習慣等の生活習慣のために血管内壁にコレステロール等が付着し、血管が弾力を失って硬化し脆くなった状態であり、心筋梗塞や脳出血などの非常に深刻な疾病の原因となる。
この動脈硬化の非侵襲的な検査法の一つとして、加速度脈波の測定が行われている。
加速度脈波とは、被験者の脈の波形である脈波を測定し、この脈波の波形を2回微分した「加速度」の脈波であり、この加速度脈波の特徴から、血管の硬化度合いが推定できることが分かっている。
動脈硬化は、加齢や食習慣等の生活習慣のために血管内壁にコレステロール等が付着し、血管が弾力を失って硬化し脆くなった状態であり、心筋梗塞や脳出血などの非常に深刻な疾病の原因となる。
この動脈硬化の非侵襲的な検査法の一つとして、加速度脈波の測定が行われている。
加速度脈波とは、被験者の脈の波形である脈波を測定し、この脈波の波形を2回微分した「加速度」の脈波であり、この加速度脈波の特徴から、血管の硬化度合いが推定できることが分かっている。
加速度脈波の検出は、まず、被験者の手や足の指に光を当てて透過光を検出することにより、指先や足先等の身体の末端部の脈を光度の変化として測定する。この際、光度の変化の電流変化をA/D(アナログ・デジタル)変換する前に、ノイズ除去用の電子回路によりノイズを除去する。
次に、脈波を2回微分して加速度脈波を求め、特徴抽出を行い、特徴抽出を行った指数を回帰式に当てはめる。これにより、被験者の動脈硬化の度合いが、どの年齢の人と同等なのかを推定する。
もし、被験者が喫煙や食生活等の生活習慣により、肥満、高血圧、糖尿病等になると、動脈硬化が進行する。このため、加速度脈波の特徴が被験者の年齢より高い人の特徴と同等だと、動脈硬化の度合いが高いと推定される。このように推定される動脈硬化の度合いと年齢との関係は、血管年齢と称されている。
次に、脈波を2回微分して加速度脈波を求め、特徴抽出を行い、特徴抽出を行った指数を回帰式に当てはめる。これにより、被験者の動脈硬化の度合いが、どの年齢の人と同等なのかを推定する。
もし、被験者が喫煙や食生活等の生活習慣により、肥満、高血圧、糖尿病等になると、動脈硬化が進行する。このため、加速度脈波の特徴が被験者の年齢より高い人の特徴と同等だと、動脈硬化の度合いが高いと推定される。このように推定される動脈硬化の度合いと年齢との関係は、血管年齢と称されている。
加速度脈波からの特徴抽出には、従来、二つの手法が知られていた(特許文献1、2を参照)。
特許文献1の手法(以下、これを従来手法1という。)は、加速度脈波のうち、ある閾値(しきい値)以上の極大点または閾値以下の極小点を頂部と谷部とし、これら頂部と谷部の高さの比の指数を求める。
この指数の計算式を、図7を参照して説明する。まず、最初の極大点を第1頂部a、aに続く極小点を第1谷部b、次の極大点を第2頂部c、次の極小点を第2谷部d、さらに次の極大点を第3頂部eとする。この上で、それぞれの頂部と谷部の高さをa、b、c、d、eとし、高さの比の指数Xを、X=(−b+c+d+e)/aとして求める。
この指数の計算式を、図7を参照して説明する。まず、最初の極大点を第1頂部a、aに続く極小点を第1谷部b、次の極大点を第2頂部c、次の極小点を第2谷部d、さらに次の極大点を第3頂部eとする。この上で、それぞれの頂部と谷部の高さをa、b、c、d、eとし、高さの比の指数Xを、X=(−b+c+d+e)/aとして求める。
一方、特許文献2の手法(以下、これを従来手法2という。)では、特徴抽出において、高さの他に面積も使用して指数を求めることに特徴がある。
この従来手法2の指数の計算式を、図8と図9を参照して説明する。まず、従来手法1と同様に各頂部と谷部と高さ(a、b、c、d、e)を求める。次に、頂部aから頂部eまでの負になる部分の面積を求め、これを面積Eとする。この面積Eの符号は負になる。
ここで、被験者の血管年齢が若い場合、つまり血管に柔軟性がある場合、頂部cが正になる(図8を参照)。この場合は、谷部bから谷部dの間で正になる部分の面積を面積Cとする。この面積Cの符号は正になる。
また、被験者の血管年齢が高齢だった場合、つまり特異点cが負であった場合(図9を参照)は上述の面積Cを0とする。
この上で、面積と高さの比の指数Yを、Y=(E−C)/bとして求める。
この従来手法2の指数の計算式を、図8と図9を参照して説明する。まず、従来手法1と同様に各頂部と谷部と高さ(a、b、c、d、e)を求める。次に、頂部aから頂部eまでの負になる部分の面積を求め、これを面積Eとする。この面積Eの符号は負になる。
ここで、被験者の血管年齢が若い場合、つまり血管に柔軟性がある場合、頂部cが正になる(図8を参照)。この場合は、谷部bから谷部dの間で正になる部分の面積を面積Cとする。この面積Cの符号は正になる。
また、被験者の血管年齢が高齢だった場合、つまり特異点cが負であった場合(図9を参照)は上述の面積Cを0とする。
この上で、面積と高さの比の指数Yを、Y=(E−C)/bとして求める。
しかしながら、従来手法1の場合、頂部と谷部の高さのみから脈波の特徴を抽出しているため、本質的に誤差が増幅するという問題がある。すなわち、ノイズの混入した脈の波形を2回微分すると、結果として指数Xの誤差による変動が非常に大きくなる。つまり、ノイズに対しての堅牢性(ロバストネス)が低い。
また、従来手法2の技術は、頂部aの情報を利用していない。すなわち、最初の正の部分の面積を使用していない。
ところが、本来、加速度脈波で一番振幅が大きく検出しやすいのは、頂部aである。この情報を利用しないことで、動脈硬化等の血管の状態の検出につながる重要な情報を抽出できていない可能性が高い。さらに、振幅の小さなb、c、d、eの情報のみを使うことで、結果的にノイズに対しての堅牢性を損なっている。
また、従来手法2の技術は、頂部aの情報を利用していない。すなわち、最初の正の部分の面積を使用していない。
ところが、本来、加速度脈波で一番振幅が大きく検出しやすいのは、頂部aである。この情報を利用しないことで、動脈硬化等の血管の状態の検出につながる重要な情報を抽出できていない可能性が高い。さらに、振幅の小さなb、c、d、eの情報のみを使うことで、結果的にノイズに対しての堅牢性を損なっている。
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、上述の課題を解消することを課題とする。
請求項1に記載の発明は、第1頂部及び第3頂部が正、第1谷部及び第2谷部が負である連続する1つの脈波から、前記第1頂部及び第2頂部並びに前記第2谷部を求める特徴部検出手段と、(1)前記第1頂部を含む波形と基準線とで囲まれる第1山面積を求め、
(2)前記第2頂部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2山面積と、前記第2谷部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2谷面積を求める面積計算手段と、前記第2山面積と前記第2谷面積との和を、前記第1山面積で除して指数を計算する指数計算手段と、該指数を回帰式に当てはめて血管年齢を推定する血管年齢推定手段とを含むことを特徴とする血管年齢測定装置であることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、第1頂部及び第3頂部が正、第1谷部及び第2谷部が負である連続する1つの脈波から、前記第1頂部及び第2頂部並びに前記第2谷部を求める特徴部検出手段と、(1)前記第1頂部を含む波形と基準線とで囲まれる第1山面積を求め、(2)前記第2頂部が正である場合、前記第2頂部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2山面積と、前記第2谷部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2谷面積を求め、 前記第2頂部が負又は0である場合、前記第2山面積を0とし、前記第2頂部及び前記第2谷部を含む波形と前記基準線とで囲まれる前記第2谷面積を求める面積計算手段と、 前記第2山面積と前記第2谷面積との和を、前記第1山面積で除して指数を計算する指数計算手段と、該指数を回帰式に当てはめて血管年齢を推定する血管年齢推定手段とを含むことを特徴とする血管年齢測定装置であることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、前記第1山面積を、前記第1頂部より後の面積を2倍することで求めることを特徴とする請求項1又は2に記載の血管年齢推定装置であることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、前記脈波は、被験者の身体の末梢血管の血液量変化であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の血管年齢測定装置であることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の血管年齢測定装置を備えた脈波測定装置であることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の脈波測定装置を備えた生体情報処理システムであることを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、第1頂部及び第3頂部が正、第1谷部及び第2谷部が負である連続する1つの脈波から、前記第1頂部及び第2頂部並びに前記第2谷部を求め、(1)前記第1頂部を含む波形と基準線とで囲まれる第1山面積を求め、(2)前記第2頂部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2山面積と、前記第2谷部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2谷面積を求め、前記第2山面積と前記第2谷面積との和を、前記第1山面積で除して指数を計算し、該指数を回帰式に当てはめて血管年齢を推定することを特徴とする血管年齢測定方法であることを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、第1頂部及び第3頂部が正、第1谷部及び第2谷部が負である連続する1つの脈波から、前記第1頂部及び第2頂部並びに前記第2谷部を求め、(1)前記第1頂部を含む波形と基準線とで囲まれる第1山面積を求め、(2)前記第2頂部が正である場合、前記第2頂部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2山面積と、前記第2谷部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2谷面積を求め、前記第2頂部が負又は0である場合、前記第2山面積を0とし、前記第2頂部及び前記第2谷部を含む波形と前記基準線とで囲まれる前記第2谷面積を求め、前記第2山面積と前記第2谷面積との和を、前記第1山面積で除して指数を計算し、該指数を回帰式に当てはめて血管年齢を推定することを特徴とする血管年齢測定方法であることを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、請求項7又は8に記載の血管年齢測定方法を実行可能なプログラムであることを特徴とする。
(2)前記第2頂部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2山面積と、前記第2谷部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2谷面積を求める面積計算手段と、前記第2山面積と前記第2谷面積との和を、前記第1山面積で除して指数を計算する指数計算手段と、該指数を回帰式に当てはめて血管年齢を推定する血管年齢推定手段とを含むことを特徴とする血管年齢測定装置であることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、第1頂部及び第3頂部が正、第1谷部及び第2谷部が負である連続する1つの脈波から、前記第1頂部及び第2頂部並びに前記第2谷部を求める特徴部検出手段と、(1)前記第1頂部を含む波形と基準線とで囲まれる第1山面積を求め、(2)前記第2頂部が正である場合、前記第2頂部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2山面積と、前記第2谷部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2谷面積を求め、 前記第2頂部が負又は0である場合、前記第2山面積を0とし、前記第2頂部及び前記第2谷部を含む波形と前記基準線とで囲まれる前記第2谷面積を求める面積計算手段と、 前記第2山面積と前記第2谷面積との和を、前記第1山面積で除して指数を計算する指数計算手段と、該指数を回帰式に当てはめて血管年齢を推定する血管年齢推定手段とを含むことを特徴とする血管年齢測定装置であることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、前記第1山面積を、前記第1頂部より後の面積を2倍することで求めることを特徴とする請求項1又は2に記載の血管年齢推定装置であることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、前記脈波は、被験者の身体の末梢血管の血液量変化であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の血管年齢測定装置であることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の血管年齢測定装置を備えた脈波測定装置であることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の脈波測定装置を備えた生体情報処理システムであることを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、第1頂部及び第3頂部が正、第1谷部及び第2谷部が負である連続する1つの脈波から、前記第1頂部及び第2頂部並びに前記第2谷部を求め、(1)前記第1頂部を含む波形と基準線とで囲まれる第1山面積を求め、(2)前記第2頂部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2山面積と、前記第2谷部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2谷面積を求め、前記第2山面積と前記第2谷面積との和を、前記第1山面積で除して指数を計算し、該指数を回帰式に当てはめて血管年齢を推定することを特徴とする血管年齢測定方法であることを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、第1頂部及び第3頂部が正、第1谷部及び第2谷部が負である連続する1つの脈波から、前記第1頂部及び第2頂部並びに前記第2谷部を求め、(1)前記第1頂部を含む波形と基準線とで囲まれる第1山面積を求め、(2)前記第2頂部が正である場合、前記第2頂部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2山面積と、前記第2谷部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2谷面積を求め、前記第2頂部が負又は0である場合、前記第2山面積を0とし、前記第2頂部及び前記第2谷部を含む波形と前記基準線とで囲まれる前記第2谷面積を求め、前記第2山面積と前記第2谷面積との和を、前記第1山面積で除して指数を計算し、該指数を回帰式に当てはめて血管年齢を推定することを特徴とする血管年齢測定方法であることを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、請求項7又は8に記載の血管年齢測定方法を実行可能なプログラムであることを特徴とする。
本発明によれば、微分した脈波における最初の正の部分の面積と負の部分の面積を用いることにより、従来よりもノイズに対する堅牢性の高い脈波測定装置を提供することができる。
図1は、本発明の実施の形態に係る脈波測定装置Zを示すブロック図である。脈波測定装置Zは、脈波を測定すると共に脈波から血管年齢を推定するもので、脈波検出部1と、A/D変換部2と、操作部3と、表示部4と、制御部5と、記憶部6と、出力部7と、特徴部検出部8と、面積計算部9と、指数計算部10と、血管年齢推定部11とを備えている。
脈波検出部1は、光学式の脈波検出センサーであり、小型の電球、LED等の光源と、光を検出する光センサー、CCD等の受光素子と、身体に固定するクリップ、ノイズ除去用のアナログ電子回路等から構成される。
A/D変換部2は、脈波検出部1により出力された光度の変化の電流または電圧をデジタル信号に変換するA/Dコンバーター等である。
操作部3は、いくつかのキーが配置された操作デバイスであり、被験者が測定の合図等を行うのに使用される。
表示部4は、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等の表示デバイスであり、測定した脈波や指数、血管年齢等が表示される。
制御部5は、CPU、MPU、DSP等からなる演算・制御デバイスである。
記憶部6は、RAM、ROM、フラッシュメモリ、ハードディスク等からなる記憶デバイスである。記憶部6には、図2に示す制御部5の実行する脈波測定プログラム(PRG)等の処理手順が格納されており、さらに、脈波検出部1により検出されA/D変換部2によりデジタル変換された脈波の波形データ、特徴部検出部8により計算された頂部と谷部、面積計算部9により計算された面積、指数計算部10により計算された指数等が記憶され、計算に必要なワークエリアが確保される。
出力部7は、上記脈波の波形データ、頂部と谷部、面積、指数等を外部に出力する、シリアル、パラレル、USB等の端子である。
特徴部検出部8は、上記脈波の波形データから、デジタルフィルタ処理、微分処理等を行って頂部と谷部を計算する計算部である。
面積計算部9は、上記頂部と谷部のデータと、上記脈波の波形データから積分処理等を行って面積を計算する計算部である。
指数計算部10は、上記面積より、血管年齢を推定する指数を計算し、この指数を回帰式に当てはめて、被験者の血管年齢を推定する計算部である。
脈波検出部1は、光学式の脈波検出センサーであり、小型の電球、LED等の光源と、光を検出する光センサー、CCD等の受光素子と、身体に固定するクリップ、ノイズ除去用のアナログ電子回路等から構成される。
A/D変換部2は、脈波検出部1により出力された光度の変化の電流または電圧をデジタル信号に変換するA/Dコンバーター等である。
操作部3は、いくつかのキーが配置された操作デバイスであり、被験者が測定の合図等を行うのに使用される。
表示部4は、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等の表示デバイスであり、測定した脈波や指数、血管年齢等が表示される。
制御部5は、CPU、MPU、DSP等からなる演算・制御デバイスである。
記憶部6は、RAM、ROM、フラッシュメモリ、ハードディスク等からなる記憶デバイスである。記憶部6には、図2に示す制御部5の実行する脈波測定プログラム(PRG)等の処理手順が格納されており、さらに、脈波検出部1により検出されA/D変換部2によりデジタル変換された脈波の波形データ、特徴部検出部8により計算された頂部と谷部、面積計算部9により計算された面積、指数計算部10により計算された指数等が記憶され、計算に必要なワークエリアが確保される。
出力部7は、上記脈波の波形データ、頂部と谷部、面積、指数等を外部に出力する、シリアル、パラレル、USB等の端子である。
特徴部検出部8は、上記脈波の波形データから、デジタルフィルタ処理、微分処理等を行って頂部と谷部を計算する計算部である。
面積計算部9は、上記頂部と谷部のデータと、上記脈波の波形データから積分処理等を行って面積を計算する計算部である。
指数計算部10は、上記面積より、血管年齢を推定する指数を計算し、この指数を回帰式に当てはめて、被験者の血管年齢を推定する計算部である。
次に、本発明の実施の形態に係る脈波測定プログラム(PRG)による測定手順を示すフローチャートである図2を参照して、被験者の脈波から血管年齢を推定する処理について詳細に説明する。
まず、血管年齢を推定する測定を行う準備として、被験者は、椅子に座るかベッドに横たわる等の姿勢をとり、脈波検出部1のセンサーをクリップ等で測定位置に固定する。この際、心臓からの高さが一定であることが望ましい。
被験者または測定のオペレーターは、操作部3のキーにより操作を行う。これにより、制御部5は、測定開始の合図を受け取り、脈波検出部1の上述の光源をオンにし、以下の測定手順を開始する。
まず、血管年齢を推定する測定を行う準備として、被験者は、椅子に座るかベッドに横たわる等の姿勢をとり、脈波検出部1のセンサーをクリップ等で測定位置に固定する。この際、心臓からの高さが一定であることが望ましい。
被験者または測定のオペレーターは、操作部3のキーにより操作を行う。これにより、制御部5は、測定開始の合図を受け取り、脈波検出部1の上述の光源をオンにし、以下の測定手順を開始する。
最初に、ステップS1においては、脈波検出部1は、身体末端部の血管を流れる血液の濃度の変化すなわち脈を光度の変化として光センサーにより検出し、光度の変化を電圧または電流の電気的な変化に変換する。この際、この電気的な変化を、オペアンプ等により増幅し、ハイカットフィルター等でノイズを除いてもよい。
A/D変換部2は、この電気的な変化を一定時間ごとにデジタル変換する。また、制御部5は、デジタル化された脈波の波形データを記憶部6に記憶する。このデジタル変換を行うサンプリング時の量子化ビット数は10ビット以上、周波数は250Hz以上が望ましい。
A/D変換部2は、この電気的な変化を一定時間ごとにデジタル変換する。また、制御部5は、デジタル化された脈波の波形データを記憶部6に記憶する。このデジタル変換を行うサンプリング時の量子化ビット数は10ビット以上、周波数は250Hz以上が望ましい。
次に、ステップS2においては、制御部5は、上記デジタル化された波形データについてデジタルフィルタ処理を行い、ノイズを除去し、記憶部6に記憶する。
このデジタルフィルタ処理には、測定した脈波の振幅と周期を確定し、異常値を除去し、周期ごとに平均化することでノイズを除去し、平滑化を行う過程が含まれる。また、量子化に由来するノイズを、スプライン曲線による補完などの処理で軽減させることもできる。
さらに、FFT(離散フーリエ変換)、DCT(離散コサイン変換)、ウェーブレット変換等を行い、不要な輻射である脈波の高周波成分や特定周波数帯等を除去し、逆フーリエ変換等を利用して以後の処理における脈波とすることができる。
このデジタルフィルタ処理には、測定した脈波の振幅と周期を確定し、異常値を除去し、周期ごとに平均化することでノイズを除去し、平滑化を行う過程が含まれる。また、量子化に由来するノイズを、スプライン曲線による補完などの処理で軽減させることもできる。
さらに、FFT(離散フーリエ変換)、DCT(離散コサイン変換)、ウェーブレット変換等を行い、不要な輻射である脈波の高周波成分や特定周波数帯等を除去し、逆フーリエ変換等を利用して以後の処理における脈波とすることができる。
次に、ステップS3においては、制御部5は、上記フィルタ処理が行われた一振幅分の波形について微分処理として2回微分を行い、微分処理を行った波形を記憶部6に記憶する。
次に、ステップS4においては、制御部5は、特徴部検出部8に指令して頂部と谷部の検出を行う。
この際、微分処理後の波形の極大点または極小点のうち、最初の極大点を第1頂部、最初の極小点を第1谷部、次の極大点を第2頂部、次の極小点を第2谷部、さらに次の極大点を第3頂部とする。
なお、従来技術と違い、すでにフィルタにより平滑化等の処理が施されているので、閾値を決めて極大点や極小点を選択する必要はないが、振幅と各頂部と各谷部との位置関係は考慮される。
この際、微分処理後の波形の極大点または極小点のうち、最初の極大点を第1頂部、最初の極小点を第1谷部、次の極大点を第2頂部、次の極小点を第2谷部、さらに次の極大点を第3頂部とする。
なお、従来技術と違い、すでにフィルタにより平滑化等の処理が施されているので、閾値を決めて極大点や極小点を選択する必要はないが、振幅と各頂部と各谷部との位置関係は考慮される。
次に、ステップS5においては、制御部5は、面積計算部9に指令して、微分処理後の波形から面積の計算を行う。以下、図3と図4を参照して説明する。両図に示す波形は、連続した1つの脈波を示すものであり、第1頂部a1,a2及び第3頂部e1,e2が正であり、第1谷部b1,b2及び第2谷部d1,d2が負である。また、微分値が0を基準線とする。
図3に示す波形と、図4に示す波形で異なるのは、第2頂部c1が正であるのに対して、第2頂部c2が負である点である。
ここで、図3を参照して、第2頂部c1が正である場合について説明する。
まず、前記第1頂部を含む波形と基準線とで囲まれる第1山面積Aを求める。具体的には、第1山面積Aは、頂部a1と谷部b1との間で、正になる部分の面積を計算して2倍することで求める。
次に、第2山面積Cは、第2頂部c1を含む波形と基準線とで囲まれる面積を計算して求める。また、第2谷面積Dは第2谷部d1を含む波形と基準線とで囲まれる面積を計算して求める。
さらに、図4を参照して、第2頂部c2が負である場合について説明する。
まず、上述の場合と同様に、第1山面積Aを求める。具体的には、頂部a2と谷部b2との間で、正になる部分の面積を計算して2倍することで求める。
次に、第2山面積Cを0とする。また、第2谷面積Dは、第2頂部c2以降の第2谷部d2を含む波形と前記基準線とで囲まれる面積を計算して求める。
これらの面積のうち、面積Dの符号はマイナスで、それ以外の面積はプラスとする。
また、波形データはデジタルデータなので、サンプリングされた波形の数値を加算または減算を繰り返すことで面積を求めることができ、高速に処理できる。
図3に示す波形と、図4に示す波形で異なるのは、第2頂部c1が正であるのに対して、第2頂部c2が負である点である。
ここで、図3を参照して、第2頂部c1が正である場合について説明する。
まず、前記第1頂部を含む波形と基準線とで囲まれる第1山面積Aを求める。具体的には、第1山面積Aは、頂部a1と谷部b1との間で、正になる部分の面積を計算して2倍することで求める。
次に、第2山面積Cは、第2頂部c1を含む波形と基準線とで囲まれる面積を計算して求める。また、第2谷面積Dは第2谷部d1を含む波形と基準線とで囲まれる面積を計算して求める。
さらに、図4を参照して、第2頂部c2が負である場合について説明する。
まず、上述の場合と同様に、第1山面積Aを求める。具体的には、頂部a2と谷部b2との間で、正になる部分の面積を計算して2倍することで求める。
次に、第2山面積Cを0とする。また、第2谷面積Dは、第2頂部c2以降の第2谷部d2を含む波形と前記基準線とで囲まれる面積を計算して求める。
これらの面積のうち、面積Dの符号はマイナスで、それ以外の面積はプラスとする。
また、波形データはデジタルデータなので、サンプリングされた波形の数値を加算または減算を繰り返すことで面積を求めることができ、高速に処理できる。
次に、ステップS6においては、制御部5は、指数計算部10に指令して、血管年齢を推定するための指数αを、第1山面積A、第2山面積C、第2谷面積Dを用いて、
α=−(C+D)/A
として計算する。
α=−(C+D)/A
として計算する。
次に、ステップS7においては、制御部5は、血管年齢推定部11に指令して、血管年齢を推定する。
この手順としては、記憶部6に記憶された指数αと年齢の関係を示す回帰式または数値テーブルに、被験者の脈波より計算された指数αを当てはめることで、被験者の血管年齢が推定される。
なお、この回帰式または数値テーブルは、あらかじめ年齢の異なる被験者の指数αを複数測定して統計的に求めたものが、記憶部6に記憶されている。
この手順としては、記憶部6に記憶された指数αと年齢の関係を示す回帰式または数値テーブルに、被験者の脈波より計算された指数αを当てはめることで、被験者の血管年齢が推定される。
なお、この回帰式または数値テーブルは、あらかじめ年齢の異なる被験者の指数αを複数測定して統計的に求めたものが、記憶部6に記憶されている。
次に、ステップS8において、制御部5は、微分処理を行った脈波の波形、各頂部と谷部、求められた指数α、推定された血管年齢等の測定結果を表示部4に表示し、出力部7から出力する。以上で、測定手順は終了する。
以上のように構成することにより、脈波における頂部a周辺の正の部分の面積を用いるため、従来よりもノイズに対する堅牢性の非常に高い脈波測定装置Zを提供することができる。また、検出しやすい最初の頂部を指数の計算に用いるため、従来よりも動脈硬化に関係する重要な情報を取得する可能性を上げることができる。この具体的な効果について、以下で詳しく説明する。
図5は、本発明の実施の形態に係る方式と従来手法について、それぞれ32人の脈波の測定データから血管年齢推定の指数を求め、近似直線に当てはめたものを示すグラフである。図5(a)は本発明の実施の形態に係る方式、図5(c)は従来手法1、図5(d)は従来手法2での結果を示す(図5(b)については、後述する)。
それぞれのグラフについて、回帰分析において近似直線に当てはまっていることを示す計数である決定係数R2を計算した。この決定係数R2は、0≦R2≦1の値を取り、1に近いほど近似直線に当てはまることを示す。
結果として、本発明方式ではR2=0.4245、従来方式1ではR2=0.3526、従来方式2ではR2=0.3035となった。
つまり、本発明の実施の形態に係る方式は従来手法よりも近似曲線に当てはまり、脈波と血管年齢の関係が従来手法より顕著に説明できることが示された。すなわち、従来よりも実年齢との相関が良く、動脈硬化に関係する重要な情報を取得する可能性を上げることができる。
それぞれのグラフについて、回帰分析において近似直線に当てはまっていることを示す計数である決定係数R2を計算した。この決定係数R2は、0≦R2≦1の値を取り、1に近いほど近似直線に当てはまることを示す。
結果として、本発明方式ではR2=0.4245、従来方式1ではR2=0.3526、従来方式2ではR2=0.3035となった。
つまり、本発明の実施の形態に係る方式は従来手法よりも近似曲線に当てはまり、脈波と血管年齢の関係が従来手法より顕著に説明できることが示された。すなわち、従来よりも実年齢との相関が良く、動脈硬化に関係する重要な情報を取得する可能性を上げることができる。
ここで、2回微分した脈波において、第2頂部cより前で第1谷部bを含む波形と基準線の間で囲まれた面積を面積Bとする。該面積Bは、本発明の実施の形態に係る方式では意図的に使用しなかった。この理由について説明する。
図5(b)は、面積Bを使用して上記の決定係数R2を計算した結果であり、R2=0.2037となった。すなわち、面積Bを使うと上記の本発明の実施の形態に係る方式よりもR2が低く、近似曲線への当てはめが悪くなることを示している。これは、第1谷部bの高さは血管が柔らかい(若い)ほど低く、硬い(高齢)ほど浅くなるが、面積Bは血管が硬くても面積が増大するためである。
つまり、本発明の実施の形態に係る方式は面積Bを積極的に使用しないことにより、近似曲線への当てはめがよくなるため、脈波から動脈硬化に関係する重要な情報を取得する可能性を上げることができるという顕著な効果が得られる。
付け加えると、面積Cと面積Dの中には第1谷部bの高さの情報が含まれているため、面積Bを使わないことによるデメリットは、ほとんどない。
図5(b)は、面積Bを使用して上記の決定係数R2を計算した結果であり、R2=0.2037となった。すなわち、面積Bを使うと上記の本発明の実施の形態に係る方式よりもR2が低く、近似曲線への当てはめが悪くなることを示している。これは、第1谷部bの高さは血管が柔らかい(若い)ほど低く、硬い(高齢)ほど浅くなるが、面積Bは血管が硬くても面積が増大するためである。
つまり、本発明の実施の形態に係る方式は面積Bを積極的に使用しないことにより、近似曲線への当てはめがよくなるため、脈波から動脈硬化に関係する重要な情報を取得する可能性を上げることができるという顕著な効果が得られる。
付け加えると、面積Cと面積Dの中には第1谷部bの高さの情報が含まれているため、面積Bを使わないことによるデメリットは、ほとんどない。
以上の効果に加えて、従来手法1を適用した装置の場合、複雑で高価なアナログ電子回路により元の波形のノイズを除去しても、十分に除去することはできなかった。これは、もともと脈波は変動が大きい生体信号であることに加えて、センサーと皮膚との密着度の変化等の問題でノイズが多量に混入するため、波形の特徴を捉えてノイズを除去することができるデジタルフィルタによる処理の方が適しているためである。
これに対し、脈波測定装置Zは、A/D変換後にノイズを除去するフィルタを備えることにより、ノイズの混入した脈波から、効率的にノイズを除去することができる。また、A/D変換する際の量子化による誤差を最小限に抑えることができる。
この結果として、よりノイズの影響が少ない脈波の信号を扱うことができるので、信頼性の高い脈波検出装置を提供することができる。
さらに、安価なデジタルLSIを使ってフィルタを構成することで、高価なアナログ回路を使ってノイズを除去する必要を減ずることができる。
これに対し、脈波測定装置Zは、A/D変換後にノイズを除去するフィルタを備えることにより、ノイズの混入した脈波から、効率的にノイズを除去することができる。また、A/D変換する際の量子化による誤差を最小限に抑えることができる。
この結果として、よりノイズの影響が少ない脈波の信号を扱うことができるので、信頼性の高い脈波検出装置を提供することができる。
さらに、安価なデジタルLSIを使ってフィルタを構成することで、高価なアナログ回路を使ってノイズを除去する必要を減ずることができる。
加えて、デジタルフィルタを用いてFFT等の処理を行うことにより、周波数分析や自己相関解析等の時系列処理に必要なデータが入手でき、微分処理によらない脈波の性質やデータの質を解析するのに用いることができる。
これにより、測定時の脈波の品質管理ができ、被験者の身体状態をさらに推測することができる。
これにより、測定時の脈波の品質管理ができ、被験者の身体状態をさらに推測することができる。
また、従来手法1や従来手法2の技術を応用した機器は、ノイズに対する堅牢性が低いので、極力ノイズの抑えられた環境で使用せねばならないため、主に、病院等で操作に慣れた医師や看護婦の下で注意深く使用される医療機器として販売されている。
さらに、「家庭用」と称して販売されている機器も、医療機器をそのまま販売しているだけであり、数十万円という高価な値段であった。つまり、一般的な家庭用体重計や血圧計と同等に使用できる程度の価格水準に達していなかった。値段が高価になるのは、従来手法1の場合、ノイズ除去用に高価なアナログ電子回路を搭載することも理由の一端であると思われる。
しかし、本発明の実施の形態に係る面積式の脈波測定装置Zは、家庭用に使用するのに十分な堅牢性を備えている。このため、家庭用として量産することにより、コストを下げることが可能となる。さらに、高価なアナログ電子回路を搭載しないので本質的に安価に製造できる。
加えて、医療用の機器の場合も、従来よりも、さらに信頼性の高い機器を提供することができる。
さらに、「家庭用」と称して販売されている機器も、医療機器をそのまま販売しているだけであり、数十万円という高価な値段であった。つまり、一般的な家庭用体重計や血圧計と同等に使用できる程度の価格水準に達していなかった。値段が高価になるのは、従来手法1の場合、ノイズ除去用に高価なアナログ電子回路を搭載することも理由の一端であると思われる。
しかし、本発明の実施の形態に係る面積式の脈波測定装置Zは、家庭用に使用するのに十分な堅牢性を備えている。このため、家庭用として量産することにより、コストを下げることが可能となる。さらに、高価なアナログ電子回路を搭載しないので本質的に安価に製造できる。
加えて、医療用の機器の場合も、従来よりも、さらに信頼性の高い機器を提供することができる。
また、従来手法1においては、指数Xの理論的な意味づけが不明である。
すなわち、加速度脈波の「高さ」が、なぜ動脈硬化と関係があるのか、明瞭なメカニズムの説明を理論的にすることができなかった。つまり、元々、波形の形状の目につく特徴に注目して指数Xが提唱されたものの、波形の高さが何を示すのかの意味づけが十分にできなかった。
さらに、従来手法2は、従来手法1以上に理論的な意味づけが不明である。
すなわち、従来手法2では、面積をbの高さで割るという計算方式をとっており、分子と分母の次元が異なるため、そもそも指数Yは何の指数なのか不明瞭である。
これに対して、本発明の実施の形態に係る血管年齢推定の指数αでは、同じ面積同士で指数を求める、次元が統一された計算式により、より理論的に整合性のとれた明快な指数を提供することができる。
さらに、指数αは、加速度脈波等の面積であるため、結果として血流の総合的な速度の変化を示しており、動脈硬化の指標を表すメカニズムとして説明がしやすく、直感的に分かりやすい。
すなわち、加速度脈波の「高さ」が、なぜ動脈硬化と関係があるのか、明瞭なメカニズムの説明を理論的にすることができなかった。つまり、元々、波形の形状の目につく特徴に注目して指数Xが提唱されたものの、波形の高さが何を示すのかの意味づけが十分にできなかった。
さらに、従来手法2は、従来手法1以上に理論的な意味づけが不明である。
すなわち、従来手法2では、面積をbの高さで割るという計算方式をとっており、分子と分母の次元が異なるため、そもそも指数Yは何の指数なのか不明瞭である。
これに対して、本発明の実施の形態に係る血管年齢推定の指数αでは、同じ面積同士で指数を求める、次元が統一された計算式により、より理論的に整合性のとれた明快な指数を提供することができる。
さらに、指数αは、加速度脈波等の面積であるため、結果として血流の総合的な速度の変化を示しており、動脈硬化の指標を表すメカニズムとして説明がしやすく、直感的に分かりやすい。
また、従来から、医療現場においては、明瞭に説明のつく動脈硬化と脈波の特徴の指数が求められていた。
指数αは、この要求に応えるものであり、医師により被験者に明快に脈波の特徴が説明されることにより、被験者である患者の意識を高めることができる。
加えて、指数αは動脈硬化との因果関係を理解しやすいため、動脈硬化のメカニズムのさらなる解明に役立つことが期待される。これにより、新たな動脈硬化の医薬品の開発につながる。
指数αは、この要求に応えるものであり、医師により被験者に明快に脈波の特徴が説明されることにより、被験者である患者の意識を高めることができる。
加えて、指数αは動脈硬化との因果関係を理解しやすいため、動脈硬化のメカニズムのさらなる解明に役立つことが期待される。これにより、新たな動脈硬化の医薬品の開発につながる。
なお、上記実施の形態の構成及び動作は例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実行することができることは言うまでもない。
たとえば、上述の実施の形態では、頂部a以降の面積を2倍して面積Aを計算した。この理由は、頂部aより前の波形は前の脈の影響でなだらかに増加する傾向があるからである。そこで、この頂部aより前の波形については閾値を用いて範囲を定め、面積Aを求めるのに用いてもよい。
また、上記実施の形態に係るフィルタにおいては、心電図を同時に計測して、この心電図から周期を求め、脈波の平均化に利用してもよい。具体的には、心電図のR波のピークを抽出し、このピークの間の脈波を各周期の脈波として、平均化する。
また、上記実施の形態に係る指数αを回帰式に当てはめずに、血管年齢とは違う0〜100点の点数として出力し、年齢との比較テーブルを別途に示してもよい。該点数は、点数=60×(α+0.5)と計算して出力する。
たとえば、上述の実施の形態では、頂部a以降の面積を2倍して面積Aを計算した。この理由は、頂部aより前の波形は前の脈の影響でなだらかに増加する傾向があるからである。そこで、この頂部aより前の波形については閾値を用いて範囲を定め、面積Aを求めるのに用いてもよい。
また、上記実施の形態に係るフィルタにおいては、心電図を同時に計測して、この心電図から周期を求め、脈波の平均化に利用してもよい。具体的には、心電図のR波のピークを抽出し、このピークの間の脈波を各周期の脈波として、平均化する。
また、上記実施の形態に係る指数αを回帰式に当てはめずに、血管年齢とは違う0〜100点の点数として出力し、年齢との比較テーブルを別途に示してもよい。該点数は、点数=60×(α+0.5)と計算して出力する。
さらに、上述の実施の形態では、基準線としてy=0を利用して各面積を求めた。これは、脈波を2回微分して加速度脈波を求めると、脈波の基線動揺(基準線のゆらぎ)がなくなりy=0の基準線がはっきりするため、この基準線を利用すると計算が簡便になるためである。
しかし、第2谷面積については、図6のそれぞれの例F、G、Hのように定めることも可能である。
しかし、第2谷面積については、図6のそれぞれの例F、G、Hのように定めることも可能である。
さらに、上述の実施の形態では、1周期にまとめられた脈波について微分処理等を行った。しかし、入力された脈波全体に対して周期ごとに指数を計算し、複数の計算された指数に平均化や外れ値を除く等の統計的な処理を行い、最終的な指数を求めるように構成しても良い。
この際、波形の入力から指数の計算までの処理を、一定時間ごとにくりかえし実行してもよい。さらに、上記微分処理は、1回微分でもよい。
この際、波形の入力から指数の計算までの処理を、一定時間ごとにくりかえし実行してもよい。さらに、上記微分処理は、1回微分でもよい。
また、特徴部検出部8と、面積計算部9と、指数計算部10は、独自のCPU等を備えた演算部により計算を行ってもよい。
さらに、出力部7は、図示しないメモリカード、プリンターやPC(パーソナル・コンピュータ)等に接続されていてもよい。プリンターに接続されている場合、表示部4と同等以上の解像度で、測定結果が印刷される。
さらに、出力部7は、図示しないメモリカード、プリンターやPC(パーソナル・コンピュータ)等に接続されていてもよい。プリンターに接続されている場合、表示部4と同等以上の解像度で、測定結果が印刷される。
上述のように、出力部7がPCと接続されている場合、特徴部検出部8と、面積計算部9と、指数計算部10のいずれかまたはすべては、PC上で実行するプログラムとして実装されていてもよい。
このような構成の場合、制御部5は、A/D変換部2においてデジタル化された波形を直接出力部7から出力しても良いし、制御部5がDSP等を含む場合、特徴部検出部8によりフィルタ処理や微分処理等を行った上で出力しても良い。表示部4は状態表示用のLEDだけにすることもできる。
出力部7は双方向通信が可能で、PCからの制御を受け付けるようにするのが望ましい。これにより、測定の開始指示等をPC上のプログラムから行うことができ、記憶部6に記憶された処理手順であるファームウェアのアップデート等も可能になる。
このような構成の場合、制御部5は、A/D変換部2においてデジタル化された波形を直接出力部7から出力しても良いし、制御部5がDSP等を含む場合、特徴部検出部8によりフィルタ処理や微分処理等を行った上で出力しても良い。表示部4は状態表示用のLEDだけにすることもできる。
出力部7は双方向通信が可能で、PCからの制御を受け付けるようにするのが望ましい。これにより、測定の開始指示等をPC上のプログラムから行うことができ、記憶部6に記憶された処理手順であるファームウェアのアップデート等も可能になる。
このように、PCで処理を行うと構成が簡単になるため、機器が安価に製造できるという利点を有する。
さらに、健康管理を統合的にPC上で行うことができるため、ユーザーである被験者の利便性が高まる。
さらに、健康管理を統合的にPC上で行うことができるため、ユーザーである被験者の利便性が高まる。
また、上述の脈波測定装置Zと、心電図系、血圧計等を組み合わせた統合的な生体情報処理システムを構築することも考えられる。
この生体情報処理システムは、心電図の波形と血圧等の特徴と脈波の特徴から、医師に疾病の兆候についてアシストを行う。
これにより、被験者の状態を推測する手がかりを医師に多く提供することができ、隠れた肥満や動脈硬化とこれらに付随する疾病について早期発見が期待できる。
また、家庭用の生体情報処理システムとして、上述の脈波測定装置Zを、血圧計、体重計や体脂肪計と組み合わせることも考えられる。
これにより、いわゆるメタボリック・シンドロームの兆候を検出し、さらに生活習慣の改善、ダイエット等に効果を発揮する。
また、この構成の場合、PCと組み合わせると、PCは複雑な処理を行うことが可能であり、グラフ等の可視化手段で被験者が血管年齢の変化などを把握しやすいため、持続的に健康増進に役立つと期待できる。
この生体情報処理システムは、心電図の波形と血圧等の特徴と脈波の特徴から、医師に疾病の兆候についてアシストを行う。
これにより、被験者の状態を推測する手がかりを医師に多く提供することができ、隠れた肥満や動脈硬化とこれらに付随する疾病について早期発見が期待できる。
また、家庭用の生体情報処理システムとして、上述の脈波測定装置Zを、血圧計、体重計や体脂肪計と組み合わせることも考えられる。
これにより、いわゆるメタボリック・シンドロームの兆候を検出し、さらに生活習慣の改善、ダイエット等に効果を発揮する。
また、この構成の場合、PCと組み合わせると、PCは複雑な処理を行うことが可能であり、グラフ等の可視化手段で被験者が血管年齢の変化などを把握しやすいため、持続的に健康増進に役立つと期待できる。
また、本発明を適用した測定装置はノイズに対する堅牢性が非常に高いことにより、指や足、耳等の末端の血管全体ではなく、特定の末梢血管の脈波から特徴を抽出することもできる。
たとえば、光センサーがCCDである場合、画像中から末梢血管を画像認識し、この抹消血管の血液の濃度変化を捉えることにより、脈波を検出することができる。
このように脈波を検出することで、より俊敏な波形を得ることができ、被験者の脈波の特徴をとらえやすくなる。
たとえば、光センサーがCCDである場合、画像中から末梢血管を画像認識し、この抹消血管の血液の濃度変化を捉えることにより、脈波を検出することができる。
このように脈波を検出することで、より俊敏な波形を得ることができ、被験者の脈波の特徴をとらえやすくなる。
このように、本発明により、健康の増進と生活習慣の改善に役立つ、面積式の脈波測定を行う血管年齢推定装置、脈波測定装置、生体情報処理システム、血管年齢推定方法を提供することができる。
1 脈波検出部
2 A/D変換部
3 操作部
4 表示部
5 制御部
6 記憶部
7 出力部
8 特徴部検出部 (特徴部検出手段)
9 面積計算部 (面積計算手段)
10 指数計算部 (指数計算手段)
11 血管年齢推定部 (血管年齢推定手段)
a1、a2、a 第1頂部
b1、b2、b 第1谷部
c1、c2、c 第2頂部
d1、d2、d 第2谷部
e1、e2、e 第3頂部
A 第1山面積
C 第2山面積
D 第2谷面積
E 負になる部分の面積
F、G、H 第2谷面積の他の求め方の例
X、Y 従来の血管年齢推定の指数
α 本発明の血管年齢推定の指数
Z 脈波測定装置
PRG 脈波測定プログラム
2 A/D変換部
3 操作部
4 表示部
5 制御部
6 記憶部
7 出力部
8 特徴部検出部 (特徴部検出手段)
9 面積計算部 (面積計算手段)
10 指数計算部 (指数計算手段)
11 血管年齢推定部 (血管年齢推定手段)
a1、a2、a 第1頂部
b1、b2、b 第1谷部
c1、c2、c 第2頂部
d1、d2、d 第2谷部
e1、e2、e 第3頂部
A 第1山面積
C 第2山面積
D 第2谷面積
E 負になる部分の面積
F、G、H 第2谷面積の他の求め方の例
X、Y 従来の血管年齢推定の指数
α 本発明の血管年齢推定の指数
Z 脈波測定装置
PRG 脈波測定プログラム
Claims (9)
- 第1頂部及び第3頂部が正、第1谷部及び第2谷部が負である連続する1つの脈波から、前記第1頂部及び第2頂部並びに前記第2谷部を求める特徴部検出手段と、
(1)前記第1頂部を含む波形と基準線とで囲まれる第1山面積を求め、
(2)前記第2頂部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2山面積と、前記第2谷部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2谷面積を求める面積計算手段と、
前記第2山面積と前記第2谷面積との和を、前記第1山面積で除して指数を計算する指数計算手段と、
該指数を回帰式に当てはめて血管年齢を推定する血管年齢推定手段と
を含むことを特徴とする血管年齢測定装置。 - 第1頂部及び第3頂部が正、第1谷部及び第2谷部が負である連続する1つの脈波から、前記第1頂部及び第2頂部並びに前記第2谷部を求める特徴部検出手段と、
(1)前記第1頂部を含む波形と基準線とで囲まれる第1山面積を求め、
(2)前記第2頂部が正である場合、前記第2頂部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2山面積と、前記第2谷部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2谷面積を求め、
前記第2頂部が負又は0である場合、前記第2山面積を0とし、前記第2頂部及び前記第2谷部を含む波形と前記基準線とで囲まれる前記第2谷面積を求める面積計算手段と、
前記第2山面積と前記第2谷面積との和を、前記第1山面積で除して指数を計算する指数計算手段と、
該指数を回帰式に当てはめて血管年齢を推定する血管年齢推定手段と
を含むことを特徴とする血管年齢測定装置。 - 前記第1山面積を、前記第1頂部より後の面積を2倍することで求めることを特徴とする請求項1又は2に記載の血管年齢推定装置。
- 前記脈波は、被験者の身体の末梢血管の血液量変化であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の血管年齢測定装置。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載の血管年齢測定装置を備えた脈波測定装置。
- 請求項5に記載の脈波測定装置を備えた生体情報処理システム。
- 第1頂部及び第3頂部が正、第1谷部及び第2谷部が負である連続する1つの脈波から、前記第1頂部及び第2頂部並びに前記第2谷部を求め、
(1)前記第1頂部を含む波形と基準線とで囲まれる第1山面積を求め、
(2)前記第2頂部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2山面積と、前記第2谷部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2谷面積を求め、
前記第2山面積と前記第2谷面積との和を、前記第1山面積で除して指数を計算し、
該指数を回帰式に当てはめて血管年齢を推定する
ことを特徴とする血管年齢測定方法。 - 第1頂部及び第3頂部が正、第1谷部及び第2谷部が負である連続する1つの脈波から、前記第1頂部及び第2頂部並びに前記第2谷部を求め、
(1)前記第1頂部を含む波形と基準線とで囲まれる第1山面積を求め、
(2)前記第2頂部が正である場合、前記第2頂部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2山面積と、前記第2谷部を含む波形と前記基準線とで囲まれる第2谷面積を求め、
前記第2頂部が負又は0である場合、前記第2山面積を0とし、前記第2頂部及び前記第2谷部を含む波形と前記基準線とで囲まれる前記第2谷面積を求め、
前記第2山面積と前記第2谷面積との和を、前記第1山面積で除して指数を計算し、
該指数を回帰式に当てはめて血管年齢を推定する
ことを特徴とする血管年齢測定方法。 - 請求項7又は8に記載の血管年齢測定方法を実行可能なプログラム。
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010021228A1 (ja) * | 2008-08-21 | 2010-02-25 | 株式会社デルタツーリング | 飲酒状態検知装置、コンピュータプログラム及び記録媒体 |
JP2010213842A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | Doshisha | 血管壁硬軟度評価装置 |
WO2010134233A1 (ja) * | 2009-05-18 | 2010-11-25 | 株式会社村田製作所 | 血管年齢推定装置及び血管年齢推定方法 |
KR101177921B1 (ko) | 2011-08-19 | 2012-08-29 | (주)에이지바이오매틱스 | 장기생체나이 측정 시스템 |
JP2013506526A (ja) * | 2009-10-06 | 2013-02-28 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 生体中の少なくとも周期的現象を表す成分を含む信号を処理する方法およびシステム |
US8767879B1 (en) | 2002-02-13 | 2014-07-01 | Marvell International Ltd. | Compensation for residual frequency offset, phase noise and sampling phase offset in wireless networks |
JP2016000077A (ja) * | 2014-06-11 | 2016-01-07 | 日本光電工業株式会社 | 生体情報測定装置、血圧解析方法、及びプログラム |
JP2017077351A (ja) * | 2015-10-20 | 2017-04-27 | 株式会社デンソー | 脈波信号処理装置 |
CN111297332A (zh) * | 2015-04-28 | 2020-06-19 | 京瓷株式会社 | 电子设备及系统 |
-
2006
- 2006-09-27 JP JP2006263019A patent/JP2008079813A/ja active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8767879B1 (en) | 2002-02-13 | 2014-07-01 | Marvell International Ltd. | Compensation for residual frequency offset, phase noise and sampling phase offset in wireless networks |
WO2010021228A1 (ja) * | 2008-08-21 | 2010-02-25 | 株式会社デルタツーリング | 飲酒状態検知装置、コンピュータプログラム及び記録媒体 |
JP5679556B2 (ja) * | 2008-08-21 | 2015-03-04 | 株式会社デルタツーリング | 飲酒状態検知装置、コンピュータプログラム及び記録媒体 |
JP2010213842A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | Doshisha | 血管壁硬軟度評価装置 |
WO2010134233A1 (ja) * | 2009-05-18 | 2010-11-25 | 株式会社村田製作所 | 血管年齢推定装置及び血管年齢推定方法 |
JP5206872B2 (ja) * | 2009-05-18 | 2013-06-12 | 株式会社村田製作所 | 血管年齢推定装置 |
JP2013506526A (ja) * | 2009-10-06 | 2013-02-28 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 生体中の少なくとも周期的現象を表す成分を含む信号を処理する方法およびシステム |
KR101177921B1 (ko) | 2011-08-19 | 2012-08-29 | (주)에이지바이오매틱스 | 장기생체나이 측정 시스템 |
JP2016000077A (ja) * | 2014-06-11 | 2016-01-07 | 日本光電工業株式会社 | 生体情報測定装置、血圧解析方法、及びプログラム |
US10398322B2 (en) | 2014-06-11 | 2019-09-03 | Nihon Kohden Corporation | Biological information measuring apparatus and blood pressure analyzing method |
CN111297332A (zh) * | 2015-04-28 | 2020-06-19 | 京瓷株式会社 | 电子设备及系统 |
JP2017077351A (ja) * | 2015-10-20 | 2017-04-27 | 株式会社デンソー | 脈波信号処理装置 |
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