JP2018108404A - 生体情報測定装置、生体情報測定方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】被験者がＩＡＢＰを使用しているか否かに拠らず被験者の体内を循環した血液量を基にした正確な血圧値を算出できる生体情報測定装置、生体情報測定方法、及びプログラムを提供すること。【解決手段】心電図測定手段２２は、被験者の心拍に関する心拍情報を検出する。脈波検出手段２１は、被験者の所定部位に対してカフによる加減圧を行っている期間の脈波を検出する。振幅算出手段２３は、心拍情報から心臓の一心周期を検出し、当該一心周期での脈波の極大値の検出し、検出した各極大値に対して平均処理を行うことにより、被験者の血流量に由来する振幅値を算出する。血圧算出手段２４は、振幅算出手段２３が算出した振幅値と、カフの加圧力と、の関係から血圧値を算出する。【選択図】図１

Description

本発明は生体情報測定装置、生体情報測定方法、及びプログラムに関し、特に非観血血圧測定を行う生体情報測定装置、生体情報測定方法、及びプログラムに関する。

ＩＡＢＰ（Intra Aortic Balloon Pumping, 大動脈内バルーンパンピング）は、左心室補助の目的で広く用いられている補助循環装置である。ＩＡＢＰは、バルーンカテーテルを被験者の胸部下行大動脈に留置し、心臓の拍動に同期してバルーンを拡張／収縮させることによって心臓の圧補助を行う。これにより、心筋への酸素供給を増加させ、心筋の酸素消費量を減少させることができる。

例えば特許文献１には、ＩＡＢＰの治療タイミングを最適に設定するための機能を有する装置が開示されている。

特表２００７−５０３８８３号公報 特許第５２２９４４９号公報 特開２０１２−４００８８号公報

Takashi Usuda et al, "A Blood Pressure Monitor with Robust Noise Reduction System under Linear Cuff Inflation and Deflation", Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc, 2010 [平成２６年６月３０日検索]、インターネット<URL: http://www.nihonkohden.co.jp/iryo/products/monitor/01_bedside/bsm1700.html>

ところで血圧値は、被験者の状態を把握するために重要なバイタルサインである。そのため、ＩＡＢＰ使用時にも被験者の血圧値を正確に把握できることが好ましい。以下、非観血式（ＮＩＢＰ：Non Invasive Blood Pressure）血圧測定について検討する。

非観血式血圧測定では、被験者の上腕等にカフ（マンシェット）を巻き、そのカフに送り込んだ空気によって上腕を、更にはその中を通る動脈を圧迫する。圧迫された動脈の拍動（脈動）がカフに振動として伝わり（オシレーション）、その振動の大きさから血圧値を算出する。しかし被験者がＩＡＢＰを使用している場合、バルーンによってアシストされた心拍を基に算出された血圧値（収縮期血圧（ＳＹＳ）、拡張期血圧（ＤＩＡ）、平均血圧（ＭＡＰ：ＭＥＡＮ ＡＴＲＥＲＩＡＬ ＰＲＥＳＳＵＲＥ））なのか、被験者由来の心拍を基に算出された血圧値（収縮期血圧（ＳＹＳ）、拡張期血圧（ＤＩＡ）、平均血圧（ＭＡＰ））なのか、が区別できなかった。ひいては、血圧値を正確に取得できないという問題があった。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、被験者がＩＡＢＰを使用しているか否かに拠らず被験者の体内を循環した血液量を基にした正確な血圧値を算出できる生体情報測定装置、生体情報測定方法、及びプログラムを提供することを主たる目的とする。

本発明にかかる生体情報測定装置の一態様は、
被験者の心拍に関する心拍情報を検出する拍動情報検出手段と、
前記被験者の所定部位に対してカフによる加減圧を行っている期間の脈波を検出する脈波検出手段と、
前記心拍情報から心臓の一心周期を検出し、各一心周期での前記脈波の極大値を検出し、検出した各極大値に対して移動平均処理を行うことにより、前記被験者の血流量に由来する振幅値を算出する振幅算出手段と、
前記振幅算出手段が算出した振幅値と、前記カフの加圧力と、の関係から血圧値を算出する血圧算出手段と、を備えるものである。

ＩＡＢＰの使用時と不使用時では一心周期内での脈波の極大値の現れ方が異なる。上述のように生体情報測定装置は、一心周期内での脈波の極大値に対して移動平均処理を行い、体内を循環した血流量を正確に反映した振幅値を算出する。生体情報測定装置は、この振幅値を用いることによって所望の血圧値を算出することができる。

本発明は、被験者がＩＡＢＰを使用しているか否かに拠らず被験者の体内を循環した血液量を基にした正確な血圧値を算出できる生体情報測定装置、生体情報測定方法、及びプログラムを提供することができる。

実施の形態１にかかる生体情報測定装置１の構成を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる生体情報測定装置１の構成を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる生体情報測定装置１の構成を示すブロック図である。 実施の形態１にかかるカフ１１によるカフ圧と観血血圧との関係を示す概念図である。 実施の形態１にかかる脈波検出手段２１が検出した脈波を示す図である。 心電図（ＥＣＧ）波形とオシレーション波形との関係を示す図である。 オシレーション波形を示す概念図（ＩＡＢＰによるアシスト比１：２）である。 実施の形態１にかかる各振幅値の算出処理を示す概念図である。 オシレーション波形を示す概念図（ＩＡＢＰによるアシスト比１：１）である。 実施の形態１にかかる各振幅値の算出処理を示す概念図である。 実施の形態１にかかる振幅算出手段２３が算出したオシレーションテーブル（データ列）とカフ圧の推移の関係を示す概念図である。 実施の形態１にかかる出力手段１６の出力画面例を示す図である。 実施の形態１にかかる各波高値の遷移を示す図である。

＜実施の形態１＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる生体情報測定装置１の構成を示すブロック図である。生体情報測定装置１は、カフ１１、圧力センサ１２、ポンプ１３、電磁弁１４、心電図電極１５、出力手段１６、入力手段１７、及び制御演算手段２０を有する。生体情報測定装置１は、非観血で血圧を測定できるものであればよく、生体情報モニタのように血圧以外の各パラメータを取得できるものであってもよい。なお、以下の説明では、生体情報測定装置１の被験者がＩＡＢＰ（Intra Aortic Balloon Pumping, 大動脈内バルーンパンピング）を使用している可能性があるものとする。

カフ１１は、被験者の主に上腕部に巻きつけられる。カフ１１の内部には、エア（空気）を注入して被験者の動脈を圧迫するエアブラダー（図１には図示せず）が設けられている。ポンプ１３は、制御演算手段２０の制御に応じて、このエアブラダーにエアを注入する。電磁弁１４は、制御演算手段２０の制御に応じて、カフ１１内のエアブラダーの排気制御を行う。

圧力センサ１２は、カフ１１内の空気圧、すなわちカフ圧を検出する。圧力センサ１２の後段には、適宜Ａ／Ｄ変換器や交流増幅器、各種フィルタ等が設けられている（図１には図示せず）。圧力センサ１２と脈波検出手段２１の間の構成例を図２Ａ及び図２Ｂに示す。なお図２Ａ及び図２Ｂにおいては、圧力センサ１２の前段構成及び脈波検出手段２１の後段構成の記載は省略する。

図２Ａは、主にアナログ処理によりフィルタを行う場合の構成例を示している。圧力センサ１２の後段のアナログフィルタ３１は、フィルタ処理によりカフ圧に相当するアナログ信号と脈波に相当するアナログ信号を抽出する。Ａ／Ｄ変換器３２は、カフ圧に相当するアナログ信号をデジタル信号（カフ圧信号）に変換して脈波検出手段２１に供給する。脈波に相当するアナログ信号には、アナログフィルタ３３により更にフィルタ処理が行われる。Ａ／Ｄ変換器３４は、アナログフィルタ３３が出力したアナログ信号をデジタル信号（脈波信号）に変換して脈波検出手段２１に供給する。

図２Ｂは、デジタル処理も用いてフィルタを行う場合の構成例を示している。圧力センサ１２の出力したアナログ信号は、アナログフィルタ３５によりフィルタ処理が行われてＡ／Ｄ変換器３６に入力される。Ａ／Ｄ変換器３６は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して制御演算手段２０内のデジタルフィルタ２５に供給する。デジタルフィルタ２５は、デジタルフィルタ処理を行い、カフ圧に相当するデジタル信号（カフ圧信号）と被験者の脈波に相当するデジタル信号（脈波信号）を抽出し、脈波検出手段２１に供給する。なお図２Ａ及び図２Ｂの構成は、あくまでも一例であり、脈波検出手段２１にカフ圧に対応するデジタル値と脈波に相当するデジタル値が供給される構成であれば他の構成であってもよい。

再び図１を参照する。上述のカフ１１、圧力センサ１２、ポンプ１３、及び電磁弁１４は、非観血血圧測定の際に用いられる一般的な構成と同様である。

心電図電極１５は、被験者の胸部や四肢等に取り付けられる複数の電極（シール電極、クリップ電極を含む）から構成される。出力手段１６は、生体情報測定装置１の筐体上に設けられたディスプレイや、内臓プリンタ等である。入力手段１７は、生体情報測定装置１の筐体上に設けられたボタンやキーパネル等の各種入力インターフェイスである。なお出力手段１６と入力手段１７は、タッチディスプレイのように一体化された構成であってもよい。上述のように被験者は、ＩＡＢＰを使用しているケースがある。

制御演算手段２０は、生体情報測定装置１の制御を行うものである。制御演算手段２０は、脈波検出手段２１、心電図測定手段２２、振幅算出手段２３、及び血圧算出手段２４を備える。さらに制御演算手段２０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、Ｉ／Ｏ（Input/Output）ポート、ハードディスク等を含むもの（またはこれ等と協調して動作するもの）である。

心電図測定手段２２は、心電図電極１５から得られた心電図信号を基に心電図（ＥＣＧ：Electrocardiogram）を取得し、取得した心電図（ＥＣＧ）を振幅算出手段２３に供給する。心電図測定手段２２の動作及び構成は、一般的な心電図測定装置が有する機能や動作と同様であればよい。

脈波検出手段２１の動作説明の前に、カフ圧と観血血圧（本装置では取得しなくてもよい）の関係性について図３を参照して説明する。図３の例では、ＩＡＢＰがいわゆる１：２アシスト（２回の心周期のうち１回の心周期でのバルーンアシスト）を行っている。

図示するように、２回の心周期のうちの１回の心周期の中に、ＩＡＢＰのアシストによりオシレーション幅（脈波の圧力）が高くなっている点と、被験者自身の心臓の拍動によりオシレーション幅（脈波の圧力）が高くなっている点、の双方が存在する。

脈波検出手段２１は、カフ圧信号（図示せず）と脈波信号（図示せず）を基に、被験者に対してカフ１１による加減圧を行っている期間の脈波（以下、オシレーション波形とも記載する。）を検出する。図４は、脈波検出手段２１が検出したオシレーション波形（図中の“ＯＳＣ”）を示す図である。図４に示すオシレーション波形は、図３に示すカフ圧の推移や観血血圧と対応するものである。また脈波検出手段２１は、オシレーション波形から取得できる波高値（図中の“ｈｅｉｇｈｔ”）も合わせて取得してもよい。脈波検出手段２１は、取得した脈波の情報（オシレーション波形や波高値の情報）、及びカフ圧の情報を振幅算出手段２３に供給する。

振幅算出手段２３には、脈波検出手段２１が検出した脈波の情報（オシレーション波形や波高値の情報）やカフ圧の情報と、心電図測定手段２２が取得した心電図（ＥＣＧ）と、が供給される。振幅算出手段２３は、心拍情報（本例では心電図（ＥＣＧ））から被験者の心臓の一心周期を検出する。そして振幅算出手段２３は、一心周期でのオシレーション波形の極大値の検出に応じて、オシレーション波形から被験者の心拍由来の振幅値またはＩＡＢＰアシストされた振幅値を算出する。当該算出処理の詳細について以下に説明する。

図５は、心電図（ＥＣＧ）波形とオシレーション波形との関係を示す図である。図５の例では、ＩＡＢＰがいわゆる１：２アシスト（２回の心周期のうち１回の心周期でのバルーンアシスト）を行っている。図示するように、心電図（ＥＣＧ）には、１拍毎にＱＲＳ波が存在する。いわゆるＲ−Ｒ間隔は、一心周期（１回の心拍周期）に対応する。ＩＡＢＰを用いた治療では、被験者の心臓の収縮期にバルーンを縮小し、拡張期に大動脈弁が閉鎖すると同時にバルーンを拡張する。ＩＡＢＰのバルーン拡張／縮小は、通常は血圧（血圧波形）や心電図（ＥＣＧ）に同期させて行う。

振幅算出手段２３は、心電図（ＥＣＧ）波形を解析してＱＲＳ波を検出して、心臓の１拍の間隔を取得する。そして振幅算出手段２３は、ＱＲＳ波から一定時間内にあるオシレーション波形の最小値を基準として図５に示すように各一心周期のオシレーション波形を切り出す。

振幅算出手段２３は、各一心周期内のオシレーション波形の極大値を検出する。ここで極大値とは、振幅値が上昇から下降に切り替わるピーク点である。不整脈やＤｉｃｒｏｔｉｃＷａｖｅ等のケースを除外すると、バルーンのアシストがない心周期の場合、極大値は一心周期内に１つ現れる。バルーンのアシストがある心周期の場合、極大値は一心周期内に２つ現れる。振幅算出手段２３は、血圧値の上昇と下降を短い時間（所定時間内）で繰り返すピーク点（いわゆるノイズやＤｉｃｒｏｔｉｃ Ｗａｖｅ）を極大値として取り扱わない。また振幅算出手段２３は、ノイズ等の影響を除外するために前処理としてフィルタリング処理を行ってもよい。振幅算出手段２３は、極大値の検出状況（一心周期内での極大値の検出回数）に応じてＩＡＢＰのアシスト比を推定する。

図６Ａ及び図６Ｂを参照してＩＡＢＰモードが１：ｎ（ｎは２以上）であると推定した場合の動作について説明する。ＩＡＢＰのモードが１：ｎ（ｎは２以上）であると推定した場合、振幅算出手段２３は、２つの極大値が現れる一心周期において１つ目の極大値を被験者の心拍由来（被験者の心臓の動作に応じた）の振幅値として検出する（図６Ａ）。また振幅算出手段２３は２つの極大値が現れる一心周期において２つ目の極大値をＩＡＢＰによるアシストを受けた振幅値として検出する（図６Ｂ）。振幅算出手段２３は１つの極大値のみが現れる一心周期では当該極大値を被験者の心拍由来（被験者自身の心臓の動作に応じた）の振幅値として検出する（図６Ａ）。そして振幅算出手段２３は、各一心周期から被験者の心拍由来の振幅値とＩＡＢＰによるアシストを受けた振幅値を順に取り出し、経過時間と振幅値の変化の関係を示すオシレーションテーブル（データ列）を作成する（図６Ｂ）。

図７Ａ及び図７Ｂを参照してＩＡＢＰモードが１：１であると推定した場合の動作について説明する。ＩＡＢＰのモードが１：１であると推定した場合、振幅算出手段２３は各一心周期において１つ目の極大値を被験者の心拍由来（被験者の心臓の動作に応じた）の振幅値として検出する（図７Ａ）。また振幅算出手段２３は各一心周期において２つ目の極大値をＩＡＢＰによるアシストを受けた振幅値として検出する（図７Ａ）。そして振幅算出手段２３は、各一心周期から被験者の心拍由来の振幅値とＩＡＢＰによるアシストを受けた振幅値を順に取り出し、経過時間と振幅値の変化の関係を示すオシレーションテーブル（データ列）を作成する（図７Ｂ）。

振幅算出手段２３は、生成したオシレーションテーブル（データ列）（図６Ｂや図７Ｂに示す被験者の心拍由来の振幅値またはＩＡＢＰによるアシストがされた振幅値）を血圧算出手段２４に供給する。なお、医師等が入力手段１７を用いて被験者の心拍由来の振幅値に基づく血圧値を出力することを指定している場合、振幅算出手段２３は被験者の心拍由来の振幅値に関するオシレーションテーブル（データ列）のみを出力してもよい。医師等がＩＡＢＰによりアシストされた血圧値を出力することを指定している場合についても同様である。

振幅算出手段２３は、脈波検出手段２１から入力されたカフ圧の情報も血圧算出手段２４に供給する。

なお生体情報測定装置１のユーザ(医師等)は、明示的にＩＡＢＰの使用中であるか否かを示すモード情報を生体情報測定装置１に入力してもよい。この場合に医師等は、入力手段１７を操作してモード情報を入力する。ここでモード情報は、ＩＡＢＰのアシスト比の情報を含んでいることが好ましい。例えばアシスト比として１：３が入力された場合、振幅算出手段２３は、ある一心周期において２つの極大値を検出した場合、続く２回の心周期では極大値を１つしか検出しないように演算する。このようにアシスト比が明示的に入力されることにより、振幅算出手段２３は、より適切に（換言すると誤検出を行うことなく）各振幅値を算出することができる。

また振幅算出手段２３は、一心周期内で２つの極大値を検出した場合、１つ目の極大値の検出タイミングと２つ目の極大値の算出タイミングとの間の時間も合わせて算出してもよい。この場合に振幅算出手段２３は、この算出時間（１回目の極大値の検出タイミングと２回目の極大値の検出タイミングとの間の時間、図６Ａの長鎖線部分）と所定時間との差が一定範囲内にあるかを判定する。ここで所定時間とは、ＩＡＢＰ治療において自己収縮期圧からオーグメンテーション圧までの望ましい（治療効果が高い）時間である。そのため上述の差が一定範囲内にない場合、振幅算出手段２３はＩＡＢＰの治療タイミング（バルーンの動作タイミング）が適切ではないと判定し、使用者に通知する機能を持っていてもよい。

血圧算出手段２４は、振幅算出手段２３が算出した振幅値（すなわち上述のオシレーションテーブル（図６Ｂや図７Ｂ））と、カフ１１の加圧力の推移と、の関係から所望の血圧値を算出する。血圧値の算出手法の詳細について、図８を参照して説明する。

図８は、振幅算出手段２３が算出したオシレーションテーブル（データ列）とカフ圧の推移の関係を示す概念図である。ここでオシレーションテーブル（データ列）は、医師等が指定した出力モード（被験者の心拍由来の血圧値の出力モード、ＩＡＢＰによってアシストされた血圧値の出力モード、両血圧値の出力モード）に応じたものが対象となる。図８の例では、医師等が被験者の心拍由来の血圧値の出力モードを選択していることを想定しているため、被験者の心拍由来（被験者の心臓の拍動による）のオシレーションテーブル（データ列）が対象となっている。

血圧算出手段２４は、振幅の最大値に対応するカフ圧値を平均血圧（ＭＡＰ）として算出する。または、補間等の任意の処理により平均血圧（ＭＡＰ）を求めてもよい。図８の例において血圧算出手段２４は、最大振幅値に対応するカフ圧が９０ｍｍＨｇであるため、平均血圧（ＭＡＰ）を９０ｍｍＨｇとして算出する。また血圧算出手段２４は、最大振幅値の５０％の振幅値に対応するカフ圧から収縮期血圧（ＳＹＳ）及び拡張期血圧（ＤＩＡ）を算出する。図８の例において血圧算出手段２４は、収縮期血圧（ＳＹＳ）を１１０ｍｍＨｇ、拡張期血圧（ＤＩＡ）を７０ｍｍＨｇと算出する。

オシレーションテーブル（データ列）を用いた血圧算出方法の詳細は、例えば非特許文献１のＦｉｇ．１等を参照されたい。なお上述の血圧算出方法は、オシロメトリック法によるオシレーションテーブル（データ列）を用いた一例であり、この他の手法を用いても勿論構わない。また上述の説明では最大振幅値の５０％を基準として収縮期血圧（ＳＹＳ）及び拡張期血圧（ＤＩＡ）を算出したが、この５０％はあくまでも一例である。

血圧算出手段２４は、算出した各血圧値を出力手段１６を介して出力する。図９は、出力例を示す概念図である。血圧算出手段２４は、図９に示すように、例えば出力モードと各血圧値を合わせて出力（例えば紙に印刷、または生体情報測定装置１の筐体上に設けられたディスプレイに表示）する。なお図９の画面例はあくまでも一例であり、脈波や心電図波形と共に各血圧値を表示してもかまわない。

（変形例）
変形例として、被験者の体内を循環する血流量に着目した血圧値の算出方法について説明する。上記の説明では、被験者の心拍由来の血圧値、またはＩＡＢＰによってアシストされた血圧値、のいずれかを算出することとして説明したが、以下の例では被験者の心拍由来の拍動とＩＡＢＰによってアシストされた拍動の双方を考慮した血圧値の測定方法について説明する。

脈波検出手段２１及び心電図測定手段２２の処理は、上述と同様である。振幅算出手段２３は、オシレーション波形から各一心周期における極大値を上述の方法で検出し、検出した各極大値の移動平均（例えば３点移動平均、５点移動平均）を求める。すなわち振幅算出手段２３は、被験者の心拍由来の振幅値とＩＡＢＰアシストされた振幅値の双方を基にした移動平均により血流量由来の振幅値（被験者の体内を循環する血流量に由来する振幅値）を算出する。そして振幅算出手段２３は、移動平均で求めた振幅値を用いてオシレーションテーブル（データ列）を作成する。オシレーションテーブル（データ列）の生成方法は、図６（Ｂ）や図７（Ｂ）と同様である。

なお移動平均は、ＩＡＢＰのアシスト比を考慮した演算であることがより好ましい。例えばＩＡＢＰのアシスト比が１：３である場合には３点移動平均を行い、アシスト比が１：５の場合には５点移動平均を行うことが好ましい。すなわち振幅算出手段２３は、ＩＡＢＰのアシスト比と対応したデータ数を用いた平均処理を行うことが望ましい。例えばアシスト比が１：３に対して５点平均処理を行った場合、５個のデータ数に対してＩＡＢＰによりアシストされたデータが２個含まれて平均処理が行われるケースがある。同様に５個のデータ数に対してＩＡＢＰによりアシストされたデータが１個のみ含まれて平均処理が行われるケースがある。いずれケースであっても、算出される血圧値の精度が若干悪くなってしまう。しかしアシスト比と平均処理の処理データ数を対応させることによってＩＡＢＰのタイミングが正確に反映され、より正確な血圧値を算出することが可能となる。ここでアシスト比と平均処理の処理データ数を対応させるとは、アシスト比が１：３である場合に３個のデータを用いて平均処理を行う場合に限られず、３の倍数の個数のデータを用いて平均処理を行う場合も含まれる概念である。また、制御演算手段２０は、本発明者による特許文献２に記載の手法を応用して移動平均を行なってもよい。オシレーションテーブル（データ列）作成後の処理については、上記の手法と同様である。

このように極大値の移動平均により求めた振幅値を基にして血圧値を算出する場合、ＩＡＢＰのアシストが行われたか否かによらず被験者の体内を循環した血流量を反映した血圧値を把握できる。

また振幅算出手段２３は、波高値（図４における“ｈｅｉｇｈｔ”）を用いて同等の処理を行うことも可能である。図１０は、アシスト比が１：２の場合の波高値（図４と同一）と、各種波高値を示す図である。図示するようにオシレーション波形から得られる波高値（図中の四角で囲った波高値の遷移）は、被験者の心拍由来の波高値とＩＡＢＰアシストを受けた波高値が交互に現れる。そのため上述の被験者の心拍由来の振幅値の検出処理（１心周期内で１つ目の極大値を被験者の心拍由来の振幅値として検出する）は、この波高値の下側のピーク値を結んでできる波高値の遷移（図中の点線部分）と対応する。この被験者の心拍由来の波高値（図１０の点線部分）と図８等に示すオシレーションテーブル（データ列）は、同一のオシレーション波形を基に生成したものであるため対応関係にある。そのため振幅算出手段２３は、この波高値の遷移を基に被験者の心拍由来の各血圧値を算出することもできる。

ここで振幅算出手段２３は、波高値の移動平均（図１０の例では３点移動平均、５点移動平均）を用いて各血圧値を算出してもよい。この場合、被験者の心拍由来の振幅値とＩＡＢＰによってアシストされた振幅値を平均化して扱うことになる。振幅算出手段２３は、この移動平均により求めた波高値を基にした算出処理をすることにより、所定時間内での血流量に応じた各血圧値を算出することができる。

続いて、本実施の形態にかかる生体情報測定装置１の効果について説明する。上述のように生体情報測定装置１は、一心周期内での脈波の極大値の検出状態（２つの極大値が存在するか否か、検出された振幅値）に応じて、被験者の心拍由来の振幅値、ＩＡＢＰによってアシストされた振幅値、血流量に着目した場合の振幅値、の少なくとも１つを算出している。生体情報測定装置１は、これ等の振幅値を基に所望の血圧値を算出することができる。例えば被験者の心拍由来の血圧値（被験者の心臓の拍動に応じた血圧値）を参照したい場合、生体情報測定装置１は被験者の心拍由来の振幅値を用いて血圧値を算出する。医師等は、被験者の心臓の拍動に由来する血圧値を参照することにより、ＩＡＢＰの治療効果やＩＡＢＰの離脱判断等を容易に行うことができる。

生体情報測定装置１は、心電図のＱＲＳ波の検出タイミングを基に一心周期を検出している。心電図のＲ波は、電圧変化の大きい点である。そのため生体情報測定装置１は、このＲ波を基準とすることにより精度良く一心周期を算出でき、これにより精度良く血圧値を算出することができる。

上述のように振幅算出手段２３は、２つの極大値が現れる一心周期において１つ目の極大値を被験者の心拍由来（被験者の心臓の動作に応じた）の振幅値であるとして検出する（図６Ａ）。また振幅算出手段２３は２つの極大値が現れる一心周期において２つ目の極大値をＩＡＢＰによるアシストを受けた振幅値であるとして検出する（図６Ｂ）。この極大値の検出タイミング（ＩＡＢＰ使用時には一心周期内に２回、ＩＡＢＰ不使用時には一審周期内に１回）は、個人差がないため、どのような被験者に対しても一定以上の性能で血圧値を算出することができる。

振幅算出手段２３は、明示的に指定されたモード情報（ＩＡＢＰを使用しているか否か、及びアシスト比の情報）を用いて各血圧値を算出することが好ましい。アシスト比を事前に認識できることにより、振幅算出手段２３はどのタイミングで一心周期内に２回の極大値が現れるかを想定できる。これにより振幅算出手段２３は、振幅値を誤検出する可能性を大幅に減らすことができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。

例えば、上述の説明（図８等）ではカフ１１を一定値まで加圧した後に、減圧することを想定したオシロメトリック法を想定したが、必ずしもこれに限られない。すなわち生体情報測定装置１は、加圧時に非観血血圧（ＮＩＢＰ）を測定する技術（例えば特許文献３、非特許文献２）を用いていてもよい。この場合であっても、上述のアルゴリズム（極大値の検出を用いたアルゴリズム）を用いることにより、ＩＡＢＰ使用時であっても所望の血圧値（被験者心拍由来の血圧値、ＩＡＢＰアシストされた血圧値、被験者の血流量に由来する血圧値）を正確に取得することができる。

上述の例では、心電図（ＥＣＧ）を用いて一心周期を算出したが、必ずしもこれに限られない。心電図（ＥＣＧ）は、心臓の拍動（心拍）に関する情報（心拍情報）を取得するために用いられている。そのため被験者の心拍に関する心拍情報を取得できる構成であれば、心電図測定手段２２以外の構成を採用してもよい。例えばＳｐＯ２による脈波を検出し、当該脈波から一心周期を推定し、上述の処理を行えばよい。すなわち生体情報測定装置１は、被験者の心拍情報（図１例では心電図）を取得する拍動情報検出手段を有する構成であればよく、心電図測定手段２２は拍動情報検出手段の一態様である。

また上述の制御演算手段２０内の各処理は、生体情報測定装置１内で動作するコンピュータプログラムとして実現することができる。すなわち生体情報測定装置１は、一般的なコンピュータが備えるＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ装置の構成も備えているものとする。

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

１ 生体情報測定装置
１１ カフ
１２ 圧力センサ
１３ ポンプ
１４ 電磁弁
１５ 心電図電極
１６ 出力手段
１７ 入力手段
２０ 制御演算手段
２１ 脈波検出手段
２２ 心電図測定手段
２３ 振幅算出手段
２４ 血圧算出手段
２５ デジタルフィルタ
３１、３３、３５ アナログフィルタ
３２、３４、３６ Ａ／Ｄ変換器

Claims (6)

1. 被験者の心拍に関する心拍情報を検出する拍動情報検出手段と、
   前記被験者の所定部位に対してカフによる加減圧を行っている期間の脈波を検出する脈波検出手段と、
   前記心拍情報から心臓の一心周期を検出し、各一心周期での前記脈波の極大値を検出し、検出した各極大値に対して移動平均処理を行うことにより、前記被験者の血流量に由来する振幅値を算出する振幅算出手段と、
   前記振幅算出手段が算出した振幅値と、前記カフの加圧力と、の関係から血圧値を算出する血圧算出手段と、
   を備える生体情報測定装置。
2. 前記振幅算出手段は、ＩＡＢＰのアシスト比と対応したデータ数を用いた移動平均処理を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の生体情報測定装置。
3. 前記心拍情報は心電図であり、
   前記振幅算出手段は、前記心電図からＱＲＳ波を検出し、当該ＱＲＳ波の検出点を基準として各振幅値の算出処理を行う、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の生体情報測定装置。
4. 被験者の所定部位に対してカフによる加減圧を行っている期間の脈波から波高値を検出する脈波検出手段と、
   前記波高値に対して移動平均処理を行うことにより、前記被験者の血流量に由来する振幅値を算出する振幅算出手段と、
   前記振幅算出手段が算出した振幅値と、前記カフの加圧力と、の関係から血圧値を算出する血圧算出手段と、
   を備える生体情報測定装置。
5. 被験者の心拍に関する心拍情報を検出する拍動情報検出ステップと、
   前記被験者の所定部位に対してカフによる加減圧を行っている期間の脈波を検出する脈波検出ステップと、
   前記心拍情報から心臓の一心周期を検出し、各一心周期での前記脈波の極大値を検出し、検出した各極大値に対して移動平均処理を行うことにより、前記被験者の血流量に由来する振幅値を算出する振幅算出ステップと、
   前記振幅算出ステップにて算出した振幅値と、前記カフの加圧力と、の関係から血圧値を算出する血圧算出ステップと、
   を備える生体情報測定方法。
6. コンピュータに、
   被験者の心拍に関する心拍情報を検出する拍動情報検出ステップと、
   前記被験者の所定部位に対してカフによる加減圧を行っている期間の脈波を検出する脈波検出ステップと、
   前記心拍情報から心臓の一心周期を検出し、各一心周期での前記脈波の極大値を検出し、検出した各極大値に対して移動平均処理を行うことにより、前記被験者の血流量に由来する振幅値を算出する振幅算出ステップと、
   前記振幅算出ステップにて算出した振幅値と、前記カフの加圧力と、の関係から血圧値を算出する血圧算出ステップと、
   を実行させるプログラム。

Images