JP2013000177A - Pulse wave measuring apparatus - Google Patents

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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pulse wave measuring apparatus capable of highly accurately measuring pulse waves without coming into contact with a living body which is an object of measurement.SOLUTION: The pulse wave measuring apparatus irradiates an object with first electromagnetic waves of a first frequency, irradiates the object with second electromagnetic waves of a second frequency different from the first frequency, and receives reflected synthetic waves which are synthetic waves of first reflected waves, which are reflected electromagnetic waves from the object of the first electromagnetic waves, and second reflected waves, which are reflected electromagnetic waves from the object of the second electromagnetic waves. Then, the pulse wave measuring apparatus obtains a first difference output waveform by multiplying a reflected synthetic wave waveform and a first frequency waveform of the first frequency, obtains a second difference output waveform by multiplying the reflected synthetic wave waveform and a second frequency waveform of the second frequency, and obtains a measured value of displacement of a distance of the object on the basis of a phase difference between the first difference output waveform and the second difference output waveform.

Description

本発明は、生体の脈波を測定するための脈波測定装置に関する。   The present invention relates to a pulse wave measuring device for measuring a pulse wave of a living body.

従来から、生体振動波形、特に、脈波波形を検出する装置として、ダイヤフラムによる圧力波センサー、光電脈波検出プローブなどの脈波測定装置が提案されている(特許文献1〜3)。これらの装置では、末梢動脈(頸動脈や橈骨動脈等)の脈圧波形を検出及び解析することにより、被検者のAI(Augmentation Index)やPWV(Pulse Wave Velocity:脈波速度)を検出している。   Conventionally, pulse wave measuring devices such as a pressure wave sensor using a diaphragm and a photoelectric pulse wave detecting probe have been proposed as devices for detecting biological vibration waveforms, particularly pulse wave waveforms (Patent Documents 1 to 3). These devices detect AI (Augmentation Index) and PWV (Pulse Wave Velocity) of a subject by detecting and analyzing pulse pressure waveforms of peripheral arteries (carotid artery, radial artery, etc.). ing.

例えば、特許文献1には、生体の血圧値を測定する血圧測定装置と、前記生体の所定部位における脈波を検出する脈波検出装置と、前記血圧測定装置により測定された血圧値及び前記脈波検出装置により検出された脈波の大きさに基づいて、該脈波の大きさを血圧値に換算するための対応関係を決定する対応関係決定手段と、前記脈波検出装置により検出された脈波に含まれる進行波成分のピークの大きさを決定する進行波ピーク決定手段と、前記脈波検出装置により検出された脈波に含まれる反射波成分のピークの発生時点を決定する反射波発生時決定手段と、前記対応関係決定手段により決定された対応関係を用いて、前記反射波発生時決定手段により決定された反射波成分のピーク発生時点における前記脈波の大きさと、前記進行波ピーク決定手段により決定された進行波成分のピークの大きさとの差分値を血圧値に換算した圧力差を算出する圧力差算出手段と、該圧力差算出手段により算出された圧力差を表示する表示器とを含むことを特徴とする動脈硬化評価装置が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a blood pressure measurement device that measures a blood pressure value of a living body, a pulse wave detection device that detects a pulse wave at a predetermined part of the living body, a blood pressure value measured by the blood pressure measurement device, and the pulse. Based on the magnitude of the pulse wave detected by the wave detection device, correspondence relation determining means for determining a correspondence relation for converting the magnitude of the pulse wave into a blood pressure value, and detected by the pulse wave detection device Traveling wave peak determining means for determining the magnitude of the peak of the traveling wave component included in the pulse wave, and the reflected wave for determining the occurrence point of the peak of the reflected wave component included in the pulse wave detected by the pulse wave detecting device Using the correspondence determined by the occurrence determination means and the correspondence determination means, the magnitude of the pulse wave at the peak occurrence time of the reflected wave component determined by the reflected wave generation time determination means, and the traveling wave Pi A pressure difference calculating means for calculating a pressure difference obtained by converting a difference value from the peak value of the traveling wave component determined by the determination means to a blood pressure value, and a display for displaying the pressure difference calculated by the pressure difference calculating means. An arteriosclerosis evaluation apparatus is disclosed that includes a blood vessel.

また、特許文献2には、対象人の脈波を測定する脈波測定手段と、前記脈波測定手段により測定された脈波の波形の所定の特徴点から直接得られる特徴量を複数算出し、算出された特徴量同士の演算により前記脈波の反射現象を反映する指標を算出する脈波特徴量算出手段と、前記対象人の血圧を検出する血圧検出手段と、前記脈波特徴量算出手段により算出された前記指標と前記血圧検出手段により検出された前記血圧とを関連付けて提示するとともに、関連付けて提示される前記指標と前記血圧とのレベルに応じて処方されるべき薬剤の情報を提示する提示手段とを備える、脈波測定装置が開示されている。   Patent Document 2 calculates a plurality of feature quantities directly obtained from a pulse wave measuring means for measuring a subject's pulse wave and a predetermined feature point of the waveform of the pulse wave measured by the pulse wave measuring means. , A pulse wave feature amount calculating means for calculating an index reflecting the reflection phenomenon of the pulse wave by calculation between the calculated feature amounts, a blood pressure detecting means for detecting the blood pressure of the target person, and the pulse wave feature amount calculation The index calculated by the means and the blood pressure detected by the blood pressure detection means are presented in association with each other, and information on the medicine to be prescribed according to the level of the index and the blood pressure presented in association with each other There is disclosed a pulse wave measuring device including a presenting means for presenting.

また、特許文献3には、ユーザの動脈血圧を連続的にモニタリングするための装置であって、動脈に隣接する位置でユーザの体の外表面と接触することにより、前記血圧を連続的に検出して血圧を表す信号を生成するセンサ手段と、前記位置において、センサ手段をユーザの体と動作可能に接触させた状態で、しっかりと保持する取り付け手段と、センサ手段により生成された前記信号を解釈して、実際の動脈血圧を求めるマイクロプロセッサ手段とを含み、センサ手段が、血圧変化を検出して伝達する突起部を含み、突起部が、前記位置で動脈の少なくとも部分的な閉塞を起こさせるように構成された装置が開示されている。   Patent Document 3 discloses a device for continuously monitoring a user's arterial blood pressure, and continuously detects the blood pressure by contacting the outer surface of the user's body at a position adjacent to the artery. Sensor means for generating a blood pressure signal, an attachment means for securely holding the sensor means in operative contact with the user's body at the position, and the signal generated by the sensor means. And a microprocessor means for determining the actual arterial blood pressure, the sensor means including a protrusion for detecting and transmitting a change in blood pressure, the protrusion causing at least partial occlusion of the artery at said position. An apparatus configured to be disclosed is disclosed.

一方、電磁波を用いる距離測定装置として、例えば、特許文献4には、測定対象物までの距離を測定する距離測定装置であって、特定の帯域幅内において異なった複数の周波数成分を有する信号を出力する信号源と、前記信号を波動として送信する送信部と、前記送信部から送信された波動又は前記信号源から出力された信号のいずれか一方からなる進行波と、前記送信部から送信された波動が前記測定対象物によって反射された反射波との混合波を検出する混合波検出部と、前記混合波検出部により検出された混合波の周波数成分を分析する周波数成分分析部と、前記周波数成分分析部によって分析されたデータをスペクトル解析することによって距離スペクトルを求め、測定対象物までの距離を演算する距離演算部と、からなることを特徴とする距離測定装置が開示されている。   On the other hand, as a distance measuring device using electromagnetic waves, for example, Patent Document 4 discloses a distance measuring device that measures a distance to a measurement object, and includes signals having a plurality of different frequency components within a specific bandwidth. A signal source to output, a transmission unit for transmitting the signal as a wave, a traveling wave consisting of either a wave transmitted from the transmission unit or a signal output from the signal source, and transmitted from the transmission unit A mixed wave detector that detects a mixed wave with a reflected wave reflected by the measurement object, a frequency component analyzer that analyzes a frequency component of the mixed wave detected by the mixed wave detector, A distance calculation unit that obtains a distance spectrum by performing spectrum analysis on the data analyzed by the frequency component analysis unit and calculates the distance to the measurement object. Distance measuring apparatus is disclosed to.

また、電磁波を用いる距離の測定方法として、例えば、特許文献5には、異なる3つのマイクロ波を対象物体へ向けて照射し、当該対象物体からの散乱波には所定の連続波を合成してビート信号に変換し、前記ビート信号について位相差を検出することにより前記対象物体までの距離を測定する方法であって、前記マイクロ波はそれぞれ近接した第1周波数f,第2周波数f,第3周波数fとし、前記第1周波数fと前記第2周波数fとの周波数差によるビート信号について位相差φAを検出し、光の速度cにおいて前記対象物体までの距離dAは、
dA=cφA/{4π(f+f)}
により算出し、前記距離dAが前記ビート信号の1波長λAを越えるとき、前記第1周波数f1と前記第3周波数f3との周波数差によるビート信号について位相差φBを検出し、光の速度cにおいて前記対象物体までの距離dBは、
dB=cφB/{4π(f+f)}
により算出し、1波長λAを越えた超過距離RA及び1波長λBを越えた超過距離RBは、
RA=dA+nA・λA
RB=dB+nB・λB
により算出し、ここで整数nA,nBは正値をとり前記超過距離RA,RBの残差eを、
e=RA−RB
とおくとき、前記残差eが最小になる整数nA,nBを決定し、決定した整数nA,nBにより同一値となる前記超過距離RA,RBを距離dの真値Rとすることを特徴とする連続波方式マイクロ波センサによる距離の測定方法が開示されている。
As a distance measurement method using electromagnetic waves, for example, in Patent Document 5, three different microwaves are irradiated toward a target object, and a predetermined continuous wave is synthesized with scattered waves from the target object. A method of measuring a distance to the target object by converting into a beat signal and detecting a phase difference with respect to the beat signal, wherein the microwaves are respectively close to a first frequency f 1 , a second frequency f 2 , A phase difference φA is detected for a beat signal resulting from a frequency difference between the first frequency f 1 and the second frequency f 2 with a third frequency f 3, and the distance dA to the target object at the speed of light c is:
dA = cφA / {4π (f 1 + f 2 )}
When the distance dA exceeds one wavelength λA of the beat signal, the phase difference φB is detected for the beat signal due to the frequency difference between the first frequency f1 and the third frequency f3, and the light speed c The distance dB to the target object is
dB = cφB / {4π (f 1 + f 3 )}
The excess distance RA exceeding 1 wavelength λA and the excess distance RB exceeding 1 wavelength λB are calculated by:
RA = dA + nA · λA
RB = dB + nB · λB
Where the integers nA and nB are positive values and the residual e of the excess distances RA and RB is
e = RA-RB
Then, integers nA and nB that minimize the residual e are determined, and the excess distances RA and RB that have the same value by the determined integers nA and nB are set as the true value R of the distance d. A distance measurement method using a continuous wave type microwave sensor is disclosed.

特許第3621379号公報Japanese Patent No. 3621379 特許第4517619号公報Japanese Patent No. 4517619 特開2002−119486号公報JP 2002-119486 A 特開2007−93576号公報JP 2007-93576 A 特開2008−45940号公報JP 2008-45940 A

年齢とともに進行する動脈硬化(arteriosclerosis)による動脈の硬さ(stiffness)を評価する方法として、脈波速度(PWV)とAI(Augmentation Index)などがある。脈波速度は部分的な動脈の硬さを、AIは全身の動脈の硬さの評価に用いられている。従来から、高脂血等によって引き起こされる動脈硬化の度合いを判定するために、血管の硬さに相当する血管の力学的データを計測することが行われている。特に、血管の硬さを非侵襲的に計測する方法として脈波速度(PWV)測定法が使用されている。この脈波速度は、2点間(例えば、頸動脈と大腿動脈との間、又は上腕動脈と足首動脈との間など)の脈波伝播時間の測定及び2点間の距離から求めることができ、動脈硬化の評価指標となっている。   As a method for evaluating the stiffness of an artery due to arteriosclerosis that progresses with age, there are a pulse wave velocity (PWV) and an AI (Augmentation Index). Pulse wave velocity is used to evaluate partial arterial stiffness and AI is used to evaluate arterial stiffness throughout the body. Conventionally, in order to determine the degree of arteriosclerosis caused by hyperlipidemia or the like, blood vessel mechanical data corresponding to blood vessel hardness has been measured. In particular, a pulse wave velocity (PWV) measurement method is used as a method for noninvasively measuring the hardness of a blood vessel. This pulse wave velocity can be obtained from the measurement of the pulse wave propagation time between two points (for example, between the carotid artery and the femoral artery, or between the brachial artery and the ankle artery) and the distance between the two points. It has become an evaluation index for arteriosclerosis.

しかしながら、従来の装置では、AIを左心室収縮に対する後負荷の指標として評価する場合は、本来、上行大動脈圧波形での評価が必要であり、そのためにはカテーテル先端型圧力センサーによる観血的測定が必要なため、臨床応用が困難である。   However, in the conventional apparatus, when AI is evaluated as an index of afterload for left ventricular contraction, evaluation with an ascending aortic pressure waveform is necessary. Therefore, clinical application is difficult.

この問題に対処するため脈圧波の平均的伝達特性(Generalized Transfer Function; GTF)(特許文献3参照)により、末梢動脈の脈波波形から大動脈圧波形を推定するシステムが開発された。しかしながら、このGTFによる大動脈圧波形の推定では個別化が困難で正確な脈圧波形の検出には限界がある。   In order to cope with this problem, a system for estimating an aortic pressure waveform from a pulse waveform of a peripheral artery has been developed based on a generalized transfer function (GTF) of a pulse pressure wave (see Patent Document 3). However, the estimation of the aortic pressure waveform by GTF is difficult to be individualized, and there is a limit to the accurate detection of the pulse pressure waveform.

さらに、脈波速度の測定では、頸動脈や大腿動脈、橈骨動脈及び上腕、足首の脈圧波形を検出及び解析することにより、被検者の大動脈でのPWVを推定しているのが現状であり、観血的測定以外には大動脈の脈波速度を直接検出することは困難である。   Furthermore, in the measurement of pulse wave velocity, PWV in the aorta of the subject is estimated by detecting and analyzing the pulse pressure waveforms of the carotid artery, femoral artery, radial artery, upper arm, and ankle. Yes, it is difficult to directly detect the pulse wave velocity of the aorta other than invasive measurement.

本発明は、上記のような問題を考慮してなされたものであり、測定の対象物である生体に対して非接触かつ高い精度で脈波測定を行うことができる脈波測定装置を提供することを目的とする。すなわち、生体振動波形(脈波波形)、特に、末梢動脈圧波形を検出するだけでなく、直接大動脈の脈波波形を検出可能であり、非周期振動も含む検出精度の高い脈波測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and provides a pulse wave measurement device that can perform pulse wave measurement with high accuracy in a non-contact manner with respect to a living body that is a measurement target. For the purpose. That is, not only a biological vibration waveform (pulse waveform), particularly a peripheral artery pressure waveform, but also a pulse waveform of an aorta can be directly detected, and a pulse wave measuring device with high detection accuracy including non-periodic vibration is provided. The purpose is to provide.

また、本発明は、非接触にて生体振動、特に大動脈血管の振動である大動脈の脈波波形を検出することのできる脈波測定装置を得ることを目的とする。また、本発明は、末梢動脈の脈波波形から、平均的伝達特性(GTF)により、大動脈圧波形を推定する必要がなく、直接、大動脈圧波形の検出が可能な脈波測定装置を得ることを目的とする。   It is another object of the present invention to obtain a pulse wave measuring device that can detect a biological wave vibration in a non-contact manner, particularly a pulse wave waveform of the aorta, which is a vibration of an aortic blood vessel. In addition, the present invention provides a pulse wave measuring device that can directly detect an aortic pressure waveform without estimating an aortic pressure waveform from an average transfer characteristic (GTF) from a pulse waveform of a peripheral artery. With the goal.

また、本発明は、周波数安定性の悪い低価格の発振回路を用いた場合でも、高い精度で脈波測定を行うことができるので、高い精度かつ低価格の脈波測定装置を提供することを目的とする。   Further, the present invention can perform pulse wave measurement with high accuracy even when using a low-cost oscillation circuit with poor frequency stability, and therefore provides a pulse wave measurement device with high accuracy and low cost. Objective.

本発明らは、電磁波を用いた所定の距離の変位の測定方法を用いることにより、測定の対象物である生体に対して高い精度かつ非接触で脈波測定を行うことができることを見出し、本発明の脈波測定装置に至った。   The present inventors have found that a pulse wave measurement can be performed with high accuracy and non-contact on a living body that is an object of measurement by using a displacement measuring method of a predetermined distance using electromagnetic waves. It reached the pulse wave measuring device of the invention.

本発明は、第一周波数の第一電磁波を対象物に対して照射し、第一周波数とは異なる第二周波数の第二電磁波を対象物に対して照射し、第一電磁波の対象物からの反射電磁波である第一反射波と、第二電磁波の対象物からの反射電磁波である第二反射波との合成波である反射合成波を受信し、反射合成波波形と第一周波数波形とを乗算することにより第一差分出力波形を得て、反射合成波波形と第二周波数波形とを乗算することにより第二差分出力波形を得て、第一差分出力波形と第二差分出力波形との位相差に基づいて、対象物の距離の変位の測定値を得るように構成される、脈波測定装置である。   The present invention irradiates an object with a first electromagnetic wave having a first frequency, irradiates the object with a second electromagnetic wave having a second frequency different from the first frequency, A reflected composite wave that is a composite wave of the first reflected wave that is the reflected electromagnetic wave and the second reflected wave that is the reflected electromagnetic wave from the object of the second electromagnetic wave is received, and the reflected composite wave waveform and the first frequency waveform are received. Multiplying the first differential output waveform by multiplying the reflected composite waveform and the second frequency waveform to obtain the second differential output waveform, the first differential output waveform and the second differential output waveform A pulse wave measuring device configured to obtain a measurement of a displacement of an object distance based on a phase difference.

本発明の脈波測定装置は、第一電磁波及び第二電磁波の二つの電磁波を対象物に対して照射するように構成されることを含む。本明細書では、第一電磁波の周波数を第一周波数という。同様に、第二電磁波の周波数を第二周波数という。第一周波数と第二周波数とは異なる周波数である。二つの異なる周波数の電磁波を用いることにより、二つ電磁波の波形の位相差に基づく解析が可能となる。   The pulse wave measuring device of the present invention includes being configured to irradiate an object with two electromagnetic waves, a first electromagnetic wave and a second electromagnetic wave. In this specification, the frequency of the first electromagnetic wave is referred to as the first frequency. Similarly, the frequency of the second electromagnetic wave is referred to as the second frequency. The first frequency and the second frequency are different frequencies. By using electromagnetic waves of two different frequencies, analysis based on the phase difference between the waveforms of the two electromagnetic waves becomes possible.

本発明の脈波測定装置は、第一電磁波の対象物からの反射電磁波である第一反射波と、第二電磁波の対象物からの反射電磁波である第二反射波との合成波である反射合成波を受信するように構成されることを含む。   The pulse wave measuring device of the present invention is a reflection that is a composite wave of a first reflected wave that is a reflected electromagnetic wave from an object of the first electromagnetic wave and a second reflected wave that is a reflected electromagnetic wave from the object of the second electromagnetic wave. Configured to receive the composite wave.

第一電磁波及び第二電磁波の二つの電磁波を対象物に対して照射することにより、対象物からは第一電磁波の対象物からの反射電磁波である第一反射波と、第二電磁波の対象物からの反射電磁波である第二反射波とが反射されることになる。本明細書では、第一反射波と、第二反射波との合成波を反射合成波という。本発明の脈波測定装置は、反射合成波を受信するように構成される。対象物の距離の変位の測定値を得るために反射合成波を用いることにより、高い精度の距離の変位の測定が可能となる。   By irradiating the object with two electromagnetic waves, the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave, the object reflects the first reflected wave that is the reflected electromagnetic wave from the object of the first electromagnetic wave and the object of the second electromagnetic wave. The second reflected wave, which is the reflected electromagnetic wave from, is reflected. In this specification, a combined wave of the first reflected wave and the second reflected wave is referred to as a reflected combined wave. The pulse wave measuring device of the present invention is configured to receive a reflected synthetic wave. By using a reflected synthetic wave to obtain a measurement value of the displacement of the distance of the object, it is possible to measure the displacement of the distance with high accuracy.

本発明の脈波測定装置は、反射合成波波形と第一周波数波形とを乗算することにより第一差分出力波形を得るように構成されることを含む。また、本発明の脈波測定装置は、反射合成波波形と第二周波数波形とを乗算することにより第二差分出力波形を得るように構成されることを含む。   The pulse wave measuring device of the present invention includes being configured to obtain a first differential output waveform by multiplying the reflected synthesized wave waveform and the first frequency waveform. In addition, the pulse wave measuring device of the present invention includes being configured to obtain a second differential output waveform by multiplying the reflected synthesized wave waveform and the second frequency waveform.

本発明の脈波測定装置が受信した反射合成波は、本発明の脈波測定装置中の回路で反射合成波波形となる。反射合成波波形と、第一周波数である第一周波数波形とを乗算することにより第一差分出力波形を得ることができる。同様に、本発明の脈波測定装置は、反射合成波波形と、第二周波数である第二周波数波形とを乗算することにより第二差分出力波形を得ることができる。   The reflected combined wave received by the pulse wave measuring apparatus of the present invention becomes a reflected combined wave waveform in the circuit in the pulse wave measuring apparatus of the present invention. A first differential output waveform can be obtained by multiplying the reflected composite wave waveform by the first frequency waveform that is the first frequency. Similarly, the pulse wave measuring device of the present invention can obtain the second differential output waveform by multiplying the reflected composite wave waveform by the second frequency waveform that is the second frequency.

本発明の脈波測定装置は、第一差分出力波形と第二差分出力波形との位相差に基づいて、対象物の距離の変位の測定値を得るように構成されることを含む。   The pulse wave measuring device of the present invention includes being configured to obtain a measurement value of the displacement of the distance of the object based on the phase difference between the first differential output waveform and the second differential output waveform.

本発明の脈波測定装置は、第一差分出力波形と第二差分出力波形との位相差に基づいて、対象物の距離の変位の測定値を得ることができる。この所定の位相差に基づくことにより、本発明の脈波測定装置は、高い精度で対象物の距離の変位の測定値を得ることができる。生体を測定の対象物とすることにより、脈波による生体表面の変位を、脈波測定装置と対象物との距離の変位として非接触で測定することができる。対象物の距離の変位の測定値の時間変化から、生体振動波形(生体振動の時間変化)を得ることができる。したがって、本発明によれば、測定の対象物である生体に対して非接触かつ高い精度で生体振動波形を得ることができ、生体振動波形に基づき脈波測定を行うことができる脈波測定装置を得ることができる。   The pulse wave measuring device of the present invention can obtain a measurement value of the displacement of the distance of the object based on the phase difference between the first differential output waveform and the second differential output waveform. Based on this predetermined phase difference, the pulse wave measuring device of the present invention can obtain a measurement value of the displacement of the object distance with high accuracy. By using a living body as an object to be measured, the displacement of the living body surface due to a pulse wave can be measured in a non-contact manner as a displacement of the distance between the pulse wave measuring device and the object. A biological vibration waveform (a temporal change in biological vibration) can be obtained from a temporal change in the measurement value of the displacement of the distance of the object. Therefore, according to the present invention, a pulse wave measuring device that can obtain a biological vibration waveform with high accuracy without contact with a living body that is a measurement target, and that can perform pulse wave measurement based on the biological vibration waveform. Can be obtained.

なお、本発明の脈波測定装置において測定する対象物の距離の変位とは、変位がゼロである場合、すなわち対象物が不変位(停止)の場合も含む。   In addition, the displacement of the distance of the object measured in the pulse wave measuring device of the present invention includes the case where the displacement is zero, that is, the case where the object is not displaced (stopped).

本発明の脈波測定装置では、第一周波数の第一電磁波及び第二周波数の第二電磁波に関する位相差に基づいて、対象物の距離の変位の測定値を得るように構成される。この構成において、任意の電磁波照射による位相差に基づく距離の変位の測定方法を応用することができる。例えば、本発明の脈波測定装置において、定在波レーダによる方法及びクオドラチャー検出器による方法等を応用することもできる。   The pulse wave measuring device of the present invention is configured to obtain a measurement value of the displacement of the distance of the object based on the phase difference regarding the first electromagnetic wave having the first frequency and the second electromagnetic wave having the second frequency. In this configuration, a distance displacement measuring method based on a phase difference caused by arbitrary electromagnetic wave irradiation can be applied. For example, in the pulse wave measuring apparatus of the present invention, a method using a standing wave radar, a method using a quadrature detector, and the like can be applied.

また、本発明の脈波測定装置の距離の変位の測定方法によれば、周波数差が大きく異なっても、分解能の限界はあまり相違しないことが知られている。例えば、100MHzのときに8.6266μm、1MHzのときに8.6264μmと見積もることができる。これは、周波数安定性の悪い安価な発振回路を用いても、分解能については、全く問題ないといえる。したがって、本発明の脈波測定装置は、周波数安定性の悪い低価格の発振回路を用いることができる。   Further, according to the distance displacement measuring method of the pulse wave measuring device of the present invention, it is known that the resolution limit is not so different even if the frequency difference is greatly different. For example, it can be estimated to be 8.6266 μm at 100 MHz and 8.6264 μm at 1 MHz. This can be said that there is no problem with respect to the resolution even if an inexpensive oscillation circuit with poor frequency stability is used. Therefore, the pulse wave measuring device of the present invention can use a low-cost oscillation circuit with poor frequency stability.

また、本発明では、少なくとも一つの電磁波発振部と、少なくとも一つの反射合成波受信部と、第一乗算部と、第二乗算部と、変位測定部とを含む脈波測定装置であって、電磁波発振部が、第一電磁波及び第二電磁波を発振し、対象物に対して照射するように構成され、反射合成波受信部が、反射合成波を受信して反射合成波波形を得るように構成され、第一乗算部が、反射合成波波形と第一周波数波形とを乗算することにより第一差分出力波形を得るように構成され、第二乗算部が、第一乗算部とは異なる場所に位置し、反射合成波と第二周波数波形とを乗算することにより第二差分出力波形を得るように構成され、変位測定部が、第一差分出力波形と第二差分出力波形との位相差に基づいて、対象物の距離の変位の測定の結果を得るように構成される、脈波測定装置であることが好ましい。   In the present invention, the pulse wave measuring device includes at least one electromagnetic wave oscillating unit, at least one reflected synthetic wave receiving unit, a first multiplying unit, a second multiplying unit, and a displacement measuring unit, The electromagnetic wave oscillating unit is configured to oscillate the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave and irradiate the object, and the reflected synthetic wave receiving unit receives the reflected synthetic wave to obtain a reflected synthetic wave waveform. The first multiplication unit is configured to obtain the first differential output waveform by multiplying the reflected composite wave waveform and the first frequency waveform, and the second multiplication unit is different from the first multiplication unit. And is configured to obtain a second differential output waveform by multiplying the reflected composite wave and the second frequency waveform, and the displacement measuring unit has a phase difference between the first differential output waveform and the second differential output waveform. To obtain the result of the measurement of the displacement of the distance of the object based on Configured, it is preferable that the pulse wave measuring device.

本明細書において、電磁波発振部とは、第一電磁波及び第二電磁波を発振し、対象物に対して照射するように構成される部分のことをいう。   In this specification, the electromagnetic wave oscillation part refers to a part configured to oscillate a first electromagnetic wave and a second electromagnetic wave and irradiate the object.

本明細書において、反射合成波受信部とは、反射合成波を受信して反射合成波波形を得るように構成される部分のことをいう。   In this specification, the reflected synthetic wave receiving unit refers to a part configured to receive a reflected synthetic wave and obtain a reflected synthetic wave waveform.

本明細書において、第一乗算部とは、反射合成波波形と第一周波数波形とを乗算することにより第一差分出力波形を得るように構成される部分のことをいう。   In the present specification, the first multiplication unit refers to a part configured to obtain a first differential output waveform by multiplying the reflected composite wave waveform and the first frequency waveform.

本明細書において、第二乗算部とは、第一乗算部とは異なる場所に位置し、反射合成波と第二周波数波形とを乗算することにより第二差分出力波形を得るように構成される部分のことをいう。   In this specification, the second multiplication unit is located at a different location from the first multiplication unit, and is configured to obtain a second differential output waveform by multiplying the reflected synthesized wave and the second frequency waveform. Refers to the part.

本明細書において、変位測定部とは、第一差分出力波形と第二差分出力波形との位相差に基づいて、対象物の距離の変位の測定の結果を得るように構成される部分のことをいう。   In this specification, the displacement measuring unit refers to a part configured to obtain a measurement result of a distance displacement of an object based on a phase difference between a first differential output waveform and a second differential output waveform. Say.

本発明の脈波測定装置が、少なくとも一つの電磁波発振部と、少なくとも一つの反射合成波受信部と、第一乗算部と、第二乗算部と、変位測定部とを含むことにより、対象物の距離の変位の測定を非接触かつ高い精度で確実に行うことができる。   The pulse wave measuring device according to the present invention includes at least one electromagnetic wave oscillating unit, at least one reflected synthetic wave receiving unit, a first multiplying unit, a second multiplying unit, and a displacement measuring unit. It is possible to reliably measure the displacement of the distance with no contact and with high accuracy.

また、本発明の脈波測定装置は、第一乗算部へ入力する反射合成波波形が第二反射波に対応する波形を含み、第二乗算部へ入力する反射合成波波形が第一反射波に対応する波形を含むように、電磁波発振部による第一電磁波及び第二電磁波の対象物に対する照射の範囲を設定することが好ましい。   In the pulse wave measuring apparatus of the present invention, the reflected combined wave waveform input to the first multiplier includes a waveform corresponding to the second reflected wave, and the reflected combined wave waveform input to the second multiplier is the first reflected wave. It is preferable to set the range of irradiation of the object of the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave by the electromagnetic wave oscillating unit so as to include a waveform corresponding to.

上述のように、本発明の脈波測定装置に用いる距離の変位の測定方法においては、第一乗算部へ入力する反射合成波波形が第二反射波に対応する波形を含み、第二乗算部へ入力する反射合成波波形が第一反射波に対応する波形を含むことが必要である。第一乗算部及び第二乗算部への入力波形が所定の波形を含むことにより、所定の位相差の乗算を確実に行い、対象物の距離の変位の測定の結果を高い精度で得ることができる。   As described above, in the distance displacement measuring method used in the pulse wave measuring apparatus of the present invention, the reflected composite wave waveform input to the first multiplier includes a waveform corresponding to the second reflected wave, and the second multiplier It is necessary that the reflected synthetic wave waveform input to the waveform includes a waveform corresponding to the first reflected wave. Since the input waveform to the first multiplier and the second multiplier includes a predetermined waveform, the predetermined phase difference can be reliably multiplied and the measurement result of the distance displacement of the object can be obtained with high accuracy. it can.

電磁波発振部による第一電磁波及び第二電磁波の対象物に対する照射の範囲の設定は、例えば、第一電磁波及び第二電磁波を発するための部品、例えばアンテナを所定の方向及び位置に設定することにより行うことができる。例えば、2つのアンテナを所定の位置に平行配置する場合には、方向性利得によって照射範囲が決定される。特に対象物における各々の照射の範囲の半値角の範囲に重なりがあるように照射の範囲を設定することにより、第一乗算部へ入力する反射合成波波形が第二反射波に対応する波形を含み、第二乗算部へ入力する反射合成波波形が第一反射波に対応する波形を含むようにすることができる。   The range of irradiation of the object of the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave by the electromagnetic wave oscillating unit is set, for example, by setting a component for emitting the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave, for example, an antenna in a predetermined direction and position. It can be carried out. For example, when two antennas are arranged in parallel at a predetermined position, the irradiation range is determined by the directional gain. In particular, by setting the irradiation range so that there is an overlap in the range of the half-value angle of each irradiation range in the object, the reflected composite wave waveform input to the first multiplication unit is a waveform corresponding to the second reflected wave. In addition, the reflected composite wave waveform input to the second multiplication unit may include a waveform corresponding to the first reflected wave.

また、本発明の脈波測定装置は、電磁波発振部が、第一電磁波を照射するための第一電磁波発振部と、第二電磁波を照射するための第二電磁波発振部とを含み、脈波測定装置が、第一電磁波発振部であり、かつ反射合成波受信部である第一アンテナと、第二電磁波発振部であり、かつ反射合成波受信部である第二アンテナとを備え、第一アンテナが第二反射波を含む反射合成波を受信し、第二アンテナが第一反射波を含む反射合成波を受信するように、第一アンテナ及び第二アンテナの位置関係を設定することが好ましい。   In the pulse wave measuring device of the present invention, the electromagnetic wave oscillating unit includes a first electromagnetic wave oscillating unit for irradiating the first electromagnetic wave and a second electromagnetic wave oscillating unit for irradiating the second electromagnetic wave. The measurement apparatus includes a first antenna that is a first electromagnetic wave oscillating unit and is a reflected synthetic wave receiving unit, and a second antenna that is a second electromagnetic wave oscillating unit and is a reflected synthetic wave receiving unit, It is preferable to set the positional relationship between the first antenna and the second antenna so that the antenna receives the reflected combined wave including the second reflected wave and the second antenna receives the reflected combined wave including the first reflected wave. .

第一アンテナが第一電磁波発振部及び反射合成波受信部の両方の機能を有し、第二アンテナが第二電磁波発振部及び反射合成波受信部の両方の機能を有することにより、電磁波の発振と受信とを一つの部分で行うことができるので、脈波測定装置のコストを低減することができる。また、第一アンテナ及び第二アンテナの位置関係を所定の位置関係に設定することにより、対象物の距離の変位の測定値を得るために必要な波形を第一乗算部及び第二乗算部に確実に入力することができる。   The first antenna has the functions of both the first electromagnetic wave oscillating unit and the reflected synthetic wave receiving unit, and the second antenna has the functions of both the second electromagnetic wave oscillating unit and the reflected synthetic wave receiving unit. And reception can be performed in one part, so that the cost of the pulse wave measuring device can be reduced. In addition, by setting the positional relationship between the first antenna and the second antenna to a predetermined positional relationship, a waveform necessary for obtaining a measurement value of the displacement of the distance of the object is provided to the first multiplication unit and the second multiplication unit. You can enter it reliably.

アンテナとしては、角錐ホーンアンテナ、円錐ホーンアンテナ、誘電体ロッドアンテナ、パッチアンテナ及びこれらに近い絶対利得を有するアンテナ並びにこれらのアンテナをアレー化し高利得化したものから適宜選択して使用することができる。また、漏れ波アンテナ及びスロットアンテナのような低利得のアンテナをアレー化し、高利得化したものを使用することもできる。第一アンテナと第二アンテナとは必ずしも同種類のアンテナである必要はない。しかしながら、電磁波の照射範囲の半値角の範囲に重なりがあるように照射の範囲を設定することを容易にするために、第一アンテナと第二アンテナとは同種類のアンテナであることが好ましく、同種類かつ同形状のアンテナであることがさらに好ましい。   As the antenna, a pyramid horn antenna, a conical horn antenna, a dielectric rod antenna, a patch antenna, an antenna having an absolute gain close to these, and an antenna obtained by arraying and increasing the gain can be appropriately selected and used. . Moreover, it is also possible to use a high gain antenna which is an array of low gain antennas such as a leaky wave antenna and a slot antenna. The first antenna and the second antenna are not necessarily the same type of antenna. However, in order to facilitate the setting of the irradiation range so that there is an overlap in the range of the half-value angle of the electromagnetic wave irradiation range, the first antenna and the second antenna are preferably the same type of antenna, More preferably, the antennas are of the same type and shape.

また、本発明の脈波測定装置は、第一電磁波の対象物表面での半値角に対応する第一電磁波照射領域と、第二電磁波の対象物表面での半値角に対応する第二電磁波照射領域とが重なり合う部分が存在するように、電磁波発振部による第一電磁波及び第二電磁波の対象物に対する照射の範囲を設定することが好ましい。   Further, the pulse wave measuring device of the present invention includes a first electromagnetic wave irradiation region corresponding to a half-value angle on the object surface of the first electromagnetic wave, and a second electromagnetic wave irradiation corresponding to a half-value angle on the object surface of the second electromagnetic wave. It is preferable to set a range of irradiation of the object of the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave by the electromagnetic wave oscillating unit so that there is a portion where the region overlaps.

「半値角」とは、電磁波の電力が一番高い点の電力を基準として、その電力の半分の電力になる点が作る角度のことをいう。上述のように、本発明の脈波測定装置に用いる距離の変位の測定方法においては、対象物表面の同じ部分に第一電磁波及び第二電磁波の両方が、所定の強度で照射していることが必要である。本発明の脈波測定装置において、電磁波発振部による第一電磁波及び第二電磁波の対象物に対する照射の範囲は、第一電磁波の対象物表面での半値角に対応する第一電磁波照射領域と、第二電磁波の対象物表面での半値角に対応する第二電磁波照射領域とが重なり合う部分が存在することが必要となる。   The “half-value angle” refers to an angle formed by a point that is half the power with respect to the power at the highest point of the electromagnetic wave. As described above, in the distance displacement measuring method used in the pulse wave measuring device of the present invention, both the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave are irradiated at a predetermined intensity on the same part of the object surface. is required. In the pulse wave measuring device of the present invention, the range of irradiation of the object of the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave by the electromagnetic wave oscillating unit is a first electromagnetic wave irradiation region corresponding to the half-value angle on the object surface of the first electromagnetic wave, It is necessary that there is a portion where the second electromagnetic wave irradiation region corresponding to the half-value angle on the object surface of the second electromagnetic wave overlaps.

第一電磁波及び第二電磁波の対象物に対する照射の範囲の設定は、電磁波発振部であるアンテナの形状、照射方向及び電磁波の照射強度を調節することにより行うことができる。   The range of irradiation of the object of the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave can be set by adjusting the shape, the irradiation direction, and the irradiation intensity of the electromagnetic wave that is the electromagnetic wave oscillation unit.

脈波測定のための対象物表面とは、対象物である生体の、脈波測定の可能な血管が位置する表面である。   The object surface for pulse wave measurement is a surface of a living body that is an object on which a blood vessel capable of pulse wave measurement is located.

第一電磁波照射領域と第二電磁波照射領域とが重なり合う部分の面積は、照射領域全体の面積に対して50%以上にすることが好ましい。また、重なり合う部分の範囲が脈波の測定対象とする血管の範囲を含むようにすることが必要である。特に、血管の範囲の面積が重なり合う部分の範囲の面積の80%以上を占めるように第一電磁波及び第二電磁波の対象物に対する照射の範囲を設定することが好ましい。   The area of the portion where the first electromagnetic wave irradiation area and the second electromagnetic wave irradiation area overlap is preferably 50% or more with respect to the area of the entire irradiation area. Further, it is necessary that the range of the overlapping portion includes the range of the blood vessel to be measured for the pulse wave. In particular, it is preferable to set the range of irradiation of the object of the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave so as to occupy 80% or more of the area of the overlapping portion of the area of the blood vessel.

図4に示すように、第一電磁波及び第二電磁波が重なり合う部分の半径をrとすると、半径rは、θが半値角となるような半径rとすることができる。第一電磁波及び第二電磁波が重なり合う部分が被測定部となる。高精度の測定を確実に行うことができるため、生体振動の測定を確実に行うための半径rは、次に示すように各測定部位ごとに異なる血管の直径φの3倍以下とすることが好ましい。各測定部位ごとの血管の直径φは、大動脈起始部ではφ=20〜30mm、腹大動脈ではφ=14〜20mm、腸骨動脈ではφ=6〜10mm、上腕の動脈ではφ=5〜8mm、下腕又は足首の動脈ではφ=2〜4mm(具体的には3mm)、細動脈ではφ=0.2〜0.5mmである。 As shown in FIG. 4, and the radius of the portion where the first electromagnetic wave and the second wave overlap and r A, the radius r A may be a radius r A, as θ becomes half-value angle. The portion where the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave overlap is the part to be measured. Since high-accuracy measurement can be reliably performed, the radius r A for reliably performing the measurement of biological vibration is set to be not more than three times the diameter φ t of a blood vessel that differs for each measurement site as shown below. It is preferable. Diameter phi t of the vessel for each measurement site, aortic root at the phi t = 20 to 30 mm, in the abdominal aorta φ t = 14~20mm, the iliac arteries phi t = 6 to 10 mm, in brachial arterial phi t = 5 to 8 mm, φ t = 2 to 4 mm (specifically 3 mm) for the arteries of the lower arm or ankle, and φ t = 0.2 to 0.5 mm for arterioles.

また、本発明の脈波測定装置は、第一電磁波及び第二電磁波が、電磁波発振部で直接発振させるか、発振した電磁波の高調波によって得るか、又は逓倍によって得ることが好ましい。   In the pulse wave measuring apparatus of the present invention, it is preferable that the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave are directly oscillated by the electromagnetic wave oscillating unit, obtained by harmonics of the oscillated electromagnetic wave, or obtained by multiplication.

「直接発振」とは、電磁波発振部で発振した基本周波数をそのまま用いることをいう。また、「電磁波の高調波」とは、電磁波発振部で発振した基本周波数の波形に対して整数倍にあたる周波数の波形のことをいう。「逓倍」とは、電磁波発振部で発振した基本周波数の波形を基にして、その整数倍の周波数を発生させることをいう。   “Direct oscillation” means that the fundamental frequency oscillated by the electromagnetic wave oscillation unit is used as it is. The term “harmonic of electromagnetic waves” refers to a waveform having a frequency that is an integral multiple of the waveform of the fundamental frequency oscillated by the electromagnetic wave oscillating unit. “Multiplication” refers to generating an integer multiple of a frequency based on the waveform of the fundamental frequency oscillated by the electromagnetic wave oscillation unit.

第一電磁波及び第二電磁波は、必ずしも同じ発振方法によって得る必要はない。例えば、第一電磁波を電磁波発振部で直接発振させ、第二電磁波を発振した電磁波の高調波によって得るというように、それぞれ異なる発振方法を用いることもできる。また、発振は、可変周波数発信器及び連続波発振器等の発信器を用いることによって行うことができる。具体的には、発信器としては、例えば、誘電体共振発振器や、パターンによるLC共振発振器、集中定数によるLC共振発振器などを用いることができる。   The first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave are not necessarily obtained by the same oscillation method. For example, different oscillation methods can be used such that the first electromagnetic wave is directly oscillated by the electromagnetic wave oscillating unit and the second electromagnetic wave is obtained by harmonics of the oscillated electromagnetic wave. The oscillation can be performed by using a transmitter such as a variable frequency transmitter and a continuous wave oscillator. Specifically, for example, a dielectric resonant oscillator, an LC resonant oscillator with a pattern, an LC resonant oscillator with a lumped constant, or the like can be used as the transmitter.

また、本発明の脈波測定装置は、反射合成波波形が、所定距離離した位置に配置された2つのミキサである第一乗算部及び第二乗算部に入力され、位相差が、2つのミキサの出力波形の位相差であることが好ましい。   In the pulse wave measuring device of the present invention, the reflected composite wave waveform is input to the first multiplier and the second multiplier, which are two mixers arranged at a predetermined distance, and the phase difference is two. The phase difference of the mixer output waveform is preferable.

第一乗算部及び第二乗算部として、ミキサを用いることにより、簡便に、反射合成波と、第一周波数波形又は第二周波数波形とを乗算することができ、第一差分出力波形又は第二差分出力波形を得ることができる。また、第一差分出力波形及び第二差分出力波形が、2つのミキサ(第一乗算部及び第二乗算部)の出力波形であるので、2つのミキサの出力波形の位相差に基づいて、対象物の距離の変位の測定の結果を得ることができる。   By using a mixer as the first multiplier and the second multiplier, the reflected composite wave can be easily multiplied by the first frequency waveform or the second frequency waveform. A differential output waveform can be obtained. Further, since the first differential output waveform and the second differential output waveform are the output waveforms of the two mixers (the first multiplier and the second multiplier), the target is determined based on the phase difference between the output waveforms of the two mixers. The result of measurement of the displacement of the object distance can be obtained.

ミキサとしては、非線形ミキサを用いることができる。また、電磁波発振部の電力を用いて非線形ミキサを駆動する装置とすることができる。よって、第一乗算部及び第二乗算部の出力には、副次的なスペクトラムが出るのでフィルタ、例えばハイパスフィルター、ローパスフィルター及びバンドパスフィルター等を適宜組み合わせることにより所望の周波数成分(例えばf−f)を選択する周波数選択部を備えることが好ましい。第一乗算部及び第二乗算部は、例えば、ショットキーダイオードを用いて第一周波数波形又は第二周波数波形を注入してそれにより駆動させることにより、第一周波数波形又は第二周波数波形と入力された反射合成波とを乗算させることができる。 A non-linear mixer can be used as the mixer. Moreover, it can be set as the apparatus which drives a nonlinear mixer using the electric power of an electromagnetic wave oscillation part. Therefore, since a secondary spectrum appears at the outputs of the first multiplier and the second multiplier, a desired frequency component (for example, f 1) can be obtained by appropriately combining filters such as a high-pass filter, a low-pass filter, and a band-pass filter. preferably comprises a frequency selector for selecting -f 2). The first multiplication unit and the second multiplication unit, for example, input the first frequency waveform or the second frequency waveform by injecting and driving the first frequency waveform or the second frequency waveform using a Schottky diode. The reflected combined wave can be multiplied.

また、本発明の脈波測定装置は、第一周波数及び第二周波数が、7GHz以上の周波数であることが好ましい。血管の収縮・拡張時の変動量が100μm程度であるため、その1/3の33μm程度の位相差に対する距離精度Δλ(μm/degree)が必要と思われる。よって、図27より、7GHz以上の周波数であることが望ましい。なお、Δλと周波数[GHz]との関係は、下記の式で表すことができる。
Δλ=207.75/(周波数[GHz])
In the pulse wave measuring device of the present invention, the first frequency and the second frequency are preferably 7 GHz or more. Since the fluctuation amount at the time of contraction / dilation of the blood vessel is about 100 μm, it is considered necessary to have a distance accuracy Δλ (μm / degree) for a phase difference of about 1/3 of about 33 μm. Therefore, from FIG. 27, it is desirable that the frequency is 7 GHz or more. The relationship between Δλ and frequency [GHz] can be expressed by the following equation.
Δλ = 207.75 / (frequency [GHz])

本発明の脈波測定装置に用いる距離の変位の測定方法においては、第一周波数f及び第二周波数fの和(f+f)が大きくなれば測定の分解能が向上する。したがって、7GHz以上、好ましくは10GHz以上、より好ましくは24GHz以上の周波数の電磁波を用いることにより、脈波測定の分解能を向上することができる。 In the distance displacement measuring method used in the pulse wave measuring device of the present invention, the measurement resolution improves if the sum (f 1 + f 2 ) of the first frequency f 1 and the second frequency f 2 increases. Therefore, the resolution of pulse wave measurement can be improved by using an electromagnetic wave having a frequency of 7 GHz or more, preferably 10 GHz or more, more preferably 24 GHz or more.

また、本発明の脈波測定装置は、第一周波数及び第二周波数が、10GHz〜100GHzの間の周波数であることが好ましい。   In the pulse wave measuring apparatus of the present invention, it is preferable that the first frequency and the second frequency are frequencies between 10 GHz and 100 GHz.

上述のように、本発明の脈波測定装置に用いる距離の変位の測定方法においては、第一周波数f及び第二周波数fの和(f+f)が大きくなれば、測定の分解能が向上するため、高い周波数の電磁波を用いることが好ましい。しかしながら、周波数が高すぎる場合には皮膚表面で反射するようになるため、侵襲性が弱く、レーザー計測に近づいてしまうという問題が生じる。そのため、第一周波数及び第二周波数が、10GHz〜100GHz、好ましくは15GHz〜60GHz、より好ましくは20GHz〜30GHzの間の周波数であることが好ましい。 As described above, in the distance displacement measuring method used in the pulse wave measuring device of the present invention, if the sum (f 1 + f 2 ) of the first frequency f 1 and the second frequency f 2 increases, the measurement resolution Therefore, it is preferable to use high frequency electromagnetic waves. However, when the frequency is too high, the light is reflected on the skin surface, so that the invasiveness is weak and the laser measurement approaches. Therefore, the first frequency and the second frequency are preferably 10 GHz to 100 GHz, preferably 15 GHz to 60 GHz, and more preferably 20 GHz to 30 GHz.

また、本発明の脈波測定装置は、第一電磁波と第二電磁波とを対象物に対して照射し、反射合成波受信部が2つのアンテナであり、2つのアンテナが、第一乗算部及び第一乗算部にそれぞれ接続されていることが好ましい。   Further, the pulse wave measuring apparatus of the present invention irradiates the object with the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave, the reflected synthetic wave receiving unit is two antennas, the two antennas are the first multiplier unit and It is preferable that each of the first multipliers is connected.

脈波測定装置が2つのアンテナを有し、それぞれ第一乗算部及び第一乗算部に接続されることにより、第一乗算部及び第一乗算部での所定の波形の乗算を、精度よく確実に行うことができる。   The pulse wave measuring device has two antennas and is connected to the first multiplication unit and the first multiplication unit, respectively, so that the multiplication of a predetermined waveform in the first multiplication unit and the first multiplication unit can be accurately and reliably performed. Can be done.

また、本発明の脈波測定装置は、変位測定部が、距離の変位に含まれる呼吸、体動、当該脈波測定装置の移動の少なくともいずれか1つに基づく変位を除去する脈波外変位除去部を備えることが好ましい。   In the pulse wave measuring device of the present invention, the displacement measuring unit removes the displacement based on at least one of respiration, body motion, and movement of the pulse wave measuring device included in the distance displacement. It is preferable to provide a removal unit.

一般に、変位測定部で測定された波形には、脈波以外に呼吸及び体動等が重畳した波形を示すこととなる。脈波測定が、呼吸、体動、当該脈波測定装置の移動などによる距離の変位の影響を受けると、脈波測定を正確に行うことができない場合がある。そのため、距離の変位に含まれる呼吸、体動、当該脈1波測定装置の移動の少なくともいずれか1つに基づく変位を除去することにより、脈波測定の精度を向上することができる。   In general, the waveform measured by the displacement measuring unit shows a waveform in which respiration, body movement, and the like are superimposed in addition to the pulse wave. If the pulse wave measurement is affected by the displacement of the distance due to respiration, body movement, movement of the pulse wave measurement device, etc., the pulse wave measurement may not be performed accurately. Therefore, the accuracy of pulse wave measurement can be improved by removing the displacement based on at least one of respiration, body movement, and movement of the pulse 1 wave measurement device included in the distance displacement.

脈波外変位除去部における所定の変位の除去は、例えば、呼吸、体動、当該脈波測定装置の移動などによる距離の変位を別途測定し、その測定結果と脈波測定結果とを比較することにより行うことができる。一般に、呼吸は3秒から4秒の周期の振幅が大きい波形を示し、脈波は約1秒周期の小さな波形を示すので、変位測定部で測定された波形を解析することにより、脈波外変位除去部における所定の変位の除去を行うことができる。   The removal of the predetermined displacement in the extra-pulse wave displacement removing unit is, for example, separately measuring the distance displacement due to breathing, body movement, movement of the pulse wave measuring device, etc., and comparing the measurement result with the pulse wave measurement result. Can be done. In general, breathing shows a waveform with a large amplitude with a period of 3 to 4 seconds, and a pulse wave shows a small waveform with a period of about 1 second, so by analyzing the waveform measured by the displacement measuring unit, A predetermined displacement can be removed in the displacement removing unit.

また、本発明の脈波測定装置は、変位測定部が、対象物の距離の変位の測定の結果を連続的に得ることが好ましい。   In the pulse wave measuring device of the present invention, it is preferable that the displacement measuring unit continuously obtains the measurement result of the displacement of the distance of the object.

脈波測定のためには、距離の変位の時間変化を測定することが必要である。そのため対象物の距離の変位の測定の結果を連続的に得ることが好ましい。変位測定部が、対象物の距離の変位の測定の結果を連続的に得ることにより、脈波測定を確実に行うことができる。   In order to measure the pulse wave, it is necessary to measure the time change of the displacement of the distance. Therefore, it is preferable to obtain continuously the measurement result of the displacement of the distance of the object. The displacement measuring unit can obtain pulse wave measurement reliably by continuously obtaining the measurement results of the displacement of the distance of the object.

また、本発明の脈波測定装置は、変位測定部によって測定された対象物の距離の変位に基づいて、脈波に関する指標の算出の結果を求める指標算出部を備えることが好ましい。   In addition, the pulse wave measurement device of the present invention preferably includes an index calculation unit that obtains a calculation result of an index related to the pulse wave based on the displacement of the distance of the object measured by the displacement measurement unit.

脈波に関する指標とは、動脈の硬さ、脈波速度(PWV)の推定値、AI(Augmentation Index)及びCAVI(Cardio Ankle Vascular Index:心臓足首血管指数)などのことをいう。指標算出部は、変位測定部により得られた対象物の距離の変位の測定の結果を用いて脈波に関する指標の算出の結果を求めるように構成される部分である。指標算出部を備えることにより、脈波に関する指標の算出を確実に行うことができる。   The index relating to the pulse wave refers to the stiffness of the artery, the estimated value of the pulse wave velocity (PWV), AI (Augmentation Index), CAVI (Cardio Ankle Vascular Index), and the like. The index calculation unit is a part configured to obtain the calculation result of the index related to the pulse wave using the measurement result of the displacement of the distance of the object obtained by the displacement measurement unit. By providing the index calculation unit, it is possible to reliably calculate the index related to the pulse wave.

また、本発明の脈波測定装置は、脈波に関する指標が、時間に対する距離の変位の極大値もしくは極小値の値、複数の極大値もしくは極小値間の時間、又は、複数の極大値もしくは極小値間の値の差に基づいて算出する指標であることが好ましい。   In the pulse wave measuring device of the present invention, the pulse wave index includes a maximum value or a minimum value of displacement of distance with respect to time, a time between a plurality of maximum values or minimum values, or a plurality of maximum values or minimum values. It is preferable that the index is calculated based on the difference between the values.

脈波に関する指標として、脈波速度を具体例に説明する。図3に、本発明の脈波測定装置によって得られる、対象物の距離の変位の測定の結果の一例を示す。図3の横軸(x軸)は時間であり、縦軸(y軸)は対象物の距離の変位に比例する出力電圧である。図3の場合の対象物は人間であり、距離の変位の測定部位は大動脈起始部(「A点」という)及び下行大動脈(「B点」という)の2箇所である。図3から明らかなように、両方の測定部位における時間に対する距離の変位はいくつかの極大値を示している。図3において脈波に関する指標として、例えば脈波速度を測定する場合、大動脈起始部(A点)の極大値A1に関する脈波が血管を伝播して下行大動脈(B点)の極大値B1として測定されたものと考えられる。極大値A1と極大値B1との時間差をΔtとし、別途測定したA点とB点との間の距離をLとすると、脈波速度(PWV)は、次の式(101)により求めることができる。
PWV=L/Δt ・・・(101)
A pulse wave velocity will be described as a specific example as an index related to a pulse wave. FIG. 3 shows an example of the measurement result of the displacement of the distance of the object obtained by the pulse wave measuring device of the present invention. In FIG. 3, the horizontal axis (x-axis) is time, and the vertical axis (y-axis) is the output voltage proportional to the displacement of the distance of the object. The object in the case of FIG. 3 is a human, and there are two distance displacement measurement sites: the aortic root (referred to as “A point”) and the descending aorta (referred to as “B point”). As is clear from FIG. 3, the displacement of the distance with respect to time at both measurement sites shows several local maximum values. As an index related to the pulse wave in FIG. 3, for example, when measuring the pulse wave velocity, the pulse wave related to the maximum value A1 of the aortic root (point A) propagates through the blood vessel and becomes the maximum value B1 of the descending aorta (point B). It is thought that it was measured. When the time difference between the maximum value A1 and the maximum value B1 is Δt and the distance between the separately measured points A and B is L, the pulse wave velocity (PWV) can be obtained by the following equation (101). it can.
PWV = L / Δt (101)

図3の例では、極大値A1と極大値B1との時間差(Δt)は0.05秒であり、別途測定したA点とB点との間の距離(L)は20cmであったことから、脈波速度(PWV)は、4m/secであるといえる。   In the example of FIG. 3, the time difference (Δt) between the maximum value A1 and the maximum value B1 is 0.05 seconds, and the distance (L) between the points A and B measured separately is 20 cm. It can be said that the pulse wave velocity (PWV) is 4 m / sec.

次に、時間に対する距離の変位の極大値を用いることによる脈波に関する指標として、AI(Augmentation Index)を例に、その求め方について説明する。図3において、大動脈起始部(A点)では、極大値A1の0.15秒後に極大値A2が観測されていることがわかる。この極大値A2は、極大値A1に関する脈波が血管を伝播して下行大動脈分岐部まで達し、そこで脈波が反射したための反射波に起因するものであるといえる。極大値A1の値をP1、極大値A2の値をP2、P1及びP2のうち大きい方の値をPPとすると、ΔP=(P2−P1)として、AIは、次に示す式(101)により求めることができる。
AI=ΔP/PP ・・・(101)
なお、極大値A1の値P1及び極大値A2の値P2は、バックグラウンドを差し引いた値を用いることができる。
Next, as an index related to the pulse wave by using the maximum value of the displacement of the distance with respect to time, an AI (Augmentation Index) is taken as an example, and how to find it will be described. In FIG. 3, it can be seen that the maximum value A2 is observed 0.15 seconds after the maximum value A1 at the aortic root (point A). It can be said that the maximum value A2 is caused by the reflected wave that the pulse wave related to the maximum value A1 propagates through the blood vessel to reach the descending aortic bifurcation and the pulse wave is reflected there. Assuming that the maximum value A1 is P1, the maximum value A2 is P2, and the larger value of P1 and P2 is PP, ΔP = (P2−P1), and AI is expressed by the following equation (101): Can be sought.
AI = ΔP / PP (101)
In addition, the value which subtracted the background can be used for the value P1 of the maximum value A1 and the value P2 of the maximum value A2.

上述の脈波速度の測定の例では、大動脈起始部及び下行大動脈測定部位の2箇所の測定部位での測定から求める場合について説明した。しかしながら、AIの求め方で説明したような下行大動脈分岐部等からの脈波の反射波を用いることにより、一箇所の脈波速度の測定によって脈波速度を測定することが可能である。   In the above-described example of the measurement of the pulse wave velocity, the case of obtaining from the measurement at the two measurement sites of the aortic origin and the descending aorta measurement site has been described. However, the pulse wave velocity can be measured by measuring the pulse wave velocity at one place by using the reflected wave of the pulse wave from the descending aortic bifurcation as described in the method of obtaining AI.

以上、脈波速度及びAIを例に、時間に対する距離の変位の極大値の値、複数の極大値間の時間、又は、極大値間の値の差に基づいて、脈波に関する指標を算出する方法について述べた。また、上述の極大値に基づく場合と同様に、時間に対する距離の変位の極小値の値、複数の極小値間の時間、又は、複数の極小値間の値の差に基づいて、脈波に関する指標を算出することもできる。本発明の脈波測定装置を用いるならば、時間に対する距離の変位の極大値又は極小値を測定することができるので、脈波速度及びAI以外の指標についても時間に対する距離の変位の極大値又は極小値の値を用いることにより、容易に算出が可能である。   As described above, the pulse wave index is calculated based on the maximum value of the displacement of distance with respect to time, the time between a plurality of maximum values, or the difference between the values between the maximum values, taking the pulse wave velocity and AI as an example. The method was described. Further, similarly to the case based on the above-described maximum value, the pulse wave is based on the minimum value of the displacement of the distance with respect to time, the time between the plurality of minimum values, or the difference between the values between the plurality of minimum values. An index can also be calculated. If the pulse wave measuring device of the present invention is used, the maximum value or the minimum value of the displacement of the distance with respect to time can be measured. Therefore, the maximum value of the displacement of the distance with respect to time or the index other than the pulse wave velocity and AI can be measured. By using the minimum value, it is possible to easily calculate.

また、本発明の脈波測定装置は、指標が、動脈の硬さに関する指標であることが好ましい。   In the pulse wave measuring device of the present invention, it is preferable that the index is an index related to the hardness of the artery.

一般に、動脈の硬化が進むと、血管に弾力性がなくなり脈波速度は速くなる。したがって、脈波速度を指標として動脈の硬さを推定することができ、動脈硬化の進行に関する情報を得ることができる。具体的には、例えば、心臓からの駆出波及び末梢血管からの反射波の脈波波形の解析を行うことにより、中枢血管の動脈硬化に関する情報を得ることができる。   Generally, as arteriosclerosis progresses, the blood vessels lose elasticity and the pulse wave velocity increases. Therefore, the stiffness of the artery can be estimated using the pulse wave velocity as an index, and information regarding the progression of arteriosclerosis can be obtained. Specifically, for example, information on the arteriosclerosis of the central blood vessel can be obtained by analyzing the pulse wave waveform of the ejection wave from the heart and the reflection wave from the peripheral blood vessel.

また、本発明の脈波測定装置は、指標が、脈波速度の推定値又はAIであることが好ましい。   In the pulse wave measuring device of the present invention, the index is preferably an estimated value of pulse wave velocity or AI.

上述のように、脈波速度及びAIは、本発明の脈波測定装置によって、時間に対する距離の変位の極大値の値に基づいて算出することができる。これらの指標を用いることにより、動脈硬化症、高血圧症・高脂血症、閉塞性肥大型心筋症、拡張型心筋症、大動脈弁閉鎖不全、甲状腺機能亢進症及び閉塞性動脈硬化症・糖尿病等の少なくともいずれか1つの血管に関係する病状の有無や程度を評価することができる。   As described above, the pulse wave velocity and AI can be calculated based on the maximum value of the displacement of the distance with respect to time by the pulse wave measuring device of the present invention. By using these indicators, arteriosclerosis, hypertension / hyperlipidemia, obstructive hypertrophic cardiomyopathy, dilated cardiomyopathy, aortic regurgitation, hyperthyroidism, obstructive arteriosclerosis / diabetes, etc. The presence / absence or degree of a medical condition related to at least one of the blood vessels can be evaluated.

また、本発明の脈波測定装置は、あらかじめ設定したパターンに対応した判定の結果を設定しておき、変位測定部によって測定された対象物の距離の変位のパターンと、あらかじめ設定したパターンとを比較して、その比較結果に基づいて判定の結果を得る判定部を備えることが好ましい。   Further, the pulse wave measuring device of the present invention sets a determination result corresponding to a preset pattern, and a displacement pattern of the distance of the object measured by the displacement measuring unit, and a preset pattern. It is preferable to provide a determination unit that compares and obtains a determination result based on the comparison result.

あらかじめ設定したパターンとは、一般的に動脈硬化症等の病状の場合に典型的に表れる、上記測定する対象物の距離の変位の時間変化のパターンであって、あらかじめ測定して決定した所定のパターンのことをいう。判定部が、変位測定部によって測定された対象物の距離の変位のパターンと、あらかじめ設定したパターンとを比較して、病状等の有無や程度の判定の結果を得ることにより、短時間で容易に判定の結果を得ることができる。   The preset pattern is a pattern of time change of the displacement of the distance of the object to be measured, which typically appears in the case of a medical condition such as arteriosclerosis, and is a predetermined pattern determined by measurement in advance. It means a pattern. The judgment unit compares the displacement pattern of the distance of the object measured by the displacement measurement unit with a preset pattern, and obtains the result of judgment of the presence or absence of the medical condition, etc., and easily in a short time The determination result can be obtained.

また、本発明の脈波測定装置は、判定の結果が、正常、動脈硬化症、高血圧症・高脂血症、閉塞性肥大型心筋症、拡張型心筋症、大動脈弁閉鎖不全、甲状腺機能亢進症、閉塞性動脈硬化症・糖尿病の少なくともいずれか1つに関する判定の結果であることが好ましい。   In addition, the pulse wave measuring device of the present invention has a determination result of normal, arteriosclerosis, hypertension / hyperlipidemia, obstructive hypertrophic cardiomyopathy, dilated cardiomyopathy, aortic regurgitation, hyperthyroidism It is preferable that it is the result of the determination regarding at least one of infectious disease, obstructive arteriosclerosis, and diabetes.

本発明の脈波測定装置により脈波に関する情報を測定することにより、正常、動脈硬化症、高血圧症・高脂血症、閉塞性肥大型心筋症、拡張型心筋症、大動脈弁閉鎖不全、甲状腺機能亢進症、閉塞性動脈硬化症・糖尿病の少なくともいずれか1つに関する判定の結果を精度良く容易に得ることができる。   By measuring information on pulse waves with the pulse wave measuring device of the present invention, normal, arteriosclerosis, hypertension / hyperlipidemia, obstructive hypertrophic cardiomyopathy, dilated cardiomyopathy, aortic regurgitation, thyroid gland The determination result regarding at least one of hyperfunction, obstructive arteriosclerosis, and diabetes can be easily obtained with high accuracy.

また、本発明の脈波測定装置は、変位測定部によって測定された対象物の距離の変位を所定のサンプリングレートで所定時間記録した脈波情報とともに、結果を関連付けて記憶する記憶手段を備えることが好ましい。   In addition, the pulse wave measuring device of the present invention includes storage means for associating and storing the result together with pulse wave information in which the displacement of the distance of the object measured by the displacement measuring unit is recorded at a predetermined sampling rate for a predetermined time. Is preferred.

記憶手段が、変位測定部によって測定された対象物の距離の変位を所定のサンプリングレートで所定時間記録した脈波情報とともに、結果を関連付けて記憶することにより、結果のみならず、脈波情報である脈波パターン(測定された対象物の変位の時間変化)それ自体を容易に精査することができるので、医師等が、より詳しい病状の解析を容易にかつ正確に行うことができる。   The storage means stores the displacement of the distance of the object measured by the displacement measuring unit in association with the pulse wave information recorded at a predetermined sampling rate for a predetermined time, and stores the result in association with the pulse wave information. Since a certain pulse wave pattern (a time change in the measured displacement of the object) can be easily scrutinized, a doctor or the like can easily and accurately analyze a more detailed medical condition.

所定のサンプリングレートは、10sps以上であることが好ましく、10〜400spsであることがより好ましく、100〜300spsであることがさらに好ましい。   The predetermined sampling rate is preferably 10 sps or more, more preferably 10 to 400 sps, and further preferably 100 to 300 sps.

「記憶手段」としては、公知のハードディスクドライブ、CDドライブ、DVDドライブ及び各種メモリ等、脈波情報を電子的に保存することができるものであることが、関連付けを容易にできることから好ましい。   The “storage means” is preferably a device that can electronically store pulse wave information, such as a known hard disk drive, CD drive, DVD drive, and various memories, because the association can be facilitated.

また、本発明の脈波測定装置は、結果を報知する報知手段を備え、結果が得られない測定異常の場合の報知態様と、結果が得られた場合の測定結果の報知態様とを異なる報知態様とすることが好ましい。   Further, the pulse wave measuring apparatus of the present invention includes a notifying unit for notifying a result, and a notification mode for a measurement abnormality in which a result is not obtained is different from a notification mode for a measurement result when a result is obtained. It is preferable to set it as an aspect.

結果を報知する報知手段は、結果が得られない測定異常の場合の報知態様と、結果が得られた場合の測定結果の報知態様との両方を報知することが好ましい。結果が得られない測定異常の場合に報知するための報知手段を備えることにより、医師等による再測定を確実に行うことができる。また、結果が得られた場合に報知するための報知手段を備えることにより、特に病状が正常でない場合には、医師等がそれを見落とすことなく対処することを確実にできる。   It is preferable that the notifying means for notifying the result notifies both the notification mode in the case of a measurement abnormality in which the result cannot be obtained and the notification mode of the measurement result in the case where the result is obtained. By providing an informing means for informing in the case of a measurement abnormality for which a result cannot be obtained, remeasurement by a doctor or the like can be reliably performed. In addition, by providing a notifying means for notifying when a result is obtained, it is possible to ensure that a doctor or the like copes without overlooking particularly when the medical condition is not normal.

報知手段としては、具体的には、脈波測定装置の操作ディスプレー上のアラーム、別途配置された警告灯及びブザー等の音響警告装置等、公知のものを用いることができる。   Specifically, known means such as an alarm on the operation display of the pulse wave measuring device, an acoustic warning device such as a warning light and a buzzer arranged separately can be used as the notification means.

また、本発明の脈波測定装置は、上述の脈波測定装置を複数備え、各脈波測定装置の対象物が同一人の異なる部位の血管に対応する位置に設定し、各脈波測定装置の変位測定部から出力される対象物の距離の変位の測定の結果のずれに基づいて脈波に関する指標を算出する、脈波測定装置であることが好ましい。   Further, the pulse wave measuring device of the present invention includes a plurality of the above-described pulse wave measuring devices, and the object of each pulse wave measuring device is set at a position corresponding to a blood vessel of a different part of the same person, It is preferable that the pulse wave measuring device calculates an index relating to a pulse wave based on a deviation of the measurement result of the displacement of the distance of the object output from the displacement measuring unit.

上述のように、例えば、脈波速度を測定する場合には、大動脈起始部及び下行大動脈測定部位の2箇所の測定部位での測定から求める方法の以外にも、AIの測定で説明した下行大動脈分岐部等からの脈波の反射波を用いることにより、一箇所の脈波速度の測定によって脈波速度を測定することが可能である。しかしながら、脈波の反射が必ずしも予期した場所で生じるとは限らないことから、上述の脈波測定装置を複数備え、各脈波測定装置の対象物が同一人の異なる部位の血管に対応する位置に設定し、各脈波測定装置の変位測定部から出力される対象物の距離の変位の測定の結果のずれに基づいて脈波に関する指標を算出することが好ましい。   As described above, for example, when measuring the pulse wave velocity, in addition to the method of obtaining from the measurement at two measurement sites of the aortic origin and the descending aorta measurement site, the descending described in the measurement of AI By using the reflected wave of the pulse wave from the aortic bifurcation or the like, the pulse wave velocity can be measured by measuring the pulse wave velocity at one location. However, since the reflection of the pulse wave does not always occur at the expected location, the pulse wave measurement device includes a plurality of the pulse wave measurement devices, and the object of each pulse wave measurement device corresponds to a blood vessel of a different part of the same person. It is preferable to calculate the index related to the pulse wave based on the deviation of the measurement result of the displacement of the distance of the object output from the displacement measuring unit of each pulse wave measuring device.

脈波に関する指標としては、例えば、各脈波測定装置の変位測定部から出力される対象物との距離の変位の測定の結果の特徴点間の時間差と、前記同一人の異なる部位間の距離とに基づいて得られる脈波速度に関する指標とするとよい。特徴点としては、測定結果の脈波波形の立ち上がりの点、ピーク(極大値又は極小値)の点とするとよく、比較する脈波波形は時間的に直近の2つの類似のパターンの脈波波形とするとよい。   As an index related to the pulse wave, for example, the time difference between the characteristic points as a result of the measurement of the displacement of the distance from the object output from the displacement measuring unit of each pulse wave measuring device, and the distance between different parts of the same person It is good to use it as the index regarding the pulse wave velocity obtained based on. The characteristic points may be the rising point and peak (maximum value or minimum value) of the pulse waveform of the measurement result, and the pulse waveform to be compared is the pulse waveform of two similar patterns that are closest in time. It is good to do.

また、本発明の脈波測定装置は、対象物を固定する対象物固定手段をさらに備え、対象物固定手段は、ベッド又は椅子であることが好ましい。   The pulse wave measuring device of the present invention further includes an object fixing means for fixing the object, and the object fixing means is preferably a bed or a chair.

脈波測定の対象物は生体なので、動きが生じる場合がある。正確な脈波測定のためには、脈波以外の余分な動きをできるだけ防止することが好ましい。本発明の脈波測定装置は、対象物を固定する対象物固定手段をさらに備えることにより、脈波以外の余分な動きをできるだけ防止し、測定の精度を向上することができる。   Since the object of pulse wave measurement is a living body, movement may occur. For accurate pulse wave measurement, it is preferable to prevent extra movement other than the pulse wave as much as possible. The pulse wave measuring device of the present invention further includes an object fixing means for fixing the object, thereby preventing extra movement other than the pulse wave as much as possible and improving the measurement accuracy.

対象物固定手段は、公知のものを用いることができる。対象物固定手段としては、特に、ベッド又は椅子であることが好ましい。本発明の脈波測定装置を、例えば病院等の建物の中に配置する場合には、ベッド又は椅子を対象物固定手段とすることができる。ベッド又は椅子は、さらに対象物固定用のバンド等を備えることができる。   A well-known thing can be used for a target fixing means. In particular, the object fixing means is preferably a bed or a chair. When the pulse wave measuring device of the present invention is arranged in a building such as a hospital, for example, a bed or a chair can be used as the object fixing means. The bed or chair can further include a band for fixing the object.

また、本発明の脈波測定装置は、距離の変位を測定できることから、脈波以外の体動測定のためにも応用することができる。例えば、本発明の脈波測定装置を応用することにより、心拍及び呼吸の測定を行うための装置を得ることもできる。   In addition, since the pulse wave measuring device of the present invention can measure the displacement of the distance, it can be applied to body motion measurement other than the pulse wave. For example, a device for measuring heartbeat and respiration can be obtained by applying the pulse wave measuring device of the present invention.

本発明によれば、測定の対象物である生体に対して非接触かつ高い精度で脈波測定を行うことができる脈波測定装置を提供することができる。また、本発明によれば、生体振動波形(脈波波形)、特に、末梢動脈圧波形を検出するだけでなく、直接大動脈等の脈波波形を検出可能であり非周期振動も含む検出精度の高い脈波測定装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pulse-wave measuring apparatus which can perform a pulse-wave measurement with high precision in non-contact with respect to the biological body which is a measuring object can be provided. Further, according to the present invention, not only the biological vibration waveform (pulse waveform), particularly the peripheral artery pressure waveform, but also the pulse waveform of the aorta or the like can be directly detected, and the detection accuracy including non-periodic vibration can be achieved. A high pulse wave measuring device can be provided.

また、本発明の脈波測定装置によれば、非接触にて生体振動、特に大動脈血管の振動である大動脈の脈波波形を検出することができる。このため、末梢動脈の脈波波形から、平均的伝達特性(Generalized Transfer Function; GTF)により、大動脈圧波形を推定する必要がなく、直接、大動脈圧波形の検出が可能になる。   In addition, according to the pulse wave measuring device of the present invention, it is possible to detect a living body vibration, in particular, a pulse wave waveform of the aorta that is a vibration of the aortic blood vessel without contact. For this reason, it is not necessary to estimate the aortic pressure waveform from the pulse waveform of the peripheral artery by means of an average transfer characteristic (Generalized Transfer Function; GTF), and the aortic pressure waveform can be directly detected.

また、本発明の脈波測定装置は、周波数安定性の悪い低価格の発振回路を用いた場合でも、高い精度で脈波測定を行うことができるので、高い精度かつ低価格の脈波測定装置を提供することができる。   In addition, the pulse wave measuring device of the present invention can perform pulse wave measurement with high accuracy even when a low-cost oscillation circuit with poor frequency stability is used. Therefore, the pulse wave measuring device with high accuracy and low cost can be obtained. Can be provided.

本発明の脈波測定装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the pulse-wave measuring apparatus of this invention. 0.8MHzの合成波波形の位相差φと距離dとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between phase difference (phi) of the synthetic wave waveform of 0.8 MHz, and distance d. 実施例3の脈波波形であって、50代成人女性の2点間(L=20cm)の脈波測定結果の一例である。It is a pulse wave waveform of Example 3, Comprising: It is an example of the pulse wave measurement result between 2 points | pieces (L = 20cm) of an adult woman in her 50s. 本発明の脈波測定装置において、第一電磁波及び第二電磁波が重なり合う部分(被測定部)を説明するための模式図である。In the pulse wave measuring device of the present invention, it is a schematic diagram for explaining a part (measurement part) where the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave overlap. 本発明の実施例1の脈波測定装置のシステム構成の模式図である。It is a schematic diagram of the system configuration | structure of the pulse-wave measuring apparatus of Example 1 of this invention. 本発明の脈波測定装置を用いた脈波計測手順の一例である。It is an example of the pulse wave measurement procedure using the pulse wave measuring device of the present invention. 血管中の脈波の伝播を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the propagation of the pulse wave in the blood vessel. 本発明の実施例1の脈波測定装置を用いて測定した呼吸と脈波とが重畳した波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the waveform with which the respiration and pulse wave which were measured using the pulse wave measuring apparatus of Example 1 of this invention were superimposed. 本発明の実施例1の脈波測定装置を用いた脈波計測手順により取得された、詳細な脈波波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the detailed pulse wave waveform acquired by the pulse wave measurement procedure using the pulse wave measuring apparatus of Example 1 of this invention. 本発明の実施例2の脈波測定装置のシステム構成の模式図である。It is a schematic diagram of the system configuration | structure of the pulse-wave measuring apparatus of Example 2 of this invention. 実施例2において、ベッドに仰向けになった成人女性(50代)の呼吸と脈波とが混在したデータの一例を示す波形図である。In Example 2, it is a wave form diagram which shows an example of the data in which the respiration and the pulse wave of the adult woman (50s) who lay on their back on the bed were mixed. 図11において、被検者に4秒ないし5秒間だけ故意に呼吸を止めてもらい無呼吸状態での波形を測定した脈波波形の部分(6sec〜10sec)を拡大した波形図である。In FIG. 11, it is the wave form diagram which expanded the part (6 sec-10 sec) of the pulse wave waveform which asked the subject to stop breathing intentionally only for 4 to 5 seconds and measured the waveform in the apnea state. 図12の一部(7.2sec〜8.4sec)をさらに拡大した波形図である。It is the wave form diagram which expanded a part (7.2 sec-8.4 sec) of Drawing 12 further. 実施例2において、成人男性(60代)の脈波波形の一例を示す図である。In Example 2, it is a figure which shows an example of the pulse wave waveform of an adult male (60s). 図14の一部(9.1sec〜9.9sec)を拡大した脈波波形を示す図である。It is a figure which shows the pulse wave waveform which expanded a part (9.1 sec-9.9 sec) of FIG. 実施例3の脈波波形を示す図3において、大動脈起始部及び下行大動脈波波形部分(7sec〜9sec)を拡大した脈波波形を示す図である。In FIG. 3 which shows the pulse wave waveform of Example 3, it is a figure which shows the pulse wave waveform which expanded the aortic origin part and the descending aortic wave waveform part (7 sec-9 sec). 実施例3において、二つの移動体検出センサー(Sensor1及びSensor2)が距離L1だけ離して配置され、Sensor2から下行大動脈分岐部までをL2と仮定した位置関係を示す模式図である。In Example 3, it is a schematic diagram which shows the positional relationship as which two moving body detection sensors (Sensor1 and Sensor2) were arrange | positioned only the distance L1, and it assumed L2 from Sensor2 to the descending aortic bifurcation. 実施例3において、50代成人女性の大動脈起始部の脈波波形を示す図である。In Example 3, it is a figure which shows the pulse wave waveform of the aortic origin part of a 50s adult woman. 図18の一部(7.2sec〜8.4sec)を拡大した脈波波形を示す図である。It is a figure which shows the pulse wave waveform which expanded a part (7.2 sec-8.4 sec) of FIG. 実施例3において、60代成人男性の大動脈起始部の脈波波形を示す図である。In Example 3, it is a figure which shows the pulse wave waveform of the aortic origin part of a 60s adult male. 図20の一部(9.1sec〜9.9sec)を拡大した脈波波形を示す図である。It is a figure which shows the pulse wave waveform which expanded a part (9.1 sec-9.9 sec) of FIG. 本発明の実施例4のために用いた脈波計測システムの概要を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline | summary of the pulse-wave measuring system used for Example 4 of this invention. 実施例4において、50代成人女性の2点(大動脈起始部及び大腿動脈)の間(L=57cm)の脈波測定結果を示す図である。In Example 4, it is a figure which shows the pulse wave measurement result between 2 points | pieces (aortic origin part and femoral artery) (L = 57 cm) of an adult woman in her 50s. 図23において、無呼吸状態にて測定した、大動脈起始部及び大腿動脈の脈波波形部分(5sec〜10sec)を拡大したものである。FIG. 23 is an enlarged view of the pulse waveform (5 sec to 10 sec) of the aortic root and femoral artery measured in the apnea state. 図23において、無呼吸状態にて測定した、大動脈起始部及び大腿動脈の脈波波形部分(15sec〜20sec)を拡大したものである。FIG. 23 is an enlarged view of the pulse waveform (15 sec to 20 sec) of the aortic root and femoral artery measured in the apnea state. 実施例4において、50代成人女性の2点間(L=20cm)、大動脈起始部(A点)及び下行大動脈(B(B点)の脈波波形を示している。In Example 4, the pulse wave waveform between two points (L = 20 cm), an aortic origin (point A) and a descending aorta (point B (point B)) in an adult female in their 50s is shown. 距離精度Δλ(μm/degree)の周波数帯域に対する変化を示す図である。It is a figure which shows the change with respect to the frequency band of distance precision (DELTA) lambda (micrometer / degree).

本発明は、所定の距離の変位の測定方法により得られた、生体等の対象物の距離の変位の測定値に基づいて脈波測定をするように構成される脈波測定装置である。本発明の脈波測定装置に用いられる距離の変位の測定方法は、非接触かつ高い精度での距離の変位の測定が可能である。そのため、本発明によれば、測定の対象物である生体に対して非接触かつ高い精度で脈波測定を行うことができる脈波測定装置を提供することができる。   The present invention is a pulse wave measuring apparatus configured to measure a pulse wave based on a measured value of a distance displacement of an object such as a living body obtained by a displacement measuring method of a predetermined distance. The distance displacement measuring method used in the pulse wave measuring apparatus of the present invention can measure the distance displacement in a non-contact and highly accurate manner. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a pulse wave measurement device that can perform pulse wave measurement with high accuracy in a non-contact manner with respect to a living body that is an object to be measured.

本発明の脈波測定装置における対象物50の距離の変位の測定方法を、図1を参照して具体的に説明する。なお、本明細書において、一つのアンテナ及びそれに付属する回路を「移動体検出センサー」という場合がある。例えば、図1の第一アンテナ12及びそれに付属する回路(例えば図1の符号A1で表した部分)は、「移動体検出センサー」である。同様に、第二アンテナ22「移動体検出センサー」及びそれに付属する回路(例えば図1の符号A2で表した部分)は、「移動体検出センサー」である。また、図1中、アンテナ12及び22並びに点線Cの範囲の装置を「マイクロ波微小変位センサー」という場合がある。   The method for measuring the displacement of the distance of the object 50 in the pulse wave measuring device of the present invention will be specifically described with reference to FIG. In this specification, one antenna and a circuit attached to the antenna may be referred to as a “moving body detection sensor”. For example, the first antenna 12 in FIG. 1 and a circuit attached to the first antenna 12 (for example, a portion represented by reference numeral A1 in FIG. 1) are “moving body detection sensors”. Similarly, the second antenna 22 “moving body detection sensor” and a circuit attached to the second antenna 22 (for example, a portion represented by reference numeral A2 in FIG. 1) are “moving body detection sensors”. In FIG. 1, the devices in the range of the antennas 12 and 22 and the dotted line C may be referred to as “microwave minute displacement sensor”.

図1に示す本発明の脈波測定装置は、電磁波発振部として、第一アンテナ(第一電磁波発振部)12及び第二アンテナ(第二電磁波発振部)22を有する。電磁波発振部は、第一電磁波及び第二電磁波を発振し、対象物に対して照射することができる。ここで、脈波測定装置の電磁波発振部から出力する二つの電磁波、すなわちV(t)として示す第一電磁波及びV(t)として示す第二電磁波を、
(t)=Acos2πft ・・・(1)
(t)=Acos2πft ・・・(2)
とおくとき、対象物50へ向かう照射波V(t)(V(t)とV(t)との合成波)は、
(t)=Acos2πft+Acos2πft ・・・(3)
と表すことができる。式(3)において、Aは振幅、f及びfはそれぞれ第一電磁波及び第二電磁波の周波数、tは時間である。
対象物50から反射(散乱)した反射合成波V(t)は、
(t)=αAcos2πf(t−τ)+αAcos2πf(t−τ) ・・・(4)
と表すことができる。式(4)において、αは減衰係数である。反射合成波V(t)は、反射合成波受信部で受信することができる。図1の例では、第一アンテナ12及び第二アンテナ22が、反射合成波受信部を兼ねている。
The pulse wave measuring device of the present invention shown in FIG. 1 includes a first antenna (first electromagnetic wave oscillating unit) 12 and a second antenna (second electromagnetic wave oscillating unit) 22 as electromagnetic wave oscillating units. The electromagnetic wave oscillation unit can oscillate the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave and irradiate the object. Here, two electromagnetic waves output from the electromagnetic wave oscillation unit of the pulse wave measuring device, that is, a first electromagnetic wave indicated as V 1 (t) and a second electromagnetic wave indicated as V 2 (t),
V 1 (t) = A cos 2πf 1 t (1)
V 2 (t) = A cos 2πf 2 t (2)
In this case, the irradiation wave V t (t) toward the object 50 (the combined wave of V 1 (t) and V 2 (t)) is
V t (t) = A cos 2πf 1 t + A cos 2πf 2 t (3)
It can be expressed as. In Expression (3), A is the amplitude, f 1 and f 2 are the frequencies of the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave, respectively, and t is the time.
The reflected composite wave V r (t) reflected (scattered) from the object 50 is
V r (t) = αA cos 2πf 1 (t−τ) + αA cos 2πf 2 (t−τ) (4)
It can be expressed as. In Expression (4), α is an attenuation coefficient. The reflected synthesized wave V r (t) can be received by the reflected synthesized wave receiving unit. In the example of FIG. 1, the first antenna 12 and the second antenna 22 also serve as a reflected synthetic wave receiving unit.

脈波測定装置から対象物50までの往復時間τは、
τ=2d/c ・・・(5)
と表すことができる。式(5)において、dは対象物50までの距離、cは光の速度である。
The round-trip time τ from the pulse wave measuring device to the object 50 is
τ = 2d / c (5)
It can be expressed as. In equation (5), d is the distance to the object 50, and c is the speed of light.

反射合成波受信部が受信した反射合成波は反射合成波波形となって第一乗算部(ミキサ14)へ取り込み、第一乗算部において反射合成波波形と第一周波数波形とを乗算することにより第一差分出力波形号Vc1を得る。また、反射合成波波形は第二乗算部(ミキサ24)へも取り込まれ、第二乗算部において反射合成波波形と第二周波数波形とを乗算することにより第二差分出力波形Vc2を得る。つまり、第一差分出力波形Vc1は、反射合成波波形V(t)と、第一電磁波V(t)との合成となり、第二差分出力波形Vc2は、反射合成波波形V(t)と、第二電磁波V(t)との合成となるから、
c1=αA[cos2πft・cos2πf(t−τ)]
+αA[cos2πf1t・cos2πf(t−τ)] ・・・(6)
c2=αA[cos2πft・cos2πf(t−τ)]
+αA[cos2πft・cos2πf(t−τ)] ・・・(7)
と表すことができる。これらの式(6)及び式(7)は、三角関数の積の公式(8)
cosαcosβ=cos(α−β)/2+cos(α+β)/2 ・・・(8)
を使って変形し、以下の式(9)及び式(10)を得る。
The reflected synthesized wave received by the reflected synthesized wave receiving unit is taken into the first multiplication unit (mixer 14) as a reflected synthesized wave waveform, and the first multiplied unit multiplies the reflected synthesized wave waveform by the first frequency waveform. A first differential output waveform number V c1 is obtained. The reflected composite wave waveform is also taken into the second multiplication unit (mixer 24), and the second differential output waveform Vc2 is obtained by multiplying the reflected composite wave waveform and the second frequency waveform in the second multiplication unit. That is, the first differential output waveform V c1 is a combination of the reflected composite wave waveform V r (t) and the first electromagnetic wave V 1 (t), and the second differential output waveform V c2 is a reflected composite wave waveform V r. (T) and the second electromagnetic wave V 2 (t) are combined,
V c1 = αA 2 [cos 2πf 1 t · cos 2πf 1 (t−τ)]
+ ΑA 2 [cos2πf1t · cos2πf 2 (t-τ)] ··· (6)
V c2 = αA 2 [cos 2πf 2 t · cos 2πf 1 (t−τ)]
+ ΑA 2 [cos2πf 2 t · cos2πf 2 (t−τ)] (7)
It can be expressed as. These equations (6) and (7) are trigonometric product formulas (8)
cos α cos β = cos (α−β) / 2 + cos (α + β) / 2 (8)
To obtain the following equations (9) and (10).

c1=[αA/2][cos{(2πf−2πf)t+2πfτ}
+cos{(2πf+2πf)t−2πfτ}
+cos{(2πf−2πf)t+2πfτ}
+cos{(2πf+2πf)t−2πfτ}]
・・・(9)
c2=[αA/2][cos{(2πf−2πf)t+2πfτ}
+cos{(2πf+2πf)t−2πfτ}
+cos{(2πf−2πf)t+2πfτ}
+cos{(2πf+2πf)t−2πfτ}]
・・・(10)
式(9)及び式(10)の波形から、2πf、2πf+2πf、2πf及び直流成分をフィルタで取り除き、それぞれ以下の式(11)及び式(12)になる。
V c1 = [αA 2/2 ] [cos {(2πf 1 -2πf 1) t + 2πf 1 τ}
+ Cos {(2πf 1 + 2πf 1 ) t−2πf 1 τ}
+ Cos {(2πf 1 -2πf 2 ) t + 2πf 2 τ}
+ Cos {(2πf 1 + 2πf 2 ) t-2πf 2 τ}]
... (9)
V c2 = [αA 2/2 ] [cos {(2πf 2 -2πf 1) t + 2πf 1 τ}
+ Cos {(2πf 2 + 2πf 1 ) t−2πf 1 τ}
+ Cos {(2πf 2 −2πf 2 ) t + 2πf 2 τ}
+ Cos {(2πf 2 + 2πf 2 ) t-2πf 2 τ}]
... (10)
2πf 1 , 2πf 1 + 2πf 2 , 2πf 2 and the direct current component are removed from the waveforms of the equations (9) and (10) by a filter, and the following equations (11) and (12) are obtained, respectively.

c1=[αA/2][cos{(2πf−2πf)t+2πfτ}]
・・・(11)
c2=[αA/2][cos{(2πf−2πf)t+2πfτ}]
・・・(12)
そして、式(11)で表される第一差分出力波形Vc1及び式(12)で表される第二差分出力波形Vc2について位相差φAを求めると、
φA=(2πf+2πf)τ ・・・(13)
となる。往復時間τは式(5)の関係があるので位相差φAは、
φA=4π(f+f)d/2 ・・・(14)
で表すことができる。したがって、対象物50までの距離dAは、合成した波形(f・f、f・f)の2周波の位相差φAから、
dA=cφA/{4π(f+f)} ・・・(15)
となる。ここで、距離dAの最大測定可能距離λAは、位相差φAが2πである場合に相当し、
λA=2πc/{4π(f+f)}=c/2(f+f) ・・・(16)
と表すことができる。
V c1 = [αA 2/2 ] [cos {(2πf 1 -2πf 2) t + 2πf 2 τ}]
(11)
V c2 = [αA 2/2 ] [cos {(2πf 2 -2πf 1) t + 2πf 1 τ}]
(12)
Then, when the phase difference φA is obtained for the first differential output waveform V c1 represented by Expression (11) and the second differential output waveform V c2 represented by Expression (12),
φA = (2πf 1 + 2πf 2 ) τ (13)
It becomes. Since the round-trip time τ is related to the equation (5), the phase difference φA is
φA = 4π (f 1 + f 2 ) d / 2 (14)
Can be expressed as Therefore, the distance dA to the object 50 is obtained from the two-frequency phase difference φA of the synthesized waveform (f 1 · f 2 , f 2 · f 1 ),
dA = cφA / {4π (f 1 + f 2 )} (15)
It becomes. Here, the maximum measurable distance λA of the distance dA corresponds to the case where the phase difference φA is 2π,
λA = 2πc / {4π (f 1 + f 2 )} = c / 2 (f 1 + f 2 ) (16)
It can be expressed as.

例として、f=24.1498GHzでf=24.1490GHzの場合、式(16)でc=3×1011mm/secとすると、最大測定可能距離λは、
λ=3×1011/(2×48.2988×10)=3.1026mm
となる。
よって、反射体までの距離dは、f−f=0.8MHzの合成波波形の位相差φから求まる。
As an example, when f 1 = 24.1498 GHz and f 2 = 24.1490 GHz, and c = 3 × 10 11 mm / sec in equation (16), the maximum measurable distance λ is
λ = 3 × 10 11 /(2×48.2988×10 9 ) = 3.1026 mm
It becomes.
Therefore, the distance d to the reflector is obtained from the phase difference φ of the composite wave waveform at f 1 −f 2 = 0.8 MHz.

図2に0.8MHzの合成波波形の位相差φと距離dとの関係を示す。この図は、0.8MHzの合成波波形の位相差φを1°精度で検出した場合、f+fの位相差φ=1°に相当する距離d=0.0086mm、即ち、8.6μm精度で決定可能であることを示している。つまり、0.8MHzの合成波の位相角φからf+f=48.2988GHzの位相角φを求めることができ、結果的に位相精度の増幅作用が生じていることになる。 FIG. 2 shows the relationship between the phase difference φ of the 0.8 MHz synthesized wave waveform and the distance d. In this figure, when the phase difference φ of the synthesized wave waveform of 0.8 MHz is detected with 1 ° accuracy, the distance d = 0. 986 mm corresponding to the phase difference φ = 1 ° of f 1 + f 2 , that is, 8.6 μm. This shows that it can be determined with accuracy. That is, the phase angle φ of f 1 + f 2 = 48.2988 GHz can be obtained from the phase angle φ of the composite wave of 0.8 MHz, and as a result, an amplification effect of phase accuracy occurs.

さらにいうならば、0.8MHzの合成波波形の位相角度φ(1波長は375000mm)の位相変化から48.2988GHzの合成波波形の位相角度φ(1波長は3.1026mm)の変化を検出可能であり、この3.1026mmの変化を0.8MHzでの位相角度に換算すると、約120000分の1の位相角度に相当する。このことは、約12万倍の位相角度の増幅作用が生じたことを意味する。また、式(15)によると位置決定精度は距離に無関係であることから、反射体までの距離が1mの距離でも10倍の10mの距離でもλ以内の距離変動は高精度(10μm)で決定可能であることがわかる。このことは、医療分野での心臓の動き等のモニタ機器への応用が可能であることを示している。   In other words, it is possible to detect a change in the phase angle φ (1 wavelength is 3.1026 mm) of the 48.2888 GHz synthetic wave waveform from the phase change of the composite wave waveform of 0.8 MHz (1 wavelength is 375000 mm). If this change of 3.1026 mm is converted into a phase angle at 0.8 MHz, it corresponds to a phase angle of about 1 / 20,000. This means that a phase angle amplification effect of about 120,000 times occurred. Also, according to equation (15), the position determination accuracy is independent of the distance, so the distance variation within λ is determined with high accuracy (10 μm) regardless of whether the distance to the reflector is 1 m or 10 times the distance of 10 m. It turns out that it is possible. This indicates that the present invention can be applied to monitoring equipment such as heart motion in the medical field.

また、本発明の脈波測定装置の距離の変位の測定方法による分解能の限界は、具体的には、周波数差100MHzのときに8.6266μm、1MHzのときに8.6264μmと見積もることができる。よって、分解能に差が出ることは無いに等しいといえ、これは、周波数安定性の悪い発振回路を用いても、分解能については、全く問題ないといえる。したがって、本発明の脈波測定装置は、周波数安定性の悪い低価格の発振回路を用いることができる。   Further, the resolution limit by the distance displacement measuring method of the pulse wave measuring apparatus of the present invention can be specifically estimated to be 8.6266 μm when the frequency difference is 100 MHz and 8.6264 μm when the frequency difference is 1 MHz. Therefore, it can be said that there is no difference in resolution, and this can be said that there is no problem with respect to resolution even when an oscillation circuit with poor frequency stability is used. Therefore, the pulse wave measuring device of the present invention can use a low-cost oscillation circuit with poor frequency stability.

次に、本発明の脈波測定装置に用いる距離の変位の測定方法において、距離の変位Δdについて説明する。上述の式(11)において、位相の項として「2πfτ」があることに着目し、このτを、式(5)を用いて書き直すと次のようになる。
2πfτ=2πf(2d/c) ・・・(17)
Nを任意の整数とし、周波数fに対応する波長をλとすると、λ=c/fであり、さらにd=N・λ+dとすると、式(17)は、次のようになる。
2πfτ=4πN+4πf・d/c ・・・(18)
式(18)において、位相として意味があるのは、4πf・d/cである。
同様に、式(12)の位相の項について、Mを任意の整数とし、周波数fに対応する波長をλとすると、λ=c/fであり、さらにd=M・λ+dとすると、式(18)に対応する式は、次のようになる。
2πfτ=4πM−4πf・d/c ・・・(19)
式(19)において、位相として意味があるのは、−4πf・d/cである。そうすると、式(11)で表される第一差分出力波形Vc1と、式(12)で表される第二差分出力波形Vc2との位相差φは、
φ=4πf・d/c−(−4πf・d/c)
=4π(f・d/c + f・d/c) ・・・(20)
となる。
Next, the distance displacement Δd in the distance displacement measuring method used in the pulse wave measuring apparatus of the present invention will be described. Focusing on the fact that there is “2πf 2 τ” as a phase term in the above equation (11), this τ is rewritten using equation (5) as follows.
2πf 2 τ = 2πf 2 (2d / c) (17)
If N is an arbitrary integer and the wavelength corresponding to the frequency f 2 is λ 2 , then λ 2 = c / f 2 , and further d = N · λ 2 + d 1 , Equation (17) is It becomes like this.
2πf 2 τ = 4πN + 4πf 2 · d 1 / c (18)
In the equation (18), 4πf 2 · d 1 / c is meaningful as a phase.
Similarly, for the phase term in equation (12), if M is an arbitrary integer and the wavelength corresponding to the frequency f 1 is λ 1 , then λ 1 = c / f 1 and d = M · λ 1 Assuming + d 2 , the expression corresponding to Expression (18) is as follows.
2πf 2 τ = 4πM-4πf 1 · d 2 / c (19)
In the formula (19), -4πf 1 · d 2 / c is meaningful as the phase. Then, the phase difference φ between the first differential output waveform V c1 represented by Expression (11) and the second differential output waveform V c2 represented by Expression (12) is
φ = 4πf 2 · d 1 / c-(− 4πf 1 · d 2 / c)
= 4π (f 2 · d 1 / c + f 1 · d 2 / c) (20)
It becomes.

次に、図1に示すように対象物50が、ある場所にあり(「状態a」といい、符号50aで示している。)、距離Δdだけ変位したとする。変位した後の対象物50bの状態を「状態b」ということにする。式(20)により、状態aの位相差φa及び状態bの位相差φbを測定すると、次のようになる。
φa=4π(f・d/c + f・d/c) ・・・(21)
φb=4π[f・(d+Δd)/c + f・(d+Δd)/c] ・・・(22)
φaとφbとの位相差(Δφ=φb−φa)を求めると、
Δφ =4π・Δd・(f+f)/c ・・・(23)
したがって、距離の変位Δdは、位相差Δφ並びに第一周波数f及び第二周波数fを用いて、
Δd =Δφ/[4π・(f+f)] ・・・(24)
として求めることができる。
Next, as shown in FIG. 1, it is assumed that the object 50 is in a certain place (referred to as “state a” and indicated by reference numeral 50 a) and is displaced by a distance Δd. The state of the object 50b after the displacement is referred to as “state b”. When the phase difference φa in the state a and the phase difference φb in the state b are measured according to the equation (20), the result is as follows.
φa = 4π (f 2 · d 1 / c + f 1 · d 2 / c) (21)
φb = 4π [f 2 · (d 1 + Δd) / c + f 1 · (d 2 + Δd) / c] (22)
When the phase difference (Δφ = φb−φa) between φa and φb is obtained,
Δφ = 4π · Δd · (f 1 + f 2 ) / c (23)
Accordingly, the displacement Δd of the distance is obtained by using the phase difference Δφ and the first frequency f 1 and the second frequency f 2 .
Δd = Δφ / [4π · (f 1 + f 2 )] (24)
Can be obtained as

式(24)で、分母にある(f+f)が大きくなれば、同じ大きさの位相差Δφに対応するΔdは小さくなる。したがって、式(24)は、本発明に用いる対象物50の距離の変位の測定方法が、同じ位相差の変化によって、小さい寸法の距離の変位を測定することが可能であることを示しているといえる。これは、本発明に用いる対象物50の距離の変位の測定方法において、変位測定の分解能が向上したことを示している。これに対して、従来の方法では、(f−f)を用いていたのであるから、(f+f)を用いた対象物50の距離の変位の測定方法は、変位測定の分解能が向上したものであるといえる。したがって、本発明に用いる対象物50の距離の変位の測定方法を用いるならば、高い精度で対象物50の距離の変位の測定値を得ることができる。生体を測定の対象物50とすることにより、脈波による生体表面の変位を、脈波測定装置と対象物50の距離の変位として非接触で測定することができる。そのため、測定の対象物50である生体に対して非接触かつ高い精度で脈波測定を行うことができる脈波測定装置を得ることができる。 In Formula (24), when (f 1 + f 2 ) in the denominator increases, Δd corresponding to the same phase difference Δφ decreases. Therefore, the equation (24) shows that the distance displacement measurement method of the object 50 used in the present invention can measure the distance displacement of a small dimension by the same phase difference change. It can be said. This indicates that the displacement measurement resolution is improved in the method for measuring the displacement of the distance of the object 50 used in the present invention. On the other hand, since the conventional method uses (f 1 −f 2 ), the method for measuring the displacement of the distance of the object 50 using (f 1 + f 2 ) is the resolution of the displacement measurement. Can be said to have improved. Therefore, if the method for measuring the displacement of the distance of the object 50 used in the present invention is used, the measured value of the displacement of the distance of the object 50 can be obtained with high accuracy. By using the living body as the measurement object 50, the displacement of the living body surface due to the pulse wave can be measured in a non-contact manner as the displacement of the distance between the pulse wave measuring device and the object 50. Therefore, it is possible to obtain a pulse wave measurement device capable of performing pulse wave measurement with high accuracy in a non-contact manner with respect to the living body that is the measurement object 50.

また、本発明の脈波測定装置に用いる距離の変位の測定方法において、位相を推定する方法として、次の方法を用いることもできる。すなわち、上述の式(9)
c1=[αA/2][cos(2πfτ)
+cos{(2πf+2πf)t−2πfτ}
+cos{(2πf−2πf)t+2πfτ}
+cos{(2πf+2πf)t−2πfτ}]
・・・(9)
を三角関数の和の公式「cosα+cosβ=2cos{(α+β)/2}・cos{(α−β)/2}」にて変形すると、
c1=[αA/2][cos(2πfτ)+cos{2π(f−f)t+2πfτ}+B・cos[2π{(3f+f)/2}t−2π{(f+f)/2}τ]] ・・・(9’)
となる。
ここで、振幅に相当するBは
B=2cos[2π{(f−f)/2}t−2π{(f−f)/2}τ]
で表すことができる。
In the distance displacement measuring method used in the pulse wave measuring device of the present invention, the following method can be used as a method for estimating the phase. That is, the above formula (9)
V c1 = [αA 2/2 ] [cos (2πf 1 τ)
+ Cos {(2πf 1 + 2πf 1 ) t−2πf 1 τ}
+ Cos {(2πf 1 -2πf 2 ) t + 2πf 2 τ}
+ Cos {(2πf 1 + 2πf 2 ) t-2πf 2 τ}]
... (9)
Is transformed by the trigonometric sum formula “cos α + cos β = 2 cos {(α + β) / 2} · cos {(α−β) / 2}”,
V c1 = [αA 2/2 ] [cos (2πf 1 τ) + cos {2π (f 1 -f 2) t + 2πf 2 τ} + B · cos [2π {(3f 1 + f 2) / 2} t-2π {( f 1 + f 2 ) / 2} τ]] (9 ′)
It becomes.
Here, B corresponding to the amplitude is
B = 2 cos [2π {(f 1 −f 2 ) / 2} t−2π {(f 1 −f 2 ) / 2} τ]
Can be expressed as

同様に、式(10)
c2=[αA/2][cos(2πfτ)
+cos{2π(f−f)t+2πfτ)}
+cos{2π(f+f)t−2πfτ}
+cos{2π(f+f)t−2πfτ)] ・・・(10)
を三角関数の和の公式「cosα+cosβ=2cos{(α+β)/2}・cos{(α−β)/2}」にて変形すると、
c2=αA/2][cos(2πfτ)+cos{2π(f−f)t+2πfτ}+B・cos[2π{(3f+f)/2}t−2π{(f+f)/2}τ]]
・・・(10’)
となる。
Similarly, equation (10)
V c2 = [αA 2/2 ] [cos (2πf 2 τ)
+ Cos {2π (f 2 −f 1 ) t + 2πf 1 τ)}
+ Cos {2π (f 2 + f 1 ) t−2πf 1 τ}
+ Cos {2π (f 2 + f 2 ) t−2πf 2 τ)] (10)
Is transformed by the trigonometric sum formula “cos α + cos β = 2 cos {(α + β) / 2} · cos {(α−β) / 2}”,
V c2 = αA 2/2] [cos (2πf 2 τ) + cos {2π (f 2 -f 1) t + 2πf 1 τ} + B · cos [2π {(3f 2 + f 1) / 2} t-2π {(f 1 + f 2 ) / 2} τ]]
... (10 ')
It becomes.

ここで、式(10’)の3項目に注目すると、
B=2cos[2π{(f−f)/2}t−2π{(f−f)/2}τ]
であるBを振幅とみなせば、振幅Bの振動数は(f−f)/2であり、Bの絶対値の最大は山と谷とに相当する部分なので、1波長について最大値が2箇所存在することになる。すなわち1振動について2回唸りが生じることになるため、(f−f)/2の2倍で(f−f)となることになる。このことを利用して、合成波波形の最大値から最小値そして再び最大値というように位相変化に応じて振幅も変化することになるので、振幅の変動から位相の推定が可能であるといえる。
Here, paying attention to the three items of the formula (10 ′),
B = 2 cos [2π {(f 1 −f 2 ) / 2} t−2π {(f 1 −f 2 ) / 2} τ]
If B is regarded as an amplitude, the frequency of the amplitude B is (f 1 −f 2 ) / 2, and since the maximum of the absolute value of B is a portion corresponding to a peak and a valley, the maximum value for one wavelength is There will be two places. That is, since two vibrations occur for one vibration, (f 1 -f 2 ) is (f 1 -f 2 ) twice (f 1 -f 2 ) / 2. By utilizing this fact, the amplitude also changes in accordance with the phase change from the maximum value to the minimum value and again to the maximum value of the synthesized wave waveform, so it can be said that the phase can be estimated from the fluctuation of the amplitude. .

また、本発明の脈波測定装置に用いる距離の変位の測定方法において、任意の電磁波照射による位相差に基づく距離の変位の測定方法を用いることができる。例えば、本発明の脈波測定装置において、定在波レーダによる方法及びクオドラチャー検出器による方法等を用いることもできる。   In the distance displacement measuring method used in the pulse wave measuring apparatus of the present invention, a distance displacement measuring method based on a phase difference caused by arbitrary electromagnetic wave irradiation can be used. For example, in the pulse wave measuring apparatus of the present invention, a method using a standing wave radar, a method using a quadrature detector, or the like can be used.

本発明の脈波測定装置には、外部の電磁波による誤動作の発生を防止する構成を有することが好ましい。具体的には、本発明の脈波測定装置の図1に示す各構成において、点線で示すA1及びA2の範囲、Bの範囲又はCの範囲を独立させて、シールド構造の内部に納めるようにすることが好ましい。シールド構造に所定の範囲を納めることにより、外部の電磁波による誤動作の発生を防止することができる。なお、上記範囲を独立したシールド構造とする場合、基板上で独立させても良いし、基板から分離させてモジュール化しても良い。   The pulse wave measuring device of the present invention preferably has a configuration that prevents the occurrence of malfunction due to external electromagnetic waves. Specifically, in each configuration shown in FIG. 1 of the pulse wave measuring apparatus of the present invention, the range of A1 and A2, the range of B, or the range of C shown by dotted lines is made independent and placed inside the shield structure. It is preferable to do. By keeping a predetermined range in the shield structure, it is possible to prevent the occurrence of malfunction due to external electromagnetic waves. In addition, when making the said range into the independent shield structure, you may make it independent on a board | substrate, and you may isolate | separate from a board | substrate and modularize.

次に、本発明の脈波測定装置による脈波測定について具体的に説明する。なお、以下の例では、電磁波がマイクロ波の場合を例に説明する。   Next, the pulse wave measurement by the pulse wave measuring device of the present invention will be specifically described. In the following example, the case where electromagnetic waves are microwaves will be described as an example.

図1に、本発明の一実施形態に係る脈波測定装置の構成を示す。脈波測定装置は、脈波測定装置の第一アンテナ12及び第二アンテナ22を生体振動の被測定部52に向ける。この脈波測定装置の第一アンテナ12及び第二アンテナ22から照射される第一電磁波15及び第二電磁波25によって被測定部52の生体振動による距離の変位を検出する。   FIG. 1 shows a configuration of a pulse wave measurement device according to an embodiment of the present invention. The pulse wave measurement device directs the first antenna 12 and the second antenna 22 of the pulse wave measurement device to the measurement target 52 of biological vibration. The first electromagnetic wave 15 and the second electromagnetic wave 25 irradiated from the first antenna 12 and the second antenna 22 of this pulse wave measuring device detect the displacement of the distance due to the biological vibration of the measured part 52.

図4は、脈波測定装置の第一アンテナ12及び第二アンテナ22と、生体振動の被測定部52との位置関係を示したものである。ここで、マイクロ波が照射されている被測定部52での干渉領域(第一電磁波15及び第二電磁波25が重なり合う部分)のビームスポット半径rは、第一電磁波15及び第二電磁波25の放射ビーム幅(広がりの角度)がθの場合、下記の式(24)で求められる。
=dtanθ−x ・・・(24)
ここで、xは第一アンテナ12及び第二アンテナ22の間の距離の半分の長さを示している。また、dは、第一アンテナ12及び第二アンテナ22と、被測定部52との距離である。
FIG. 4 shows the positional relationship between the first antenna 12 and the second antenna 22 of the pulse wave measuring device and the measured part 52 of biological vibration. Here, the beam spot radius r A of the interference region (the portion where the first electromagnetic wave 15 and the second electromagnetic wave 25 overlap) in the measurement target 52 irradiated with the microwave is equal to the first electromagnetic wave 15 and the second electromagnetic wave 25. When the radiation beam width (angle of spread) is θ, it can be obtained by the following equation (24).
r A = d C tan θ−x (24)
Here, x indicates a half length of the distance between the first antenna 12 and the second antenna 22. D C is the distance between the first antenna 12 and the second antenna 22 and the part to be measured 52.

表1には、第一アンテナ12及び第二アンテナ22の間の距離が8cm(x=4cm)で、マイクロ波の放射ビーム幅θを10度及び20度の場合について、被測定部52までの距離dを10cmから30cmまで変化させた場合の計算結果を示す。rが負の値を示している所は干渉領域のビームスポットが存在しないので、距離の変位の測定が不可能である。 Table 1 shows that the distance between the first antenna 12 and the second antenna 22 is 8 cm (x = 4 cm) and the microwave radiation beam width θ is 10 degrees and 20 degrees. The calculation result when the distance d C is changed from 10 cm to 30 cm is shown. Where r A shows a negative value, there is no beam spot in the interference region, so it is impossible to measure distance displacement.


正の値を示している所は干渉領域のビームスポットが存在するので距離の変位の測定が可能である。しかしながら、半径rが大きくなると干渉領域のビームスポットが大きくなり、このため得られる情報は広いエリアの平均情報となり、鮮明な生体振動波形の検出が困難になる。 Where a positive value is shown, there is a beam spot in the interference region, so that the distance displacement can be measured. However, when the radius r A is increased, the beam spot in the interference region is increased, and thus the obtained information becomes average information over a wide area, and it is difficult to detect a clear biological vibration waveform.

一例として、大動脈起始部の検出においては、動脈血管の内腔半径が約1cmであるため、表1から被測定部52の位置を約30cmにセットした方が鮮明な脈波波形の検出が可能となる。また、マイクロ波の放射ビーム幅θは、アンテナ指向特性の正面ゲインが3dBダウン付近(電力が1/2となる位置)となるようなθであることが好ましい。なお、θの値の最適化は、実際の計測実験と比較しながら求めることができる。放射アンテナが異なる場合はアンテナビーム幅θが異なるため、ビーム幅θを最適化する必要がある。   As an example, in detecting the aortic root, the lumen radius of the arterial blood vessel is about 1 cm. Therefore, a clearer detection of a pulse wave waveform is possible by setting the position of the measured portion 52 to about 30 cm from Table 1. It becomes possible. Further, the radiation beam width θ of the microwave is preferably θ such that the front gain of the antenna directivity is near 3 dB down (position where the power is halved). The optimization of the value of θ can be obtained while comparing with an actual measurement experiment. Since the antenna beam width θ is different when the radiation antennas are different, it is necessary to optimize the beam width θ.

第一電磁波15及び第二電磁波25が重なり合う部分の半径rは、θが半値角となるような半径rとすることができる。生体振動の測定を確実に行うための半径rは、次に示すように各測定部位ごとに異なる血管の直径φの3倍以下であることが好ましい。半径rが直径φの3倍以下であることにより、高精度の測定を行うことができるためである。各測定部位ごとの血管の直径φは、大動脈起支部ではφ=20〜30mm、腹大動脈ではφ=14〜20mm、腸骨動脈ではφ=6〜10mm、上腕の動脈ではφ=5〜8mm、下腕又は足首の動脈ではφ=2〜4mm(具体的には3mm)、細動脈ではφ=0.2〜0.5mmである。 The radius r A of the portion where the first electromagnetic wave 15 and the second electromagnetic wave 25 overlap can be set to a radius r A where θ is a half-value angle. It is preferable that the radius r A for reliably performing the measurement of the biological vibration is not more than three times the diameter φ t of the blood vessel that is different for each measurement site as shown below. By the radius r A is less than 3 times the diameter phi t, because the measurement can be performed with high accuracy. Diameter φ t of the blood vessels of each measurement site, the aorta causing branch in the φ t = 20~30mm, in the abdominal aorta φ t = 14~20mm, in the iliac artery φ t = 6~10mm, in the upper arm of the artery φ t = 5 to 8 mm, φ t = 2 to 4 mm (specifically 3 mm) for the arteries of the lower arm or ankle, and φ t = 0.2 to 0.5 mm for arterioles.

次に、反射合成波受信部によって、第一電磁波15の対象物50からの反射電磁波である第一反射波16と、第二電磁波25の対象物50からの反射電磁波である第二反射波26との合成波である反射合成波を受信する。図1に示す例では、第一反射波16と第二反射波26との合成波である反射合成波は、それぞれ、第一アンテナ12及び第二アンテナ22によって受信される。   Next, the first reflected wave 16 that is the reflected electromagnetic wave from the object 50 of the first electromagnetic wave 15 and the second reflected wave 26 that is the reflected electromagnetic wave from the object 50 of the second electromagnetic wave 25 are received by the reflected synthetic wave receiving unit. A reflected composite wave that is a composite wave is received. In the example illustrated in FIG. 1, a reflected combined wave that is a combined wave of the first reflected wave 16 and the second reflected wave 26 is received by the first antenna 12 and the second antenna 22, respectively.

なお、第一電磁波15と第二電磁波25との反射合成波を受信するための反射合成波受信部は、単一のアンテナを使用し、単一のアンテナが電磁波の送受兼用の機能を有するように構成することも可能である。この場合、単一のアンテナから、電力合成部を介して2箇所の乗算部(第一乗算部及び第一乗算部)に接続するように構成する。電力合成部は、送信方向には電力合成器として機能し、受信方向には電力分配器として機能する。電力合成器は、30dB以上のアイソレーションがあるため、2つのミキサ(第一乗算部及び第一乗算部)の波形が互いに漏れ込むことを防止することができる。すなわち、電力合成器を用いることにより、2つのアンテナの配置角度を変えることとほぼ等価の効果があるといえる。   In addition, the reflected synthetic wave receiving unit for receiving the reflected synthetic wave of the first electromagnetic wave 15 and the second electromagnetic wave 25 uses a single antenna, and the single antenna has a function of both electromagnetic wave transmission and reception. It is also possible to configure. In this case, a single antenna is connected to two multipliers (first multiplier and first multiplier) via the power combiner. The power combiner functions as a power combiner in the transmission direction and functions as a power distributor in the receive direction. Since the power combiner has an isolation of 30 dB or more, the waveforms of the two mixers (the first multiplier and the first multiplier) can be prevented from leaking from each other. That is, it can be said that the use of a power combiner has substantially the same effect as changing the arrangement angle of two antennas.

図1に示す例において、第一アンテナ12で受信された反射合成波の反射合成波波形は、ミキサ14(第一乗算部)へ導入されて、第一周波数波形と乗算される。また、第二アンテナ22で受信された反射合成波の反射合成波波形は、ミキサ24(第二乗算部)へ導入されて、第二周波数波形と乗算され、ミキサ14からの出力として第一差分出力波形が得られる。第一周波数波形及び第二周波数波形は、それぞれ第一周波数波形発生部13及び第二周波数波形発生部23から、ミキサ24(第一乗算部)及びミキサ24(第二乗算部)へと導入され、ミキサ24からの出力として第二差分出力波形が得られる。   In the example shown in FIG. 1, the reflected synthesized wave waveform of the reflected synthesized wave received by the first antenna 12 is introduced into the mixer 14 (first multiplication unit) and multiplied by the first frequency waveform. The reflected synthesized wave waveform of the reflected synthesized wave received by the second antenna 22 is introduced into the mixer 24 (second multiplication unit), multiplied by the second frequency waveform, and output from the mixer 14 as the first difference. An output waveform is obtained. The first frequency waveform and the second frequency waveform are respectively introduced from the first frequency waveform generator 13 and the second frequency waveform generator 23 to the mixer 24 (first multiplier) and the mixer 24 (second multiplier). A second differential output waveform is obtained as an output from the mixer 24.

次に、図1に示す例では、ハイパスフィルター及びバンドパスフィルター(図1中で「HPF/BPF」として示され、「周波数選択部」ともいう。)により、ミキサ14(第一乗算部)からの出力である第一差分出力波形から、所望の周波数成分を選択する。同様に、ハイパスフィルター及びバンドパスフィルターにより、ミキサ24(第二乗算部)からの出力である第二差分出力波形から、所望の周波数成分を選択する。第一周波数波形及び第二周波数波形の所望の周波数成分は、例えば、位相差計のような位相比較部29へ導入され比較されることによって、式(13)の位相差φA又は式(23)に示す位相差Δφを求めることができる。なおこのとき、可変利得増幅部18及び28によって、位相比較部29に入力される第一周波数波形及び第二周波数波形を所定の利得で増幅することにより、位相比較部29での位相の比較をより正確に、容易に行うことができる。なお、可変利得増幅部18及び28とは、信号の増幅をするための回路であり、増幅の利得を変更することが可能なように構成される。   Next, in the example shown in FIG. 1, a high-pass filter and a band-pass filter (shown as “HPF / BPF” in FIG. 1, also referred to as “frequency selection unit”) from the mixer 14 (first multiplication unit). A desired frequency component is selected from the first differential output waveform that is Similarly, a desired frequency component is selected from the second differential output waveform, which is an output from the mixer 24 (second multiplication unit), using a high-pass filter and a band-pass filter. Desired frequency components of the first frequency waveform and the second frequency waveform are introduced into and compared with a phase comparison unit 29 such as a phase difference meter, for example, so that the phase difference φA of Expression (13) or Expression (23) The phase difference Δφ shown in FIG. At this time, the phase comparison unit 29 compares the phase by amplifying the first frequency waveform and the second frequency waveform input to the phase comparison unit 29 with a predetermined gain by the variable gain amplification units 18 and 28. More accurately and easily. The variable gain amplifying units 18 and 28 are circuits for amplifying signals, and are configured so that the gain of amplification can be changed.

次に、図1に示す例では、変位測定部31によって、第一差分出力波形と第二差分出力波形との位相差に基づいて、対象物50の距離の変位の測定の結果を得ることができる。位相差から対象物50の距離の変位の算出には、例えばパーソナルコンピュータなどの汎用的なコンピュータを用いることができる。具体的には、位相比較部29からの出力信号から、ローパスフィルターによって高周波成分を取り除き、アナログデジタルコンバータ(ADC)によりデジタル信号に変化した位相差の情報を得ることができる。変位測定部31では、この位相差の情報に基づき、対象物50の距離の変位の測定の結果、すなわち、式(15)又は式(24)で示される対象物50の距離の変位dA又はΔdを得ることができる。なお、位相比較部29からの出力信号は、波形処理部30で波形を処理することが好ましい。   Next, in the example illustrated in FIG. 1, the displacement measurement unit 31 may obtain the measurement result of the displacement of the distance of the object 50 based on the phase difference between the first differential output waveform and the second differential output waveform. it can. For example, a general-purpose computer such as a personal computer can be used to calculate the displacement of the distance of the object 50 from the phase difference. Specifically, high-frequency components are removed from the output signal from the phase comparison unit 29 by a low-pass filter, and information on the phase difference changed to a digital signal can be obtained by an analog-digital converter (ADC). In the displacement measuring unit 31, based on the information on the phase difference, the result of the measurement of the displacement of the distance of the object 50, that is, the displacement dA or Δd of the distance of the object 50 shown by the equation (15) or the equation (24). Can be obtained. The output signal from the phase comparison unit 29 is preferably processed by the waveform processing unit 30.

また、変位測定部31は、距離の変位に含まれる呼吸、体動、当該脈波測定装置の移動の少なくともいずれか1つに基づく変位を除去する脈波外変位除去部を備えることができる。一般に、変位測定部31で測定された波形には、脈波以外に呼吸及び体動等が重畳した波形を示すこととなる。脈波測定が、呼吸、体動、当該脈波測定装置の移動などによる距離の変位の影響を受けると、脈波測定を正確に行うことができない場合がある。そのため、距離の変位に含まれる呼吸、体動、当該脈波測定装置の移動の少なくともいずれか1つに基づく変位を除去することにより、脈波測定の精度を向上することができる。   Further, the displacement measuring unit 31 may include an extra-pulse wave displacement removing unit that removes a displacement based on at least one of respiration, body motion, and movement of the pulse wave measuring device included in the distance displacement. In general, the waveform measured by the displacement measuring unit 31 shows a waveform in which respiration, body movement, and the like are superimposed in addition to the pulse wave. If the pulse wave measurement is affected by the displacement of the distance due to respiration, body movement, movement of the pulse wave measurement device, etc., the pulse wave measurement may not be performed accurately. Therefore, the accuracy of pulse wave measurement can be improved by removing the displacement based on at least one of respiration, body motion, and movement of the pulse wave measuring device included in the distance displacement.

また、変位測定部31は、対象物50の距離の変位の測定の結果を連続的に得ることより、脈波の全体的な傾向を把握することができ、脈波測定を確実に行うことができる。   Further, the displacement measuring unit 31 can obtain the overall tendency of the pulse wave by continuously obtaining the measurement result of the displacement of the distance of the object 50, and can reliably perform the pulse wave measurement. it can.

次に、図1に示す例では、変位測定部31により得られた対象物50の距離の変位の測定の結果(対象物50の距離の変位dA又はΔd)を基づいて、指標算出部32によって、脈波に関する指標の算出の結果を求めることができる。指標算出部32は、変位測定部31により得られた対象物50の距離の変位の測定の結果を用いて脈波に関する指標の算出の結果を求めるように構成される部分である。指標算出には、例えばパーソナルコンピュータなどの汎用的なコンピュータを用いることができる。指標算出部32を備えることにより、脈波に関する指標の算出を確実に行うことができる。脈波に関する指標とは、動脈の硬さ、脈波速度(PWV)の推定値、AI(Augmentation Index)及びCAVI(Cardio Ankle Vascular Index:心臓足首血管指数)などを挙げることができる。上述のように、脈波速度(PWV)は、式(101)によって求めることができる。また、AI(Augmentation Index)は、式(101)によって求めることができる。   Next, in the example illustrated in FIG. 1, based on the measurement result of the displacement of the distance of the object 50 obtained by the displacement measurement unit 31 (displacement dA or Δd of the distance of the object 50), the index calculation unit 32 performs the measurement. The calculation result of the index relating to the pulse wave can be obtained. The index calculation unit 32 is a part configured to obtain the calculation result of the index related to the pulse wave using the measurement result of the displacement of the distance of the object 50 obtained by the displacement measurement unit 31. For the index calculation, for example, a general-purpose computer such as a personal computer can be used. By providing the index calculation unit 32, it is possible to reliably calculate the index related to the pulse wave. Examples of the index relating to the pulse wave include arterial stiffness, an estimated value of the pulse wave velocity (PWV), AI (Augmentation Index), and CAVI (Cardio Ankle Vascular Index). As described above, the pulse wave velocity (PWV) can be obtained by equation (101). Moreover, AI (Augmentation Index) can be calculated | required by Formula (101).

次に、図1に示す例では、指標算出部32によって算出された指標及び脈波波形の詳細な形状変化の解析に基づいて、診断部34によって、動脈硬化等の総合診断のデータを提供することができる。診断部34による診断には、例えばパーソナルコンピュータなどの汎用的なコンピュータを用いることができる。   Next, in the example shown in FIG. 1, comprehensive diagnosis data such as arteriosclerosis is provided by the diagnosis unit 34 based on the analysis of the detailed shape change of the index and the pulse wave waveform calculated by the index calculation unit 32. be able to. For the diagnosis by the diagnosis unit 34, for example, a general-purpose computer such as a personal computer can be used.

また、本発明の脈波測定装置は、あらかじめ設定したパターンに対応した判定の結果を設定しておき、変位測定部31によって測定された対象物50の距離の変位のパターンと、あらかじめ設定したパターンとを比較して、その比較結果に基づいて判定の結果を得る判定部を備えることができる。判定部が、変位測定部31によって測定された対象物50の距離の変位のパターンと、あらかじめ設定したパターンとを比較して、病状等の有無や程度の判定の結果を得ることにより、短時間で容易に判定の結果を得ることができる。具体的には、判定の結果は、正常、動脈硬化症、高血圧症・高脂血症、閉塞性肥大型心筋症、拡張型心筋症、大動脈弁閉鎖不全、甲状腺機能亢進症、閉塞性動脈硬化症・糖尿病の少なくともいずれか1つに関するものであることができる。判定部による判定の結果を用いることにより、診断部34による診断をより正確なものとすることができる。   Further, the pulse wave measuring device of the present invention sets the determination result corresponding to the preset pattern, the displacement pattern of the distance of the object 50 measured by the displacement measuring unit 31, and the preset pattern. And a determination unit that obtains a determination result based on the comparison result. The determination unit compares the displacement pattern of the distance of the object 50 measured by the displacement measurement unit 31 with a preset pattern, and obtains the result of determination of the presence or absence of a disease state, etc. The result of the determination can be easily obtained. Specifically, the judgment results are normal, arteriosclerosis, hypertension / hyperlipidemia, obstructive hypertrophic cardiomyopathy, dilated cardiomyopathy, aortic regurgitation, hyperthyroidism, obstructive arteriosclerosis It can be related to at least one of symptom and diabetes. By using the result of determination by the determination unit, the diagnosis by the diagnosis unit 34 can be made more accurate.

また、図1に示す例では、本発明の脈波測定装置は、変位測定部31によって測定された対象物50の距離の変位を所定のサンプリングレートで所定時間記録した脈波情報とともに、結果を関連付けて記憶する記憶手段36を備える。記憶手段36としては、ハードディスクドライブ、CDドライブ、DVDドライブ及び各種メモリ等、パーソナルコンピュータなどの汎用的なコンピュータに接続可能であり、脈波情報を電子的に保存することができる公知の記憶手段36を用いることができる。本発明の脈波測定装置が、記憶手段36を備えて結果を関連付けて記憶することにより、脈波情報である脈波パターン(測定された対象物50の変位の時間変化)それ自体を容易に精査することができるので、医師等が、より詳しい病状の解析を容易にかつ正確に行うことができる。   In the example shown in FIG. 1, the pulse wave measuring device of the present invention displays the result together with the pulse wave information in which the displacement of the distance of the object 50 measured by the displacement measuring unit 31 is recorded for a predetermined time at a predetermined sampling rate. Storage means 36 for storing the information in association is provided. The storage means 36 can be connected to a general-purpose computer such as a personal computer such as a hard disk drive, CD drive, DVD drive, and various memories, and is a known storage means 36 that can store pulse wave information electronically. Can be used. The pulse wave measuring apparatus of the present invention includes the storage means 36 and stores the results in association with each other, thereby easily making the pulse wave pattern (change in the displacement of the measured object 50 with time) itself as pulse wave information. Since detailed examination can be performed, a doctor or the like can easily and accurately analyze a more detailed medical condition.

また、図1に示す例では、本発明の脈波測定装置は、報知手段38を備える。報知手段38は、結果が得られない測定異常の場合の報知態様と、結果が得られた場合の測定結果の報知態様とを異なる報知態様とすることが好ましい。本発明の脈波測定装置が報知手段38を備えることにより、結果が得られない測定異常の場合には、医師等による再測定を確実に行うことができる。また、結果が得られた場合、特に病状が正常でない場合には、医師等がそれを見落とすことなく対処することを確実にできる。   Further, in the example shown in FIG. 1, the pulse wave measuring device of the present invention includes a notifying unit 38. It is preferable that the notification means 38 sets the notification mode in the case of a measurement abnormality for which a result is not obtained and the notification mode for the measurement result in a case where a result is obtained as different notification modes. When the pulse wave measuring device of the present invention includes the notifying means 38, remeasurement by a doctor or the like can be reliably performed in the case of a measurement abnormality in which a result cannot be obtained. Further, when the result is obtained, particularly when the medical condition is not normal, it is possible to ensure that the doctor or the like copes without overlooking it.

また、本発明の脈波測定装置は、上述の脈波測定装置を複数備えることができる。すなわち、複数の脈波測定装置によって、同一人の異なる部位の血管に対応する位置を同時に測定することができ、複数の距離の変位の測定の結果の時間的なずれに基づいて脈波に関する指標を算出することができる。また、測定の際には、対象物50を固定することが好ましい。そのため、本発明の脈波測定装置は、ベッド及び椅子等から選択される対象物50固定手段を備えることができる。   Moreover, the pulse wave measuring device of the present invention can include a plurality of the above-described pulse wave measuring devices. In other words, a plurality of pulse wave measuring devices can simultaneously measure positions corresponding to blood vessels of different parts of the same person, and an index relating to pulse waves based on a time lag of a result of measuring displacement at a plurality of distances. Can be calculated. Moreover, it is preferable to fix the target object 50 in the case of a measurement. Therefore, the pulse wave measuring device of the present invention can include an object 50 fixing means selected from a bed, a chair, and the like.

(実施例1)
図5に、本発明の実施例1の脈波測定装置のシステム構成図を示す。図5の脈波測定装置のシステム構成図において、本体の各種情報を外部に表示するための表示器(1B)及び操作キーボード(1D)を一体的に有し、CPU(Central Processing Unit)(70)、メモリ(11)を内蔵するパソコン及びスマートフォン等の情報処理装置(1)、情報処理装置(1)に着脱自在に装着されるメモリカード(2)、情報処理装置(1)に接続されるプリンタ(4)、AD変換機(51)及びマイクロ波微小変位センサー(20)が示される。
Example 1
FIG. 5 shows a system configuration diagram of the pulse wave measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention. In the system configuration diagram of the pulse wave measuring device of FIG. 5, a display (1B) and an operation keyboard (1D) for displaying various information of the main body are integrally provided, and a CPU (Central Processing Unit) (70) is provided. ), An information processing device (1) such as a personal computer and a smartphone with a built-in memory (11), a memory card (2) detachably attached to the information processing device (1), and an information processing device (1). A printer (4), an AD converter (51) and a microwave minute displacement sensor (20) are shown.

マイクロ波微小変位センサー(20)は、非接触にて被測定部52の生体振動を検出して、検出された生体振動はAD変換機(51)によりデジタル情報に変換されてCPU(70)に与えられる。   The microwave minute displacement sensor (20) detects the biological vibration of the measured part 52 in a non-contact manner, and the detected biological vibration is converted into digital information by the AD converter (51) to the CPU (70). Given.

操作キーボード(1D)は外部操作により情報処理装置(1)に対して情報・指示を入力する。メモリカード(2)は情報処理装置(1)に装着されて情報処理装置(1)のCPU制御によりそこに記載されている情報がアクセスされる。   The operation keyboard (1D) inputs information and instructions to the information processing apparatus (1) by an external operation. The memory card (2) is attached to the information processing apparatus (1), and information described therein is accessed by CPU control of the information processing apparatus (1).

生体振動の中で、特に、大動脈血管の振動である大動脈の脈波波形には脈波成分より大振幅の呼吸成分が重畳するため周波数解析などの複雑な波形処理が必要であったが、図6に示す本発明の脈波測定装置を用いた脈波計測手順及び動脈血管等をプリントした検査着により効率よくかつ、詳細な脈波波形の取得が可能になった。   Among biological vibrations, in particular, the aortic pulse wave, which is the vibration of the aortic blood vessel, is superposed with a respiratory component having a larger amplitude than the pulse wave component, so complicated waveform processing such as frequency analysis is required. The pulse wave measurement procedure using the pulse wave measuring device of the present invention shown in FIG. 6 and the examination clothes printed on arterial blood vessels and the like enable efficient and detailed acquisition of pulse wave waveforms.

図6に示す脈波計測手順は次のとおりである。
1)被検者をリラックスさせるため、測定の目的や苦痛がなく数分間で終了し、また、着衣のままで良いことを伝える。
2)レーザー光により測定部位をマークする(頸動脈、上行動脈、鎖骨下動脈、上腕動脈、橈骨動脈などにて脈波波形が異なるため)。
3)通常の呼吸をモニタする(位相が最大になるようにPSD(位置検出素子)出力を参考に距離を調整)。
4)大きく呼吸したときの波形チェック後、何回か測定者の号令で数秒間呼吸を止めてもらう(数秒間の呼吸停止とさらに通常の呼吸状態を何回か繰り返し、良い波形が受信されたら、脈波波形データとPSD距離計(位置検出素子)のデータを記録する)。
5)被検者に測定が終了したことを伝える。
The pulse wave measurement procedure shown in FIG. 6 is as follows.
1) In order to relax the subject, it will be completed in a few minutes without the purpose and pain of the measurement, and it will be communicated that it is okay to wear clothes.
2) Mark the measurement site with laser light (because the pulse wave waveform is different in the carotid artery, ascending artery, subclavian artery, brachial artery, radial artery, etc.).
3) Monitor normal breathing (adjust the distance with reference to the PSD (position detection element) output so that the phase is maximized).
4) After checking the waveform when breathing greatly, ask the measurer to stop breathing for a few seconds (repeat for a few seconds and repeat normal breathing several times, and if a good waveform is received) , Record pulse wave waveform data and PSD distance meter (position detection element) data).
5) Tell the subject that the measurement is complete.

図8は、呼吸と脈波とが重畳した波形を示している。図8において、3秒から4秒の周期の振幅が大きい波形が呼吸であり、約1秒周期の小さな波形が脈波である。   FIG. 8 shows a waveform in which respiration and a pulse wave are superimposed. In FIG. 8, a waveform having a large amplitude with a period of 3 to 4 seconds is respiration, and a waveform having a small period of about 1 second is a pulse wave.

図9には上記脈波計測手順により取得された、詳細な脈波波形を示した。この脈波波形は中枢血管の動脈硬化に対応する、心臓からの駆出波と末梢血管からの反射波の様子を詳細に示していることがわかる。   FIG. 9 shows a detailed pulse wave waveform acquired by the above pulse wave measurement procedure. It can be seen that this pulse waveform shows in detail the ejection wave from the heart and the reflected wave from the peripheral blood vessel corresponding to arteriosclerosis of the central blood vessel.

上記実施例1では、本発明の脈波測定装置を、ベッド等の寝具に設置することもできる。   In the said Example 1, the pulse-wave measuring apparatus of this invention can also be installed in beddings, such as a bed.

上記実施例1では、マイクロ波微小変位センサー(20)として2つのマイクロ波送受信器を設けたが、3つ以上のマイクロ波送受信器を用いてもよい、また1個のマイクロ波送受信器による定在波レーダ等を用いてもよい。   In the first embodiment, two microwave transmitters / receivers are provided as the microwave minute displacement sensor (20). However, three or more microwave transmitters / receivers may be used. A standing wave radar or the like may be used.

上記実施例1では、電波として24GHzのマイクロ波を用いたが、変位を検出できる電波であれば、これに限られない。例えば、24GHz以外のマイクロ波を用いてもよい。   In the first embodiment, the microwave of 24 GHz is used as the radio wave. However, the radio wave is not limited to this as long as the radio wave can detect the displacement. For example, a microwave other than 24 GHz may be used.

上記実施例1では、マイクロ波を被測定部52に照射したが、表面振動がなくても人体内部での変位が生じる場所に照射してもよい。   In the first embodiment, the measurement target 52 is irradiated with microwaves, but may be irradiated to a place where a displacement occurs inside the human body without surface vibration.

上記実施例1では、ニューラルネット処理などの手段により、あらかじめ記憶していた生体振動波形と比較して、その比較波形から緊急状態であることが特定された場合、警報器(60)が音声での警報を発したが、音声以外の方法で警報を発するものであってもよい。例えば、モニタに警告を表示するものであってもよい。音声と表示の両方を用いることもできる。あるいは、無線通信装置を用いて、CPU(70)から警報器(60)の作動命令があったときに、警報器(60)から外部に対して無線通信により警報を発するものとすることもできる。この場合、当該警報を情報センターに送信し、当該警報を受信した情報センターから救急車を手配するような構成も可能である。   In the first embodiment, when the emergency waveform is identified from the comparison waveform by means of neural network processing or the like and compared with the biological vibration waveform stored in advance, the alarm device (60) is voiced. The alarm may be issued by a method other than voice. For example, a warning may be displayed on the monitor. Both voice and display can be used. Alternatively, it is also possible to use a wireless communication device to issue an alarm from the alarm device (60) to the outside by wireless communication when an operation command for the alarm device (60) is issued from the CPU (70). . In this case, a configuration in which the alarm is transmitted to the information center and an ambulance is arranged from the information center that has received the alarm is also possible.

本発明の脈波測定装置は、警報器(60)を用いない構成も可能である。例えば、脈波測定装置を単なる解析装置として用いることもできる。   The pulse wave measuring device of the present invention may be configured not to use the alarm device (60). For example, the pulse wave measurement device can be used as a simple analysis device.

以上述べたように、本実施の形態によれば、人体にマイクロ波を発射し、反射波を受信することによって生体振動検出装置において、従来の装置より計測精度が向上した装置を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a device with improved measurement accuracy compared to conventional devices in a biological vibration detection device by emitting a microwave to a human body and receiving a reflected wave. it can.

(実施例2)
図10に、実施例2の脈波測定装置のシステム構成の模式図を示す。なお、図10中、「LASER」はレーザー、「PSD」は位置検出センサーを示す。
(Example 2)
In FIG. 10, the schematic diagram of the system configuration | structure of the pulse-wave measuring apparatus of Example 2 is shown. In FIG. 10, “LASER” indicates a laser, and “PSD” indicates a position detection sensor.

図10で示すように、2周波(2つの高周波、f及びf)を大動脈起始部や大腿動脈などの測定部位に照射した場合、移動体検出センサー(アンテナ)と測定部位との距離dは、式(15)を参考にすると、下記の式(100)で求めることができる。 As shown in FIG. 10, when two measurement frequencies (two high frequencies, f 1 and f 2 ) are irradiated to a measurement site such as the aortic root and the femoral artery, the distance between the moving object detection sensor (antenna) and the measurement site d can be obtained by the following equation (100) with reference to equation (15).

d=cφ/{4π(f+f)} ・・・(100) d = cφ / {4π (f 1 + f 2 )} (100)

ここで、cは光の速度、f及びfは2つの高周波(2周波)の移動体検出センサー(アンテナ)からの発射周波数、位相角φは合成波形(f−f及びf−f)の2周波の位相差で与えられる。 Here, c is the speed of light, f 1 and f 2 are emission frequencies from two high-frequency (two-frequency) moving body detection sensors (antennas), and the phase angle φ is a composite waveform (f 1 -f 2 and f 2 −f 1 ), which is given by the phase difference of two frequencies.

具体的な例として、f=24.1498GHzでf=24.1490GHzの場合、(100)式でc =3×1011mm/secとすると、位相差がφ=2πの場合に相当するdの最大測定可能距離λは、
λ=3×1011/(2×48.2988×10)=3.1026mmとなる。
As a specific example, when f 1 = 24.1498 GHz and f 2 = 24.1490 GHz, if c = 3 × 10 11 mm / sec in equation (100), this corresponds to the case where the phase difference is φ = 2π. The maximum measurable distance λ of d is
λ = 3 × 10 11 /(2×48.2988×10 9 ) = 3.1026 mm.

よって、反射体までの距離dはf−f=0.8MHzのビート波形の位相差φから求まる。もし、f−f=0.8MHzのビート波形の位相差φを1°精度で検出した場合、f+fの位相差φ=1°に相当する距離d=0.0086mm、即ち、8.6μm精度で決定可能であることを示している。 Therefore, the distance d to the reflector is obtained from the phase difference φ of the beat waveform of f 1 −f 2 = 0.8 MHz. If the phase difference φ of the beat waveform of f 1 −f 2 = 0.8 MHz is detected with 1 ° accuracy, the distance d = 0. 060 mm corresponding to the phase difference φ = 1 ° of f 1 + f 2 , that is, It shows that it can be determined with an accuracy of 8.6 μm.

図1に、実施例2に使用した本発明の脈波測定装置の脈波波形計測システムのブロック図を示す。図1で示すように、2つのマイクロ波移動体検出センサーからの波形はそれぞれの位相差を検出する位相差計(位相比較部29)に入力され、その位相差をアナログデジタルコンバータ(ADC)によりAD変換して、情報処理装置にて処理及び記録するものである。なお、情報処理装置は、波形処理部30、変位測定部31、指標算出部32、診断部34、記憶手段36及び報知手段38等を適宜含むことができる。   FIG. 1 shows a block diagram of a pulse wave waveform measurement system of the pulse wave measurement device of the present invention used in the second embodiment. As shown in FIG. 1, the waveforms from the two microwave moving body detection sensors are input to a phase difference meter (phase comparison unit 29) that detects the respective phase differences, and the phase differences are input by an analog-digital converter (ADC). A / D converted, processed and recorded by the information processing apparatus. Note that the information processing apparatus can appropriately include a waveform processing unit 30, a displacement measurement unit 31, an index calculation unit 32, a diagnosis unit 34, a storage unit 36, a notification unit 38, and the like.

実施例2に用いる本装置の特徴として、上述の(100)式による距離dの計測精度は、移動体検出センサーと測定部位との距離に無関係である。このことは、遠距離でも波形強度が十分であれば、高精度にて距離dの計測が可能である反面、以下の問題が生じることがある。   As a feature of the present apparatus used in the second embodiment, the measurement accuracy of the distance d by the above-described equation (100) is independent of the distance between the moving object detection sensor and the measurement site. This means that if the waveform intensity is sufficient even at a long distance, the distance d can be measured with high accuracy, but the following problems may occur.

図1からもわかるように、移動体検出センサーと測定部位との距離によりマイクロ波の干渉するビームスポット(被測定部52の大きさ)が変化する。もし、距離が大きくなり、ビームスポットが大きくなると測定部位の検出範囲が広がり、その平均値としての位置変動を検出することになる。これは、鮮明な脈波波形が検出できないことを意味する。   As can be seen from FIG. 1, the beam spot (the size of the portion to be measured 52) where the microwave interferes varies depending on the distance between the moving body detection sensor and the measurement site. If the distance is increased and the beam spot is increased, the detection range of the measurement site is expanded, and the position variation as the average value is detected. This means that a clear pulse waveform cannot be detected.

他方、脈波波形は末梢動脈波形や大動脈波形などの測定部位により脈波波形が異なるため、測定部位をポインテイングすることが必要である。この問題を解決するため、レーザー(LASER)及び位置検出素子(PSD:Position Sensitive Detector)を追加したシステムを用いることができる。このシステムにより、マイクロ波を最適ポイントに、最適なビームスポットで照射することが可能になり、非接触にて、末梢血管からの反射圧波(反射の主たる部位は腹大動脈から左右の下行大動脈分岐部付近)と駆動圧波が干渉した合成波を含む鮮明な脈波波形のデータが取得できる。具体的には、レーザーにて、マイクロ波の干渉するビームスポットSの中心を示し、位置検出素子(PSD)により、20cmから150cmまでの距離測定が可能とした場合に、このレーザーと位置検出素子(PSD)とにより最適ポイントにマイクロ波を照射することにより、図11のような鮮明な脈波波形のデータを得ることができた。   On the other hand, since the pulse wave waveform varies depending on the measurement site such as the peripheral artery waveform and the aortic waveform, it is necessary to point the measurement site. In order to solve this problem, a system to which a laser (LASER) and a position detection element (PSD: Position Sensitive Detector) are added can be used. This system makes it possible to irradiate microwaves at the optimum point and with the optimum beam spot. Non-contact reflected pressure waves from peripheral blood vessels (the main part of reflection is from the abdominal aorta to the left and right descending aortic bifurcations) Vivid pulse waveform data including a composite wave in which the driving pressure wave interferes with the vicinity) can be acquired. Specifically, when the center of the beam spot S where the microwave interferes is indicated by a laser, and the distance measurement from 20 cm to 150 cm is possible by the position detection element (PSD), this laser and the position detection element By irradiating the optimum point with microwaves using (PSD), it was possible to obtain clear pulse waveform data as shown in FIG.

実施例2では、上述の装置を用いて、次のように心拍波形及び呼吸波形の計測を行った。すなわち、実際の測定では、レーザーと位置検出素子(PSD)により移動体検出センサーから約30cmのところの大動脈起始部に向けてマイクロ波(高周波)を照射してデータを取得した。   In Example 2, the heart rate waveform and the respiratory waveform were measured as follows using the above-described apparatus. That is, in the actual measurement, data was acquired by irradiating a microwave (high frequency) toward the aorta starting portion about 30 cm from the moving body detection sensor with a laser and a position detection element (PSD).

図11はベッドに仰向けになった成人女性(50代)の呼吸と脈波が混在したデータを示している。横軸は経過時間(0.01sec単位、例えば、「1000」は10秒を示す。)であり、縦軸は位相差を電圧(mV)で表したものである。図11で大きく(約1000mV)の変化をしている箇所(4sec〜6sec)及び(12sec〜15sec)の約2秒から3秒間は、被検者が深呼吸したために生じた呼吸成分である。なお、呼吸波形の解析を行う場合には、呼吸により位相差が大きく振れている5secと13secの箇所、位相差出力電圧値1700mV付近では位相が180度を超えて逆位相となっている。   FIG. 11 shows data in which the respiration and pulse wave of an adult woman (in her 50s) lying on the bed are mixed. The horizontal axis represents elapsed time (in 0.01 sec units, for example, “1000” represents 10 seconds), and the vertical axis represents the phase difference in voltage (mV). The portions (4 sec to 6 sec) and (12 sec to 15 sec) where the change is large (about 1000 mV) in FIG. 11 and about 2 sec to 3 sec are respiratory components generated because the subject took a deep breath. When analyzing the respiratory waveform, the phase exceeds 180 degrees and is in the opposite phase at the 5 sec and 13 sec locations where the phase difference greatly fluctuates due to respiration and in the vicinity of the phase difference output voltage value 1700 mV.

また、小さい(約200mV)変化をしている箇所(7sec〜11sec)及び(16sec〜20sec)は、被検者に4秒ないし5秒間だけ故意に呼吸を止めてもらい無呼吸状態での波形を測定した。このデータは、約1秒の周期で繰り返される心拍数に相当する脈波成分の波形を示している。   In addition, in places (7 sec to 11 sec) and (16 sec to 20 sec) where the change is small (about 200 mV), the patient intentionally stops breathing for 4 to 5 seconds, and the waveform in the apnea state is obtained. It was measured. This data shows a waveform of a pulse wave component corresponding to a heart rate repeated at a period of about 1 second.

図12は、図11において被検者に4秒ないし5秒間だけ故意に呼吸を止めてもらい無呼吸状態での波形を測定した脈波波形の部分(6sec〜10sec)だけを拡大したものであるが、この図12から約1秒周期の心拍数に相当する4個の脈波波形が存在することが明らかである。   FIG. 12 is an enlarged view of only the portion (6 sec to 10 sec) of the pulse wave waveform obtained by measuring the waveform in an apnea state by having the subject intentionally stop breathing for 4 to 5 seconds in FIG. However, it is clear from FIG. 12 that there are four pulse wave waveforms corresponding to the heart rate with a period of about 1 second.

図13は図12の一部(7.2sec〜8.4sec)をさらに拡大したものである。図13は頸部に圧変動を検出する脈波用ピックアップを当てることにより取得された頸動脈の脈波波形ときわめてよく似た波形を示している。   FIG. 13 is an enlarged view of a part of FIG. 12 (7.2 sec to 8.4 sec). FIG. 13 shows a waveform very similar to the pulse waveform of the carotid artery obtained by applying a pulse wave pickup for detecting pressure fluctuations to the neck.

このことから、カテーテルにて超小型の圧力センサーを動脈血管内に挿入しなければ測定できなかった大動脈起始部の脈波波形を、本発明の装置によって、非接触にて、しかも着衣のままで測定できることが明らかになった。   From this, the pulse wave waveform of the aortic root that could not be measured without inserting an ultra-small pressure sensor into the arterial blood vessel with a catheter can be contacted and worn without contact by the device of the present invention. It became clear that it could be measured.

図14は成人男性(60代)の脈波波形を示している。約0.7秒周期の脈波波形が4個連続に図示されている。   FIG. 14 shows a pulse waveform of an adult male (60s). Four pulse waveforms each having a period of about 0.7 seconds are shown in a row.

図15は図14の一部(9.1sec〜9.9sec)を拡大したものである。図15は頸部に圧変動を検出する脈波用ピックアップを当てることにより取得された頸動脈の脈波波形ときわめてよく似た波形を示している。   FIG. 15 is an enlarged view of a part (9.1 sec to 9.9 sec) of FIG. FIG. 15 shows a waveform very similar to the pulse waveform of the carotid artery obtained by applying a pulse wave pickup for detecting pressure fluctuation to the neck.

この脈波波形の1番目のピークは、左心室の収縮により血液が大動脈に送り出されると、大動脈起始部圧波が発生し、大動脈起始部の血圧が上昇する様子を表している。これが、収縮期前方成分であり、駆動圧波を検出していることになる。これ以後、血圧は減少するはずであるのに、血圧が再上昇して2番目のピークを形成している。これは収縮期後方成分であり、末梢血管からの反射圧波と駆動圧波が干渉した合成波を検出していることを示している。   The first peak of the pulse wave waveform indicates that when blood is sent to the aorta due to contraction of the left ventricle, an aortic root pressure wave is generated and the blood pressure at the aortic root is increased. This is the systolic front component and the driving pressure wave is detected. After this, the blood pressure should decrease, but the blood pressure rises again to form the second peak. This is a posterior systolic component and indicates that a composite wave in which a reflected pressure wave from a peripheral blood vessel and a driving pressure wave interfere with each other is detected.

図13の成人女性(50代)の大動脈起始部脈波波形と、図14の成人男性(60代)の大動脈起始部脈波波形を比較すると、60代男性では収縮期後方成分の2番目のピークが収縮期前方成分の1番目のピークより大きいことがわかる。   Comparing the aortic root pulse waveform of the adult female (50s) in FIG. 13 with the aortic root pulse waveform of the adult male (60s) in FIG. It can be seen that the second peak is larger than the first peak of the anterior systolic component.

この収縮期前方成分(1番目)と収縮期後方成分(2番目)のピークの比はAI(Augmentation Index)といわれており、心臓からの駆動圧(ejection pressure)と、この駆動圧波が血管内を伝播し末梢から反射して戻ってきた反射圧波(reflection pressure)の比率である。このことを考慮すると、60代男性の動脈脈波は末梢からの反射波の速度が早いため、駆動圧波と反射波が干渉した合成波が生じ、2番目の合成が1番目の駆動圧波を超えることになったと考えられる。よって、この被検者は動脈硬化が進んでいると推測される。また、データを掲載しなかったが、椅子に座った状態で前方約30cmの距離から呼吸と脈波波形を測定し、同じような呼吸波形や脈波波形のデータが取得されることを確認した。   The ratio of the peak of the first systolic component (first) and the second systolic component (second) is called AI (Augmentation Index), and the driving pressure from the heart (ejection pressure) It is the ratio of the reflection pressure wave (reflection pressure) that propagated through and returned from the periphery. Considering this, since the arterial pulse wave of males in their 60s has a fast reflected wave velocity from the periphery, a composite wave in which the driving pressure wave and the reflected wave interfere with each other, and the second synthesis exceeds the first driving pressure wave. It is thought that it became. Therefore, it is presumed that this subject has advanced arteriosclerosis. Although we did not post data, we measured respiration and pulse waveform from a distance of about 30 cm forward while sitting on a chair, and confirmed that similar respiration waveform and pulse waveform data were obtained. .

以上のように、本発明の脈波測定装置を用いるならば、着衣のままで椅子に座った状態で呼吸や脈波波形の測定が可能であることが明らかになった。また、身体を動かした場合の雑音については、周波数解析等の手法により除去可能と考えられる。   As described above, it has been clarified that if the pulse wave measuring device of the present invention is used, breathing and pulse wave waveforms can be measured while sitting on a chair while wearing clothes. In addition, it is considered that noise caused by moving the body can be removed by a technique such as frequency analysis.

実施例2では、本発明の脈波測定装置を試作した。また、その脈波測定装置により、実際の実験によりデータを取得し、その有用性を実証的に確認した。   In Example 2, the pulse wave measuring device of the present invention was prototyped. In addition, the pulse wave measuring device was used to acquire data through actual experiments and confirm its usefulness.

従来からのマイクロ波による非接触脈波計測での問題点は以下のものが挙げられる。
1)マイクロ波が照射されている部位の位置(マイクロ波の干渉するビームスポットS)が目視できないこと。
2)移動体検出センサーと測定部位との距離により、ビームスポットSの大きさが変化する問題がある。すなわち、近距離ではビームスポットSが小さいため干渉信号強度が弱く、最悪の場合、干渉領域のビームスポットSが存在しない場合は計測不可となる。また、遠距離ではビームスポットSが大きくなり、このため広いエリアの平均データとなり、鮮明な脈波波形の検出ができない。
Problems with conventional non-contact pulse wave measurement using microwaves include the following.
1) The position of the portion irradiated with the microwave (beam spot S where the microwave interferes) cannot be visually observed.
2) There is a problem that the size of the beam spot S changes depending on the distance between the moving body detection sensor and the measurement site. That is, since the beam spot S is small at a short distance, the interference signal intensity is weak. In the worst case, measurement is impossible when the beam spot S in the interference region does not exist. In addition, the beam spot S becomes large at a long distance, so that the average data of a wide area is obtained, and a clear pulse wave waveform cannot be detected.

これらの問題は、上述のように、レーザーと位置検出素子(PSD)を追加したシステムを用いることによって解決した。これにより、マイクロ波を最適ポイントに、最適なビームスポットで照射することが可能になり、非接触にて、末梢血管からの反射圧波(反射の主たる部位は腹大動脈から左右の下行大動脈分岐部付近)と駆動圧波が干渉した合成波を含む鮮明な脈波波形のデータが取得できた。   These problems were solved by using a system in which a laser and a position detection element (PSD) were added as described above. This makes it possible to irradiate the microwave with the optimal beam spot at the optimal beam spot, and non-contact reflection pressure waves from peripheral blood vessels (the main part of reflection is from the abdominal aorta to the left and right descending aortic bifurcations) ) And the pulse wave waveform data including the synthesized wave interfering with the driving pressure wave.

本発明の脈波測定装置を用いる脈波測定は、従来のマイクロ波による呼吸数や心拍数検出と異なり、AC成分としての心拍数を検出するのではなく、変動・角度データをDC電圧データとして抽出しており、詳細な脈波波形そのものを検出し、脈波波形の詳細な形状変化から、動脈硬化等の総合診断のデータを提供できる。さらに実施例2の方式は、着衣のままで直接の物理量(呼吸波形や脈波波形)の測定が可能であるため、医学分野のスクリーニング(screening)にも応用できる。   The pulse wave measurement using the pulse wave measuring device of the present invention is different from the conventional detection of the respiratory rate and heart rate by microwaves. Instead of detecting the heart rate as an AC component, the fluctuation / angle data is used as DC voltage data. The extracted pulse waveform itself can be detected, and comprehensive diagnosis data such as arteriosclerosis can be provided from the detailed shape change of the pulse waveform. Furthermore, since the method of Example 2 can directly measure physical quantities (respiration waveform and pulse waveform) while wearing clothes, it can be applied to screening in the medical field.

(実施例3)
実施例3として、本発明の脈波測定装置を用いた脈波速度(PWV)とAI(Augmentation Index)の測定を以下のように行った。
(Example 3)
As Example 3, measurement of pulse wave velocity (PWV) and AI (Augmentation Index) using the pulse wave measuring device of the present invention was performed as follows.

年齢とともに進行する動脈硬化(arteriosclerosis)による動脈の硬さ(stiffness)を評価する方法として、脈波速度(PWV)とAI(Augmentation Index)などがある。PWVは部分的(segmental)な動脈の硬さを、AIは全身(systemic)の動脈の硬さの評価に用いられている。従来から、高脂血等によって引き起こされる動脈硬化の度合いを判定するために、血管の硬さに相当する血管の力学的データを計測することが行われていた。特に、血管の硬さを非侵襲的に計測する方法として脈波速度(PWV)測定法が使用されて来た。このPWV測定は2点間(頸動脈−大腿動脈:cf[carotid-femoral])又は(上腕動脈−足首動脈:ba[brachial-ankle])の脈波伝播時間と2点間の距離とから、脈波速度を求めるものであり、動脈硬化の評価指標となっている。しかし、上述のPWV測定法は被検者の身体に複数の振動センサーを取り付けるなど、高価な医療機器が必要であった。そこで、実施例3ではマイクロ波の脈波データから、AIとPWV値を求めるためのアルゴリズムについて説明する。本アルゴリズムにより、1箇所での脈波データからAIとPWV値を求めることができるので、予防医学分野において病院での患者や老人のヘルスケア及び健康状態の監視やスクリーニング(screening)を着衣のままで行うことができるため、便利であると考えられる。以下、実施例3の実測結果について詳細に説明する。   As a method for evaluating the stiffness of an artery due to arteriosclerosis that progresses with age, there are a pulse wave velocity (PWV) and an AI (Augmentation Index). PWV is used to evaluate segmental arterial stiffness, and AI is used to evaluate systemic arterial stiffness. Conventionally, in order to determine the degree of arteriosclerosis caused by hyperlipidemia or the like, blood vessel mechanical data corresponding to blood vessel hardness has been measured. In particular, the pulse wave velocity (PWV) measurement method has been used as a method for noninvasively measuring the hardness of a blood vessel. This PWV measurement is based on the pulse wave propagation time between two points (carotid-femoral artery: cf [carotid-femoral]) or (brachial-ankle artery: ba [brachial-ankle]) and the distance between the two points. The pulse wave velocity is obtained and is an evaluation index for arteriosclerosis. However, the above-described PWV measurement method requires expensive medical equipment such as attaching a plurality of vibration sensors to the body of the subject. In the third embodiment, an algorithm for obtaining AI and PWV values from microwave pulse wave data will be described. This algorithm allows AI and PWV values to be obtained from pulse wave data at a single location, so that patients and elderly people can be monitored for health care and health monitoring and screening in the field of preventive medicine. Because it can be done in, it is considered convenient. Hereinafter, the measurement result of Example 3 will be described in detail.

図7に示すように心臓の拍動に伴い駆出波(Primary pulse)は動脈壁を末梢に向かって伝播する。また、脈波が腹大動脈から左右の総腸骨動脈(Iliac aorta)分岐点(下行大動脈分岐部)や大腿動脈などの分岐点に衝突すると反射波となり、逆方向の心臓方向に向かって伝播する。この反射波が、脈波に占める比率をAI(Augmentation Index)と呼び、AIの増加は血管の硬化が進んでいくことを意味する。   As shown in FIG. 7, a primary pulse propagates along the artery wall toward the periphery as the heart beats. In addition, when a pulse wave collides with a bifurcation point such as the left and right common iliac artery (Iliac aorta) bifurcation point (descending aortic bifurcation) or femoral artery from the abdominal aorta, it becomes a reflected wave and propagates toward the opposite heart direction . The ratio of the reflected wave to the pulse wave is called AI (Augmentation Index), and an increase in AI means that the hardening of the blood vessel proceeds.

図7でSは動脈内腔の平均断面積(cm)であり、PWV(m/sec)は頸動脈、胸部動脈、腹部動脈及び大腿動脈等での平均の脈波伝播速度を示している。 In FIG. 7, S is the average cross-sectional area (cm 2 ) of the arterial lumen, and PWV (m / sec) indicates the average pulse wave propagation velocity in the carotid artery, thoracic artery, abdominal artery, femoral artery, and the like. .

図3は、50代成人女性の2点間(L=20cm)の脈波測定結果を示している。測定では、ベッド上でセンサーから約30cm離れた位置に仰向けの状態でA点としては大動脈起始部、B点としては下行大動脈での測定を行った。横軸は経過時間、縦軸は位相差を表している。実際の測定にあたっては、被検者には大きく深呼吸した後に呼吸を止めてもらい、無呼吸の状態で数秒間測定を行った。実際には、2点間の距離が20cmと近いため、各部位(A点、B点)からの反射波形の混信を避けるためアンテナの偏波面が互いに直行するようにセットして測定した。   FIG. 3 shows the pulse wave measurement result between two points (L = 20 cm) of an adult woman in her 50s. In the measurement, the measurement was performed at the origin of the aorta as the point A and the descending aorta as the point B in a state of lying on the bed at a position about 30 cm away from the sensor. The horizontal axis represents elapsed time, and the vertical axis represents phase difference. In the actual measurement, the subject took a deep breath and stopped breathing, and the measurement was performed for several seconds in an apnea state. Actually, since the distance between the two points is as short as 20 cm, measurement was performed by setting the polarization planes of the antennas to be orthogonal to each other in order to avoid interference of reflected waveforms from each part (point A and point B).

図3の灰色のB点(下行大動脈)での脈波が、黒色のA点(大動脈起始部:黒色)での脈波より時間が遅れているのがわかる。図3によると、A点からB点への脈波伝播時間Δtは約0.05秒であり、A点とB点との間の距離Lを20cmとすると、脈波速度(PWV)はPWV=20cm/0.05sec=4m/secと算出される。   It can be seen that the pulse wave at the gray point B (descending aorta) in FIG. 3 is delayed with respect to the pulse wave at the black point A (aortic origin: black). According to FIG. 3, the pulse wave propagation time Δt from the point A to the point B is about 0.05 seconds, and when the distance L between the points A and B is 20 cm, the pulse wave velocity (PWV) is PWV. = 20 cm / 0.05 sec = 4 m / sec.

なお、脈波速度(PWV)は下記の式(101)で求めることができる。
PWV=L/Δt ・・・(101)
The pulse wave velocity (PWV) can be obtained by the following equation (101).
PWV = L / Δt (101)

ここで、Δtは脈波がA点からB点へ距離Lだけ伝播する伝播時間である。   Here, Δt is a propagation time during which the pulse wave propagates from point A to point B by a distance L.

図16は、図3において、大動脈起始部と下行大動脈波波形部分(7sec〜9sec)を拡大したものである。図16で黒色の大動脈起始部での脈波に注目すると、1番目のピークは心臓からの駆出波(Primary pulse)であり、2番目のピークは下行大動脈分岐部からの反射波、3番目のピークはハーモニックス(Harmonics)を表している。ここで、2番目のピークの下行大動脈分岐部からの反射波と3番目のピークのハーモニックス(Harmonics)に注目すると、黒色の大動脈起始部脈波波形の方が灰色の下行大動脈波形よりも反射波の到達時間が遅れていることがわかる。   FIG. 16 is an enlarged view of the aortic origin and descending aortic wave waveform portion (7 sec to 9 sec) in FIG. When attention is paid to the pulse wave at the origin of the black aorta in FIG. 16, the first peak is the ejection pulse from the heart (Primary pulse), and the second peak is the reflected wave from the descending aortic bifurcation. The second peak represents Harmonics. Here, focusing on the reflected wave from the descending aortic bifurcation of the second peak and the harmonics of the third peak, the black aortic origin pulse waveform is more gray than the gray descending aortic waveform. It can be seen that the arrival time of the reflected wave is delayed.

この一見矛盾するように見える現象を説明するため、図17を使って以下詳細に説明する。   In order to explain this seemingly contradictory phenomenon, it will be described in detail below with reference to FIG.

図17は二つのマイクロ波微小変位センサー(Sensor1及びSensor2)が距離L1だけ離して配置され、Sensor2から下行大動脈分岐部までをL2と仮定した位置関係を示している。図17から明らかなように、1番目のピークである心臓からの駆出波#1はL1を伝播するt1時間だけ遅れてSensor2にて検出される。その後、距離L2にある下行大動脈分岐部からの反射#2及びそのハーモニックス(Harmonics)#3として各センサーに到達する。Sensor2はSensor1よりも下行大動脈分岐部がL1だけ近い距離にあるため、反射波#2、#3がセンサーに到達する時間が短くなることは明らかである。上記の理由により、2番目のピークと3番目のピークにおいて、黒色の大動脈起始部脈波波形の方が灰色の下行大動脈波形よりも反射波の到達時間が遅れていることの説明が可能である。   FIG. 17 shows a positional relationship in which two microwave minute displacement sensors (Sensor 1 and Sensor 2) are arranged at a distance L1, and the distance from Sensor 2 to the descending aortic bifurcation is assumed to be L2. As is apparent from FIG. 17, the ejection wave # 1 from the heart, which is the first peak, is detected by Sensor 2 with a delay of t1 that propagates through L1. Thereafter, each sensor is reached as reflection # 2 from its descending aortic bifurcation at distance L2 and its harmonics # 3. It is clear that the time for the reflected waves # 2 and # 3 to reach the sensor is shorter because the descending aortic bifurcation of Sensor2 is closer to L1 than Sensor1. For the above reason, it is possible to explain that the arrival time of the reflected wave is delayed in the black aortic origin pulse waveform than in the gray descending aorta waveform in the second and third peaks. is there.

なおSensor2の下行大動脈分岐部からの反射波#2である2番目のピークが消失しているように見えるのは、Sensor2と下行大動脈分岐部が近いため1番目のピークとの合成波となり、明瞭に識別できない状態である。このことは、1番目のピークのパルス幅が広くなっていることからも理解できる。   In addition, it seems that the 2nd peak which is reflected wave # 2 from the descending aortic bifurcation part of Sensor2 is disappearing, because the sensor2 and the descending aortic bifurcation part are close to each other, it becomes a composite wave with the 1st peak. It is in a state that cannot be identified. This can be understood from the fact that the pulse width of the first peak is wide.

上述の考え方の妥当性を調べるために、図16の黒色の大動脈起始部の脈波データだけから脈波速度の算出を行ってみると、図16から1番目のピークと2番目のピークとの時間差Δtが0.15secと求まる。この時間差は大動脈起始部と下行大動脈分岐部までの往復距離2×(L1+L2)を伝播するのに要した時間である。ここで、大動脈起始部と下行大動脈分岐部までの距離Lを0.39mと仮定すると、往復距離2Lは0.78mとなる。よって、(101)式から、PWVは0.78/0.15〜5.2m/secと求まる。この値は2点間(A,B)の時間差から求めた値(4m/sec)より大きな値になっている。図7から腹部動脈のPWVは7m/sec以上になるため、5.2m/secは大動脈起始部や腹部動脈の平均値としてのPWVの速度を示していると考えられる。   In order to examine the validity of the above-described concept, when calculating the pulse wave velocity only from the pulse wave data of the black aortic origin in FIG. 16, the first peak and the second peak from FIG. Is obtained as 0.15 sec. This time difference is the time required to propagate the reciprocal distance 2 × (L1 + L2) from the aortic origin to the descending aortic bifurcation. Here, assuming that the distance L between the aortic origin and the descending aortic bifurcation is 0.39 m, the reciprocating distance 2L is 0.78 m. Therefore, PWV is obtained as 0.78 / 0.15 to 5.2 m / sec from the equation (101). This value is larger than the value (4 m / sec) obtained from the time difference between the two points (A, B). From FIG. 7, since the PWV of the abdominal artery is 7 m / sec or more, 5.2 m / sec is considered to indicate the speed of PWV as an average value of the aortic origin and the abdominal artery.

次に、AI及びPWVを算出する。図18は50代成人女性の大動脈起始部の脈波波形を示している。   Next, AI and PWV are calculated. FIG. 18 shows a pulse waveform at the aortic root of an adult woman in her 50s.

図19は図18の一部(7.2sec〜8.4sec)を拡大したものである。   FIG. 19 is an enlarged view of a part (7.2 sec to 8.4 sec) of FIG.

図19から、1番目のピーク#1と2番目のピーク#2の時間差Δtが0.12secと求まる。この時間差は大動脈起始部と下行大動脈分岐部までの往復距離2×(L1+L2)を伝播するのに要した時間である。ここで、大動脈起始部と下行大動脈分岐部までの距離Lを0.39mと仮定すると、往復距離2Lは0.78mと仮定できる。よって、(101)式から、脈波速度は0.78/0.12から6.5m/secと求まる。   From FIG. 19, the time difference Δt between the first peak # 1 and the second peak # 2 is found to be 0.12 sec. This time difference is the time required to propagate the reciprocal distance 2 × (L1 + L2) from the aortic origin to the descending aortic bifurcation. Here, assuming that the distance L from the aortic origin to the descending aortic bifurcation is 0.39 m, the reciprocating distance 2L can be assumed to be 0.78 m. Therefore, from the equation (101), the pulse wave velocity is obtained from 0.78 / 0.12 to 6.5 m / sec.

図20は60代成人男性の大動脈起始部の脈波波形を示している。   FIG. 20 shows a pulse waveform at the aortic root of an adult male in his 60s.

図20の一部(9.1sec〜9.9sec)を拡大した図21から#1点と#2点での脈波伝播時間Δtは約0.127秒であり、往復距離2Lが0.78mとすると、(1)式から、脈波速度(PWV)はV=0.78m/0.127sec=6.1m/secと算出される。   From FIG. 21 in which a part of FIG. 20 (9.1 sec to 9.9 sec) is enlarged, the pulse wave propagation time Δt at points # 1 and # 2 is about 0.127 seconds, and the round trip distance 2L is 0.78 m. Then, from equation (1), the pulse wave velocity (PWV) is calculated as V = 0.78 m / 0.127 sec = 6.1 m / sec.

さらに、図21の脈波波形で、収縮期前方成分のP1(1番目)と収縮期後方成分P2(2番目)のピークの比AIは以下の式で求められる。
AI=ΔP/PP ・・・(102)
ここで、ΔPは(P2−P1)であり、PPはP1とP2の最大値で表される。
Further, in the pulse wave waveform of FIG. 21, the ratio AI between the peak of the systolic anterior component P1 (first) and the systolic posterior component P2 (second) is obtained by the following equation.
AI = ΔP / PP (102)
Here, ΔP is (P2−P1), and PP is represented by the maximum value of P1 and P2.

AI(Augmentation Index)は心臓からの駆動圧(ejection pressure)と、この駆動圧波が血管内を伝播し末梢から反射して戻ってきた反射圧波(reflection pressure)の比率である。このことを考慮すると、60代男性のAI値は(102)式から、
AI=(175−110)/175=37.7%
と求められる。
AI (Augmentation Index) is the ratio between the drive pressure from the heart (ejection pressure) and the reflected pressure wave that propagates in the blood vessel and reflects back from the periphery. Considering this, the AI value for men in their 60s is
AI = (175-110) /175=37.7%
Is required.

図19の成人女性(50代)のAI値も同様にして、(102)式から、
AI=(190−220)/220=−13.6%
と求められる。
Similarly, the AI value of the adult female (50s) in FIG.
AI = (190−220) /220=−13.6%
Is required.

従来の脈波速度PWVの測定では、測定部位A、B、2点間に2台の測定器をセットして、脈波波形の伝播時間差を計測していた。このため、2台の測定器の特性を同じにし、測定器の間隔や方向などの設定に注意しなければならなかった。   In the conventional measurement of the pulse wave velocity PWV, two measuring devices are set between two measurement parts A and B, and the propagation time difference of the pulse wave waveform is measured. For this reason, the characteristics of the two measuring instruments must be the same, and care must be taken in setting the interval and direction of the measuring instruments.

本発明の脈波測定装置により動脈の脈波波形を非接触にて検出することに初めて成功し、心臓からの駆出波と末梢動脈からの反射波との合成波が時系列により、どのように変化するかの簡単なモデルから脈波が下行大動脈分岐部に衝突する時間を求めることができた。その結果、2点間のデータではなく、1箇所の脈波データの反射波の到達時間から、PWVを求めることができた。従来、大動脈の脈波波形が直接検出できなかったため、現在まで成功例はなかった。もちろん、同時にAI値についても算出することができる。   The pulse wave measuring device of the present invention succeeded for the first time in non-contact detection of the pulse wave waveform of the artery, and how the combined wave of the ejection wave from the heart and the reflected wave from the peripheral artery is time-sequentially. The time when the pulse wave collides with the descending aortic bifurcation was obtained from a simple model. As a result, PWV could be obtained from the arrival time of the reflected wave of one pulse wave data instead of the data between two points. Conventionally, since the pulse waveform of the aorta could not be directly detected, there have been no successful examples so far. Of course, the AI value can also be calculated at the same time.

本発明の脈波測定装置の測定アルゴリズムを用いるならば、1箇所の脈波データからAIとPWVの両方の値が求めることができることが利点であると考えられる。   If the measurement algorithm of the pulse wave measuring device of the present invention is used, it is considered that it is an advantage that both values of AI and PWV can be obtained from pulse wave data at one place.

(実施例4)
図22には、実施例4のために用いた脈波計測システムの概要を示す。図22で示すように、周波数(f,f)の2組のマイクロ波微小変位センサー40a及び40bを距離Lだけ離れた測定部位(例えば心臓又は後頸骨動脈、及び足首動脈等)に照射した場合、脈波が距離Lを伝播する脈波速度(PWV)は下記の式(101)で求めることができる。
V=L/Δt ・・・(101)
ここで、Δtは脈波がA点からB点へ距離Lだけ伝播する時間である。
Example 4
In FIG. 22, the outline | summary of the pulse-wave measurement system used for Example 4 is shown. As shown in FIG. 22, two sets of microwave micro displacement sensors 40a and 40b having a frequency (f 1 , f 2 ) are irradiated to a measurement site (for example, heart or posterior tibial artery and ankle artery) separated by a distance L. In this case, the pulse wave velocity (PWV) at which the pulse wave propagates through the distance L can be obtained by the following equation (101).
V = L / Δt (101)
Here, Δt is the time for the pulse wave to propagate from the point A to the point B by the distance L.

図24は、マイクロ波微小変位センサー40a及び40bにより、被測定部の位置A点及びB点を測定している様子を示す。なお、マイクロ波微小変位センサー40a及び40bは、図1に示すアンテナ12及び22並びに点線Cの範囲の装置と同様の構成とした。   FIG. 24 shows a state in which the position A and the point B of the measured part are measured by the microwave minute displacement sensors 40a and 40b. The microwave minute displacement sensors 40a and 40b have the same configuration as the antennas 12 and 22 shown in FIG.

図22に示すように、2組の2周波CWモジュールの配置された位置A点及びB点において、測定された位相差データ(脈波波形)を、マイクロ波微小変位センサー40a及び40bのアナログデジタルコンバータ(ADC)でAD変換した後、情報処理装置(1)に入力する。情報処理装置ではA点及びB点での脈波波形の遅延時間Δtを求めることができる。   As shown in FIG. 22, the phase difference data (pulse waveform) measured at the positions A and B where the two sets of two-frequency CW modules are arranged are converted into analog digital signals of the microwave micro displacement sensors 40a and 40b. After AD conversion by a converter (ADC), it is input to the information processing device (1). The information processing apparatus can obtain the delay time Δt of the pulse waveform at points A and B.

図23は、50代成人女性の2点間(L=57cm)の脈波測定結果を示している。測定では、ベッド上で移動体検出センサーから約30cm離れた位置に仰向けの状態でA点としては大動脈起始部、B点としては大腿動脈での測定を行った。横軸は経過時間、縦軸は位相差を表している。実際の測定にあたっては、被検者には大きく深呼吸した後に呼吸を止めてもらい、無呼吸の状態で数秒間測定を行い、さらに再び、深呼吸と呼吸停止を繰り替えして測定を行った。図23の無呼吸状態でのデータに注目すると、灰色のB点(大腿動脈)での脈波が、黒色のA点(大動脈起始部:黒色)での脈波より時間が遅れているのがわかる。すなわち、A点とB点とでは、同じピークが時間的にずれて検出されている。   FIG. 23 shows the pulse wave measurement result between two points (L = 57 cm) of an adult woman in her 50s. In the measurement, the measurement was performed at the aortic root as point A and at the femoral artery as point B in a supine position at a position about 30 cm away from the moving body detection sensor on the bed. The horizontal axis represents elapsed time, and the vertical axis represents phase difference. In the actual measurement, the subject took a deep breath and then stopped breathing, measured for a few seconds in an apnea state, and then repeated deep breathing and respiratory stop again. When attention is paid to the data in the apnea state of FIG. 23, the pulse wave at the gray point B (femoral artery) is delayed in time from the pulse wave at the black point A (aortic origin: black). I understand. That is, the same peak is detected with a time shift at the points A and B.

図24及び図25は、図23において無呼吸状態にて測定した、大動脈起始部と大腿動脈の脈波波形部分(5sec〜10sec及び15sec〜20sec)を拡大したものである。図24及び図25から、A点からB点への脈波伝播時間Δtは約0.145秒であり、A点とB点との間の距離Lが約57cmとすると、(101)式から、脈波速度(PWV)は、
PWV=57cm/0.145sec=393cm/sec
と算出される。
24 and 25 are enlarged views of the pulse waveform portions (5 sec to 10 sec and 15 sec to 20 sec) of the origin of the aorta and the femoral artery measured in the apnea state in FIG. 24 and 25, if the pulse wave propagation time Δt from the point A to the point B is about 0.145 seconds and the distance L between the point A and the point B is about 57 cm, the equation (101) The pulse wave velocity (PWV) is
PWV = 57cm / 0.145sec = 393cm / sec
Is calculated.

図26は50代成人女性の2点間(L=20cm)、大動脈起始部(A点)及び下行大動脈(B点)での脈波波形を示している。実際には、2点間の距離が20cmと近いため、各部位(A点、B点)からの反射波形の混信を避けるためアンテナの偏波面が互いに直行するようにセットして測定した。   FIG. 26 shows pulse wave waveforms between two points (L = 20 cm), an aortic root (point A) and a descending aorta (point B) in an adult female in their 50s. Actually, since the distance between the two points is as short as 20 cm, measurement was performed by setting the polarization planes of the antennas to be orthogonal to each other in order to avoid interference of reflected waveforms from each part (point A and point B).

図からA点とB点での脈波伝播時間Δtは約0.05秒であり、A、B間の距離Lが約20cmとすると、(101)式から、脈波速度(PWV)は、
V=20cm/0.05sec=400cm/sec
と算出される。
From the figure, assuming that the pulse wave propagation time Δt at points A and B is about 0.05 seconds and the distance L between A and B is about 20 cm, from equation (101), the pulse wave velocity (PWV) is
V = 20cm / 0.05sec = 400cm / sec
Is calculated.

実施例4では、2周波CW近距離測定アルゴリズムの応用として、脈波速度(PWV)センサーについて説明した。また、実際の実験によりデータを取得し、その有用性を実証的に確認した。   In the fourth embodiment, the pulse wave velocity (PWV) sensor has been described as an application of the two-frequency CW short-range measurement algorithm. In addition, we obtained data through actual experiments and verified its usefulness.

従来のPWV測定では、圧力センサーを頸動脈と大腿動脈間(cf:carotid-femoral)又は、上腕動脈と足首動脈間(ba:brachial-ankle)に圧着させて脈波伝播時間を計測していた。しかし、欠点として、測定部位を露出する必要があり、波形を記録するのに多少の技術を要する。また、計測部位に末梢動脈を含むため、測定部位A、B、2点間の脈波波形が異なり、PWV伝播時間差の算出に工夫が必要であり、高精度での計測が困難であった。さらに、末梢動脈を含むため、大動脈硬化を直接反映しておらず、大動脈と末梢動脈の平均値としての情報しか取得できなかった。   In the conventional PWV measurement, the pulse wave propagation time was measured by pressing the pressure sensor between the carotid artery and femoral artery (cf: carotid-femoral) or between the brachial artery and ankle artery (ba: brachial-ankle). . However, as a drawback, it is necessary to expose the measurement site, and some technique is required to record the waveform. Further, since the measurement site includes the peripheral artery, the pulse wave waveforms between the measurement sites A and B are different, and it is necessary to devise for calculating the PWV propagation time difference, making it difficult to measure with high accuracy. Furthermore, since the peripheral arteries are included, aortic stiffness is not directly reflected, and only information as an average value of the aorta and the peripheral arteries can be acquired.

本発明の脈波測定装置を用いる脈波測定では、アンテナの偏波面が互いに直行するように設定すれば、測定部位からの反射波の混信を避けることができる。このことにより、従来のPWV計測器と異なり比較的近距離(L=20cm)での計測が可能となり、大動脈(大動脈起始部(A点)と下行大動脈(B(B点))部位等での計測から、大動脈硬化の直接情報を取得することができる。また、非接触でかつ、着衣のままでの測定が可能なため、ヘルスケア及び健康状態の監視などのスクリーニングにも応用できる。   In pulse wave measurement using the pulse wave measuring apparatus of the present invention, interference of reflected waves from the measurement site can be avoided if the polarization planes of the antennas are set to be orthogonal to each other. This enables measurement at a relatively short distance (L = 20 cm) unlike conventional PWV measuring instruments, such as at the aorta (aortic origin (point A) and descending aorta (point B (B))). It is possible to obtain direct information on aortic sclerosis from the measurement, and since it can be measured without contact and while wearing clothes, it can be applied to screening such as health care and monitoring of health conditions.

12 第一アンテナ(第一電磁波発振部)
13 第一周波数波形発生部
14 ミキサ(第一乗算部)
15 第一電磁波
16 第一反射波
18 可変利得増幅部
22 第二アンテナ(第二電磁波発振部)
23 第二周波数波形発生部
24 ミキサ(第二乗算部)
25 第二電磁波
26 第二反射波
28 可変利得増幅部
29 位相比較部
30 波形処理部
31 変位測定部
32 指標算出部
34 診断部
36 記憶手段
38 報知手段
40、40a、40b マイクロ波微小変位センサー
50、50a、50b 対象物
52 被測定部
12 First antenna (first electromagnetic wave oscillator)
13 First frequency waveform generator 14 Mixer (first multiplier)
15 First electromagnetic wave 16 First reflected wave 18 Variable gain amplification part 22 Second antenna (second electromagnetic wave oscillation part)
23 Second frequency waveform generator 24 Mixer (second multiplier)
25 Second electromagnetic wave 26 Second reflected wave 28 Variable gain amplification unit 29 Phase comparison unit 30 Waveform processing unit 31 Displacement measurement unit 32 Index calculation unit 34 Diagnosis unit 36 Storage unit 38 Notification unit 40, 40a, 40b Microwave micro displacement sensor 50 , 50a, 50b Object 52 Measured part

Claims (22)

第一周波数の第一電磁波を対象物に対して照射し、
第一周波数とは異なる第二周波数の第二電磁波を対象物に対して照射し、
第一電磁波の対象物からの反射電磁波である第一反射波と、第二電磁波の対象物からの反射電磁波である第二反射波との合成波である反射合成波を受信し、
反射合成波波形と、第一周波数の第一周波数波形とを乗算することにより第一差分出力波形を得て、
反射合成波波形と、第二周波数の第二周波数波形とを乗算することにより第二差分出力波形を得て、
第一差分出力波形と第二差分出力波形との位相差に基づいて、対象物の距離の変位の測定値を得るように構成される、脈波測定装置。
Irradiate the object with the first electromagnetic wave of the first frequency,
Irradiate the object with a second electromagnetic wave having a second frequency different from the first frequency,
Receiving a reflected composite wave that is a composite wave of a first reflected wave that is a reflected electromagnetic wave from the object of the first electromagnetic wave and a second reflected wave that is a reflected electromagnetic wave from the object of the second electromagnetic wave;
By multiplying the reflected composite waveform and the first frequency waveform of the first frequency to obtain the first differential output waveform,
Multiplying the reflected composite waveform and the second frequency waveform of the second frequency to obtain a second differential output waveform,
A pulse wave measuring device configured to obtain a measurement value of a displacement of a distance of an object based on a phase difference between a first differential output waveform and a second differential output waveform.
少なくとも一つの電磁波発振部と、少なくとも一つの反射合成波受信部と、第一乗算部と、第二乗算部と、変位測定部とを含む脈波測定装置であって、
電磁波発振部が、第一電磁波及び第二電磁波を発振し、対象物に対して照射するように構成され、
反射合成波受信部が、反射合成波を受信して反射合成波波形を得るように構成され、
第一乗算部が、反射合成波波形と第一周波数波形とを乗算することにより第一差分出力波形を得るように構成され、
第二乗算部が、第一乗算部とは異なる場所に位置し、反射合成波と第二周波数波形とを乗算することにより第二差分出力波形を得るように構成され、
変位測定部が、第一差分出力波形と第二差分出力波形との位相差に基づいて、対象物の距離の変位の測定の結果を得るように構成される、請求項1に記載の脈波測定装置。
A pulse wave measuring device including at least one electromagnetic wave oscillating unit, at least one reflected synthetic wave receiving unit, a first multiplying unit, a second multiplying unit, and a displacement measuring unit,
The electromagnetic wave oscillation unit is configured to oscillate the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave and irradiate the object,
The reflected synthesized wave receiving unit is configured to receive the reflected synthesized wave and obtain a reflected synthesized wave waveform,
The first multiplication unit is configured to obtain a first differential output waveform by multiplying the reflected synthesized wave waveform and the first frequency waveform,
The second multiplier is located at a different location from the first multiplier, and is configured to obtain a second differential output waveform by multiplying the reflected composite wave and the second frequency waveform,
The pulse wave according to claim 1, wherein the displacement measuring unit is configured to obtain a measurement result of a displacement of the distance of the object based on a phase difference between the first differential output waveform and the second differential output waveform. measuring device.
第一乗算部へ入力する反射合成波波形が第二反射波に対応する波形を含み、第二乗算部へ入力する反射合成波波形が第一反射波に対応する波形を含むように、電磁波発振部による第一電磁波及び第二電磁波の対象物に対する照射の範囲を設定する、請求項2に記載の脈波測定装置。   Electromagnetic wave oscillation so that the reflected combined wave waveform input to the first multiplier includes a waveform corresponding to the second reflected wave, and the reflected combined wave waveform input to the second multiplier includes the waveform corresponding to the first reflected wave The pulse wave measuring device according to claim 2, wherein a range of irradiation of the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave by the unit is set. 電磁波発振部が、第一電磁波を照射するための第一電磁波発振部と、第二電磁波を照射するための第二電磁波発振部とを含み、
脈波測定装置が、
第一電磁波発振部であり、かつ反射合成波受信部である第一アンテナと、
第二電磁波発振部であり、かつ反射合成波受信部である第二アンテナと
を備え、
第一アンテナが第二反射波を含む反射合成波を受信し、
第二アンテナが第一反射波を含む反射合成波を受信するように、
第一アンテナ及び第二アンテナの位置関係を設定する、請求項2又は3に記載の脈波測定装置。
The electromagnetic wave oscillation unit includes a first electromagnetic wave oscillation unit for irradiating the first electromagnetic wave, and a second electromagnetic wave oscillation unit for irradiating the second electromagnetic wave,
Pulse wave measuring device
A first antenna that is a first electromagnetic wave oscillating unit and a reflected synthetic wave receiving unit;
A second electromagnetic wave oscillating unit, and a second antenna that is a reflected synthetic wave receiving unit,
The first antenna receives the reflected composite wave including the second reflected wave,
As the second antenna receives the reflected composite wave including the first reflected wave,
The pulse wave measuring device according to claim 2 or 3, wherein a positional relationship between the first antenna and the second antenna is set.
第一電磁波の対象物表面での半値角に対応する第一電磁波照射領域と、
第二電磁波の対象物表面での半値角に対応する第二電磁波照射領域と
が重なり合う部分が存在するように、電磁波発振部による第一電磁波及び第二電磁波の対象物に対する照射の範囲を設定する、請求項2〜4のいずれかに記載の脈波測定装置。
A first electromagnetic wave irradiation region corresponding to a half-value angle on the surface of the object of the first electromagnetic wave;
The range of irradiation of the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave object by the electromagnetic wave oscillating unit is set so that there is a portion where the second electromagnetic wave irradiation region corresponding to the half-value angle on the object surface of the second electromagnetic wave overlaps. The pulse wave measuring device according to any one of claims 2 to 4.
第一電磁波及び第二電磁波が、電磁波発振部で直接発振させるか、発振した電磁波の高調波によって得るか、又は逓倍によって得る、請求項2〜5のいずれかに記載の脈波測定装置。   The pulse wave measuring device according to any one of claims 2 to 5, wherein the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave are directly oscillated by an electromagnetic wave oscillating unit, obtained by a harmonic of the oscillated electromagnetic wave, or obtained by multiplication. 反射合成波波形が、所定距離離した位置に配置された2つのミキサである第一乗算部及び第二乗算部に入力され、
位相差が、2つのミキサの出力波形の位相差である、請求項2〜6のいずれかに記載の脈波測定装置。
The reflected composite wave waveform is input to the first multiplier and the second multiplier, which are two mixers arranged at a predetermined distance,
The pulse wave measuring device according to any one of claims 2 to 6, wherein the phase difference is a phase difference between output waveforms of the two mixers.
第一周波数及び第二周波数が、7GHz以上の周波数である、請求項2〜7のいずれかに記載の脈波測定装置。   The pulse wave measuring device according to any one of claims 2 to 7, wherein the first frequency and the second frequency are frequencies of 7 GHz or more. 第一周波数及び第二周波数が、10GHz〜100GHzの間の周波数である、請求項2〜7のいずれかに記載の脈波測定装置。   The pulse wave measuring device according to any one of claims 2 to 7, wherein the first frequency and the second frequency are frequencies between 10 GHz and 100 GHz. 第一電磁波と第二電磁波とを対象物に対して照射し、反射合成波受信部が2つのアンテナであり、2つのアンテナが、第一乗算部及び第一乗算部にそれぞれ接続されている、請求項2〜9のいずれかに記載の脈波測定装置。   The object is irradiated with the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave, the reflected synthetic wave reception unit is two antennas, and the two antennas are connected to the first multiplication unit and the first multiplication unit, respectively. The pulse wave measuring device according to any one of claims 2 to 9. 変位測定部が、距離の変位に含まれる呼吸、体動、当該脈波測定装置の移動の少なくともいずれか1つに基づく変位を除去する脈波外変位除去部を備える、請求項2〜10のいずれかに記載の脈波測定装置。   The displacement measuring unit includes an extra-pulse wave displacement removing unit that removes a displacement based on at least one of respiration, body motion, and movement of the pulse wave measurement device included in the displacement of the distance. The pulse wave measuring device according to any one of the above. 変位測定部が、対象物との距離の変位の測定の結果を連続的に得る、請求項2〜11のいずれかに記載の脈波測定装置。   The pulse wave measuring device according to any one of claims 2 to 11, wherein the displacement measuring unit continuously obtains the result of measuring the displacement of the distance to the object. 変位測定部によって測定された対象物の距離の変位に基づいて、脈波に関する指標の算出の結果を求める指標算出部を備える、請求項2〜12のいずれかに記載の脈波測定装置。   The pulse wave measurement device according to any one of claims 2 to 12, further comprising an index calculation unit that obtains a calculation result of an index related to a pulse wave based on the displacement of the distance of the object measured by the displacement measurement unit. 脈波に関する指標が、時間に対する距離の変位の極大値もしくは極小値の値、複数の極大値もしくは極小値間の時間、又は、複数の極大値もしくは極小値間の値の差に基づいて算出する指標である、請求項2〜13のいずれかに記載の脈波測定装置。   An index related to pulse wave is calculated based on the maximum or minimum value of the displacement of distance with respect to time, the time between multiple maximum values or minimum values, or the difference in values between multiple maximum values or minimum values The pulse wave measuring device according to any one of claims 2 to 13, which is an index. 指標が、動脈の硬さに関する指標である、請求項13又は14に記載の脈波測定装置。   The pulse wave measuring device according to claim 13 or 14, wherein the index is an index related to arterial stiffness. 指標が、PWVの推定値又はAIである、請求項13〜15のいずれかに記載の脈波測定装置。   The pulse wave measuring device according to any one of claims 13 to 15, wherein the index is an estimated value of PWV or AI. あらかじめ設定したパターンに対応した判定の結果を設定しておき、変位測定部によって測定された対象物との距離の変位のパターンと、あらかじめ設定したパターンとを比較して、その比較結果に基づいて判定の結果を得る判定部を備える、請求項2〜16のいずれかに記載の脈波測定装置。   The determination result corresponding to the preset pattern is set, the displacement pattern of the distance measured by the displacement measuring unit is compared with the preset pattern, and based on the comparison result The pulse wave measuring device according to claim 2, further comprising a determination unit that obtains a determination result. 判定の結果が、正常、動脈硬化症、高血圧症・高脂血症、閉塞性肥大型心筋症、拡張型心筋症、大動脈弁閉鎖不全、甲状腺機能亢進症、閉塞性動脈硬化症・糖尿病の少なくともいずれか1つに関する判定の結果である、請求項17に記載の脈波測定装置。   The result is at least normal, arteriosclerosis, hypertension / hyperlipidemia, obstructive hypertrophic cardiomyopathy, dilated cardiomyopathy, aortic regurgitation, hyperthyroidism, obstructive arteriosclerosis / diabetes The pulse wave measuring device according to claim 17, which is a result of the determination regarding any one of them. 変位測定部によって測定された対象物の距離の変位を所定のサンプリングレートで所定時間記録した脈波情報とともに、結果を関連付けて記憶する記憶手段を備える、請求項2〜17のいずれかに記載の脈波測定装置。   The storage unit according to any one of claims 2 to 17, further comprising storage means for associating and storing the result together with the pulse wave information in which the displacement of the distance of the object measured by the displacement measuring unit is recorded at a predetermined sampling rate for a predetermined time. Pulse wave measuring device. 結果を報知する報知手段を備え、結果が得られない測定異常の場合の報知態様と、結果が得られた場合の測定結果の報知態様とを異なる報知態様とする、請求項2〜19のいずれかに記載の脈波測定装置。   20. The system according to claim 2, further comprising a notification unit that notifies a result, wherein a notification mode in the case of a measurement abnormality in which a result is not obtained and a notification mode of a measurement result in a case where the result is obtained are different notification modes. The pulse wave measuring device according to claim 1. 請求項2〜20のいずれかに記載の脈波測定装置を複数備え、各脈波測定装置の対象物が同一人の異なる部位の血管に対応する位置に設定し、各脈波測定装置の変位測定部から出力される対象物との距離の変位の測定の結果のずれに基づいて脈波に関する指標を算出する、脈波測定装置。   A plurality of the pulse wave measuring devices according to any one of claims 2 to 20, wherein the object of each pulse wave measuring device is set at a position corresponding to a blood vessel of a different part of the same person, and the displacement of each pulse wave measuring device A pulse wave measurement device that calculates an index relating to a pulse wave based on a deviation of a measurement result of a distance displacement from an object output from a measurement unit. 対象物を固定する対象物固定手段をさらに備え、
対象物固定手段は、ベッド又は椅子である、請求項1〜20のいずれかに記載の脈波測定装置。

An object fixing means for fixing the object;
The pulse wave measuring device according to any one of claims 1 to 20, wherein the object fixing means is a bed or a chair.

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