JP2011182967A - Blood pressure information measuring instrument and method of computing index of extent of arteriosclerosis by the instrument - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は血圧情報測定装置および該装置での動脈硬化度の指標の算出方法に関し、特に、動脈硬化度の判定に有効な血圧情報を測定する血圧情報測定装置および該装置での動脈硬化度の指標の算出方法に関する。 The present invention relates to a blood pressure information measuring apparatus and a method for calculating an index of arteriosclerosis in the apparatus, and in particular, a blood pressure information measuring apparatus for measuring blood pressure information effective for determination of the arteriosclerosis degree, The present invention relates to an index calculation method.
従来、動脈硬化度を判定する装置として、たとえば特開2000−316821号公報(特許文献1)にも開示されているような、心臓から駆出された脈波の伝播する速度(以下、PWV:Pulse Wave Velocity)を調べる装置がある。PWVは、上腕および下肢などの少なくとも2箇所以上に脈波を測定するカフ等を装着し、同時に脈波を測定することで、それぞれの位置における脈波の出現時間差と、脈波を測定するカフ等を装着した2点間の動脈の長さとから算出される。このため、少なくとも2箇所にカフ等を装着する必要があり、家庭で簡便にPWVを測定することは難しいという問題点があった。 Conventionally, as a device for determining the degree of arteriosclerosis, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-316821 (Patent Document 1), the speed of propagation of a pulse wave ejected from the heart (hereinafter, PWV: There is a device to check (Pulse Wave Velocity). The PWV is equipped with cuffs or the like that measure pulse waves at at least two locations such as the upper arm and lower limbs, and simultaneously measures the pulse waves, so that the appearance time difference between the pulse waves at each position and the cuff that measures the pulse waves are measured. It is calculated from the length of the artery between the two points to which etc. are mounted. For this reason, it is necessary to attach cuffs or the like to at least two places, and there is a problem that it is difficult to easily measure PWV at home.
上腕の脈波のみから動脈硬化度を判定する技術として、特開2004−113593号公報(特許文献2)は、脈波測定用カフと末梢側を圧迫する圧迫用カフとを備えた測定装置を用いて判定する技術を開示している。この技術は、末梢側を圧迫しながら中枢(心臓)側の脈波を測定することによって、心臓から駆出された駆出波と腸骨動脈分岐部および動脈中の硬化部位からの反射波とを分離して、駆出波と反射波との振幅差や振幅比や出現時間差等の指標により動脈硬化度を判定するものである。 As a technique for determining the degree of arteriosclerosis only from the pulse wave of the upper arm, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-113593 (Patent Document 2) discloses a measurement device including a pulse wave measurement cuff and a compression cuff that compresses the distal side. The technique used and determined is disclosed. This technique measures the pulse wave on the central (heart) side while compressing the peripheral side, and the ejection wave ejected from the heart and the reflected wave from the iliac bifurcation and the stiffening site in the artery And the degree of arteriosclerosis is determined based on an index such as an amplitude difference between the ejection wave and the reflected wave, an amplitude ratio, or an appearance time difference.
文献1や文献2に開示された装置を用いて動脈硬化度を精度よく判定するためには、被験者の呼吸等による変動を平均化するため、カフにより上腕等測定部を圧迫した状態で、数秒から数十秒の間、安静状態を保ったまま測定を継続する必要がある。しかしながら、実際には、体動等により発生するノイズが測定結果に混入するため、カフの内圧変化から得られる脈波より算出される動脈硬化度に誤差が含まれるという問題点があった。
In order to accurately determine the degree of arteriosclerosis using the devices disclosed in
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、精度よく動脈硬化度を判定することのできる血圧情報を測定する血圧情報測定装置および該装置での動脈硬化度の指標の算出方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such a problem, and is a blood pressure information measuring device for measuring blood pressure information capable of accurately determining the degree of arteriosclerosis, and a method for calculating an index of arteriosclerosis in the device. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、血圧情報測定装置は血圧情報として被測定者の動脈硬化度の指標を算出する血圧情報測定装置であって、第1の空気袋と、第1の空気袋の内圧を血圧情報として検出するための第1のセンサと、第1の空気袋の内圧変化に基づいて動脈硬化度の指標を算出するための演算手段とを備え、演算手段は、空気袋の内圧変化から一拍分の脈波波形を検出するための検出手段と、検出された一拍分の脈波波形にノイズが混入しているか否かを判定するための判定手段と、判定手段においてノイズが混入していないと判定された脈波波形を用いて動脈硬化度の指標を算出するための第1の算出手段とを含む。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, the blood pressure information measurement device is a blood pressure information measurement device that calculates an index of the degree of arteriosclerosis of a measurement subject as blood pressure information, and includes: A first sensor for detecting the internal pressure of the first air bag as blood pressure information, and an arithmetic means for calculating an index of the degree of arteriosclerosis based on a change in the internal pressure of the first air bag. The means includes a detecting means for detecting a pulse wave waveform for one beat from a change in internal pressure of the air bag, and a determination for determining whether noise is mixed in the detected pulse wave waveform for one beat. Means, and first calculation means for calculating an index of the degree of arteriosclerosis using the pulse wave waveform determined by the determination means as not containing noise.
好ましくは、血圧情報測定装置は、判定手段において一拍分の脈波波形にノイズが混入していると判定されるとその旨を報知するための報知手段をさらに備える。 Preferably, the blood pressure information measurement device further includes notification means for notifying that if the determination means determines that noise is mixed in the pulse wave waveform for one beat.
好ましくは、判定手段は、一拍分の脈波波形のうちの少なくとも一部の範囲の微分曲線の振幅と所定のしきい値とを比較し、振幅がしきい値よりも大きいときに当該一拍分の脈波波形にノイズが混入していると判定する。 Preferably, the determination means compares the amplitude of the differential curve of at least a part of the range of the pulse wave waveform for one beat with a predetermined threshold value, and when the amplitude is larger than the threshold value, It is determined that noise is mixed in the pulse wave waveform for the beat.
より好ましくは、上述の、一拍分の脈波波形のうちの少なくとも一部の範囲は、脈波波形のうちの拡張期に含まれる装置。 More preferably, at least a part of the above-described pulse wave waveform for one beat is included in the diastole of the pulse wave waveform.
より好ましくは、演算手段は、一拍分の脈波波形の微分曲線の振幅に基づいて上述の所定のしきい値を算出するための第2の算出手段をさらに含む。 More preferably, the calculation means further includes second calculation means for calculating the predetermined threshold value based on the amplitude of the differential curve of the pulse wave waveform for one beat.
好ましくは、演算手段は、一拍分の脈波波形から判定用の値を算出するための第3の算出手段をさらに含み、判定手段は、連続する複数の脈波波形のそれぞれから得られた複数の判定用の値について、それらの平均値からの差分が所定のしきい値よりも大きいものがあるときに、連続する複数の脈波波形のうちの当該差分が上記所定のしきい値よりも大きい脈波波形についてノイズが混入していると判定する。 Preferably, the calculation means further includes third calculation means for calculating a value for determination from a pulse wave waveform for one beat, and the determination means is obtained from each of a plurality of continuous pulse wave waveforms. Regarding a plurality of determination values, when there is a difference from the average value thereof that is greater than a predetermined threshold value, the difference among a plurality of continuous pulse wave waveforms is greater than the predetermined threshold value. It is determined that noise is mixed in a large pulse wave waveform.
より好ましくは、第3の算出手段は判定用の値として一拍分の脈波波形から動脈硬化度の指標を算出する。 More preferably, the third calculation means calculates an index of the degree of arteriosclerosis from a pulse wave waveform for one beat as a determination value.
より好ましくは、判定手段は、複数の判定用の値の標準偏差に基づいて上述の所定のしきい値を算出する。 More preferably, the determination unit calculates the predetermined threshold value based on a standard deviation of a plurality of determination values.
好ましくは、血圧情報測定装置は第2の空気袋と、第2の空気袋の内圧を血圧情報として検出するための第2のセンサとをさらに備え、演算手段は第1の空気袋の内圧変化に替えて第2の空気袋の内圧変化に基づいて動脈硬化度の指標を算出し、検出手段は、第1の空気袋が測定部位の末梢側、第2の空気袋が測定部位の中枢側となるようにそれぞれ測定部位に装着され、第1の空気袋が測定部位の末梢側を押圧することで駆血状態となっているときの第2の空気袋の内圧変化から一拍分の脈波波形を検出する。 Preferably, the blood pressure information measuring device further includes a second air bag and a second sensor for detecting the internal pressure of the second air bag as blood pressure information, and the calculating means changes the internal pressure of the first air bag. Instead of calculating the index of the degree of arteriosclerosis based on the change in the internal pressure of the second air bag, and the detection means is such that the first air bag is the distal side of the measurement site and the second air bag is the central side of the measurement site. The pulse for one beat from the change in the internal pressure of the second air bag when the first air bag is in the blood-feeding state by pressing the distal side of the measurement site so that Detect wave waveforms.
本発明の他の局面に従うと、動脈硬化度の指標の算出方法は、空気袋と、空気袋の内圧を血圧情報として検出するためのセンサと、空気袋の内圧変化に基づいて動脈硬化度の指標を算出するための演算手段とを備えた血圧情報測定装置における動脈硬化度の指標の算出方法であって、内圧変化から一拍分の脈波波形を検出するステップと、一拍分の脈波波形にノイズが混入しているか否かを判定するステップと、判定するステップにおいてノイズが混入していないと判定された脈波波形を用いて動脈硬化度の指標を算出するステップとを含む。 According to another aspect of the present invention, a method for calculating an index of arteriosclerosis includes an air bag, a sensor for detecting the internal pressure of the air bag as blood pressure information, and the degree of arteriosclerosis based on a change in the internal pressure of the air bag. A method for calculating an index of arteriosclerosis in a blood pressure information measuring device including a calculation means for calculating an index, the step of detecting a pulse wave waveform for one beat from a change in internal pressure, and a pulse for one beat Determining whether or not noise is mixed in the waveform, and calculating an index of the degree of arteriosclerosis using the pulse waveform determined that noise is not mixed in the determining step.
この発明によると、測定された脈波波形からノイズの混入している脈波を検出することが可能になり、ノイズの混入していない脈波を用いて動脈硬化度の指標を算出することにより動脈硬化度を従来よりも精度よく判定できるようになる。 According to this invention, it becomes possible to detect a pulse wave in which noise is mixed from the measured pulse wave waveform, and by calculating an index of the degree of arteriosclerosis using a pulse wave in which noise is not mixed The degree of arteriosclerosis can be determined with higher accuracy than in the past.
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same parts and components are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same.
図1を参照して、実施の形態にかかる血圧情報測定装置(以下、測定装置と略する)1は、基体2と、基体2に接続され、測定部位である上腕に装着される腕帯9とを含み、これらがエアチューブ10で接続されている。基体2の正面には、測定結果を含む各種の情報を表示する表示部4および測定装置1に対して各種の指示を与えるために操作される操作部3が配される。操作部3は電源をON/OFFするために操作されるスイッチ31、および測定の開始を指示するために操作されるスイッチ32を含む。
Referring to FIG. 1, a blood pressure information measuring device (hereinafter abbreviated as a measuring device) 1 according to an embodiment is connected to a
図2(A),図2(B)を参照して、腕帯9は、生体を圧迫するための流体袋としての空気袋を備える。上記空気袋は、血圧情報としての血圧を測定するために用いられる流体袋である空気袋13A、および血圧情報としての脈波を測定するために用いられる流体袋である空気袋13Bとを含む。空気袋13Bのサイズは一例として20mm×200mm程度である。また、好ましくは、空気袋13Bの空気容量は空気袋13Aの空気容量に比べ1/5以下である。
2A and 2B, the
測定装置1を用いた脈波の測定に際しては、図2(A)に示すように、腕帯9を測定部位である上腕100に巻き回す。その状態でスイッチ32が押下されることで、血圧情報が測定され、血圧情報に基づいて動脈硬化度を判定するための指標が算出される。ここで「血圧情報」とは、生体から測定して得られる、血圧に関連する情報を指し、具体的には、血圧値、脈波波形、心拍数、などが該当する。
When measuring the pulse wave using the
動脈硬化度を判定するための指標として、Tr(Traveling time to reflected wave)や、AI(Augmentation Index)や、Tpp(ΔTpとも表わされる)が挙げられる。 Examples of indexes for determining the degree of arteriosclerosis include Tr (Traveling time to reflected wave), AI (Augmentation Index), and Tpp (also expressed as ΔTp).
Trは、駆出波の出現時間と進行波が腸骨動脈の分岐部から反射して戻ってくる反射波の出現時間との間の時間間隔で表わされる。具体的には、図3(B)の微分曲線において駆出波の立ち上がり点を表わす特徴点P1から、図3(A)の反射波の立ち上がり点を表わす脈波変曲点に相当する図3(B)の特徴点P3までの時間間隔で表わされる。測定部位を上腕とし、反射波が末梢としての足首からの反射波である場合、時間差TrとPWVとの相関は、身長や性別などの個人パラメータが得られることで、統計的に、たとえばLondon GMらの、「Hypertension」(1992 Jul;20(1):10-19.)に掲載された論文に記載される図11に示されるように得られる。したがって、駆出波と反射波との間の出現時間差Trを動脈硬化度の判定を行なうための指標とすることができる。 Tr is represented by a time interval between the appearance time of the ejection wave and the appearance time of the reflected wave in which the traveling wave is reflected back from the bifurcation of the iliac artery. Specifically, FIG. 3 corresponds to the pulse wave inflection point representing the rising point of the reflected wave in FIG. 3A from the characteristic point P1 representing the rising point of the ejection wave in the differential curve of FIG. It is represented by the time interval to the feature point P3 in (B). When the measurement site is the upper arm and the reflected wave is a reflected wave from the ankle as the periphery, the correlation between the time difference Tr and PWV can be statistically obtained by obtaining individual parameters such as height and sex, for example, London GM As shown in FIG. 11 described in the paper published in “Hypertension” (1992 Jul; 20 (1): 10-19.). Therefore, the appearance time difference Tr between the ejection wave and the reflected wave can be used as an index for determining the degree of arteriosclerosis.
Tppは、進行波である駆出波のピーク(最大点)の出現時間と反射波のピーク(最大点)の出現時間との時間間隔で表わされる。具体的には、図3(B)の微分曲線において駆出波のピークを表わす特徴点P2から反射波のピークを表わす特徴点P4までの時間間隔で表わされる。TppについてもTrと同様に動脈硬化度の判定を行なうための指標とすることができる。 Tpp is represented by the time interval between the appearance time of the peak (maximum point) of the ejection wave, which is a traveling wave, and the appearance time of the peak (maximum point) of the reflected wave. Specifically, it is represented by a time interval from the feature point P2 representing the peak of the ejection wave to the feature point P4 representing the peak of the reflected wave in the differential curve of FIG. Similarly to Tr, Tpp can also be used as an index for determining the degree of arteriosclerosis.
AIは、進行波である駆出波のピーク(最大点)での振幅に対する反射波のピーク(最大点)での振幅の割合で表わされる。具体的には、図3の微分曲線(B)において駆出波のピークを表わす特徴点P2に相当する脈波波形(A)における振幅A2の、微分曲線(B)において反射波のピークを表わす特徴点P4に相当する脈波波形(A)における振幅A4に対する割合で表わされる。AIは、主に動脈硬化に対応する脈波の反射強度(脈波の反射現象であって、送出し血流量の受入れやすさを表わしている)を反映しており、動脈硬化度の判定を行なうための指標とすることができる。 AI is represented by the ratio of the amplitude at the peak (maximum point) of the reflected wave to the amplitude at the peak (maximum point) of the ejection wave that is a traveling wave. Specifically, the peak of the reflected wave is represented in the differential curve (B) of the amplitude A2 in the pulse wave waveform (A) corresponding to the feature point P2 representing the peak of the ejection wave in the differential curve (B) of FIG. It is expressed as a ratio to the amplitude A4 in the pulse wave waveform (A) corresponding to the feature point P4. AI mainly reflects the reflection intensity of the pulse wave corresponding to arteriosclerosis (which is a reflection phenomenon of the pulse wave and represents the ease of receiving the blood flow to be delivered). It can be an index for performing.
ところが、図4の脈波波形(A)に表わされるように脈波波形に体動等によるノイズが混入すると、微分曲線(B)の特徴点P2’から得られる変曲点の位置が、図3の脈波波形(A)と比較してずれる場合がある。そのため、脈波波形にノイズが混入すると、動脈硬化度の算出結果にも誤差を生じることになる。 However, as shown in the pulse waveform (A) of FIG. 4, when noise due to body motion or the like is mixed into the pulse waveform, the position of the inflection point obtained from the characteristic point P2 ′ of the differential curve (B) is 3 may deviate from the pulse wave waveform (A). Therefore, if noise is mixed in the pulse wave waveform, an error is generated in the calculation result of the degree of arteriosclerosis.
[第1の実施の形態]
ノイズの混入していない正常な脈波波形は、図3の脈波波形(A)に示されるように、拡張期と呼ばれる、切痕以降から次の脈波の立ち上がりまでの区間で緩やかに下降する。そのため、図3の微分曲線(B)のうちの脈波の拡張期に相当する部分は平坦になる。なお、「切痕」とは大動脈弁閉鎖に起因する小振動を指す。一拍分の脈波波形は、立ち上がり点から切痕以前までは収縮期、切痕以降から次の脈波波形の立ち上がり点までは拡張期、と区別される。しかしながら、脈波波形にノイズが混入すると、図4の微分曲線(B)に表わされるように、拡張期に相当する部分も平坦にならずノイズの大きさに応じて振動を繰り返す。ここで、以降の説明において、脈波波形の拡張期に相当する微分曲線のうちの解析対象範囲内での最大振幅値を「ノイズレベル」と定義する。
[First Embodiment]
The normal pulse wave waveform without noise is gradually lowered in the interval from the notch to the next pulse wave rise, as shown in the pulse wave waveform (A) of FIG. To do. Therefore, the portion corresponding to the expansion period of the pulse wave in the differential curve (B) in FIG. 3 is flat. The “notch” refers to a small vibration caused by aortic valve closure. The pulse wave waveform for one beat is distinguished from the systole from the rising point to before the notch, and from the diastole from the notch to the rising point of the next pulse wave waveform. However, when noise is mixed in the pulse wave waveform, the portion corresponding to the diastole does not become flat as shown in the differential curve (B) in FIG. 4 and repeats vibration according to the magnitude of the noise. Here, in the following description, the maximum amplitude value within the analysis target range in the differential curve corresponding to the expansion period of the pulse wave waveform is defined as “noise level”.
そこで、第1の実施の形態にかかる測定装置1Aは、この現象に基づいて測定された脈波波形からノイズが混入した脈波波形を検出し、動脈硬化度の指標の算出に用いる脈波波形から除外する。
Therefore, the measuring
図5を用いて、ノイズが混入した脈波波形を検出しその脈波波形を除外して動脈硬化度の指標を算出するための測定装置1Aの機能ブロックを説明する。図5を参照して、測定装置1Aは、空気袋13Aにエアチューブ10を介して接続されるエア系20A、および空気袋13Bにエアチューブ10を介して接続されるエア系20Bと、CPU(Central Processing Unit)40とを含む。エア系20Aは、エアポンプ21Aと、エアバルブ22Aと、圧力センサ23Aとを含む。エア系20Bは、エアバルブ22Bと、圧力センサ23Bとを含む。
A functional block of the
エアポンプ21Aは駆動回路26Aに接続され、駆動回路26AはさらにCPU40に接続される。エアポンプ21Aは、CPU40からの指令を受けた駆動回路26Aによって駆動されて、空気袋13Aに圧縮気体を送り込むことで空気袋13Aを加圧する。
The air pump 21A is connected to the
エアバルブ22Aは駆動回路27Aに接続され、駆動回路27AはさらにCPU40に接続される。エアバルブ22Bは駆動回路27Bに接続され、駆動回路27BはさらにCPU40に接続される。エアバルブ22A,22Bは、それぞれ、CPU40からの指令を受けた駆動回路27A,27Bによってその開閉状態が制御される。開閉状態が制御されることでエアバルブ22A,22Bは、それぞれ、空気袋13A,13B内の圧力を維持したり減圧したりする。これにより、空気袋13A,13B内の圧力が制御される。
The
圧力センサ23Aは増幅器28Aに接続され、増幅器28AはさらにA/D変換器29Aに接続され、A/D変換器29AはさらにCPU40に接続される。圧力センサ23Bは増幅器28Bに接続され、増幅器28BはさらにA/D変換器29Bに接続され、A/D変換器29BはさらにCPU40に接続される。圧力センサ23A,23Bは、それぞれ、空気袋13A,13B内の圧力を検出し、その検出値に応じた信号を増幅器28A,28Bに対して出力する。出力された信号は増幅器28A,28Bで増幅され、A/D変換器29A,29Bでデジタル化された後にCPU40に入力される。
The
空気袋13Aからのエアチューブと空気袋13Bからのエアチューブとは2ポート弁51で接続されている。2ポート弁51は駆動回路53に接続され、駆動回路53はさらにCPU40に接続される。2ポート弁51は空気袋13A側の弁と空気袋13B側の弁とを有し、CPU40からの指令を受けた駆動回路53によって駆動されることでそれら弁が開閉する。
The air tube from the air bag 13 </ b> A and the air tube from the air bag 13 </ b> B are connected by a two-
メモリ41にはCPU40で実行されるプログラムが記憶される。CPU40は、測定装置の基体2に設けられた操作部3に入力された指令に基づいてメモリ41からプログラムを読み出して実行し、その実行に従って制御信号を出力する。またCPU40は測定結果を表示部4やメモリ41に出力する。メモリ41には測定結果も記憶される他、必要に応じて、少なくとも年齢を含む測定者に関する情報が記憶される。そしてCPU40は、必要に応じてプログラムの実行に伴って上記測定者に関する情報を読み出して演算に用いる。
The
CPU40は、ノイズが混入した脈波波形を除外した上で動脈硬化度の指標を算出するための機能として、圧力センサ23Bからの圧力信号の入力を受け付けて脈波波形を検出するための検出部401、検出された脈波波形に対してたとえば四次微分演算や二次微分演算などの微分演算処理を実行するための処理部402、微分演算処理によって得られた微分曲線から後述する判定処理で用いられるしきい値を算出するためのしきい値算出部403、微分演算処理によって得られた微分曲線から上述のノイズレベルを算出するためのノイズレベル算出部404、算出されたしきい値とノイズレベルとを比較することによって検出された脈波波形にノイズが混入しているか否かを判定するための判定部405、およびノイズが混入していると判定された脈波波形以外の脈波波形を用いて動脈硬化度の指標を算出するための指標算出部406を含む。これらはCPU40が操作部3からの操作信号に従ってメモリ41に記憶されるプログラムを読み出して実行することで主にCPU40に形成される機能であるが、少なくともこれら機能のうちの一部がハードウェア構成で形成されてもよい。
As a function for calculating an index of the degree of arteriosclerosis after excluding a pulse wave waveform mixed with noise, the
図6のフローチャートを用いて測定装置1Aでの動作を説明する。図6に示される動作は測定者がスイッチ32を押下することにより開始される。この動作はCPU40がメモリ41に記憶されるプログラムを読み出して図5に示される各部を制御することによって実現されるものである。また、図8を用いて測定装置1Aでの動作中の空気袋13A,13B内の圧力変化を説明する。図8の(A)は空気袋13B内の圧力P1の時間変化を示し、図8の(B)は空気袋13A内の圧力P2の時間変化を示している。図8の(A),(B)で時間軸に付してあるS3〜S17は、後述する測定装置1Aでの測定動作の各動作と一致している。
The operation of the
図6を参照して、動作が開始すると、ステップS1でCPU40において各部が初期化される。ステップS3でCPU40はエア系20Aに対して制御信号を出力して空気袋13Aの加圧を開始し、加圧過程において血圧を測定する。ステップS3での血圧の測定は、通常の血圧計で行なわれているオシロメトリック法による測定が行なわれる。
Referring to FIG. 6, when the operation is started, each unit is initialized in
ステップS3での血圧の測定が完了すると、ステップS5でCPU40は駆動回路53に制御信号を出力して2ポート弁51の空気袋13A側の弁と空気袋13B側の弁との両方を開放させる。これにより空気袋13Aと空気袋13Bとは連通し、空気袋13A内の空気の一部が空気袋13Bに移動して空気袋13Bが加圧される。
When the blood pressure measurement in step S3 is completed, the
図8の(A)の例では、上記ステップS3で加圧を開始してから血圧の測定が完了するまで、空気袋13A内の圧力P2は最高血圧値よりも高い圧力まで増加している。その後、上記ステップS5で2ポート弁51の上記弁が開放されることで、空気袋13A内の空気の一部が空気袋13Bに移動して、圧力P2が減少する。同時に、図8の(B)に示されるように、空気袋13B内の圧力P1が急激に増加する。そして、圧力P1と圧力P2とが一致した時点で、つまりこれら空気袋13A,13Bの内圧がつりあった時点で、空気袋13Aから空気袋13Bへの空気の移動が終了する。ステップS7でCPU40は、この時点で駆動回路53に制御信号を出力して、上記ステップS5で開放した2ポート弁51の両弁を閉塞させる。図8の(A),(B)において、ステップS7の時点で圧力P1と圧力P2とが一致していることが示されている。図2(A)に表わされたように空気袋13Bの容量は空気袋13Aの容量と比較して小さいため、圧力P2のステップS5での減少は大幅ではなく、ステップS7の時点で圧力P1と圧力P2とも最高血圧値よりも高い圧力となっている。
In the example of FIG. 8A, the pressure P2 in the
その後、ステップS9でCPU40は駆動回路27Bに制御信号を出力して、空気袋13B内の圧力P1を脈波を測定するのに適した圧力になるまで減圧調整する。ここでの減圧調整量は、たとえば5.5mmHg/sec程度が好適である。また、脈波を測定するのに適した圧力としては50〜150mmHg程度が好適である。このとき2ポート弁51の両弁が閉塞されているため、図8の(B)に示されるように、空気袋13A内の圧力P2は最高血圧値よりも高い圧力で測定部位の末梢側を圧迫し、駆血状態となっている。
Thereafter, in step S9, the
第1の実施の形態にかかる動作では、末梢側が駆血された状態において、ステップS11で、圧力センサ23Bからの圧力信号に基づく一拍分の脈波波形が入力されるごとに、その脈波波形から特徴点を抽出するための動作が行なわれる。詳しくは図7のフローチャートを参照して、ステップS101で検出部401は圧力センサ23Bからの圧力信号の入力を受け付けて脈波波形を検出する。ステップS103で処理部402は、検出された脈波波形に対してたとえば四次微分処理などの微分処理を施す。
In the operation according to the first embodiment, each time a pulse wave waveform for one beat based on the pressure signal from the pressure sensor 23B is input in step S11 in a state where the peripheral side is driven, the pulse wave is inputted. An operation for extracting feature points from the waveform is performed. Specifically, referring to the flowchart of FIG. 7, in step S101, the
ステップS105でしきい値算出部403は、微分処理の結果得られた一拍分の脈波波形の微分曲線から、以降の判定処理に用いられるしきい値を算出する。しきい値としては、一拍分の微分曲線の最大振幅の規定割合が挙げられ、該規定割合の一例としては20%が挙げられる。
In step S <b> 105, the threshold
ステップS107でノイズレベル算出部404は、微分処理の結果得られた一拍分の脈波波形の微分曲線からノイズレベルを算出する。詳しくは、ノイズレベル算出部404は脈波波形から切痕を検出し、微分曲線上の切痕に対応する位置を特定する。微分波形から切痕を検出する方法は特定の方法に限定されず、たとえば特開2004−000422号公報に開示されている方法を採用することができる。具体的には、ノイズレベル算出部404は、脈波波形から、ピーク(最大点)以後における最初の極小点または変曲点を切痕として検出する。そしてノイズレベル算出部404は、検出された切痕から次の脈波波形の立ち上がりまでの区間である拡張期のうちの解析対象とする範囲(たとえば拡張期全範囲)における微分曲線の最大振幅値であるノイズレベルを算出する。
In step S107, the noise
判定部405は、ステップS107で算出されたノイズレベルとステップS105で算出されたしきい値とを比較することで、入力された脈波波形にノイズが混入しているか否かを判定する。すなわち、比較の結果、ノイズレベルがしきい値未満であった場合(ステップS109でYES)、判定部405は当該脈波波形にノイズは混入していないと判定する。この場合、脈波波形は図3の(A)に示されたように拡張期において緩やかに下降している。このように判定されるとステップS111で指標算出部406において、ステップS103での微分処理の結果得られた微分曲線の極小点やゼロクロス点によって特定される脈波波形の特徴点が算出される。
The
一方、上記比較の結果、ノイズレベルがしきい値以上であった場合(ステップS109でNO)、判定部405は当該脈波波形にノイズが混入していると判定する。この場合、微分曲線は図4の(B)に示されたように解析対象範囲内においても振動を繰り返している。このように判定されるとステップS113でCPU40において当該脈波波形にノイズが混入していることをたとえば表示部4等で報知するための処理がなされ、当該脈波波形から特徴点を算出するための処理がなされずに特徴点抽出のための処理が終了する。
On the other hand, as a result of the comparison, if the noise level is equal to or higher than the threshold value (NO in step S109), the
ステップS11の特徴点を抽出する動作は、予め規定されている動脈硬化度の指標を算出するために必要な数(たとえば10拍分)の特徴点が抽出されるまで、一拍分の脈波波形が入力されるごとに繰り返される。その間、空気袋13B内の圧力P1は図8の(A)に示されるように脈波を測定するのに適した圧力に維持され、空気袋13A内の圧力P2は図8の(B)に示されるように最高血圧値よりも高い圧力に維持されている。これにより、測定部位の末梢側の駆血状態が維持されている。
The operation of extracting the feature points in step S11 is a pulse wave for one beat until the number of feature points (for example, for 10 beats) necessary for calculating a predetermined index of arteriosclerosis is extracted. Repeated every time a waveform is input. Meanwhile, the pressure P1 in the
抽出された特徴点の数が予め規定されている数(たとえば10拍分)に達すると(ステップS13でYES)、ステップS15で指標算出部406は、抽出された特徴点の平均値を用いてTr等の動脈硬化度の指標を算出する。そして、ステップS17でCPU40は駆動回路27A,27Bに制御信号を出力してエアバルブ22A,22Bを開放させ、空気袋13A,13Bの圧力を大気圧に解放する。図8の(A),(B)の例では、圧力P1,P2は、ステップS17の区間で、大気圧まで急速に減少している。
When the number of extracted feature points reaches a predetermined number (for example, 10 beats) (YES in step S13), in step S15, the
算出された最高血圧値(SYS)、最低血圧値(DIA)、動脈硬化度の指標や、測定された脈波波形などの測定結果は基体2に設けられた表示部4で表示するための処理が施され、表示される。
Processing for displaying the measurement results such as the calculated maximum blood pressure value (SYS), minimum blood pressure value (DIA), arteriosclerosis index, and measured pulse wave waveform on the
このように、測定装置1Aでは測定された脈波波形の一拍ごとにノイズが混入しているか否かが判定される。そして、ノイズが混入していると判定された脈波波形は動脈硬化度の指標を算出するために用いられない。その結果、Tr等の動脈硬化度の指標が精度よく算出され、動脈硬化度を従来よりも精度よく判定できるようになる。さらに、第1の実施の形態にかかる判定動作では、脈波波形が測定されるたびに、その一拍分の脈波波形において当該脈波波形にノイズが混入しているか否かを判定することが可能となる。
Thus, in measuring
[第2の実施の形態]
図3の脈波波形(A)と図4の脈波波形(A)とに表わされたように、脈波波形に体動等によるノイズが混入することによって微分曲線の特徴点から得られる変曲点の位置がずれ、その結果、ノイズが混入した脈波波形を用いて算出された動脈硬化度の算出結果がノイズの混入していない脈波波形を用いて算出されたものからずれることがある。そのため、連続した脈波波形のそれぞれを用いて算出された動脈硬化度の算出結果にばらつきが生じることになる。
[Second Embodiment]
As shown in the pulse wave waveform (A) in FIG. 3 and the pulse wave waveform (A) in FIG. 4, the pulse wave waveform is obtained from the characteristic points of the differential curve by mixing noise due to body movement or the like. The position of the inflection point is shifted, and as a result, the calculation result of the degree of arteriosclerosis calculated using the pulse wave waveform mixed with noise is shifted from that calculated using the pulse wave waveform not mixed with noise. There is. For this reason, the calculation result of the degree of arteriosclerosis calculated using each of the continuous pulse wave waveforms varies.
そこで、第2の実施の形態にかかる測定装置1Bは、動脈硬化度の算出結果のばらつきを用いて測定された脈波波形からノイズが混入した脈波波形を検出し、動脈硬化度の指標の算出に用いる脈波波形から除外する。 Therefore, the measuring apparatus 1B according to the second embodiment detects a pulse wave waveform in which noise is mixed from the pulse wave waveform measured using variation in the calculation result of the arteriosclerosis degree, and an index of the arteriosclerosis degree is obtained. Excluded from the pulse waveform used for calculation.
図9を用いて、第2の実施の形態にかかる測定装置1Bの機能ブロックを説明する。図9に示された構成のうち、図5に示された測定装置1Aの構成と同じ参照符号が付されている構成は同じものである。
The functional blocks of the measuring apparatus 1B according to the second embodiment will be described with reference to FIG. Among the configurations shown in FIG. 9, configurations having the same reference numerals as those of the
測定装置1BのCPU40は、ノイズが混入した脈波波形を除外した上で動脈硬化度の指標を算出するための機能として、圧力センサ23Bからの圧力信号の入力を受け付けて脈波波形を検出するための検出部401、検出された脈波波形に基づいてたとえばTrなどノイズが混入しているか否かの判定に用いるための指標(値)を算出するための判定用指標算出部407、算出された指標を用いて検出された脈波波形にノイズが混入しているか否かを判定するための判定部405、およびノイズが混入していると判定された脈波波形以外の脈波波形を用いて動脈硬化度の指標を算出するための指標算出部406を含む。これらもまたCPU40が操作部3からの操作信号に従ってメモリ41に記憶されるプログラムを読み出して実行することで主にCPU40に形成される機能であるが、少なくともこれら機能のうちの一部がハードウェア構成で形成されてもよい。
The
測定装置1Bにおいても、図6のフローチャートで説明された測定装置1Aの動作と同様の動作が行なわれる。第2の実施の形態にかかる動作中のステップS11では、末梢側が駆血された状態において、圧力センサ23Bからの圧力信号に基づく所定数Nの脈波波形が入力されるごとに、それらの脈波波形のうちからノイズの混入している脈波波形を抽出して、それ以外の脈波波形のそれぞれを用いて特徴点を抽出するための動作が行なわれる。詳しくは図10のフローチャートを参照して、ステップS201で入力された脈波波形の数を表わす変数iが1に初期化された後、ステップS203で検出部401は圧力センサ23Bからの圧力信号の入力を受け付けて、変数iに対応した脈波波形iを検出する。ステップS205で判定用指標算出部407は、ステップS203で検出された脈波波形iから判定用の指標としてたとえばTrなどの、変数iに対応した指標iを算出する。
In the measurement apparatus 1B, the same operation as that of the
検出された脈波波形から判定用の指標の算出はN番目の脈波波形Nが検出されるまで繰り返され(ステップS207,S209)、その結果、変数i〜Nのそれぞれに対応した指標i〜Nが算出される。 The calculation of the index for determination from the detected pulse wave waveform is repeated until the Nth pulse wave waveform N is detected (steps S207 and S209), and as a result, the indices i to N corresponding to the variables i to N, respectively. N is calculated.
N個の判定用の指標i〜Nが算出されると(ステップS207でNO)、ステップS211で判定部405は指標i〜Nの平均値avgおよび標準偏差sdを算出する。そして判定部405は、判定用の指標iのそれぞれについて平均値avgとの差異と標準偏差sdから得られる所定の値とを比較することで、判定用の指標iのそれぞれに対応した脈波波形にノイズが混入しているか否かを判定する。標準偏差sdから得られる所定の値の一例として標準偏差sdの2倍の値が挙げられる。
When N determination indexes i to N are calculated (NO in step S207), the
すなわち、比較の結果、判定用の指標iの平均値avgからの差異が標準偏差sdの2倍未満であった場合(ステップS215でYES)、判定部405は当該指標iに対応した脈波波形にノイズは混入していないと判定する。このように判定されるとステップS217で指標算出部406において当該脈波波形の特徴点が算出される。
That is, as a result of comparison, when the difference from the average value avg of the index i for determination is less than twice the standard deviation sd (YES in step S215), the
一方、上記比較の結果、判定用の指標iの平均値avgからの差異が標準偏差sdの2倍以上であった場合(ステップS215でNO)、判定部405は当該指標iに対応した脈波波形にノイズが混入していると判定する。このように判定されるとステップS219でCPU40において当該脈波波形にノイズが混入していることをたとえば表示部4等で報知するための処理がなされ、当該脈波波形から特徴点を算出するための処理がなされずに当該脈波波形についての判定が終了する。
On the other hand, as a result of the comparison, when the difference from the average value avg of the index i for determination is more than twice the standard deviation sd (NO in step S215), the
上の判定は検出された脈波波形ごとに行なわれ、N番目の脈波波形Nについての判定が終了するまで繰り返される(ステップS221,S223)。その結果、変数i〜Nのそれぞれに対応した脈波波形i〜Nのうち、ノイズの混入されていない脈波波形から特徴点が算出される。 The above determination is performed for each detected pulse wave waveform, and is repeated until the determination for the Nth pulse wave waveform N is completed (steps S221 and S223). As a result, a feature point is calculated from a pulse wave waveform in which noise is not mixed among pulse wave waveforms i to N corresponding to the variables i to N, respectively.
このように、測定装置1Bでは測定された連続する脈波波形における判定用の値(指標)のばらつきに基づいて各脈波波形にノイズが混入しているか否かが判定される。そして、ノイズが混入していると判定された脈波波形は動脈硬化度の指標を算出するために用いられない。その結果、Tr等の動脈硬化度の指標が精度よく算出され、動脈硬化度を従来よりも精度よく判定できるようになる。さらに、第2の実施の形態にかかる判定動作では、連続した複数の脈波波形においてそれぞれの脈波波形にノイズが混入しているか否かを判定することが可能となる。 As described above, the measurement apparatus 1B determines whether or not noise is mixed in each pulse wave waveform based on the variation of the determination value (index) in the measured continuous pulse wave waveform. The pulse wave waveform determined to contain noise is not used to calculate an index of the degree of arteriosclerosis. As a result, an index of the degree of arteriosclerosis such as Tr is calculated with high accuracy, and the degree of arteriosclerosis can be determined with higher accuracy than before. Furthermore, in the determination operation according to the second embodiment, it is possible to determine whether or not noise is mixed in each pulse wave waveform in a plurality of continuous pulse wave waveforms.
なお、以上の説明では、図2(A),図2(B)や図5等に表わされたように腕帯9に2つの空気袋13A,13Bが含まれて、図8で表わされたように末梢側の空気袋13Aが最高血圧値よりも高い圧力で測定部位を圧迫することで駆血状態となっているときの中枢側の空気袋13Bの内圧変化に基づいて脈波波形が測定されている。しかしながら、脈波波形の測定はこのような例に限定されない。すなわち、中枢側の空気袋13Bが備えられず、上腕等の測定部位に押し当てられた単一の空気袋の内圧変化に基づいて脈波波形が測定されてもよい。
In the above description, as shown in FIG. 2 (A), FIG. 2 (B), FIG. 5 and the like, the
単一の空気袋の内圧変化に基づいて脈波波形が測定される場合、CPU40は当該空気袋を最高血圧値以上まで加圧して測定部位を駆血状態とした上で、その後、内圧変化に基づいて動脈硬化指標算出のため脈波を測定する。このように単一の空気袋を測定に用いる場合、血圧の測定のためには測定部位に対する十分な圧迫力が必要となるため、必要とされる当該空気袋の容量が大きくなる。空気袋の容量が大きくなるほど、動脈硬化指標を算出するための脈波の検出感度が低下する。そのため、単一の空気袋を測定に用いる場合には算出される動脈硬化指標の精度が低下する可能性がある。そこで、好ましくは、図示されたように測定装置1には容量の大きい上記空気袋に加えて容量の小さな空気が中枢側に設けられる。これにより、測定装置1ではより感度よく脈波を検出することができ、精度高い動脈硬化指標の算出が可能となる。
When the pulse wave waveform is measured based on the change in the internal pressure of a single air bag, the
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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1,1A,1B 測定装置、2 基体、3 操作部、4 表示部、9 腕帯、10 エアチューブ、13A,13B 空気袋、20A,20B エア系、21A エアポンプ、22A,22B エアバルブ、23A,23B 圧力センサ、26A,27A,27B,53 駆動回路、28A,28B 増幅器、29A,29B A/D変換器、31,32 スイッチ、40 CPU、41 メモリ、51 2ポート弁、100 上腕、401 検出部、402 処理部、403 しきい値算出部、404 ノイズレベル算出部、405 判定部、406 指標算出部、407 判定用指標算出部。 1,1A, 1B measuring device, 2 base, 3 operation unit, 4 display unit, 9 armband, 10 air tube, 13A, 13B air bag, 20A, 20B air system, 21A air pump, 22A, 22B air valve, 23A, 23B Pressure sensor, 26A, 27A, 27B, 53 drive circuit, 28A, 28B amplifier, 29A, 29B A / D converter, 31, 32 switch, 40 CPU, 41 memory, 512 2-port valve, 100 upper arm, 401 detector, 402 processing unit, 403 threshold calculation unit, 404 noise level calculation unit, 405 determination unit, 406 index calculation unit, 407 determination index calculation unit.
Claims (10)
第1の空気袋と、
前記第1の空気袋の内圧を血圧情報として検出するための第1のセンサと、
前記第1の空気袋の内圧変化に基づいて動脈硬化度の指標を算出するための演算手段とを備え、
前記演算手段は、
前記内圧変化から一拍分の脈波波形を検出するための検出手段と、
前記一拍分の脈波波形にノイズが混入しているか否かを判定するための判定手段と、
前記判定手段においてノイズが混入していないと判定された脈波波形を用いて前記動脈硬化度の指標を算出するための第1の算出手段とを含む、血圧情報測定装置。 A blood pressure information measuring device that calculates an index of the degree of arteriosclerosis of a measurement subject as blood pressure information,
A first air bag;
A first sensor for detecting the internal pressure of the first air bag as blood pressure information;
Calculating means for calculating an index of the degree of arteriosclerosis based on a change in internal pressure of the first air bag,
The computing means is
Detection means for detecting a pulse wave waveform for one beat from the internal pressure change;
Determination means for determining whether noise is mixed in the pulse waveform for one beat;
A blood pressure information measuring device, comprising: a first calculating means for calculating an index of the degree of arteriosclerosis using a pulse wave waveform determined by the determining means that noise is not mixed.
前記判定手段は、連続する複数の脈波波形のそれぞれから得られた複数の前記判定用の値について、それらの平均値からの差分が所定のしきい値よりも大きいものがあるときに、前記複数の脈波波形のうちの前記差分が前記所定のしきい値よりも大きい脈波波形についてノイズが混入していると判定する、請求項1または2に記載の血圧情報測定装置。 The calculation means further includes third calculation means for calculating a value for determination from the pulse wave waveform for one beat,
When the determination means has a plurality of determination values obtained from each of a plurality of continuous pulse wave waveforms, a difference from an average value thereof is larger than a predetermined threshold value, The blood pressure information measurement device according to claim 1 or 2, wherein it is determined that noise is mixed in a pulse wave waveform whose difference among a plurality of pulse wave waveforms is larger than the predetermined threshold value.
前記第2の空気袋の内圧を血圧情報として検出するための第2のセンサとをさらに備え、
前記演算手段は前記第1の空気袋の内圧変化に替えて前記第2の空気袋の内圧変化に基づいて動脈硬化度の指標を算出し、
前記検出手段は、前記第1の空気袋が測定部位の末梢側、前記第2の空気袋が前記測定部位の中枢側となるようにそれぞれ前記測定部位に装着され、前記第1の空気袋が前記測定部位の末梢側を押圧することで駆血状態となっているときの前記第2の空気袋の内圧変化から前記一拍分の脈波波形を検出する、請求項1〜8のいずれかに記載の血圧情報測定装置。 A second air bag;
A second sensor for detecting the internal pressure of the second air bag as blood pressure information,
The calculation means calculates an index of the degree of arteriosclerosis based on an internal pressure change of the second air bag instead of an internal pressure change of the first air bag,
The detection means is mounted on the measurement site such that the first air bag is on the distal side of the measurement site and the second air bag is on the central side of the measurement site, and the first air bag is The pulse wave waveform for the one beat is detected from a change in internal pressure of the second air bag when the peripheral side of the measurement site is pressed to achieve a blood-feeding state. The blood pressure information measuring device described in 1.
前記血圧情報測定装置は、空気袋と、前記空気袋の内圧を血圧情報として検出するためのセンサと、前記空気袋の内圧変化に基づいて動脈硬化度の指標を算出するための演算手段とを備え、
前記内圧変化から一拍分の脈波波形を検出するステップと、
前記一拍分の脈波波形にノイズが混入しているか否かを判定するステップと、
前記判定するステップにおいてノイズが混入していないと判定された脈波波形を用いて前記動脈硬化度の指標を算出するステップとを含む、動脈硬化度の指標の算出方法。 A method for calculating an index of arteriosclerosis in a blood pressure information measuring device,
The blood pressure information measuring device includes an air bag, a sensor for detecting an internal pressure of the air bag as blood pressure information, and an arithmetic means for calculating an index of the degree of arteriosclerosis based on a change in the internal pressure of the air bag. Prepared,
Detecting a pulse wave waveform for one beat from the internal pressure change;
Determining whether noise is mixed in the pulse waveform for one beat; and
Calculating the arteriosclerosis index using the pulse wave waveform determined to be free of noise in the determining step.
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JP2018122268A (en) * | 2017-02-02 | 2018-08-09 | 五和工業株式会社 | Dehumidification system for dry room |
-
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JP2018122268A (en) * | 2017-02-02 | 2018-08-09 | 五和工業株式会社 | Dehumidification system for dry room |
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